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Vorrichtung zum Polieren von Sdleiben aus Glas od. ä. Werkstoffen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Polieren der beiden Flächen
einer Scheibe aus Glas oder ähnlichem Werkstoff in horizontaler oder im wesentlichen
horizontaler Lage durch oberhalb oder unterhalb der Scheibe angeordnete Poliervorrichtungen,
zwischen denen die Scheibe hindurchgeführt wird.
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Beim Arbeiten mit solchen Poliervorrichtungen biegt sich,die Glasscheibe,
falls die Arbeitsebene einer unteren Polierscheibe, z. B. als Folge einer stärkeren
Abnutzung eines Polierfilzes, von der normalen Arbeitsebene abweicht, die durch
die zum Tragen und zur Mitnahme der Scheibe dienenden Rollen bzw. Walzen bestimmt
ist, unter dem Druck der Polierscheibe der oberen Fläche durch. Schon wenn -das
llaß dieser Durchbiegung einige zehntel Millimeter erreicht, führt das zum Springen
der Glasscheibe.
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Es ist bekannt, die unteren Poliervorrichtungen solcher Anlagen höhenverstellbar
auszubilden, um durch eine solche Verstellung des Niv eauis der Arbeitsfläche der
Poliervorrichtung Abweichungen derselben als Folge des Verschleißes der Arbeitsfläche
auszugleichen. Dies ist aber mittels der bekannten Anordnung nur sehr unvollkommen
und nur im zeitlichen Abstand von dem Auftreten der abzustellenden Niveauänderung
- meist zu spät -möglich.
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Durch die Erfindung wird eine ohne jeden Zeitverlust erfolgender,
vollautomatischer Ausgleich der Niveauunterschiede der unteren Polierscheibe und
damit die Ausschaltung der oben erläuterten Gefahrenmomente möglich.
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Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine im Bereich der Arbeitsbahnen
der unteren Poliervorrichtungen angeordnete Vorrichtung zum kontinuierlichen oder
diskontinuierlichen Abgreifen von als Folge fehlender Unterstützung der Scheibe
durch die eine oder andere der unteren Poliervorrichtungen auftretenden, örtlichen
Durchbiegungen der Scheibe gegenüber der normalen Arbeitsebene und eine von dieser
Abgreifvorrichtung gesteuerte Vorrichtung zur automatischen Höhenverstellung derjenigen
der unteren Poliervorrichtungen, durch deren Niveauänderung die Durchbiegung hervorgerufen
worden ist.
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Falls das Polieren der Glasunterseite durch Elemente erfolgt, die
je zwei Kränze von Polierscheiben aufweisen, wird fdas Maß der etwaigen Durchbiegung
der Glasscheibe an einem Punkt abgeta@stet, der in der Nähe der von zwei Polierkränzen
gemeinsam bestrichenen Arbeitsfläche liegt. Ein an diesem Punkt angeordneter Fühler
mißt das Durchbiegen der Glasscheibe kontinuierlich untl besteht zweckmäßig aus
einem Rohr, dessen Öffnung nahe der unteren Fläche der Glasscheibe liegt und das
von Luft durchströmt wird, deren von dem Grade der Durchbiegung der Glasscheibe
abhängige Menge zur Erzeugung der Steuerimpulse für Vorrichtungen zur Korrektur
des Polierscheibenniveaus ausgenutzt wird.
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Die Messung der Durchbiegung der Glasscheibe kann aber auch in regelmäßigen
Abständen durch ein schwingendes Abtastorgan erfolgen, das in Abhängigkeit von der
Drehbewegung eines Polierscheibenkranzes Schwingungen ausführt, .deren Abweichungen
vom Einstellwert Impulse zur Korrektur des Polierscheibenniveaus bewirken. Am Abtastorgan
sitzt ein elastisch verstellbares, mit einem Arm verbundenes Kollimatorrohr mit
Spalt, der mit einem Schlitz in einer an einem schwenkbaren Schaft angebrachten
Abdeckplatte bei Absinken der Glasplatte unter ihre Normalebene in Deckung kommt,
so daß ein den Spalt und den Schlitz passierender Lichtstrahl auf Fotozellen auftrifft,
deren gegebenenfalls verstärkter fotoelektrischer Effekt die Stellung der zugeordneten
Polierscheibe korrigiert. Der Schaft weist eine Rolle auf, die an einer umlaufenden
Kurvenscheibe liegt, und wird bei zwei Werkzeugkränzen mit je drei Polierscheiben
jeweils einmal bei (n -f- 1/(;) Umdrehungen der Hauptrolle ausgelenkt. Gemäß einem
weiteren Kennzeichen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zwischen den Fotozellen
und dem Schlitz ein Sicherheitsschirm angeordnet.
