DE3035687A1

DE3035687A1 - Schleif- und polierwerkzeug

Info

Publication number: DE3035687A1
Application number: DE19803035687
Authority: DE
Inventors: Emerson A. Brea Calif. Grimsby; Stanley Walter Huntington Beach Calif. Levasheff
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1979-09-24
Filing date: 1980-09-22
Publication date: 1981-04-02
Also published as: GB2058617B; GB2069381A; GB2058617A; JPS5652166A; GB2069381B; US4291502A

Description

Schleif- und Polierwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Lichtleiterverbindern ist es üblich, ein Paar Hülsen, die jeweils mit einem einzelnen Lichtleiter oder einem Bündel von Lichtleitern verbunden sind, in geeigneten Ausrichteinrichtungen anzuordnen, um die Stirnflächen in Kontakt zu bringen, durch die die optischen Signale übertragen werden. Dabei ist es wichtig, daß d^vie Stirnflächen der Hülsen genau rechtwinklig zu ihren Längsachsen stehen und möglichst glatt sind, um engen Kontakt zu gewährleisten und damit Lichtverluste gering zu halten.

Das Schleifen oder Polieren der Stirnflächen der Hülsen geschieht gewöhnlich von Hand durch Bewegen entlang der Linie einer 8 auf einer Schleif- oder Polierflache. Durch diese Bewegung wird die Stirnfläche der Hülse in vielen Richtungen geläppt, d.h. die Schleiffläche passiert die Stirnfläche von im wesentlichen allen Punkten ihres ümfangs. Als Ergebnis wird eine glatte, ebene Fläche erzielt. Doch ist eine solche Handarbeit relativ langsam, und ungenau.

Deshalb werden auch Schleif- oder Polierwerkzeuge verwendet, bei denen sich eine ebene Schleif- oder Polierscheibe in einer zylindrischen Kammer dreht, während die Hülse in der oberen Wand der Kammer über der Scheibe montiert ist. Um zu vermeiden, daß die Scheibe ungleichmäßig abgenutzt wird, 5 weil die Hülse nur einen bestimmten Bereich der Scheibe kontaktiert, wird die Hülse in einem angelenkten Arm montiert

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und dieser hin- und herbewegt, so daß die Hülse in einem Bogen über die eine Scheibenseite geschwenkt wird. Während diese Lösung zwar das Abnutzungsproblem der Scheibe löst, wird die Stirnfläche der Hülse nur in einer Richtung geschliffen, so daß Spanbildung an den Kanten der Lichtleiter auftreten kann und die Fläche auch nicht so glatt wird wie bei einem multidirektionalen Schliff.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schleif- und Polierwerkzeug zu schaffen, welches das Schleifen bzw. Polieren in vielen Richtungen ermöglicht, dabei automatisch arbeitet und die Scheibe nicht übermäßig abnutzt. Ferner soll dabei eine glatte, ebene Oberfläche auf der Stirnseite eines länglichen Werkstückes entstehen, die genau senkrecht zu dessen Achse steht. Gelöst wird diese Aufgäbe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Mit dieser Konstruktion werden die gestellten Forderungen erfüllt. Darüber hinaus wird jedes Schlagen oder Flattern der Schleifscheibe vermieden, doch ist leichtes Auswechseln von Scheibe und Werkstück gewährleistet.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeuges; Fig. 2 die Draufsicht auf das Werkzeug; Fig. 3 ein Teillängsschnitt durch das Werkzeug, das einen

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Lichtleiteranschluß aufweist;

Fig. 4 ein Querschnitt entsprechend der Linie 4-4 in Fig.3 und

Fig. 5 die Schleif- oder Polierscheibe, die im erfindungsgemäßen Werkzeug benutzt wird, in Draufsicht, die den Bewegungsablauf der Scheibe in Bezug auf das Werkstück wiedergibt.

