DE1777161A1

DE1777161A1 - Laeppmaschine

Info

Publication number: DE1777161A1
Application number: DE19681777161
Authority: DE
Inventors: Boettcher Stephen A
Original assignee: Speedfam Corp
Current assignee: Speedfam Corp
Priority date: 1967-09-14
Filing date: 1968-09-13
Publication date: 1971-04-01
Also published as: GB1200284A; US3515115A; ES358131A1; FR1579339A; CH483297A; NL6812457A; IL30577A0

Description

Läppmaschine

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Läppmaschinen und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Berichtigung der Randzone von läppenden Oberflächen.

Im allgemeinen enthält eine Läppmaschine eine Läppscheibe, die von einem Antrieb um eine senkrechte Achse gedreht wird, und einen oder mehrere Halte- und Nachschleifringe, die auf der Läppscheibe aufliegen und sich durch den Reibungskontakt mit der Scheibe normalerweise frei um ihre eigenen Achsen drehen. Diese Ringe sind dazu vorgesehen, Werkstücke in ihrem Inneren gegen die Bewegung mit der sich drehenden Läppscheibe zu halten und die läppende Oberfläche abzuschleifen, um zu erreichen, daß diese eben bleibt. Bei dieser Anordnung tritt jedoch im inneren ringförmigen Bereich eine stärkere Abnützung der läppenden Oberfläche auf als in dem äußeren ringförmigen Bereich. Es muß deshalb ein weiteres Berichtigungselement v4O08U/O861

eingeführt

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eingeführt werden, um eine brauchbare Flachheit der läppenden Oberfläche innerhalb annehmbarer Grenzen aufrechtzuerhalten.

Entsprechend der damit zusammenhängenden deutschen Anmeldung (amerikanische Anmeldung vom 8. Dezember 196M-, Aktenzeichen Λΐ6 825) läßt sich das Problem dadurch angehen, daß man wahlweise eines oder mehrere unabhängige Schleifelemente ausschließlich mit der äußeren ringförmigen Zone der läppenden Oberfläche in Kontakt bringt. Jedes der Schleifelemente dreht sich durch Reibungskontakt mit der sich drehenden Läppscheibe um seine eigene Achse und hat während dieser Drehung die gewünschte korrigierende Wirkung auf die Handzone· Bei diesem System ist eine pneumatische Anordnung vorgesehen, um das Schleifteil zu heben und zu senken und um es unter Druck In beliebig engen Kontakt mit der Läppscheibe zu bringen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Bauelement zur Berichtigung der Randzone am unteren Ende einer senkrechten Gleitspindel befestigt. Charakteristisch für die Erfindung ist, daß das Eigengewicht der Spindel dazu benutzt wird, den gewünschten Druck auszuüben, unter dem das Bauelement zur Berichtigung der Randzone in Reibungskontakt mit der Läppscheibf gebracht wird, daß weiter eine mechanische Einstellvorrichtung vorgesehen ist, um wahlweise den Kontakt mit der Läppscheibe herzustellen oder die Spindel anzuheben, um so das Bauelement zur Berichtigung der Randzone aus seinem Kontakt alt der Läppscheibe zu lösen, daß die Spindel zum maschinellen Antrieb geeignet ist, um die Rotationsgeschwindigkeit des Bauelements zur Berichtigung der Randzqne zu erhöhen, wodurch die erwünschte korrigierende Behandlung der Randtone alt eines einzigen

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Schleifelement rascher als bisher erzielt werden kann, und daß schließlich das Bauelement zur Berichtigung der Randzone an der Spindel mittels einer neuartigen flexiblen Antriebsvorrichtung befestigt ist, welche eine Schwenkverbindung mit einem niedrigen Schwenkpunkt zum optimalen Betrieb des Bauelements zur Berichtigung der Randzone abgibt.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Darin zeigen«

Figur 1 eine Seitenansicht einer die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Berichtigung der Randzone enthaltende Läppmaschine im Aufriß, wobei einige Teile aufgebrochen und im Schnitt dargestellt sindj

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht eines senkrechten Schnitts durch die Mitte der Vorrichtung zur Berichtigung der Randzone aus Figur 1, wobei das Bauelement zur Berichtigung der Randzone nicht mit der Läppscheibe in Kontakt steht}

Figur 3 einen im allgemeinen der Figur 2 entsprechenden Schnitt, in dem das Bauelement zur Berichtigung der Randzone in Kontakt mit der Läppscheibe dargestellt 1st;

Figur h einen im wesentlichen entlang der Linie h-k in Figur gelegten Schnitt, wobei die Blickrichtung durch die Pfeile angedeutet ist.