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In den Zeichnungen ist eine Reihe von Ausführungsformen von Vorrichtungen
gemäß der Erfindung veranschaulicht; es ist
Fig. 1 eine schematische
Aufsicht auf ein unteres Polierelement, das aus zwei Kränzen von je drei Polierscheiben
besteht; Fi.g.2 ein schematischer vertikaler Schnitt :durch die gesamte Regelvorrichtung
und Fig. 3 ebenfalls schematisch eine Aufsicht auf die Regelvorrichtung; Fig. 4
veranschaulicht im Vertikalschnitt die Antriebswelle für einen Kranz von Polierscheiben
sowie schematisch die Steuervorrichtung für das Tastorgan; Fig. 5 zeigt Einzelheiten
des Tastorgans im vertikalen Schnitt gemäß Linie V-V der Fig. 6; Fig.6 zeigt in
senkrechtem Schnitt gemäß Linie VI-VI der Fig. 5 weitere Einzelheiten des Tastorgans;
Fig. 7 veranschaulicht schematisch die verschiedenen Relativstellungen des Tastorgans
und seines Betätigungshebels; Fig.8 und 9 sind Einzelansichten im vertikalen und
und horizontalen Schnitt durch das Organ zur Korrektur des Niveaus der Polierscheibe.
Anordnung,der Tastvorrichtung Das Abtasten erfolgt an der Unterfläche der Glasscheite
1 während des Poliervorganges durch ein Organ 2 in der Bähe der Überschneidung der
Arbeitswege der Polierfläche der beiden Kränze. Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf die
Polierscheiben in der Stellung, in welcher das Abtasten für die Polierscheibe P
erfolgt.
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Das Tastorgan wird durch eine Noppe 2 (Fig. 4 5, 6) gebildet, die
von einer Kappe 3, in deren Innerem mit ihren beiden Enden eine Welle 4 gelagert
ist, getragen wird. Diese Welle kann sich frei in Lagern 5; 5 drehen, die in ein
dichtes Gehäuse 6 eingepaßt sind, das selbst an dem Rahmen 7 der Poliervorrichtung
befestigt ist. Die Welle 4 ist außerdem mit dem dichten Gehäuse 6 durch zwei Kautschukscheiten
8 verbunden, die auf die Welle aufvulkanisiert sind. Hierdurch wird unter Aufrechterhaltung
der Schwingbeweglichkeit der Welle 4 in den Lagern 5, 5 die Abdichtung der durch
das Gehäuse gebildeten Kammer gesichert. Bei der Drehung der mit der Kappe 3 fest
verbundenen Welle 4 in dem einen oder anderen Sinne erfolgt ein Anheben oder Absenken
der Noppe 2, die auf der Kappe 3 in bezug auf diese Welle 4 ,exzentrisch angeordnet
ist. Das Gehäuse 6 ist mit einem abnehmbaren Deckel 9 und mit einem Schaulochdeckel
10 versehen.
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Mit der Welle 4 kann -ein Kollimatorrohr 11, das im wesentlichen aus
der Linse 12 und einer in ihrem Brennpunkt angeordneten Lichtquelle 13 besteht und
einen parallel zur Welle 4 angeordneten Spalt 14 aufweist, schwingen. Zu diesem
Zweck ist Idas optische Gerät an einen Träger 11 a angeordnet, dessen eines Ende
mittels der Welle 4 schwenken kann. Ein liebelartiger Arm 16 ist mit einem Ende
an der Welle 4 befestigt und trägt an seinem anderen Erde eine Regelschraube 17
mit Differentialgewinde. Durch mehr oder weniger weites Einschrauben dieser Schraube
17 in das Gewinde 18, das in dem Träger 11 a angebracht ist, kann das optische Gerät
mehr oder weniger gegenüber .dem Arm 16 geneigt und ihm derart eine bestimmte Einstellung
für eine gegebene Höhenlage des Abtastorgans erteilt werden. Vorrichtung zur periodischen
Betätigung des Abtastorgans Die am Rahmen 7 gelagerte Arbeitswelle 63 (Fig. 4) eines
der beiden durch die Noppe 2 eingeregelten Polierscheibenkränze trägt ein waagerechtes
Zahnrad 19, das mit einem Rad 19 a, welches die gleiche Anzahl von Zähnen aufweist,
kämmt. Das Rad 19 a ist koaxial zu einem Zahnrad 20 angeordnet, dessen Zähnezahl
ein Mehrfaches von 6, z. B. 6 mal k, ist. Dieses Zahnrad 20 kämmt mit einem Zahnrad
20a, Idas (6n-1-1) k Zähne besitzt und auf ,einer vertikalen Welle 21 sitzt, die
sich in den am Rahmen 7 der Poliervorrichtung befestigten Lagern 22 und 23 dreht.
