DE3411120A1

DE3411120A1 - Laeppvorrichtung

Info

Publication number: DE3411120A1
Application number: DE19843411120
Authority: DE
Inventors: Shigemi Chigasaki Kanagawa Suzuki
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1983-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1984-11-08

Description

Läppvorrichtung
Die, Erfindung bezieht sich auf eine Läppvorrichtung zur Bearbeitung von Werkstückoberflächen.
Eine Läppvorrichtung bisheriger Art ist in Fig.13 der beigefügten Zeichnungen im Querschnitt angedeutet. Sie umfasst ein obenliegendes, plattenförmiges Läppelement 14 aus Gusseisen, Kupfer oder dergl. mit Ausnehmungen 3"', die in eine Plattenoberfläche eingeformt sind und dem Umlauf von Kühlwasser dienen. Die Läppvorrichtung umfasst ferner eine untenliegende Platte 15 aus Gusseisen, Kupfer oder dergl., das die Ausnehmungen 3 zur Bildung von Kühlwasserräumen abschliesst Läppelement 14 und Platte 15 sind durch mit Abstand von den Ausnehmungen 3"' angeordnete Klemmbolzen 18 miteinander verbunden. Das in den Ausnehmungen 3"' zirkulierende Kühlwasser gelangt daher nicht in den Bereich der Klemmbolzen, so dass das Läppelement nicht mit der grösstmöglichen Kühlfläche versehen ist und die Läppoberfläche 2 nicht gleichförmig gekühlt wird. Dies bedeutet insgesamt eine unbefriedigende Kühlwirkung.
Zur Abhilfe wird in Betracht gezogen, die Kühlwasserausnehmungen zu vergrössern und damit die Kühlwirkung zu verbessern. Dadurch wird jedoch die Wandstärke zwischen den Ausnehmungen 3"' und der Läppoberfläche 2 vermindert, was eine Verminderung der Formsteifheit bedeutet und zu einer Neigung der Läppoberfläche zur Verwölbung unter der Wirkung des Kühlwasserdruckes führt.
Aufgabe der erfindung ist daher die Schaffung einer verbesserten Läppvorrichtung, bei der die Kühlwirkung erhöht und die Formsteifheit unabhängig von der Kühlraumwandstärke vergleichsweise gross ist.
Eine Weiterführung der erfindungsaufgabe erstreckt sich auf die Schaffung einer Läppvorrichtung mit einer Läppoberfläche von verbesserter Kühlwirkung unter Verwendung einer Kühl-und Abrasionsflüssigkeit mit Verbesserung der Läppwirkung und der Läppgenauigkeit. Die Abrasionsflüssigkeit kann dabei an der Unterseite von Werkstücken in der Weise zugeführt werden, dass eine Beeinträchtigung der Läppwirkung und Läppgenauigkeit infolge Beginns des Läppvorganges in den äusseren Bereichen der zu bearbeidenden Werkstückoberfläche vermieden wird.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgab kennzeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Abspruchs 5.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Läppvorrichtungen besteht in der Gewichtsverminderung des Läppelementes und damit der gesamten Vorrichtung.
Die erfindung wird weiter anhand der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigt: Fig.l einen Schnitt einer erfindungsgemässen Läppvorrichtung in einer Ebene quer zur Plattenebene des Läppelementes, Fig.2 eine Teilschnitt-Draufsicht des plattenförmigen Läppelementes nach Fig.l, Fig.3 einen Schnitt einer erfindungsgemässen, rotierenden Läppvorrichtung in einer Ebene quer zur Plattenebene des Läppelementes, Fig.4 eine Teilschnitt-Draufsicht des plattenförmigen Läppelementes nach Fig.3, Fig.5 einen Schnitt entsprechend Fig.3 einer anderen Ausführung einer erfindungsgemässen, rotierenden Läppvorrichtung, Fig.6 einen Schnitt entsprechend Fig.3 einer abgewandelten, ruhenden Läppvorrichtung nach der Erfindung, Fig.7 eine Teilschnitt-Draufsicht des plattenförmigen Läppelementes nach Fig.6, Fig.8 einen Schnitt entsprechend Fig.3 einer anderen Abwandlung einer Rotations-Läppvorrichtung nach der Erfindung, Fig.9 eine Teilschnitt-Draufsicht des plattenförmigen Läppelementes nach Fig.8, Fig.10 einen Schnitt entsprechend Fig.3 einer weiteren Abwandlung einer Rotations-Läppvorrichtung nach der Erfindung, Fig.ll eine Schnittdarstellung entsprechend Fig.l eines plattenförmigen Läppelementes zur Veranschaulichung eines Formgebünsverfahrens für ein solches Element, Fig.12 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig.ll zur Veranschaulichung des Einbringens von kleinen Öffnungen in ein plattenförmiges Läppelement und Fig.13. einen Schnitt quer zur Plattenebene des bereits in der Einleitung erwähnten Läppelementes bekannter Art.