In Figur 1 ist allgemein mit der Bezugsziffer 10 eine Läppmaschine bezeichnet, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung enthalten sein soll. Im Rahmenwerk der Läppmaschine 10 sind ein unteres Gehäuseteil 12, ein aufrechtes rückwandiges Gehäuseteil lh und ein oberes überhängendes Gehäuseteil 16

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mit einer unteren waagrechten Wand 18 enthalten.

Das untere Gehäuseteil 12 schafft einen tragenden Unterbau für eine ringförmige waagrechte Läppscheibe 20 und einen Tisch 22, der die Läppscheibe umgibt. Die beliebige Drehung der Läppscheibe 20 um eine senkrechte Achse wird durch eine Antriebsvorrichtung bewirkt, die zum Beispiel einen Elektromotor 2¹+ und ein Untersetzergetriebe 26 enthält.

Im oberen Gehäuseteil 16 sind vier pneumatische Kolben- und Zylinderbaugruppen 28 montiert, zwei auf der einen Seite der Maschine und zwei auf der anderen Seite. Jede der pneumatischen Baugruppen 28 enthält einen Zylinder 30 und eine Kolbenstange 32. An den unteren Enden der Kolbenstangen 32 sind waagrechte Druckplatten 3¹+ befestigt, die mit etwas Spiel in die Nachschleif- und Halteringe 36 passen, welche auf der Läppscheibe 20 aufliegen. Die Hinge 36 ragen etwas über den inneren und äußeren Rand der ringförmigen läppenden Oberfläche der Scheibe 20 hinaus. Wenn die Läppscheibe 20 rotiert, drehen sich die Nachschleifringe 36 relativ zu den Druckplatten 3¹+ um die durch die Kolbenstangen 32 festgelegten Achsen, wobei die Nachschleifringe dazu dienen, die läppende Oberfläche der Läppscheibe 20 zur wesentlichen Aufrechterhaltung ihres ebenen Zustands abzuschleifen. Die zu läppenden (nicht dargestellten) Werkstücke werden innerhalb der Nachschleifringe 36 unter den darin befindlichen Druckplatten 3k gehalten. Während des Läppbetriebs wird eine frei fließende Mischung aus schleifenden Teilchen und einem Öltrager der

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Läppscheibe 20 BAD ORIGINAL

Läppscheibe 20 mittels der Düse 38 auf bekannte Art und Weise zugeführt.

Um die übliche Ausrichtwirkung der Nachschleifringe 36 zu ergänzen, sieht die Erfindung die Schaffung einer maschinell angetriebenen unabhängigen Vorrichtung zur Berichtigung der Randzone vor. Diese Vorrichtung ist allgemein mit der Bezugsziffer kO bezeichnet.

Die Vorrichtung ¹KD enthält, wie in Figur 2 und 3 gezeigt ist, ein senkrechtes röhrenförmiges Gehäuse k2, welches durch die Gehäusewand l8 ragt und an dieser befestigt ist. In das untere Ende des Gehäuses k2 1st ein in axialer Richtung einstellbares Muff enteil Mt geschraubt. Durch das Gehäuse *f2 und das Muffenteil M+ erstreckt sich eine Gleitspindel ^6, die mit einer Radialschulter *+8 versehen ist. Am oberen Abschnitt der Spindel ^6 1st eine Kugellageranordnung 50 befestigt und axial im Gehäuse h2 verschiebbar, während eine Kugellageranordnung in dem Muffenteil hh befestigt und entlang dem unteren Abschnitt der Spindel ^6 axial verschiebbar ist.

