DE1652204A1 - Device for grinding or polishing samples or workpieces - Google Patents
Device for grinding or polishing samples or workpiecesInfo
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Description
ΜΟηΑβη 2, Brouhousstrafje 4/fflΜΟηΑβη 2, Brouhousstrafje 4 / ffl
Η, Struers Chemiske Laboratorium, Skindergade 38, Kopenhagen, Dänemark.Η, Struers Chemiske Laboratorium, Skindergade 38, Copenhagen, Denmark.
Vorrichtung zum Schleifen oder Polieren von Proben oder Werkstücken.Device for grinding or polishing samples or workpieces.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schleifen oder Polieren von Proben oder Werkstücken. Die Vorrichtung ist in erster Linie für metallographische Zwecke entwickelt und soll deshalb besonders für diese % Verwendung beschrieben werden. Die zu schleifenden oder zu polierenden Gegenstände sollen dementsprechend als Proben'· bezeichnet werden, obwohl es sich auch um Werkstücke handeln kann.The invention relates to a device for grinding or polishing samples or workpieces. The device is designed primarily for metallographic purposes and will therefore be described particularly for this use%. The objects to be ground or polished should accordingly be referred to as samples, although they can also be workpieces.
Es ist bekannt, eine Anzahl von metallographischen Proben gleichzeitig auf einer waagerechten umlaufenden Polierscheibe zu behandeln, indem die Proben in einem umlaufenden Probehalter angebracht werden, der ihnen eine zur Drehachse der Polierscheibe exzentrische kreisförmige | Bewegung erteilt. Es ist ebenfalls bekannt, den einzelnen Proben im Verhältnis zum Probehalter eine Eigenretation zu erteilen. Durch solche Anordnungen wird erstrebt, die PoIierriohtung im Verhältnis zur Oberfläche ständig zu wechseln, um ein einseitiges Ausschmieren der Bestandteile der Proben zu vermeiden, und ferner um zu vermeiden, dass ein abgegrenzter härterer oc|er weicherer Bestandteil zur Folge hat, dass der in der PoIierriohtung unmittelbar nachfolgende Teil der Oberfläche eine andere BehandlungIt is known to treat a number of metallographic specimens simultaneously on a horizontal revolving polishing wheel by placing the specimens in a revolving sample holder which has a circular shape eccentric to the axis of rotation of the polishing wheel Movement granted. It is also known to give the individual samples a self-retention in relation to the sample holder. Such arrangements strive to constantly change the direction of polishing in relation to the surface in order to avoid one-sided smearing of the components of the samples, and furthermore to avoid that a delimited harder or softer component results in the in the PoIierriohtung immediately following part of the surface other treatment
erhält als andere Teile der Probe. Ausserdem bleiben sprSde 109811/0368 received than other parts of the sample. In addition, sprSde 109811/0368 remain
bestandteile, wie z.B. Graphit, besser erhalten als wenn für längere Zeit in der gleichen Richtung poliert wird.components such as graphite are better preserved than when is polished in the same direction for a long time.
Dadurch dass mehrere Proben mit der Hilfe eines automatischen Halters gleichzeitig "behandelt werden, wird ein Arbeitsersparnis erzielt, und das Polieren wird von der unterschiedlichen Geschicklichkeit des Personals unabhängig. Der erforderliche Polierdruck kann dadurch erreicht werden, dass der Pro"b ehalt er mit Gewichten versehen ist, die über Druckstangen die einzelnen Proben belasten. Die einzelnen Proben können dann einzeln eingesetzt und herausgenommen werden und haben die Freiheit, sich von selbst an die Oberfläche der Polierscheibe anzulegen.By "treating several samples at the same time with the aid of an automatic holder" a labor saving is achieved, and the polishing becomes independent of the different skill levels of the personnel. The necessary polishing pressure can be achieved by adding weights to the sample that load the individual samples via pressure rods. The individual samples can then be used individually and be taken out and have the freedom to get away from to apply even to the surface of the polishing pad.
