DE3110331C2 - Einrichtung zur Vibrationsbearbeitung von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationsgleitschleifmaschine nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2, wie sie zum Gleitschleifen, Polieren, zum Verfestigen von Oberflächen oder Brechen der Kanten von Werkstücken verwendet wird, wobei mit Schleifkörpern trocken oder auch unter Verwendung von Flüssigkeit, Pasten oder Suspensionen geschliffen wird und die Maschine insbesondere zum Bearbeiten von Werkstücken kleiner Abmessungen im Werkzeug- und Vorrichtungsbau, im Maschinenbau, in der Elektronik und der Schmuckwarenproduktion dient

Eine derartige Maschine ist aus der US-PS 38 13 816 bekannt Bei dieser bekannten Maschine sind nur verhältnismäßig wenige Behälter vorhanden und jeder derselben nimmt deshalb erforderlichenfalls eine Mehrzahl von zu bearbeitenden Werkstücken auf. Dies hat jedoch zur Folge, daß es bei der Bearbeitung der

Werkstücke auch zu Zusammenstößen derselben untereinander kommen kann, was insbesondere bei spröden Werkstücken die Gefahr der Beschädigung mit

sich bringt und zu hohen Ausschußzahlen führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vibrationsgleitschleifmaschine der vorgenannten Art zu schaffen, bei der eine größere Zahl von Werkstücken gleichzeitig bearbeitet werden kann, ohne daß aber die Gefahr gegenüber Beschädigungen besteht.

Die gestellte Aufgabe ist durch die in den

Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 1 bzw. 2 ist die jeweilige Beschickung der Maschine mit einer großen Anzahl von Werkstücken möglich. Die Blöcke bzw. Blöcke mit den eingesetzten

Bechern sind nicht nur konstruktive Bauelemente, sondern bilden gleichzeitig vollständig isolierte Zellen für je ein Werkstück, verhindern einen Auswurf der Schleifkörper aus den Zellen und ebenso das Austreten von Staub oder Flüssigkeitsspritzern in die Umgebung.

Auch wird durch die Blöcke das beim Schleifbetrieb erzeugte Geräusch vermindert

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 11 gekennzeichnet

Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vibrationsgleitschleifmaschine,

F i g. 2 einen Block mit Zellen als Behälter und der Beseitigung von Schleifschlamm dienenden Kanälen, und zwar in der rechten Hälfte in Draufsicht und in der linken Hälfte in Unteransicht,

F i g. 3 einen Block mit Zellen und einer Vertiefung im Längsschnitt,

F i g. 4 den Block gemäß F i g. 3 in der Draufsicht,
F i g. 5 den Schnitt nach Linie V-V in der F i g. 4,
Fig.6 einen Stapel von Blöcken mit Zellen, die in

einer Richtung orientiert sind,

F i g. 7 einen Ausschnitt aus einem Block, in dessen den Behältern zugeordneten Kanälen Gitter angeordnet sind,

F i g. 8 die Ansicht in Pfeilrichtung A von F i g. 7,

Fig.9 einen Ausschnitt aus einem Block mit becherförmigen Behältern, in deren Bördel die Gitter entsprechend F i g. 7 eingearbeitet sind, F i g. 10 die Draufsicht der Ausbildung gemäß F i g. 9,

F i g. 11 einen Ausschnitt aus einem Block, bei dem die Mündungen der Kanäle in den becherförmigen Behältern Verengungen aufweisen,

F i g. 12 die Draufsicht der Ausbildung gemäß F i g. 11,

Fig. 13 einen Ausschnitt aus einem Stapel, bei dem die Verengungen durch Ineinandergreifen von in die Blöcke eingesetzten und einen abgerundeten Boden aufweisenden Bechern gebildet sind,

F i g. 14 eine Ausbildung ähnlich der von F i g. 13, bei der jedoch die Becher einen flachen Boden aufweisen,

Fig. 15 eine Ausbildung, bei der die Ze\^loM schachbrettartig versetzt angeordnet sind,

Fig. 16 einen Stapel von Blöcken mit Zellen, die gleichachsig in entgegengesetzten Blockseiten angeordnet sind,

Fig. 17 einen Stapel aus Blöcken mit Bechern als Behältern, wobei die Becher von offenen Hohlräumen umgeben sind,

F i g. 18 die Ansicht in Pfeilrichtung B von F i g. 17,

Fig. 19 die Draufsicht auf einen Block mit Behältern von rechteckiger Form,

Fig.20 einen Behälter in Form eines Bechers mit schlitzartigen öffnungen in Seitenansicht und

Fig.21 den Behälter gemäß Fig.20 in der Draufsicht.