In Fig.l und 2 sowie und 7 ist eine erfindungsgemässe Läppvorrichtung mit ruh#ndem#;:plattenförmigem Läppelement dargestellt, während die Figuren 3 und 5 sowie 8 bis 10 solche mit rotierendem Läppelement wiedergeben. Die Läppelemente mit ihrer Läppoberfläche 2 bestehen in Jedem Fall aus Keramik, z.B. Aluminiumoxidkeramik, einem bevorzugten Material für die Zwecke der erfindung. Die Läppelemente können grundsätzlich Jede zweckentsprechende Form aufweisen, für Rotationsvorrichtungen insbesondere Scheibenform. Die Läppelemente sind mit eingeformten Ausnehmungen als Kühl- bzw. Abrasionsflüssigkeitsräume 3 versehen.
Ein solcher Flüssigkeitsraum 3 kann in dem Plattenkörper des Läppelementes in Form einer flachen Spirale oder eines entsprechenden Gitters eingebracht sein und ist mit Einlass 3' sowie Auslass 3" für den Flüssigkeitsumlauf versehen.
Bei der Ausführung mit ruhendem Läppelement 1 gemäss Fig.l sind eine Einlassleitung 4 und eine Auslassleitung 5 unmittelbar mit den Anschlüssen 3' bzw. 3" verbunden. Bei der Ausführung mit ruhendem Läppelement 1 nach Fig.5 sind Endabschnitte der durch ein Drehelement 6 geführten Einlass- bzw.
Auslassieltung 4 bzw. 51,mit dem Einlass 3' bzw. dem Auslass 3" verbunden. Bei der Rotationsvorrichtung nach Fig.3 ist dagegen nur die Einlassleitung 4 durch ein Drehelement 6 geführt und sodann mit dem Einlass 3' verbunden, während der Auslass 3" an der Unterseite des Läppelementes 1 oberhalb eines anstelle der Auslassleitung vorgesehenen Auffangbehälters 7 für die Kühlflüssigkeit mündet. Andere Anschlussausführungen für die Flüssigkeitszu- unf -abführung sind sinngemäss anwendbar.
Bei der Ausführung nach Fig.6 und 7 mit ruhendem Läppelement sowie bei denJenigen mit rotierendem Läppelement nach den Figuren 8 bis 10 ist die Anwendung einer Läppflüssigkeit mit Kühl- und Abrasionswirkung vorgesehen. Die Läppelemente bestehen wiederum aus Keramik und haben Platten- oder Scheibenform oder eine andere, dem Anwendungsfall angepasste Form.
Ausser Flüssigkeitsräumen 3 mit Einlass 3' und Auslass 3" haben die Läppelemente 1 Jeweils über die Läppoberfläche 2 verteilt angeordnete Öffnungen 9 geringen Durchmessers, die mit den Flüssigkeitsräumen 3 verbunden sind.
Die Flüssigkeitsräume 3 sind in Form eines flachen Verteilungsmusters, z.B. in Form einer flachen Spirale oder eines ebensolchen Gitters, nahe der obenliegenden Läppoberfläche 2 in das Läppelement eingeformt und erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Ausdehnung der Läppoberfläche, wobei sich die Öffnungen 9 zwischen Flüssigkeitsraum und Läppoberfläche erstrecken. Die Auslässe 9' dieser Öffnungen sind in grosser Anzahl über die Läppoberfläche verteilt angeordnet und bewirken eine entsprechend gleichmässig verteilte Zuführung der Kühl- und Abrasionsflüssigkeit an die Läppoberfläche. Der Durchmesser der Öffnungen 9 wird entsprechend der Zusammensetzung der Flüssigkeit bemessen, Jedenfalls vergleichsweise gering, z.B. in der Grössenordnung von 0,2 bis 5mm.
Die über Einlass 3' und Auslass 3" durch die Räume 3 zirkulierende Flüssigkeit 8 wirkt zunächst als Kühlmittel für die Läppoberfläche 2 und gelangt dann über die Öffnungen 9 in gleichmässiger Verteilung an die zu bearbeitende Unterseite eines werkstücks A, wo es seine Abrasionswirkung entfaltet. Im Gegensatz zum Stand der Technik tritt die Flüssigkeit also nicht zuerst mit der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche in Berührung, sondern kann seine Kühlwirkung im Zuführungszustand, d.h. mit niedrigerer Temperatur, entfalten.