Aehnliche Vorteile werden bei den sogenannten Vibrationspoliervorrichtungen erzielt, bei denen die mit Gewichten belasteten Proben auf einer vibrierenden Polierscheibe frei aufruhen. Für die vibrierende Bewegung der Polierscheibe wurden verschiedene Systeme vorgeschlagen. Gemeinsam für diese ist, dass die Vibrationsbewegung eine komplexe Bewegung is±, durch die den Proben sowohl eine schleifende Bewegung im Verhältnis zur Polierscheibe als auch eine umlaufende Bewegung um ihre eigene Achse erteilt wird. Es lassen sich auf diese Weise einwandfreie Polierergebnisse erzielen, die Poliergeschwindigkeit ist aber sehr klein.Similar advantages are found in the so-called vibration polishing devices achieved in which the samples loaded with weights on a vibrating polishing pad to rest freely. Various systems have been proposed for vibrating the buffing pad. What they have in common is that the vibratory motion is a complex motion, which causes the specimen to have both a grinding movement in relation to the polishing wheel as well as a revolving movement around its own axis will. Flawless polishing results can be achieved in this way, but the polishing speed is slower tiny.
Durch die vorliegende Erfindung wird erstrebt, eine Vorrichtung zu schaffen, die einfacher ist als die erstgenannten Poliervorrichtungen und gleichzeitig die Bedingung eines gleichmässigen Polierene in immer abwechselnden. Richtungen besser erfüllt, die andererseits aohneller" ar-109811/0368 * %'k The present invention seeks to provide an apparatus which is simpler than the first-mentioned polishing apparatus and at the same time satisfies the condition of uniform polishing in ever alternating fashion. Directions better fulfilled, which on the other hand aohneller "ar-109811/0368 * % ' k
beitet als die letzgenannten Poliervorrichtungen.works as the latter polishing devices.
Erfindungsgemäss weist eine Torrichtung zum Schleifen und Polieren ein Schleifglied mit ebener Schleiffläche und ein Leitglid für auf der Schleiffläche frei aufruhende Proben mit kreisförmiger Abrollbahn auf, welches Schleifglied und Leitglied zueinander beweglich sind, wobei das Leitglied ein System von derart ausgebildeten Leitkurven für die Abrollbahnen der Proben aufweist, dass die Resultierende der durch die gegenseitige Bewegung des Schleifgliedes und des Leitgliedes an den Proben erzeugten Reibungskräfte die Leitkurven stets in einem von dem jeweili- ^ gen Berührungspunkt zwischen der Abrollbahn einer Probe und der entsprechenden Leitkurve entfernten Punkt schneidet.According to the invention, a gate direction for grinding and polishing a grinding member with a flat grinding surface and a guide glid for freely resting on the grinding surface Samples with a circular rolling track, which grinding member and guide member are movable to each other, wherein the Guide member has a system of guide curves designed in such a way for the rolling paths of the samples that the resultant the frictional forces generated by the mutual movement of the grinding member and the guide member on the samples the guide curves always in one of the respective contact point between the rolling path of a sample and intersects the point distant from the corresponding guide curve.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die Proben unter der Einwirkung der Schleifkräfte automatisch zum Abrollen an den Leitkurven gebracht werden, so dass die Polierrichtung sich ständig ändert. Die Abrollgeschwindigkeit kann durch geeignete Wahl der Form der Leitkurven beliebig eingestellt werden und soll vorzugsweise im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Polierbewegung klein gehalten werden.With this arrangement it is achieved that the samples automatically to the Rolling on the guide curves are brought so that the polishing direction changes constantly. The unwinding speed can be set as desired by suitable choice of the shape of the guide curves and should preferably be in proportion can be kept small for the speed of the polishing movement.
