-
Vorrichtung zum Schleifen oder Polieren von Bändern, Tafeln od. dgl.
aus Glas oder ähnlichen Werkstoffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Schleifen oder Polieren von Bändern, Tafeln od. dgl. aus Glas oder ähnlichen Werkstoffen
mit einem Werkzeug, dem eine Kreisparallelbewegung erteilt wird.
-
Bei derartigen Vorrichtungen werden die Glasbänder meist kontinuierlich
gegenüber den Werkzeugen fortbewegt. Die Werkzeuge können in bekannter Weise beispielsweise
die Form eines Rechtecks haben, das mit der Längsseite quer zur Bewegungsrichtung
des Glasbandes liegt und dem eine waagerechte Kreisparallelbewegung mittels zweier
Kurbeln erteilt wird, die parallel zueinander liegen, die gleiche Kurbelarmlänge
haben und sich mit der gleichen Geschwindigkeit drehen. Bei der Bewegung der verhältnismäßig
schweren Werkzeuge treten beträchtliche Unwuchtkräfte auf.
-
Bei solchen eine Kreisparallelbewegung ausführenden, Flächen schleifenden
Werkzeugen ist es angesichts dieser dabei auftretenden Unwuchten schon bekanntgeworden,
eine Ausgleichsmasse vorzusehen. Es handelt sich dabei aber nur um kleine Handschleifmaschinen,
die nicht zum Schleifen oder Polieren von Bändern, Tafeln od. dgl. aus Glas oder
ähnlichen Werkstoffen gedacht sind. Bei diesen bekannten Handschleifmaschinen ist
die Ausgleichsmasse so angeordnet, daß die von ihr hervorgerufenen Kräfte mit den
Trägheitskräften der Werkzeugmasse einen Phasenwinkel von 180° bilden. Bei einem
solchen Phasenwinkel können aber nur die Trägheitskräfte selbst einander aufheben.
Es liegt außerhalb des Bereiches vorliegender Erfindung, einen reinen Trägheitskräfteausgleich,
wie er bei diesen Handwerkzeugen bekannt ist, auch bei Vorrichtungen der vorliegenden
Art anzuwenden. überdies ist es auch bei Glasschleifmaschinen mit einer Kreisparallelbewegung
der Werkzeuge bekannt, phasengleich und synchron mit denn Antrieb sich bewegende
Gewichte vorzusehen, die durch eine biegsame Stange getragen werden und die eine
vom Antrieb erteilte Kreisbewegung in eine Kreisparallelbewegung umwandeln.
-
Die Erfindung geht viehmehr einen Schritt darüber hinaus. Es hat sich
nämlich herausgestellt, daß bei den hier in Frage kommenden Vorrichtungen die Aufhebung
der Trägheitskräfte allein nicht ausreicht, um schädliche Schwingungen zu vermeiden.
Solche Schwingungen sind für den Antrieb der Vorrichtung und auch für den Arbeitsprozeß
um so schädlicher, je schneller die dem Werkzeug erteilte Kreisparallelbewegung
ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung so auszubilden,
daß die genannten schädlichen Schwingungen zumindest auf ein solches Maß herabgesetzt
werden, daß ein einwandfreies Arbeiten mit der Vorrichtung auch bei verhältnismäßig
rascher Kreisparallelbewegung des Werkzeuges möglich ist.
-
Der Lösung dieser Aufgabe liegt die Überlegung zugrunde, daß das Werkzeug
während der Arbeit auch Reibungskräften unterliegt, deren Richtung gegenüber derjenigen
der Trägheitskräfte winkelverschoben ist. Solche Reibungskräfte sind ebenfalls besonders
groß, wenn das Werkzeug von erheblicher Schwere und der Arbeitsdruck beträchtlich
ist.
-
Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist die Vorrichtung
erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine solche Ausgleichsmasse, die einem Ausgleich
auch der zwischen Werkstück und Werkzeug auftretenden Reibungskräfte dient und die
unter einem solchen Winkel zur Richtung der Trägheitskräfte angeordnet ist, daß
ihre Ausgleichskräfte mehr oder weniger in Gegenphase sind mit der Resultierenden
aus dem Durchschnittswert der Reibungskräfte und der Trägheitskräfte.
-
Es hat sich herausgestellt, daß durch die unter dem genannten Winkel
angeordnete Ausgleichsmasse die schädlichen Schwingungen wesentlich herabgesetzt
werden können. Da die Reibungskräfte mit dem fortschreitenden Arbeitsprozeß im allgemeinen
ihre Größe ändern, können die Ausgleichskräfte nur den Durchschnittswert der Reibungskräfte
kompensieren.