Es versteht sich übrigens, dass gegebenenfalls unabhängig von der Anordnung von Räumen und Durchlässen für Abrasionsflüssigkeit 8 gesonderte Räume bzw. Durchlässe für Kühiflüssigkeit, z.B. Kühlwasser, im Läppelement vorgesehen werden können.
Bei der Ausführung nach Fig.6 mit ruhendem Läppelement 1 sind eine Zuführleitung 10 und eine Abführleitung 11 mit den Anschmlüssen 3' bzw. 3" verbunden. Die A-brasionsflüssigkeit 8, welche durch die Öffnungen 9 zur Läppoberfläche 2 tritt, gelangt abflussseitig zu einem Aufnahmebehälter 12, der sich rings um das Läppelement erstreckt. Der zwischen Ein-und Auslass 3' und 3" zirkulierende Teilstrom der Flüssigkeit bewirkt eine intensive Kühlung der Läppoberfläche.
Bei der Rotationsvorrichtung nach Fig.8 ist die Zuführleitung 10 durch ein Drehelement 13 geführt und sodann mit dem Anschluss 3' verbunden, über den sie zu den Räumen 3 und zu den Offnungen 9 sowie zur Läppoberfläche 2 gelangt. Die am Aussenrand der Läppoberfläche abströmende Flüssigkeit, die hier zur Gesamtheit über die Läppoberfläche strömt, wird in einem das Läppelement umgebenden Behälter 12 aufgefangen, an den die Abführleitung 11 angeschlossen ist.
Bei der Rotationsvorrichtung nach Fig.10 sind Zu- und Abführleitung 10 bzw. 11 durch ein Drehelement 13 geführt und mit den Anschlüssen 3' bzw. 3" der Flüssigkeitsräume 3 verbunden. Der über die Öffnungen 9 zur Läppoberfläche 2 tretende Flüssigkeitsanteil strömt nach Passieren des Bearbeitungsbereiches zum Aussenrand des Läppelementes und wird in einem das letztere umgebenden Behälter 12 aufgefangen.
Andere konstruktive Ausführungen der Zu- und Abführleitung bzw. des Auffangbehälters kommen Je nach den Gegebenheiten des Anwendungsfalles in Betracht.
Zur Herstellung des keramischen Läppelementes 1 können ein oberer und unterer Teilkörper 14 bzw. 15 gesondert durch ein Giessverfahren aus Keramikbrei geformt werden. Nach Entfernen der Teilkörper aus ihren Formen werden teilweise getrocknete Oberflächenabschnitte derselben mit Keramikbrei 16 von gleicher oder ähnlicher Zusammensetzung wie das Grundmaterial beschichtet. Sodann werden die Teilkörper zusammengesetzt und getrocknet sowie gesintert oder gebrannt. Ein solches Zusammensetzverfahren ist in Fig.ll angedeutet.
Andererseits können die Teilkörper gegebenenfalls auch durch InJektionsformung bzw. Druckgiessen oder Extrudieren hergestellt und unter Einfügung eines keramischen Bindemittels zusammengesetzt sowie getrocknet und gesintert werden.
Weiter kommt eine einstückige Herstellung des Läppelemntkörpers in einem geeigneten Form- und Giessverfahren ebenfalls in Betracht. Andere Herstellungsmethoden sind Je nach den Gegebenheiten des Anwendungsfalles in Betracht zu ziehen, insbesondere unter Berücksichtigung der Form der Flüssigkeitsräume 3.
Die Öffnungen 9 werden zweckmässig in den noch in plastisch verformbarem Zustand befindlichen Keramikkörper des Läppelementes eingebracht, und zwar z.B. mittels eines nadelförmigen Bohrwerkzeugs gemäss Fig.12. Hierzu kommt eine Zubereitung des Keramikbreies aus Tonerdepulver unter Zumischung eines Plastifizierungsmittels wie Lehm oder organische Bindemittel und Wasser in Betracht.
Die erfindungsgemässen Läppelemente aus Keramik, insbesondere aus Aluminiumoxidkeramik, haben sich im Fertigzustand als hervorragend formsteif und sicher gegen eine Auswärtsverformung der Läppoberfläche unter der Wirkung des inneren Flüssigkeitsdruckes erwiesen. Sie haben ausreichende Druckfestigkeit trotz geringer Wandstärken im Bereich der Läppoberfläche bei umfangreichen und über die Läppoberfläche gleichmässig verteilten Flüssigkeitsräumen für die Zirkulation von Kühl- und/oder Abrasionsflüssigkeiten. Es ergeben sich kompakte Bauformen für das Läppelement sowie vergleichsweise geringes Gewicht, auch für die gesamte Läppvorrichtung.
Die Läppelemente zeichnen sich ferner durch hervorraghde Korrosions- und Abriebbeständigkeit sowie Alterungsbeständigkeit aus. Insgesamt lassen sich damit langzeitig gleichmässige Läpp-Bearbeitungsergebnisse erzielen.