Als Polierfläche wird, wie bei den bekannten Vorrichtungen, meistens ein auf einem Träger angebrachtes Poliertuch, auf das ein Poliermittel aufgebracht wird, verwendet. Das Poliermittel kann z.B. eine dünnflüssige Aufschlämmung von Aluminiumoxid sein, oder es kann für das Polieren eine Diamantenpaste verwendet werden, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Schmiermittel. Je nachdem 109811/0368 As in the known devices, a polishing cloth attached to a carrier and onto which a polishing agent is applied is used as the polishing surface. The polishing agent can be, for example, a low viscosity slurry of aluminum oxide, or a diamond paste can be used for the polishing, optionally in conjunction with a lubricant. Depending on 109811/0368
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die Reibungsart zwischen den Proben und der Polierfläche flüssig, halbflüssig oder trocken ist, ändert sich der Reibungswiderstand gegen die Abrollbewegung mehr oder weniger bzw. gar nicht mit der Geschwindigkeit der Abrollbewegung. Die Form der Leitkurven soll nun vorzugsv/eise so gewählt werden, dass sich zwischen der Abrollkraft, die im wesentlichen durch den jeweiligen Winkel zwischen der Polierrichtung und der Leitkurve bestimmt ist, und dem Reibungswiderstand gegen die Abrollbewegung ein Gleichgewicht entsteht, so dass das Abrollen der Probe an der Leitkurve mit wenigstens einigermassen konstanter Geschwindigkeit erfolgt. Es wurde gefunden, dass bei einer umlaufenden Polierbewegung mit flüssiger oder halbflüssiger Reibung die genannte Bedingung mit einer für praktische Zwecke ausreichenden Genauigkeit erfüllt ist, wenn die Leitkurven aus Geraden bestehen, die zur Achse für die gegenseitige umlaufende Bewegung des Schleifgliedes und des Leitgliedes versetzt sind.the type of friction between the samples and the polishing surface is liquid, semi-liquid or dry, the frictional resistance to the rolling movement changes more or more less or not at all with the speed of the rolling movement. The shape of the guide curves should now be preferred be chosen in such a way that there is a difference between the unwinding force, which is essentially determined by the respective angle between the polishing direction and the guide curve is determined, and the frictional resistance against the rolling movement an equilibrium arises, so that the rolling of the sample on the guide curve with at least somewhat more constant Speed takes place. It has been found that in the case of a revolving polishing movement with liquid or semi-liquid friction, the condition mentioned with a for Practical purposes sufficient accuracy is fulfilled when the guide curves consist of straight lines leading to the axis are offset for the mutual rotating movement of the grinding member and the guide member.
Es ist prinzipiell ohne Bedeutung, ob das Polierglied bewegt wird und das Leitglied stillsteht oder umgekehrt. Die Polierbewegung kann geradlinig oder umlaufend sein, in beiden Fällen entweder kontinuierlich oder hin und zurück. Aus praktischen Gründen muss die Abrollbewegung der Proben in verschiedenen Richtungen verlaufen, z.B. hin und zurück oder längs einer in sich geschlossenen Bahn. Ob eine Probe sich in der einen oder dex* anderen Richtung bewegt, hängt wie genannt vom jeweiligen Winkel zwischen der Polierbewegung und der Leitkurve ab. Man kannIn principle, it is irrelevant whether the polishing member is moved and the guide member is stationary or vice versa. The polishing movement can be straight or circular, in both cases either continuous or round trip. For practical reasons, the rolling movement of the samples must run in different directions, e.g. there and back or along a self-contained path. Whether a sample is in one or dex * the other Moved direction, as mentioned, depends on the respective angle between the polishing movement and the guide curve. One can
somit durch periodische Umstellung einer Leitkurve erreichen, 10 9 8 11/0368thus achieve through periodic adjustment of a guide curve, 10 9 8 11/0368
dass eine Probe sich wechselweise in der einen und der anderen Richtung der Leitkurve entlang bewegt. Alternativ kann man Paare von Leitkurven benutzen, die im Verhältnis zur Polierrichtung verschieden eingestellt sind. Aus praktischen Gründen ist es indessen am vorteilhaftesten, eine stetig umlaufende Polierbewegung zu benutzen, d.h. das JOIierglied umlaufen und das Leitglied stillstehen zu lassen bzw. umgekehrt, wobei dann die Abrollbewegung der Probe in einer geschlossenen Bahn dadurch erhalten werden kann, dass das Leitglied aufeinander folgende Leitkurven aufweist, wo der Schnittpunkt zwischen der Resultierenden der Reibungskraft und der jeweiligen Leitkurve wechselweise ausserhalb und innerhalb des Berührungspunktes zwischen der Abrollbahn einer Probe und der bezüglichen Leitkurve liegt, wobei das Leitorgan Uebergangskurven aufweist, längs denen eine Probe von einer Leitkurve zur nächsten Leitkurve passieren kann.that a sample moves alternately in one and the other direction along the guide curve. Alternatively it is possible to use pairs of guide curves which are set differently in relation to the direction of polishing. For practical For reasons, however, it is most advantageous to use a continuously revolving polishing movement, i.e. that Rotate the JOIier member and the guide member come to a standstill let or vice versa, in which case the rolling movement of the sample in a closed path is thereby obtained can that the guide member has consecutive guide curves where the intersection between the resultant the frictional force and the respective guide curve alternately outside and inside the point of contact lies between the rolling path of a sample and the relevant guide curve, the guide element having transition curves, along which a sample can pass from one guide curve to the next guide curve.
Durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung wird eine gute Ausnützung der gesamten Polierfläche erzielt, indem eine grosse Anzahl von Proben gleichzeitig poliert werden Λ kann, und zwar so dass jede Probe für sich beliebig eingesetzt und herausgenommen werden kann.This embodiment of the device a good utilization of the entire polishing surface is achieved by a large number of samples are simultaneously polished Λ may, and indeed can be so that each sample used for any and taken out.
Besonders zweckmässig ist auch diese Ausführungsform, weil wie oben genannt die Leitkurven als Geraden ausgebildet werden können, was eine besonders einfache Ausgestaltung der Vorrichtung ermöglicht, und zwar so, dass das Leitglied aus einer Scheibe mit einer Anzahl geradliniger, zur Drehachse versetzter Ausnehmungen besteht, die innen zusammenlaufen und aussen durch kreisförmige Abrundungen 109811/0368 This embodiment is also particularly useful because, as mentioned above, the guide curves can be designed as straight lines, which enables a particularly simple design of the device, namely in such a way that the guide element consists of a disk with a number of straight recesses offset from the axis of rotation converge on the inside and on the outside by circular fillets 109811/0368
abgeschlossen sind, sowie aus einer ".Anzahl von Leitsehienen, die in die Ausnehmungen eingesetzt sind und sich, pa— ' " rallel zu deren Kanten erstrecken und aussen ungefähr an den Zentern der Abrundungen der Ausnehmungen endigen, und " sich innen ü"ber abgerundete Uebergangskurven aneinander schliessen.are completed, as well as from a ". number of guide lines, which are inserted into the recesses and, pa— '"extend parallel to their edges and roughly on the outside end at the centers of the rounding of the recesses, and " inside each other via rounded transition curves conclude.
Wie in den bekannten Vorrichtungen werden die Proben Torzugsweise mit Gewichten belastet, wobei die Gewichte als Probehalter ausgebildet sein können, in die die Proben ^ eingesetzt werden können. Dabei können erfindungsgemass die kreisförmigen Abrollbahnen der Proben zweckmässig von Ringflächen der Probehalter gebildet werden, indem diese Ringflachen dann an den Leitkurven abrollen. Die Hingflächen können gegebenenfalls aus Gummi bestehen, um die Berührung mit der Leitkurve zu verbessern und das Geräusch zu vermindern. Aus dem gleichen Grunde können auch die Leitkurven mit Gummi bekleidet sein·As in the known devices, the samples are preferably loaded with weights, the weights can be designed as a sample holder in which the samples ^ can be used. According to the invention the circular rolling paths of the samples are expediently formed by annular surfaces of the sample holders by placing them Then roll ring surfaces on the guide curves. The Hingflächen can optionally be made of rubber to the Improve contact with the guide curve and reduce the noise. For the same reason you can too the guide curves are covered with rubber
Eine AusfUhrungsform der Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung* beschrieben werden. Auf dieser zeigt ™ Fig. 1 einen waagerechten Schnitt durch dieAn embodiment of the invention is intended below can be described using the drawing *. On this shows ™ Fig. 1 is a horizontal section through the
Vorrichtung nach der Linie I-I in Fig. 2 und Fig. 2 einen Schnitt nach der gebrochenen MnieDevice according to the line I-I in Fig. 2 and 2 shows a section after the broken neck
H-II in Hg. 1. .H-II in ed. 1..
Auf der Zeichnung bezeichnet 1 eine waagerechte umlaufende Polierscheibe, die mit einer aufstehenden KanteIn the drawing, 1 denotes a horizontal circumferential Polishing pad that has a standing edge
2 versehen ist. Die Polierscheibe ist mit einem Poliertuch2 is provided. The polishing pad comes with a polishing cloth
3 bekleidet, und die schalenförmige Vertiefung ist teilweise mit einer Aufschlämmung eines Poliermittels z.B. Aluminiumoxid gefüllt. Es ist auch möglich, das Poliertuch3, and the bowl-shaped recess is partially covered with a slurry of a polishing agent e.g. Alumina filled. It is also possible to use the polishing cloth
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3_mit Diamantenpaste zu "beschmieren.3_to "smear" with diamond paste.