Diese Wahl der Zähnezahl hat zur Folge, ,daß der Abtastvorgang für jeden Polierteller
jedesmal nach (n -f- l16) Umdrehungen jeder Polierkranzwelle 63 erfolgt.
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An der Welle 21 a, die mit der Welle 21 durch die Kupplungsmuffe 21
b verbunden ist und sich in -den Lagern 22 a und 23 a im Inneren des Rahmens 7 dreht,
ist ein waagerechter kreisförmiger Nocken 24 (Fig. 5) befestigt, der eine sattelförmige
Vertiefung aufweist und während seiner Drehbewegung .in ständigem Kontakt .mit einer
in Kugellagern gelagerten Rolle 25 am Ende des Schaftes 26 steht. Dieser Schaft
kann mit seinem anderen Ende frei um die Welle 4 schwingen. Die Rolle 25 wird durch
die Wirkung einer Rückführfeder 27, deren eines Ende über eine Regelschraube 27a
an dem Schaft 26 und deren anderes Ende am Rah men 7 befestigt ist, in ständigem
Kontakt mit dem Nocken 24 gehalten. Der Schaft 26 ist ferner über eine Feder 28
und einen Stellfinger 28 an den Optikträger 11a angeschlossen. Bei jedem Vor-: beigang
der Vertiefung des Nockens 24 an der Rolle 25, d. h. jedesmal, wenn die Welle (ia
-1- llc) Umdrehungen vollführt hat, verschiebt sich der unter der Wirkung der Feder
27 stehende Schaft 26 und bewirkt derart über die Feder 28, ,den Optikträger 11
a, die Schraube 17; den Arm 16, die Welle 4 und die Kappe 3 das Anheben der Noppe
2. Nunmehr erfolgt ein Abtastvorgang, d. h., die Noppe wird zwangläufig in die Arbeitsebene
bewegt. Die Feder 28 ist so ausgebildet, ,daß sie bei der Verschiebung,des Schaftes
26 das optische Gerät 11 mitnehmen kann, wenn dieses nicht unter einer Gegenwirkung
steht, die durch die Noppe 2 ausgeübt wird. Vorrichtung für ,die Übertragung der
Ergebnisse des Abtastvorganges Wenn beim Abtasten der Noppen 2 durch die Berührung
mit der Glasscheibe unterhalb des normalen Arbeitsniveaus angehalten wird, was eintritt,
wenn diese beim Passieren einer Polierscheibe mit abweichender Arbeitsfläche durchgebogen
worden ist, so wird -das optische Gerät 11 festgehalten, während der unter der Einwirkung
der Feder 27 stehende Schaft 26 seine Bewegung fortsetzt, da er nicht fest, sondern
lediglich über die Feder 28 mit dem optischen Gerät 11 verbunden ist. Die Größe
des Ab:staudes zwischen Schaft 26 und optischem Gerät 11 ergibt ein Maß für die
Durchbiegung der Glasscheibe und -damit für die Abweichung-der Arbeitsfläche der
Polierscheibe.
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Derselbe Arbeitsvorgang wiederholt sich bei allen (n -i- l!6) Umdrehungen
der Kranzwelle, wodurch sich aufeinanderfolgend ein Abtastvorgang für jede der sechs
Polierscheiben der durch idie Vorrichtung gesteuerten Poliervorrichtung ergibt.
Für jede Polierscheibe erfolgt das Abtasten bei jedem (za -i- 1)-ten Durchlauf.
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Der Schaft 26 trägt eine mit einem Schlitz 30, der parallel zu dem
Spalt 14 des optischen Geräts 11 verläuft, versehene Abdeckplatte 29. Die Einstellung
der Achse des optischen Geräts 11 und des Schaftes 26 zueinander erfolgt so, daß
der Schlitz des optischen
Geräts und der Schlitz dieser Platte nicht
einander gegenüberliegen und daher das Lichtbündel des optischen Geräts 11 abgedeckt
wird, solange ;die Stellung des Schaftes 26 und,des optischen Geräts 11 zueinander
nicht geändert wird, d. h.