Das erfindungsgemäße Werkzeug 10 nach den Zeichnungen weist ein Gehäuse 12 auf, das aus einem Deckel 14 und einem Unterteil 16 besteht. Das Unterteil des Gehäuses wiederum besteht aus einem im wesentlichen flachen Boden 18 und einer zylindrischen Seitenwand 20. Der Deckel 14 setzt sich aus einer Deckplatte 22 und einem Rand 24 zusammen, der die Seitenwand 20 umgibt,wenn der Deckel auf das Unterteil des Gehäuses aufgesetzt ist. Deckel und Unterteil bestimmen eine zylindrische Kammer 26, in welcher eine ebene Schleif- oder Polierscheibe 28 drehbar angeordnet ist. Ein kreisförmiger O-Ring 30 bildet die Dichtung der Kammer zwischen Deckel und Unterteil. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, ist im Deckel 14 ein Einfüllstutzen 32 für eine Schleif- oder Poliermittelauf schlämmung vorgesehen. Dieser Stutzen ist durch eine Schraubkappe 34 verschlossen. Der Deckel kann mit dem Unterteil verschraubt sein, eine schnell lösbare Bajonettverbindung ist jedoch zu bevorzugen. Sie wird von einer Anzahl Stifte 36 und ansteigender Schlitze 38 gebildet, von denen in Fig.1 und 3 lediglich einer zu sehen ist. Eine typische Anordnung weist drei solche Bajonettverbindungen, auf den Umfang verteilt, auf.

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Der Boden 18 des Gehäuses hat einen nach unten sich erstreckenden, ringförmigen Flansch 40, der konzentrisch zur Achse der Seitenwand 20 steht. Eine vertikale Antriebswelle 42 ist drehbar in der zylindrischen Bohrung 44, die von dem Flansch 40 gebildet wird, angeordnet und erstreckt sich nach unten durch den Flansch. Das untere Ende des Flansches ist mit einem rechtwinkligen Fitting 46 verschraubt, das mit einer geeigneten Kraftquelle 48, z.B. einem Druckluft-, Hydraulik- oder Elektromotor, verbunden und in Fig.2 teilweise gezeigt ist. Die Antriebswelle des Motors (nicht dargestellt) ist mit einer Welle 50 in dem Fitting gekuppelt und trägt ein Kegelrad 52. Dieses steht mit dem Kegelrad in Eingriff, welches auf dem unteren Ende der Antriebswelle 42 mittels einer Mutter 56 befestigt ist. Ein Kugellager im oberen Teil des Fittings 46 und ein Rollenlager 60 im unteren Teil des Fittings dienen als Lager für die Antriebswelle 42 des Werkzeugs 10. Eine ringförmige Dichtung 62 umgibt die Antriebswelle 42 im Flansch 40, um das untere Ende der Kammer 26 abzudichten.

Ein Achsstummel 64 ist in eine vertika.le Bohrung 66 eingesetzt, die in der Oberseite 68 des vergrößerten, oberen, freien Endes 70 der Antriebswelle in der Kammer 26 eingebracht ist. Die Bohrung 66 befindet sich außerhalb der Achse der Antriebswelle und demzufolge auch der der Kammer 26. Der Achsstummel hat einen sich auswärts erstreckenden Flansch-72, der in einer Ansenkung 73 auf der Oberseite 68 der Antriebswelle gleitet. Ein Haltering 74 über dem Flansch 72 hält den Achsstummel· in der Bohrung 66.

Zwischen dem Boden 77 der Ansenkung und dem Flansch 72 sitzt eine Federscheibe 76 und drückt den Achsstummel aus einem

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Grund nach oben, der im Lauf der Beschreibung noch offenbar wird.

Der Ächsstummel 64 weist einen oberen, zylindrischen Teil 80 auf, der über die Oberseite 68 der Antriebswelle hinausragt. Dieser obere Teil 80 steckt in einer zylindrischen Vertiefung 82 im Boden der Schleif- oder Polierscheibe 28. Die Vertiefung 82 liegt konzentrisch zur Scheibenachse und ist so dimensioniert, daß die Scheibe auf dem oberen Teil des Achsstummels rotieren kann. Letzterer stellt demnach eine exzentrische Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 42 und der Scheibe 28 dar.