Die Vibrationsgleitschleifmaschine gemäß F i g. 1 steht auf einem Bett 1 und hat einen Rahmen 3, der über Federn 2 auf dem Bett 1 abgestützt ist. Am Rahmen 3 ist ein Schwingungserreger 4, und zwar ein Unwuchtschwinger, befestigt Dieser ist im Schwerpunkt des Rahmens 3 angeordnet, so daß alle Stellen des Rahmens 3 Schwingungen gleicher Schwingungsamplitude und -form ausführen.

Auf dem Rahmen 3 sind symmetrisch in bezug auf den Schwingungserreger 4 Blöcke 5 befestigt, in denen gleich orientierte Behälter angeordnet sind. Diese Behälter stellen eine Vielzahl von Zellen 6 dar, die in die Blöcke 5 eingelassen sind und in die die zu bearbeitenden Werkstücke a und die Schleifkörper b, sowie gegebenenfalls eine Schleifflüssigkeit eingebracht werden. Die Abmessungen der Zellen 6 entsprechen im wesentlichen den Abmessungen der zu bearbeitenden Werkstücke a, so daß jede Zelle 6 nur ein Werkstück a aufnimmt, jedoch eine maximale Anzahl derselben in einem Block 5 untergebracht werden können.

Zwei Stapel Cund D von Blöcken 5 sind symmetrisch in bezug auf den Schwingungserreger 4 angeordnet Die beiden Stapel C, D sind völlig gleich ausgeführt.

Die Blöcke 5 jedes Stapels Cbzw. D sind aufeinander gelegt und stützen sich auf einem Untersatz 7 ab. Oben ist auf jedem Stapel C bzw. D ein Deckel 8 aufgelegt Jeder Stapel Cbzw. D wird zusammen mit dem Deckel 8 an den Untersatz 7 mit Hilfe einer Schraubzwinge 9 angedrückt, die eine zuverlässige und schnelle Befestigung gewährleistet. Möglich wäre aber beispielsweise auch eine Befestigung der Stapel mittels Hydraulikzylinder, Druckluftzylinder, Exzenterhebel oder pneumatischem Polster.

Im Untersatz 7 sitzt ein federbelastetes Ventil 10, von dem ein Rohr 11 ausgeht das seinerseits beim Betrieb der Maschine zum Absaugen des Schleifschlamms mittels eines flexiblen Schlauchs (nicht gezeigt) an eine Absaugvorrichtung, beispielsweise einen Ventilator 5 oder eine Vakuumpumpe angeschlossen ist Das Ventil 10 ragt in einen vertikalen Kanal 12, der im Blockstapel C, D gebildet ist und der über in den Blöcken 5 ausgeführte Kanäle 13 mit den Räumen der Zellen 6 Verbindung hat Zur Vergrößerung des Strömungsquer-Schnitts sind in der Unterseite der Blöcke 5 (vergl. F i g. 2, linke Hälfte) entsprechend verlaulende Kanäle 13a ausgeführt Die Kanäle 13 und 13a, die die Zellen 6 zeilenweise miteinander verbinden, münden an den Seitenflächen der Stapel C bzw. D, so daß von hier Umgebungsluft angesaugt werden kann.

Bei einer in Fig.3 bis 5 gezeigten anderen Ausbildung ist in Blöcken 14 zum Absaugen des Schleifschlamms auf der gesamten Oberfläche derselben eine Vertiefung 15 und auf der Unterfläche eine Vertiefung 15a ausgeführt so daß zwischen den Blöcken 14 flache Räume gebildet sind, in die die Zellen 6 übergehen. Durch die Blöcke 14 durchgehende vertikale Kanäle 17 verbinden diese gemeinsamen Lufträume und damit die Zellen 6 mit der nicht dargestellten Absaugvorrichtung.