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1. in der Wartestellung, während die Rolle 25 auf dem ringförmigen
Teil des Nockens 24 abrollt (Stellung A in Fig. 7) ; 2. wenn eine Bewegung des Schaftes
26 unter der Voraussetzung erfolgt, daß keine Glasscheibe vorhanden ist (Stellung
B der Fig. 7) ; 3. wenn die Noppe 2 in ihrer normalen Arbeitsebene in Berührung
mit der Glasscheibe gelangt, wie dies oben erläutert wurde (Stellung C in Fig. 7).
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Wenn als Folge des Vorüberganges einer Polierscheibe, deren Polierfläche
tiefer liegt als die normale Arbeitsebene, die Glasscheibe sich in der Nähe der
Noppe 2 durchbiegt, so gelangt die Noppe 2 in einem unterhalb des normalen Niveaus
liegenden Niveau in Kontakt mit der Glasscheibe; das mit der Noppe 2 fest verbundene
optische Gerät 11 entfernt sich von dem Schaft 26, und sein Schlitz liegt dann gegenüber
dein Schlitz 30 der Abdeckplatte 29, so daß das Lichtstrahlenbündel hindurchtreten
kann (Stellung D in Fig. 7).
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Ein Sicherheitsschirm 62 verhindert jeden unzeitigen Durchtritt von
Lichtstrahlen, insbesondere wenn der bewegliche Teil der Anordnung in die Stellung
<4 (Fig.7) zurückkehrt. Dieser Schirm ist so angeordnet, daß er in dem betrachteten
Fall -eines Kontaktes des Abtastorgans mit aus der Arbeitsebene abweichender Fläche
den Durchtritt der Lichtstrahlen ermöglicht. In der Verlängerung des Kollimatorrohrs
ist ein umlaufendes, total reflektierendes Prisma 31 angeordnet. Dieses empfängt
:das von dem optischen Gerät ausgehende Lichtstrahlenbündel, wenn dieses nicht unterbrochen
ist. Das Prisma wird von einer vertikalen Welle 32 getragen, die sich in den in
bezug auf die Rahmenkonstruktion 7 festen Lagern 33, 34 dreht. Die Welle 32 wird
über ein Zahnrädergetriebe 35, 36 in Drehung versetzt, das über die Welle 21 a mittels
der Kupplungsmuffe 21 b mit der vertikalen Welle 21 verbunden ist. Welle 32 läuft
mit derselben Geschwindigkeit um wie die den Kranz von Polierscheiben tragende Welle
63. Das übersetzungsverhältnis der Zahnräder 35, 36 ist umgekehrt dem der Steuerzahnräder
20a und 20 und gleich
In regelmäßiger Verteilung um das Prisma 31 herum sind sechs fotoelektrische Zellen
37 fest angeordnet. Sie werden von einem an dem Rahmen 7 verstellbar befestigten
Ring 38 getragen. Auf diese Zellen trifft der Reihe nach das von dem Kollimatorrohr
kommende Lichtstrahlenbündel auf, das durch das Prisma während (dessen Drehbewegung
reflektiert wird. Die Zellen erzeugen elektrischen Strom, sobald dem Lichtstrahlenbündel
des optischen Geräts durch Bewegung des Schaftes 26 gegen das optische Gerät der
Durchtritt durch -die Schlitze 14 und 30 freigegeben wird, @d. h. sobald die Poliervorrichtung,
bei deren Vorübergang das Abtasten erfolgt, sich unterhalb der normalen Arbeitsebene
befindet.
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In allen Fällen bleiben diese Zellen wirkungslos, wenn sie nicht von
einem Lichtstrahl getroffen werden können. Regelvorrichtung für die Verstellung
der Polierscheiben in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Abtastvorganges Jede der
sechs fotoelektrischen Zellen 37 ist an einen Verstärker 64 angeschlossen, der ein
Zeitrelais 65 steuert (Fig. 4). Der Arbeitsstrom wird über Bürsten 40 und Schleifringe
41 -den Elektromagneten 42 zugeführt, welche die Ankerplatte 43 am Ende der das
Anheben der Polierscheiben bewirkenden Klinke 44 anziehen (Fig.8 und 9).