Die Scheibe 28 setzt sich aus einem zentralen, kreisförmigen, erhabenen Teil 84 und einer diesen umgebenden^ringförmigen Fläche 86 zusammen. Letztere dient als Schleif- oder Polierfläche zum Läppen des Werkstückes.

Das Werkstück, in diesem Fall eine Lichtleiterhülse 88, ist in der Deckplatte 22 des Gehäuses mittels eines Halters 90 montiert. Der Halter ist über der Fläche 86 der Scheibe angeordnet. Er besitzt einen zylindrischen Ansatz 92, der abwärts in einer Bohrung 94 in der Deckplatte 22 steckt. Befestigt ist der Halter 90 mittels Schrauben 96, die seinen Flansch 98 durchsetzen, an der Deckplatte 22 des Gehäuses. Der Halter enthält eine konzentrische, vertikale Bohrung 100, die das vordere Ende 102 der Hülse 88 aufnimmt. In der Bohrung ist eine ringförmige, nach oben weisende Schulter 104 vorhanden, welche die Abwärtsbewegung der Hülse in der Bohrung begrenzt, indem eine nach unten weisende, ringförmige Schulter 106 der Hülse anschlägt. Wie Fig.3 zeigt, ist die Schulter 106 über der Schulter 104. Dies ist die Lage, die die Teile

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einnehmen, wenn die Hülse in das Werkzeug eingesetzt wird, um die Stirnfläche 108 der Hülse zu schleifen oder zu polieren. Während des Schleif- oder Poliervorgangs wird die Hülse von Hand in die Bohrung 100 gedrückt bis die Schulter 106 an der Schulter 104 anliegt. Damit ist das Läppen beendet .

Die exzentrische Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 42 und der Scheibe 28 bewirkt, daß die Scheibe auf einem rotierenden Pfad in der Kammer 26 des Werkzeuges umläuft. Dabei bewegt sich das Scheibenzentrum auf einem Kreis, dessen Radius gleich dem Abstand zwischen der Achse der Antriebswelle 42 und der Achse des Achsstummels 64 ist. Dadurch bewegt sich die Scheibe 28 in einer horizontalen Ebene quer durch die Karrmer 26. Der Halter 90 muß so in dem Deckel 14 des Werkzeuges eingesetzt sein, daß die Stirnfläche 108 der Hülse in dauerndem Eingriff mit der Schleiffläche 86 der Scheibe 28 ist. Vorzugsweise ist die Bohrung 100 des Halters in einem radialen Abstand von der zylindrischen Wand des Gehäuses 12 angeordnet, der gleich dem halben Scheibenradius ist, wie die Ausgestaltung zeigt, um den SchleifVorgang zu optimieren.

Ein Federkolben 110 ist in eine Bohrung 111 im Deckel 14, die die Bohrung 100 im Halter schneidet, eingeschraubt. Das vordere Ende 112 des Kolbens erstreckt sich durch eine Öffnung 113 in dem Halter 90 und berührt eine Seite der Lichtleiter-Hülse 88. So drückt der Pederkolben 110 die Hülse gegen eine Seite der Bohrung 100, um zwar seitliche Bewegungen der Hülse in der Bohrung zu vermeiden, aber dennoch die axiale Bewegung der Hülse, die nötig ist, um die Hülsenstirnfläche mit der Schleifscheibe 28 in Eingriff zu halten,durch die Bedienperson zu erlauben.

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Um die Scheibe 28 in Umdrehung zu versetzen, ist ihre Außenseite mit Zähnen 114 versehen, die in Zähne 115 auf der Innenseite der zylindrischen Seitenwand 20 des Gehäuses eingreifen. Die Zähne 115 können maschinell in die Wand eingebracht sein oder mittels eines eingeklebten Zahnriemens. Sobald die Scheibe in Drehung um die Achse der Antriebswelle 42 versetzt wird, dreht sich durch den Eingriff der Zähne 114 der Scheibe in die Zähne 115 der Seitenwand auch die Scheibe um ihre eigene Achse. Durch den erfindungsgemäßen Antrieb dreht sich demnach die Scheibe nicht nur um ihre eigene Achse, sondern sie bewegt sich zusätzlich in einer horizontalen Ebene, wie aus Fig.3 hervorgeht.