Wenn eine Spülung der Zellen 6 mit Flüssigkeit erforderlich ist, so finden gemäß F i g. 6 zu einem Stapel E aufgeschichtete Blöcke 18 Anwendung, die auf der oberen Seite Vertiefungen 19 aufweisen, welche aufeinanderfolgend mittels vertikaler Kanäle 20 zu einem einheitlichen Durchflußsystem hintereinandergeschaltet sind. Die Kanäle 20 befinden sich in den benachbarten Blöcken 18 an entgegengesetzten Seiten. In dem Stapel fnach oben abschließenden Deckel 21 ist ein Stutzen 22 angebracht, durch welchen die Spülflüssigkeit zugeführt wird, während im Untersatz 23 ein Stutzen 24 angebracht ist, durch den diese Flüssigkeit abläuft
Bei den bisher betrachteten Bauformen waren die Behälter, in denen die Gleitschleifbearbeitung stattfindet, ausgebildet als in die Blöcke 5 bzw. 14 bzw. 18 eingelassene Zellen 6. Wenn deren Form sich durch Verschleiß unzulässig ändert so sind die kompletten Blöcke auszuwechseln. Dies kann jedoch vermieden werden, wenn gemäß F i g. 7 die Behälter als in Aufnahmebohrungen 27 von Blöcken 26 eingesetzte Becher 25 ausgebildet sind. Hier braucht bei unzulässigem Verschleiß nur der jeweilige Becher 25 ausgewechselt zu werden.

Aus F i g. 7 und 8 ist darüber hinaus ersichtlich, wie in den Kanälen 13 entsprechenden Kanälen 28 an den Stellen ihrer Mündung in die Räume der Becher 25 Gitter 29 angebracht sind, die einen Auswurf der Schleifkörper b aus den Bechern 25 in die Kanäle 28 verhindern. Es versteht sich, daß die Gitter 29 auch bei den zuvor betrachteten Ausführungsformen vorgesehen sein können, z. B. bei Betrachtung von F i g. 2 in den Kanälen 13 vor den Zellen 6.

Das aus Fig.9 und 10 ersichtliche Gitter 29 ist in Form von vertikalen Kerben 31 im Bot del 32 des Bechers 25 ausgebildet. Auch können die Gitter 29 in Form von vertikalen Schlitzen unmittelbar in den Kanälen 28 der Blöcke 26- vor den Bechern 25 ausgeführt sein und bei der Herstellung der Blöcke 26 ausgeformt werden. Schließlich kann gemäß Fig. 11 und 12 ein Auswurf der Schleifkörper b aus den Bechern 25 in die Kanäle 28 dadurch verhindert werden, daß im Kanal 28 eine Vereneune 34 durch Ausführung einer

horizontalen Nut im Bördel 32 des Bechers 25 vorgesehen wird.

In F i g. 13 und 14 ist die Ausführung einer Verengung δ vor den Bechern 25 in Vertiefungen 37 gezeigt, die auf der gesamten Fläche eines Blocks 38 ausgeführt sind. Dabei haben die Blöcke 38 in ihrer Unterfläche die Vertiefungen 37 und die Verengung δ wird dadurch gebildet, daß das untere Ende des jeweils oberen Bechers 25 im Bereich der Vertiefung 37 ins Innere des unter ihm gelegenen Bechers 25 ragt. Fig. 13 zeigt die Becher 25 mit abgerundetem Boden und Fig. 14 die Becher 25 mit flachem Boden.

Um nach erfolgter Schleifbearbeitung die bearbeiteten Werkstücke a leicht von den Schleifkörpern b trennen zu können, sind gemäß Fig. 15 und 16 in benachbarten Blöcken 42, 43 zueinander weisende und durch eine mit öffnungen 44a versehene Trennplatten 44 getrennte Zellen 41 vorgesehen. In der Ausbildung gemäß F i g. 15 sind in den Blöcken 42 und 43 die Zellen 41 so ausgebildet, daß im Stapel Fdie Zellen 41 mit ihren offenen Eingängen zusammenfallen. Die öffnungen 44a haben einen Durchmesser, der die maximale Größe der Schleifkörper b etwas überschreitet, jedoch kleiner als die Größe der Werkstücke a ist.

Die Zellen 41 des Blocks 43, die zu entgegengesetzten Flächen hin offen sind, sind schachbrettartig versetzt angeordnet, so daß eine größtmögliche Anzahl von Zellen 41 im Block 43 Platz findet. Die Zellen 41 sind dabei konisch ausgeführt.