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Diese Anhebbewegung wird durch die Drehung,der Mutter 45 herbeigeführt,
die ein Schaltrad 46 trägt, auf das die Klinke 44 einwirkt. Die Drehung der Mutter
45 bewirkt das Anhebendes mit Gewinde versehenen, topfartigen Körpers 47, der die
Längs- und Querlager 48 der Polierscheibe trägt. Auf das eine eine Rolle 51 tragende
Ende eines um die Zapfen 50 schwenkbaren Hebels 49 wirkt der exzentrische Nokken
52. Dieser Nocken ist ortsfest und wird durch die bei 54 an dem Rahmen 7 befestigte
Achse 53 getragen. In den Lagern 55 dreht sich die Arbeitswelle 63. Eine an dem
Arm des Gehäuses 62 feste Feder 56 hält die an dem Hebel 49 angeordnete Rolle in
Kontakt mit dem exzentrischen Nocken 52.
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Das andere Ende des Hebels 49 trägt,die bei 57 angelenkte Klinke 44,
die ihrerseits die bei Erregung des Elektromagneten 42 angezogene Ankerplatte 43
trägt.
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Eine bei 58 an dem Hebel 49 und bei 59 an der Klinke befestigte Feder
60 hält diese normalerweise außer Eingriff mit dem Schaltrad. Hieraus ergibt sich,
daß der Hebel 49 bei jedem Umlauf der den Kranz von Polierscheiben tragenden Arbeitswelle
63 einen Pendelweg zurücklegt. Wenn kein elektrischer Impuls vorhanden ist, so erfolgt
die Hebelbewegung im Leerlauf. Wenn jedoch das Niveau der Polierscheibenarbeitsfläche
verändert ist, so trifft im Verlauf des Abtastvorganges der Lichtstrahl des Gerätes
11 auf eine fotoelektrische Zelle, die über Aden Verstärker 64 und das selbständige
Zeitrelais 65 während der Dauer etwa eines Umlaufs ;der Welle 63 Strom nach dem
Elektromagneten 42 schickt, so daß die Klinke in das Schaltrad einfällt und dieses
fortschaltet. Hierdurch wird die Drehung der Mutter 45 und derart ,das Anheben des
topfartigen Körpers 47 .der Polierteller bewirkt.
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Die Wirkung der Feder 60, durch welche die Klinke normalerweise außer
Eingriff gehalten wird, ermöglicht auch das Heben und Senken der Polierteller, und
zwar mit Hilfe einer in beiden Richtungen wirkenden Schnecke 61 und eines Schneckenrades.
Durch diese Vorrichtung wird das Auswechseln der Polierteller -erleichtert.
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Die Erfindung ist nicht auf,die vorstehend beschriebene Ausführungsform
beschränkt. So kann insbesondere statt eines diskontinuierlichen Abtastens der Niveauänderungen
der Polierscheiben, auf die eine ebenfalls diskontinuierliche Wiedereinregelung
des Niveaus folgt, auch ein kontinuierliches Abtasten und Einregeln erfolgen. Ferner
kann an Stelle der beschriebenen, mit Lichtstrahlenbündeln arbeitenden Ausrichtvorrichtungen
oder anderer Arten von auf diesem Prinzip beruhender Vorrichtungen auch ein unter
Überdruck oder Unterdruck stehendes gasförmiges oder flüssiges Medium zusammen mit
einem Verteiler, der mit den :das Anheben jeder der einzelnen Polierscheiben steuernden
Organen in Verbindung steht, verwendet werden. Der Grad der Durchbiegung der Glasscheibe
kann ferner auch mittels einer Röhre festgestellt werden, :deren Öffnung nahe
der
Unterfläche der Glasscheibe liegt und durch die eine je nach der Näherung oder Entfernung
der Glasscheibe von der Öffnung mehr oder weniger verringerte Luftmenge hindurchtritt,
wobei eine Hilfsvorrichtung rdas Niveau der Polierscheibe in Abhängigkeit von der
gemessenen Luftmenge korrigiert.
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Das Anheben jeder Polierscheibe kann in beliebiger Weise bewirkt werden,
beispielsweise unter Verwendung einer Magnetspule, deren Kern ein mit dem Organ,
welches das Anheben der Polierscheibe steuert, verbundenes Schaltrad betätigt, ferner
auch unter Verwendung eines Elektromotors mit Untersetzungsgetriebe.
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Die Erfindung kann ferner auch auf Vorrichtungen zum Schleifen von
Glasscheiben unter gleichzeitiger Bearbeitung ihrer beiden Flächen zur Bestimmung
der Abnutzung der unteren Schleifscheiben und Regelung der Höhe derselben Anwendung
finden.