Auch kann die gegenphäsige Richtung in bezug auf die
Resultierende aus dem Durchschnittswert der Reibungskräfte und der Trägheitskräfte
nur annähernd eingehalten werden. Vielfach genügt es aber, wenn die Ausgleichskräfte
eine Gegenphase solcher Richtung aufweisen, die zwischen der Richtung der Resultierenden
aus dem Durchschnittswert der Reibungskräfte und der Trägheitskräfte und der Richtung
allein der Trägheitskräfte liegt.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Gewicht der Ausgleichsmasse während des Betriebes veränderbar ist.
-
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß als Ausgleichsnasse
eine schwere Flüssigkeit, wie z. B. Quecksilber, verwendet wird, deren wirksames
Volumen sich während des Betriebes leicht ändern läßt.
-
Eine weitere Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
gekennzeichnet durch die Anordnung der Ausgleichsmasse an einem Exzenter, der aus
zwei koaxialen Teilen besteht, die gegeneinander drehverstellbar und feststellbar
sind.
-
Diese Ausbildungsart der Vorrichtung gestattet eine Veränderung der
Winkellage der Ausgleichsmasse, und zwar auch während des Betriebes.
-
Um diese Veränderung der Winkellage der Ausgleichsmasse während des
Betriebes zu erzielen, ist nach einem weiteren Gedanken ein fest am Werkzeug sitzender
und die Ausgleichsmasse tragender Elektromotor vorgesehen, dessen Drehbewegung in
Abhängigkeit von der Drehverstellung des Ständers eines mit den Werkzeug-Antriebsmotoren
gekuppelten Motors gesteuert wird.
-
Es handelt sich hierbei um eine Übertragung der Drehverstellung mit
einer sogenannten elektrischen Welle.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
-
Abb. 1 ist eine schematische schaubildliche Ansicht einer ersten Ausführungsform,
bei der die Ausgleichsmassen sich um zu den Antriebsachsen des Werkzeuges parallele
Achsen drehen; Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Teil dieser Ausführungsform;
Abb. 3 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie X-X der Abb. 2; Abb. 4 und 5
zeigen schematische schaubildliche Darstellungen von zwei weiteren Ausführungsbeispielen.
-
In Abb. 1 bezeichnet F das Schleif- oder Polierwerkzeug in Form eines
länglichen rechteckigen Prismas. Das Werkzeug erhält eine kreisförmige waagerechte
Hin- und Herbewegung parallel zu seiner Längsrichtung in der nachstehenden nicht
zur Erfindung gehörigen Weise.
-
Ein Rahmen B trägt zwei Lager C, in welchen sich zwei senkrechte Wellen
D mit den Achsen E synchron drehen. Der Antrieb der Achsen D erfolgt durch einen
Motor M, dessen Ständer fest auf dem Rahmen B sitzt. Die Ebene der Achsen Eist parallel
zur Symmetrielängsebene des Werkzeuges F. Zu jeder Welle D gehören zwei im Werkzeug
sitzende Lager P, die auf einer gemeinsamen senkrechten Achse A liegen, die durch
die Symmetrielängsebene des Werkzeugen geht. In diesen Lagern dreht sich eine Welle
G, die die Kurbel L mit dem Kurbelarme aufweist. Hierdurch ergibt sich bei der Drehung
der Welle D, G eine Kreisparalledbewegung des Werkzeuges F. In der Praxis werden
die Kurbeln durch Exzenter mit der Exzentrizität e ersetzt.
-
Der Rahmen B trägt ebenfalls zwei Lager C, in denen sich zwei senkrechte
Wellen D1 mit den Achsen E1 drehen, die in der gleichen Ebene wie die Achsen E liegen.
Diese Wellen D1 sind durch Kurbeln L1, welche die gleiche Kurbelarmlänge wie die
Kurbeln L haben und parallel zu letzteren liegen, mit senkrechten Wellen G1 verbunden,
die sich frei in fest in dem Werkzeug F sitzenden Lagern P l, P' l drehen. Die Achsen
A1 der Wellen G1 liegen in der gleichen Ebene wie die Achsen A.
-
Gemäß der Erfindung ist an jeder der Wellen G1 eine Ausgleichsmasse
m fest angebracht, deren Schwerpunkt nicht durch die Achse A 1 geht.