Die F i g. 16 zeigt einen Stapel G aus Blöcken 45 und 46, deren Zellen 47 gleichachsig zueinander liegen, was eine Vereinheitlichung der Blöcke 45 bzw. 46 erlaubt und den Zusammenbau zum Stapel G erleichtert. Die Randblöcke 45 im Stapel G sind zur Verringerung ihrer Höhe einreihig ausgeführt. Zwischen den Blöcken 45 bzw. 46 sind Trennplatten 48 mit öffnungen 49 eingelegt.

In der Ausbildung gemäß den F i g. 17 und 18 sind die Becher 25 in Blöcken 50 nebeneinander und gleichachsig übereinander angeordnet und in einer Richtung orientiert In jedem die Becher 25 aufnehmenden Block 50 sind um die Becher 25 herum Freiräume 52 ausgeführt, in denen während des Austrags der bearbeiteten Werkstücke a die Schleifkörper b Platz finden. Zwischen benachbarten Blöcken 50 sind siebartige Zwischenlagen 53 mit öffnungen 54 zum Durchtritt der Schleifkörper b angeordnet

An jeder siebartigen Zwischenlage 53 sind zu beiden Seiten ringförmige Vorsprünge 55 und 56 ausgeführt. Die Vorsprünge 55 sind so ausgebildet, daß sie in die Becher 25 hineinragen, während die Vorsprünge 56 eine kegelstumpfförmige Innenfläche aufweisen und in die Freiräume 52 der jeweils oberhalb gelegenen Blöcke 50 greifen. Während des Wechsels der Werkstücke a kommen diese innerhalb des Vorsprungs 55 auf der Zwischenlage 53 in einem Raum 57 zu liegen.

Es kann vorteilhaft sein, die in die Becher 25 hineinragenden Vorsprünge 55, 56 an der siebartigen Zwischenlage 53 in Anpassung an die Form des zu bearbeitenden Werkstücks a zu gestalten, beispielsweise als Stift bei ringförmigen Werkstücken oder als parallel angeordnete Rippen für rechteckige Werkstükke.

Die kegelstumpfförmige Ausbildung der Innenfläche der Vorsprünge 56 bildet einen trichterartigen Raum 58, der die Rückführung der Schleifkörper b in die Becher 25 begünstigt.

Während bisher im Grundriß runde Behälter zur Aufnahme der Werkstücke a betrachtet wurden, haben

ίο die in F i g. 19 gezeigten Zellen 59 eines Blocks 60 in der Draufsicht eine rechteckige Form mit entsprechend den Werkstückabmessungen gewähltem Seitenverhältnis. Eine solche Konstruktion ist für die Bearbeitung von flachen Werkstücken a\ vorteilhaft.

Die Zellen 59 sind so orientiert, daß die langen Seiten der Rechteckform in der Schwingungsebene liegen oder, was das gleiche aussagt, daß die Drehachse des Schwingungserregers 4 rechtwinklig zu den langen Seiten liegt.

An den zur Schwingungsebene parallelen Stirnwänden der Zellen 59 sind punktförmige oder längliche Vorsprünge (nicht gezeigt) ausgebildet, die ein Festkleben der flachen Werkstücke a\ an ihnen während der Bearbeitung verhindern. Innerhalb der Zellen 59 können an den anderen Wänden (nicht dargestellte) Vorsprünge zur Fixierung der zu bearbeitenden Werkstücke a_x in einer bestimmten Lage ausgebildet sein.

Um das Abtrennen des Schleifschlamms während des Schleifbetriebs zu erleichtern, können gemäß Fig.20 und 21 auch Becher 61 vorgesehen sein, die schlitzartige öffnungen 62 unter Bildung von einzelnen, oben am Becher 61 einseitig befestigten Lappen 63 zusammenlaufen. Im unteren Teil der schlitzartigen öffnungen 62 sind Vorsprünge 64 ausgebildet, welche ein vollständi-

ges Zusammendrücken der öffnungen 62 verhindern. Die Breite der schlitzartigen öffnungen 62 und die Höhe der Vorsprünge 64 werden so gewählt, daß ein Durchfallen des Schleifschlamms, d.h. der zu Staub zerriebenen und zu nützlichem Schleifen nicht mehr taugenden Schleifkörper, möglich ist jedoch die

schleifwirksamen Schleifkörper zurückgehalten werden.