Claims

Ansprüche 1. Läppvorrichtung zur Bearbeitung von Werkstückoberflächen, gekennzeichnet durch mindestens einen wenigstens teilweise aus Keramik bestehendes, eine Läppoberfläche bildendes und mit mindestens einem Durchlass für ein Fluid versehenes Läppelement.
2. Läppvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein plattenförmiges Läppelement.
3. Läppvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein aus Aluminiumoxidkeramik bestehendes Läppelement.
4. Läppvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Läppelement mit mindestens einem Durchlass für Kühlwasser.
5. Läppvorrichtung zur Bearbeitung von Werkstückoberflächen, gekennzeichnet durch mindestens ein einstükkig aus Keramik bestehendes, eine Läppoberfläche bildendes und mit mindestens einem Durchlass für ein Fluid versehenes Läppelement, das eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen aufweist, welche die Läppoberfläche mit dem Flüssigkeitsdurchlass verbinden.
Läppvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein plattenförmiges Läppelement.
7. Läppvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch ein aus Aluminumoxidkeramik bestehendes Läppelement.
8. Läppvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass an eine Zuführung für Kühl- und Abrasionsflüssigkeit angeschlossen ist.
9. Läppvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Läppelement mit einer Mehrzahl von über die Läppoberfläche verteilten Öffnungen versehen ist.