-
Wenn das Werkzeug F nur den Trägheitskräften J unterläge, ließe sich
der Ausgleich derselben durch die von der Masse: m herrührenden entgegengesetzten
Zentrifugalkräfte erzielen, wie dies in vollen Linien bei I in Abb. 1 dargstellt
ist.
-
Wie oben gesagt, unterliegt aber das Werkzeug in Wirklichkeit während
des Arbeitens auch noch den Reibungskräften, die in Verbindung mit den Trägheitskräften
eine Resultierende ergeben, welche um einen gewissen Winkel gegenüber den Trägheitskräften
verschoben ist.
-
Gemäß der Erfindung ist es möglich, diese Resultierende auszugleichen,
indem man die Ausgleichsmassen m entsprechend verschwenkt, wie dies beispielsweise
durch die strichpunktierte Stellung II der Masse m in Abb. 1 dargestellt ist.
-
Bei der praktischen Ausführungsform gemäß den Abb. 2 und 3, bei der
die Kurbeln durch Exzenter ersetzt sind, ist der Rahmen mit 1 bezeichnet, und 2
entspricht einer der Wellen D 1 mit der Achse E 1 der Abb. 1. Die Welle 2 ist fest
in dem Rahmen 1 gelagert, und das Werkzeug erhält eine Kreisparallelbewegung mit
dem Radius e. Die Ausgleichsmasse besteht hier aus den Teilen 7 und 8, von denen
der letztere an seinem Umfang ein veränderbares Ausgleichsgewicht 9 trägt, das aus
einer veränderlichen Zahl von Körpern aus Blei, Gußeisen oder sonstigem schwerem
Material gebildet ist.
-
Das Teil 7 ist ein Exzenter mit der Achse A 1, die von der Achse E
1 den Abstand e hat. Der Exzenter 7 dreht sich um die Welle 2 mittels eines Rollenlagers
4, das in einem mit dem Exzenter 7 sich drehenden Lager 3 eingebaut ist. Der Exzenter
7 ist frei drehbar mittels Rollenlagern 5 und 6 in dem Werkzeug gehalten. Zwischen
den zusammen sich drehenden Teilen 3 und 7 besteht ein Nuteneingriff 14, der es
dem Werkzeug gestattet, sich je nach dem Zustand der zu bearbeitenden Fläche bzw.
je nach dem Abnutzungsgrad des Schleif- oder Polierbelages am Werkzeug in der Höhe
einzustellen.
-
Es ist ersichtlich, daß bei dieser Ausführung die Ausgleichsmasse
7, 8 während des Arbeitens des Werkzeuges eine Drehbewegung um die Achse A 1 von
der gleichen Periode wie diejenige der Kreisparallelbewegung des Werkzeuges erhält.
-
Anderseits sind die Teile 7, 8 durch Drehen um den Zapfen 10 der Achse
A 1 gegeneinander drehverstellbar. In ihrer jeweiligen Winkellage zueinander können
sie durch eine Schraube 11 festgeklemmt werden, die sich einerseits gegen einen
festen Punkt der Innenfläche des Teiles 8 anlegt und anderseits in den einen oder
anderen von Ausschnitten 12 des Umfanges des unteren Endes des Teils 7 eingreift.
Dieser
mit den Ausschnitten 12 versehene Umfangsteil 13 ist in Abb.
2, in die Ebene dieser Abbildung umgelegt, dargestellt. Durch diese Anordnung ist
es möglich, dem Ausgleichsgewicht 9 die gewünschte Winkeleinstellung mit Bezug auf
die Bewegung des Werkzeuges zu geben, um die Resultierende der Trägheits- und Reibungskräfte,
die auf das Werkzeug wirken, annähernd auszugleichen.
-
Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 sind die Ausgleichsmassen unmittelbar
auf den Antriebswellen des Werkzeuges E angebracht.
-
Bei der Ausführungsform gemäß Abb.5 sind an dem Werkzeug ein oder
mehrere Elektromotore S mit senkrechter Welle angebracht, die mit einem Ausgleichsgewicht
T versehen sind, um die Wirkung der vom Werkzeug ausgeübten Zentrifugalkraft auszugleichen.
Diese Motore S sind mit einem Steuermotor U elektrisch synchronisiert, der selbst
durch eine direkte Kupplung V mit einem der Antriebsmotore M des Werkzeuges verbunden
ist. Durch Drehverstellung des Ständers des Steuermotors U, beispielsweise mittels
einer tangential angreifenden Gewindespindel W, kann während des Betriebes jede
gewünschte Winkelverstellung des Gewichtes T an dem Motor S mit Bezug auf die Bewegung
des Werkzeuges erzielt werden.