Soweit die Behälter unmittelbar als Zellen in den

Blöcken ausgebildet sind, bestehen die Blöcke, sonst aber die in die Blöcke eingesetzten Becher aus schlag- und verschleißfesten Kunststoffen, Schaummassen, Leichtmetallegierungen oder auch aus Holz. Für die Becher kommt auch noch Gummi als Material in Frage. Die Zwischenlagen zwischen den Blöcken können aus Kunststoffen, Gummi oder Leichtmetallegierungen

so gefertigt sein.

In einer praktisch ausgeführten Maschine zur Bearbeitung der Kanten von HartmetaH-Schneidplatten mit den Abmessungen von 10 mm bis 25 mm können 4000 Werkstücke untergebracht werden, wobei die Maschine nur eine Länge von 1300 mm, eine Breite von 600 mm und eine Höhe von 800 mm aufweist Es wird eine qualitätsgerechte und gleichmäßige Bearbeitung der Kanten sämtlicher Werkstücke erzielt, und es kommt weder zu einer Verschmutzung der Umgebung, noch zu unzulässigen Lärmemissionen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vibrationsgleitschleifmaschine mit einem auf dem Bett der Maschine federnd abgestützten Rahmen, an dem ein Schwingungserreger befestigt ist, sowie mit von dem Rahmen getragenen Behältern zur Aufnahme der zu bearbeitenden Werkstücke und der Schleifkörper sowie gegebenenfalls einer Schleifflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter als in einem oder mehreren stapelbaren plattenförmigen Block bzw. Blöcken (5, 14, 18, 42, 43, 45, 46, 60) eingelassene, einseitig offene Zellen (6, 41, 47, 59) ausgebildet sind, deren Abmessungen im wesentlichen den Abmessungen der zu bearbeitenden Werkstücke (a, a\) entsprechen.

2. Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei der die Behälter als in zueinander parallel verlaufende Aufnahmebohrungen eingesetzte Becher ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrungen (27) in einem oder mehreren stapelbaren plattenförmigen Block bzw. Blöcken (26, 38, 50) ausgebildet sind und die Abmessungen der Becher (25, 61) im wesentlichen den Abmessungen der zu bearbeitenden Werkstücke ^entsprechen.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (6) bzw. Becher (25) eines Blocks (5,14,18 bzw. 26) über Kanäle (13, 28) miteinander und über mindestens einen aus dem Block (5,14,18 bzw. 26) herausgeführten Kanal (12) mit einer Absaugvorrichtung verbunden sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (13, 28) als zur oberen Deckfläche der Blöcke (5, 26) hin offene Nuten ausgebildet sind.

5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanälen (13, 28) im Bereich ihrer Mündungen in die Zellen (6) bzw. Becher (25) Gitter (29) angeordnet sind.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (41,47) in den Blöcken (42, 43; 45, 46) zweiseitig derart angeordnet sind, daß sich im Blockstapel (F; G) die Zellen (41; 47) mit ihren öffnungen zusammenfallend gegenüberliegen, und daß zwischen den Blöcken (42, 43; 45, 46) Trennplatten (44, 48) mit öffnungen (44a, 49) angeordnet sind, die größer als die maximale Größe der verwendeten Schleifkörper (6) und kleiner als die zu bearbeitenden Werkstücke (absind.

7. Maschine nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der einen Seite des Blocks (43) vorhandenen Zellen (41) gegenüber den auf der entgegengesetzten Seite des Blocks (43) befindlichen Zellen (41) schachbrettartig versetzt angeordnet sind.

8. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterseite der Blöcke (50) um die Becher (25) herum Freiräume (52) gebildet sind und zwischen benachbarten Blöcken (50) siebartige Zwischenlagen (53) zum Trennen von Schleifkörpern (b)\md Werkstücken ^angeordnet sind.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Zwischenlage (53) auf deren beiden Seiten in die um die Becher (25) herum gebildeten Freiräume (52) ragende ringförmige Vorsprünge (55,56) ausgebildet sind.

10. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (59) in der Draufsicht eine rechteckige Form aufweisen und ihre langen Seiten rechtwinklig zur Achse des Schwingungserregers (4) verlaufen.

11. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Becher (61) längs ihrer Mantellinien schlitzartige öffnungen (62) aufweisen, welche in der Mitte des Becherbodens zusammenlaufen.