Oberhalb der Polierscheibe ist eine feststehende Scheibe 4 angeordnet, die eine Anzahl von geradlinigen Ausnehmungen 5 aufweist, die zur Drehachse der Polierscheibe versetzt sind/ Die Ausnehmungen 5 laufen innen zusammen und sind aussen durch halbkreisförmige Abrundungen 11 abgeschlossen.Above the polishing pad, a fixed pad 4 is arranged, which has a number of rectilinear Has recesses 5 which are offset to the axis of rotation of the polishing wheel / The recesses 5 run inside together and are outside by semicircular roundings 11 completed.
In den Ausnehmungen 5 befinden sich je eine Leitschiene '6. Die Leitschienen sitzen an einer gemeinsamen NabeΊ2 und erstrecken sich ungefähr bis zu den Zentern der Abrundungen 11. Auch die Leitschienen 6 sind zur Dreh- ™ achse der Polierscheibe versetzt. Die Leitschienen 6 sind in genügendem Abstand über der Polierscheibe, um den Durchgang der Proben zu gestatten, mit Verlängerungen 13 versehen, die durch senkrechte Stege 14 mit der Scheibe verbiinden sind. 8 bezeichnet einen Probehalter, in den eine metallographische Probe 9 eingesetzt ist. Der Probehalter ist mit einer Ringfläche, z.B. einem Gummiring 10, versehen, das zum Abrollen an den Wänden der Ausnehmungen 5 und an den Leitschienen 6 bestimmt ist. - _jA guardrail is located in each of the recesses 5 '6. The guardrails sit on a common hubΊ2 and extend approximately to the centern of the roundings 11. The guardrails 6 are also for rotation ™ axis of the polishing wheel offset. The guide rails 6 are at a sufficient distance above the polishing pad to the To allow passage of the samples, provided with extensions 13, which by vertical webs 14 with the disc are connected. 8 denotes a sample holder into which one metallographic sample 9 is inserted. The sample holder is provided with an annular surface, e.g. a rubber ring 10, which is intended to roll on the walls of the recesses 5 and on the guide rails 6. - _j
Die Nabe 12 bildet Uebergangskurven 7 zwischen den Leitschienen 6, während die Abrundungen 11 Uebergangskurven zwischen den Kanten der Ausnehmungen 5 bilden.The hub 12 forms transition curves 7 between the guide rails 6, while the roundings 11 transition curves between the edges of the recesses 5 form.
Eine Probe, die in den zwischen den Wänden der Ausnehmungen 5 und den Leitschienen 6 gebildeten Kanal eingesetzt wird, rollt bei der angegebenen Drehrichtung der Polierscheibe zunächst nach aussen längs einer Leitschiene 6 und bewegt sich dann längs der Uebergangskurve 11 zu der in Drehrichtung vorderen Kante der entsprechenden Aus-109811/0368 A sample that is inserted into the channel formed between the walls of the recesses 5 and the guide rails 6 is, in the specified direction of rotation, the polishing wheel initially rolls outwards along a guide rail 6 and then moves along the transition curve 11 to the front edge in the direction of rotation of the corresponding Aus-109811/0368
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
nehmung 5, wonach sie sich längs di.eser Kante nach innen abrollt, um dann über die Uebergangskurve 7 der Habe 12 an die nächstfolgende Leitschiene 6 abgeliefert zu werden. Dieser Vorgang wiederholt sich für die nachfolgenden Ausnehmungen und Leitschienen,_bis die Probe in einer geschlossenen Bahn zu ihrer Anfangslage zurück gelangt ist, wonach dasselbe Spiel sich wiederholt, bis die Probe schliesslich herausgenommen wird. Wie ersichtlich können gleichzeitig so viele Proben geschliffen werden, wie sie in dem von den Ausnehmungen 5 und den Leitschienen 6 gebildeten, in sich geschlossenen Führungskanal Platz finden können. _ ...Take 5, after which it turns inwards along the di.eser edge rolls to then over the transition curve 7 of the property 12 to be delivered to the next guardrail 6. This process is repeated for the following Recesses and guide rails until the sample is in a closed path has returned to its starting position, after which the same game is repeated until the test is finally taken out. As can be seen, as many samples as you can be ground at the same time in the one formed by the recesses 5 and the guard rails 6, can find space in a self-contained guide channel. _ ...
10 9 8 11/036810 9 8 11/0368
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