Die Umdrehungsbahn der Scheibe 28 in Bezug auf das Ende der Hülse 88 wechselt ständig, so daß der Schliff an der Stirnfläche der Hülse in vielen Richtungen erfolgt. Dies wird klar anhand der Fig.5, die eine Kurve zeigt, wie sie von einem in die Bohrung 100 eingesetzten Markierstift geschrieben wird. Sie hat die Form einer Hypozykloide. Wird eine ungerade Zähnezahl an der Scheibe 28 und eine gerade Zähnezahl an der Seitenwand 20 oder umgekehrt vorgesehen, so wird die Hypozykloide bei jeder vollen Umdrehung der Scheibe 28 um ihre Achse beschrieben, so daß die Schleif- oder Polierfläche 86 gleichmäßig abgenutzt wird. Auf diese Weise wird durch den erfindungsgemäßen Antrieb eine in viele Richtungen wirkende Polierung der Werkstück-Stirnfläche vorgenommen, durch die eine ebenere, glattere Oberfläche in kürzerer Zeit als mit den bekannten Schleif- und Polierwerkzeugen erzielt wird.

Wie schon erwähnt, ist es in der Lichtleiter-Kommunikation

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von Bedeutung, daß die Stirnfläche 108 der Lichtleiter-Hülse 88 präzise senkrecht zur Hülsenachse steht. Dies erfordert eine von Schlag und Flattern freie Schleifscheibe, deren Schleiffläche 86 genau senkrecht zur Achse der Bohrung 100 des Halters 90 liegt. Der erhabene, zentrale Teil der Scheibe 28 ist genau eben und parallel zur Fläche gearbeitet und stellt eine Stützfläche dar. Eine Druckscheibe 116 ist auf der Unterseite des Gehäusedeckels angebracht. Die Druckscheibe ist mit einem sich aufwärts erstreckenden Ansatz 118 versehen, der in einer runden Ausnehmung 120, die koaxial mit der Achse des Gehäuses ist, steckt. Die Scheibe ist am Deckel mittels einer Schraube befestigt. Der Durchmesser der Scheibe ist so bemessen, daß die im Halter 90 montierte Hülse 88 außerhalb der Scheibenperipherie ist. Die Scheibe kann aus einem selbstschmierenden Werkstoff hergestellt sein, z.B. aus Polytetrafluoräthylen.

Die Unterseite 122 der Druckscheibe ist eben und genau senkrecht zur Achse der Hülsen-Halter-Bohrung 100 gearbeitet. Vorzugsweise sind der Halter 90 und die Druckscheibe 116 am Deckel 14 des Gehäuses befestigt. Danach ist die Unterseite 122 der Druckscheibe bearbeitet, z.B. durch Fräsen, und liegt genau senkrecht zur Achse. Damit bildet die Druckscheibe eine Bezugsfläche.Die stützende Fläche der Schleifscheibe 28 wird mit der Bezugsfläche in ständiger Berührung durch die Druckscheibe gehalten, weil die Federkraft der Federscheibe 76 über den Achsstummel 64 gegen den Boden der Schleifscheibe drückt und dabei deren Flattern oder Schlagen unterbindet. Der Durchmesser der Druckscheibe 116 ist groß genug, so daß die Stützfläche 84 der Schleifscheibe in dauernder Berührung mit der Druckscheibe während

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der gleichzeitigen Rotation und Querbewegung der Scheibe in der Kammer 26 ist. Durch diese Anordnung und während die Scheibe 28 sich rotierend quer durch die Kammer 26 bewegt, wird die Schleif- oder Polierfläche 86 unter der Hülse 88 in einer Ebene genau senkrecht zur Achse der Hülse gehalten, wodurch gesichert ist, daß die Stirnfläche 108 der Hülse genau senkrecht zu ihrer Achse steht.