Ein kreisförmiges scheibenähnliches Bauelement $k zur Be richtigung der Randzone ist durch eine Koppelvorrichtung 56 mit dem unteren Ende der Spindel *f6 verbunden. Die Unterseite des Bauelements 5¹+ besitzt im Mittelpunkt eine kreisförmige Vertiefung 58 und eine dazu konzentrische ringförmige Vertiefung 60, in welcher ein Abschleifring 62 mittels Epoxyzement oder dergl. befestigt ist. Der Abschleifring 62 muß

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aus

aus einem Material hergestellt sein, welches einen höheren Abriebwiderstand besitzt als das Material der Läppscheibe 20; er besteht deshalb vorzugsweise aus einem Material mit hohem Abriebwiderstand wie zum Beispiel Borkarbid. Die Oberseite des Bauelements 5k ist in ihrem Mittelpunkt mit einem konischen Sitz 6¹+ für ein Lager versehen; dieser Sitz ist unter der Ebene der Oberseite des Bauelements 5¹+ vertieft angeordnet.

Die Koppelvorrichtung 56 enthält ein kugelförmiges Lagerelement 66, welches von dem Sitz 6h aufgenommen wird, wobei sein höchster Punkt in der Ebene der oberen Oberfläche des Bauelements 5¹+ liegt. Eine flexible Metallmembran 68 ist auf der Oberseite des Bauelements 5¹+ befestigt und steht mit dem Lagerelement 66 in Kontakt. Zusätzlich ist eine Verbindungsvorrichtung in Form eines Rings 70 sowohl am unteren Ende der Spindel ^6 als auch im inneren Bereich der Membran 68 befestigt. Das Bauelement $h zur Berichtigung der Randzone dreht sieh somit mit der Spindel kd und ist in senkrechter Richtung mit ihr bewegbar.

Wie in Figur k gezeigt ist, ist das Bauelement 5*f am Umfang zwischen den beiden nebeneinanderliegenden Hachschleif- und Halteringen 36 in der äußeren ringförmigen Zone der Läppscheibe 20 so angeordnet, daß es etwas über deren äußeren Hand hinausragt. Der Durchmesser des Bauelemente 5*t *ur Berichtigung der Randzone ist im wesentlichen kleiner als der Durchmesser eines jeden der Ringe 36. Auch 1st der radiale Abstand zwischen der Drehachse der Läppsaheibe 20 und der

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Drehachse des Bauelements 5h zur Berichtigung der Randzone größer als der radiale Abstand zwischen der Drehachse der Läppscheibe und der Drehachse eines jeden der Nachschleifringe 36.

Die Spindel **6 und das Bauelement 5*+ zur Berichtigung der Randzone sind so konstruiert, daß sie maschinell durch einen Elektromotor angetrieben werden können (Figur 1). Der Motor 72 ist an einem Stützarm "?k befestigt, welcher von einem umgekehrten im allgemeinen U-förmigen Rahmen 76 getragen wird} dieser Rahmen 76 erstreckt sich der Länge nach in der Mitte der Gehäusewand 18 und wird von dieser getragen. Der Rahmen 76 ist mit passenden Öffnungen versehen, die es dem Gehäuse k2 und der Spindel k6 erlauben, hindurchzuragen. Der Motor 72 hat eine senkrechte Antriebswelle 78, auf welcher eine ballige Riemenscheibe 80 befestigt ist. Ein endloser Riemen 82 umschlingt die Riemenscheibe 80 und den oberen Abschnitt der Spindel 76, wodurch eine Antriebsverbindung hergestellt wird.

Wenn eine korrigierende Behandlung der läppenden Oberfläche der Läppscheibe 20 nötig ist, wird das verstellbare Muffenteil kk aus der in Figur 2 gezeigten Lage in die in Figur 3 gezeigte Lage in axialer Richtung nach unten geschraubt. Dadurch kommt die untere waagrechte Oberfläche des Bauelements 5k zur Berichtigung der Randzone mit der läppenden Oberfläche der Läppscheibe 20 In Kontakt. Gleichzeitig wird das Kugellager von der Radial, schulter ^8 der Spindel k6 zurückgezogen, so daß das volle Gewicht der Spindel auf dem Bauteil 5¹+ zur Be-