Die Bearbeitung der Unterseite 122 der Druckscheibe erlaubt außerdem die Einhaltung eines genauen Abstandes zwischen dieser Fläche und der Anschlagschulter 104 im Hülsenhalter und demzufolge auch zwischen der Schulter 106 der Hülse und der Polierfläche 86. Somit können eine Anzahl Hülsen poliert werden, wobei ihre Stirnflächen jeweils in einem genauen, vorbestimmten Abstand von der Schulter 104 der Hülse liegen.

Zu bemerken ist ferner, daß das erfindungsgemäße Werkzeug den Vorteil hat, daß der Deckel abgenommen und die Scheibe 28 durch eine neue ersetzt werden kann ohne Änderung der Bezugsebene, was der federbelasteten Anordnung der Scheibe, die gegen die Druckscheibe 116 des Deckels wirkt, zuzuschreiben ist. Ferner ist die Ausbildung von Toleranzen minimal, weil die Bezugsebene im Deckel und nicht im Unterteil des Gehäuses liegt.

Die Erfindung wurde zwar am Beispiel des Schleifens und Polierens einer Lichtleiterhülse beschrieben, doch ist das Werkzeug auch für jedes andere Werkstück verwendbar, das eine genaue, glatte und ebene Oberfläahe erfordert.

9 Ansprüche
4 Zeichnungen

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Claims

Deutsche ITT Industries GmbH

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Patentansprüche

Π.-Werkzeug zum Schleifen und Polieren der Stirnfläche eines ^" Werkstückes, vorzugsweise eines Lichtleiteranschlusses, mit einem Gehäuse, das eine zylindrische Kammer aufweist, in der die Schleifscheibe rotiert und in deren oberer Wand ein Halter für das Werkstück angeordnet ist, dessen Achse senkrecht auf der Scheibenebene steht, dadurch gekennzeichnet, daß an der von unten in die Kammer (26) ragenden Antriebswelle (42) ein exzentrischer Antrieb für die Schleifscheibe (28) vorgesehen'ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (20) des Gehäuses (12), die konzentrisch zur Achse der Antriebswelle (42) angeordnet ist, mit Zähnen (115) versehen ist, in die die auf der Außenseite der Schleifscheibe (28) angeordneten Zähne (114) eingreifen.
3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (28) einen erhabenen, zentralen Teil (84) mit einer ebenen, glatten Oberfläche sowie eine diese umgebende ringförmige Schleif- oder Polierfläche (86) aufweist.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) auf der Oberseite durch einen Deckel (14) verschlossen ist, der auf der Innenseite eine ebene, glatte Bezugsfläche (122) aufweist, an der der erhabene Teil (84) der Schleifscheibe (28) ständig anliegt und die genau senkrecht zur Achse des Halters (90) steht.

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Gei/Ka

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5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (90) in dem Deckel (14) derart angeordnet ist, daß das Werkstück (88) mit der ringförmigen Schleiffläche (86) der Schleifscheibe (28) in Eingriff kommt.
6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (90) in einem Abstand von der zylindrischen Seitenwand (20) angeordnet ist, der etwa gleich dem halben Radius der Schleifscheibe (28) ist.
7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (90) eine abgesetzte Bohrung (100) enthält, deren nach oben gerichtete Schulter (104) als Anschlag für das Werkstück (88) dient und daß diese Bezugsschulter in genauem Abstand zur Bezugsfläche (122) liegt.
8. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (28) auswechselbar auf dem freien Ende der Antriebswelle (42) in der Kammer (26) befestigt ist.
9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite der Antriebswelle (42) eine exzentrische Ausnehmung (66,73) enthält, in die ein Achsstummel (64) eingesetzt ist, der von einer Federscheibe (76) nach oben gedrückt wird und mit seinem freien Ende in einer Vertiefung der Schleifscheibe (28) drehbar steckt.

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