richtigung der Randzone ruht. Ein Anpreßdruck von 720 g/cm

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zwischen

zwischen dem Bauelement $k und der Läppscheibe 20 hat sich als wünschenswert herausgestellt. Zu diesem Zweck wird die Masse der Spindel so festgelegt ,daß ihr auf dem Bauelement 5¹+ ruhendes Eigengewicht dazu dient, den erwünschten Druck auszuüben, unter welchem das Bauelement zur Berichtigung der Randzone in Reibungskontakt mit der Läppscheibe gebracht wird. Weiter wird während der korrigierenden Behandlung der Motor eingeschaltet, um die Spindel ^6 und das Berichtigungselement 5¹+ anzutreiben. In dieser Hinsicht dient die Membran 68 als ein Bauteil zur Übertragung einer Drehbewegung und die Koppelvorrichtung 56 schafft eine Schwenkverbindung zwischen der Spindel un dem Berichtigungselement. Der ungefähre Schwenkpunkt oder der Drehpunkt der Koppelvorrichtung 56 befindet sich etwas über dem Lagerelement 66 dicht an der Ebene der oberen Oberfläche des Berichtigungselements 5¹*· Dieser niedrige Schwenkpunkt verhindert ein unerwünschtes Verkanten des Berichtigungselements 5k, wodurch ein optimaler Betrieb dieses Elements gewährleistet wird. Zusätzlich absorbiert die Koppelvorrichtung 56 Stöße und nimmt eine Winkelabweichung auf, während sie eine Ausrichtung zwischen der Spindel und dem Berichtigungselement in axialer Richtung sicherstellt· Wegen des maschinellen Antriebs des Berichtigungselements $k kann die korrigierende Wirkung mit einem einzigen solchen Element rascher erzielt werden als es bis jetzt der Fall war.

Wenn die Korrektur beendet und die Randzone der läppenden Oberfläche der Läppsaheibe 20 wieder eingeebnet ist, wird das verstellbare Muffenteil kk aus der in Figur 3 gezeigten Lage

in die in Figur 2 gezeigte Lage nach oben geschraubt. Bei 1098U/0851

dieser

dieser axialen Aufwärtsbewegung des Muffenteils Mt stößt das Kugellager 52 an der Radialschulter k& an und hebt die Spindel ^-6, wodurch das Bauelement $k zur Berichtigung der Handzone aus seinem Kontakt mit der Läppscheibe 20 gelöst wird. Das Berichtigungselement $k wird so lange in seiner erhöhten Lage gehalten bis eine Korrektur der läppenden Oberfläche erneut nötig ist. Während der senkrechten Verstellung der Spindel *t6 erlaubt die ballige Riemenscheibe 80 eine ausgleichende Ausrichtbewegung des Riemens 82 und macht somit irgendwelche Längsnutvorrichtungen überflüssig.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich ganz nach Bedarf nach beliebigen Zeitintervallen und für eine beliebige Zeitdauer dazu verwenden, die äußere ringförmige Zone der läppenden Oberfläche der Läppscheibe 20 abzuschleifen. Somit dient diese Vorrichtung, die ohne Unterbrechung des normalen Betriebs der Läppmaschine eingesetzt werden kann, zur Ergänzung der Nachschleifringe bei der Berichtigung der Randzone der läppenden Oberfläche. Schließlich wird eine Störung des Be- und Entladens der Maschine dadurch vermieden, daß das Bauelement 5h zur Berichtigung der Randzone ganz hinten im Hals der Läppmaschine angeordnet wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Läppmaschine mit einem Rahmen und einer Läppseheibe, die in diesem Rahmen um eine senkrechte Achse drehbar montiert 1st, gekennzeichnet durch ein Bauelement zur Berichtigung der Randzone mit einer unteren waagrechten Oberfläche, die mit der Läppscheibe in Kontakt gebracht werden kann, durch eine senk-, rechte Gleitspindel, durch eine Vorrichtung zur Befestigung der Spindel auf dem Rahmen Über dem Bauelement zur Berichtigung der Randzone, durch eine Koppelvorrichtung zur Verbindung des unteren Endes der Spindel mit dem Bauelement zur Berichtigung der Randzone und durch eine Einstellvorrichtung, um wahlweise den Kontakt mit der Läppscheibe herzustellen oder die Spindel anzuheben, um so das Bauelement zur Berichtigung der Randzone aus seinem Kontakt mit der Läppscheibe zu lösen.

2. Läppmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der Spindel so festgelegt ist, dafi ihr auf dem Bauelement zur Berichtigung der Randzone ruhendes Eigengewicht dazu dient, den erwünschten Druck auszuüben, unter dem das Bauelement zur Berichtigung der Randzone in Reibungskontakt alt der Läpp scheite gebracht wird.

3. Läppmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dad die Befestigungsvorrichtung ein senkrechtes röhrenförmiges Gehäuse,, welches einen Teil der Spindel umgibt und im Rahmen befestigt ist, und ein· Lagervorrichtung zwischen der Spindel und dem

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Gehäuse enthält, daß die Spindel mit einer Radialschulter versehen ist, und daß die Einstellvorrichtung ein Muffenteil, welches zu axialer Verschiebung im unteren Ende des Gehäuses angebracht ist, und eine Lagervorrichtung enthält, welche sich in dem Muffenteil befindet und mit der Spindelschulter in Kontakt gebracht werden kann, um die Spindel bei einer nach oben gerichteten axialen Verschiebung des Muffenteils bezüglich des Gehäuses anzuheben.

h. Läppmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen auf dem Rahmen montierten Motor mit einer senkrechten Antriebswelle, durch eine auf der Antriebswelle montierte ballige Riemenscheibe und durch einen endlosen Riemen, der die Riemenscheibe und die Spindel umschlingt, um so die Drehung der Spindel und des Bauelements zur Berichtigung der Randzone zu bewirken·

5· Läppmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement zur Berichtigung der Randzone ein kreisförmiges scheibenähnliches Bauelement ist, und daß die Koppelvorrichtung eine Schwenkverbindung zwischen der Spindel und dem scheibenähnlichen Bauelement schafft, wobei der Schwenkpunkt sich dicht an der Ebene der oberen Oberfläche des scheibenähnlichen Bauelements befindet.

6. Läppmaschine nach Anspruch 5s dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenähnliche Bauelement in seinem Mittelpunkt mit einem konischen Lagersitz versehen ist, und daß die Koppelvorrichtung ein kugelförmiges Lagerelement, welches von dem Sitz aufgenommen wird, weiter eine Membran, die auf der oberen Oberfläche des scheibenähnlichen Bauelements befestigt ist und mit dem Lagerelement in Kontakt steht, und eine Vorrichtung enthält, die das

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untere

untere Ende der Spindel und die Membran verbindet.

7. Läppmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement zur Berichtigung der Randzone einen Schleifring besitzt j der mit der Läppscheibe in Kontakt gebracht werden kann und der ein Material enthält, welches einen höheren Abriebwiderstand hat als das Material der Läppscheibe.

8. Läppmaschine mit einem Rahmen, mit einer um eine senkrechte Achse drehbar auf dem Rahmen montierten Läppscheibe, mit einem Bauelement zur Berichtigung der Randzone, welches eine untere waagrechte Oberfläche besitzt, die mit der Läppscheibe in Kontakt gebracht werden kann, mit einer senkrechten, im Rahmen über dem Kontrollelement montierten Spindel, und mit einer Koppelvorrichtung, die das untere Ende der Spindel mit dem Bauelement zur Berichtigung der Randzone verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement zur Berichtigung der Randzone ein kreisförmiges scheibenähnliches Bauelement ist, und daß die Koppelvorrichtung eine Schwenkverbindung zwischen der Spindel und dem scheibenähnlichen Bauelement schafft, wobei der Schwenkpunkt sehr nahe an der Ebene der oberen Oberfläche des scheibenähnlichen Bauelements liegt.

9· Läppmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenähnliche Bauelement mit einem zentrischen konischen Lagersitz versehen ist, und daß die Koppelvorrichtung ein kugelförmiges Lagerelement, welches von dem Sitz aufgenommen wird, weiter eine flexible Metallmembran, welche auf der oberen Oberfläche des scheibenähnlichen Bauelements befestigt 1st und mit

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dem

dem Lagerelement in Kontakt steht, und eine Vorrichtung enthält, die das untere Ende der Spindel und die Membran verbindet.

10. Läppmaschine nach Anspruch 9j dadurch gekennzeichnet, daß der Lagersitz unter der Ebene der oberen Oberfläche des scheibenähnlichen Bauelements vertieft angeordnet ist, daß der höchste Punkt der Oberfläche des Lagerelements in der Ebene der oberen Oberfläche des scheibenähnlichen Bauelements liegt, und dafl die Verbindungsvorrichtung ein Ringteil enthält, welches sowohl am unteren Ende der Spindel als auch im inneren Bereich der Membran befestigt ist.

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