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Maschine zum Schleifen und Polieren ebener Flächen (Facetten) an Edelsteinen,
Halbedelsteinen u. dgl. Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen und Polieren
ebener Flächen (Facetten) an Edelsteinen, Halbedelsteinen u. dgl., und zwar eine
Maschine derjenigen Art, bei welcher über den umlaufenden ebenen Schleifring ein
Werkstückhalter mit mehreren Werkstückhalterspindeln unter Eigendrehung in etwa
radialer Richtung zur Schleifscheibe hin und her bewegt wird. Gegenüber bekannten
Maschinen dieser Art besteht die Erfindung darin, claß diese Hin-und Herbewegung
zum selbsttätigen Beistellen der Werkstücke zum Schleifvorgang und während desselben
sowie zur Abstellung nach -Beendigung des Schleifvorganges benutzt wird, und zwar
in der Weise, daß auf dem Werkstückspindelträger, welcher um seine Mittelsvmtnetrieachse
gedreht wird, eine Stellscheibe gegen Federdruck relativ zum Werkstückspindelträger
vierdrehbar angeordnet ist, die eine besondere Sperrklinke trägt und zeitweise durch
einen Bremsschuh angehalten wird. Hierdurch wird die Drehung von zu den Sperrklinken
gehörigen Schalträdern auf Nockenscheibenwellen im umlaufenden Werkstückspindelträger
veranlaßt. Gegen die spiralförmigen Nocken dieser Wellen legen sich Stellschrauben
der Mittelgelenke von Kniehebeln, welche ihrerseits mit ihrem unteren vertikal beweglichen
Ende an Klemmklötzen auf den Werkstückhalterspindeln angreifen, so daß also durch
die Bewegurig
dieser Kniehebel seitens der Nockenscheiben die Einstellung
der Werkstückhalterspindeln mit den Werkstücken relativ zur Schleifscheibe erfolgt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Maschine ist ferner die besondere
Art, wie eine achsiale grobe Einstellung und die Feineinstellung der auswechselbaren
Halterspindeln erfolgt.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es ist Abb. i eine Seitenansicht einer Schleif-und Poliermaschine gemäß
der Erfindung, Abb.2 ein zugehöriger Grundriß, Abb. 3 eine Seitenansicht, zum Teil
im Schnitt, in größerem Maßstab, welche den umlaufenden Werkstückträger und die
damit @ erbundenen Teile wiedergibt, auf die sich die Erfindung insbesondere bezieht.
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Abb. -. ist ein Grundriß im Schnitt nach Linie 4-4 in Abb. 3, Abb.
5 ein Schnitt nach Linie 5-5 in Abb. 3, Abb. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 in Abb.
5 und Abb. 7 ein Schnitt nach Linie 7-7 in Abb. 3. Die Schleifvorrichtung besitzt
eine Grundplatte io, auf der sich an geeigneter Stelle eine Tragsäule i i befindet,
die ein Lagerauge 12 trägt, in welchem die Schwingwelle 13 gelagert ist, und ein
zweites Lagerauge 14 für die Drehwelle 15 mit Schneckenrad 16, in das eine Schnecke
17 auf der Welle 18 eingreift, die sich in Lagern i9 dreht. Diese Lager werden gleichfalls
von der Säule i i getragen. Auf der Welle 18 sitzt eine Riemenrolle 2o zum Antriebe.
Von dem ,Schneckenrad 16 ragt ein in exzentrischer Lage angeordneter Stift 21 als
Kurbelzapfen empor.
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Die Platte io ist ferner mit einem Lager 22 und einem Arm 23 ausgerüstet,
der in einem Lager 2.4 unmittelbar über dem Lager 22 endigt; hierdurch wird ein
Lager für die lotrechte Welle 25 geschaffen. An der Welle 25 ist oberhalb des Lagers
2.1 eine Schleifscheibe 26 befestigt. Ihre Oberfläche besitzt eine mittlere Vertiefung
27, so daß die Schleifoberfläche, wie bekannt, ringförmige Gestalt aufweist. Die
Welle 25 und damit die Schleifscheibe 26 kann durch eine auf der Welle durch eine
Befestigungsschraube 29 gehaltene Riemenrolle 28 von einer beliebigen Kraftquelle
angetrieben werden.
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Mit dein oberen Ende der Schwingwelle 13 ist ein Doppelhebel
30 verbunden. Dieser Hebel wird durch eine auf das mit Gewinde versehene
Ende der Schwingwelle aufgeschraubte Mutter 32 oder in sonstiger Weise festgehalten.
Das rechte Ende des Hebels 30 ist in der aus Abb. i und 2 ersichtlichen Weise bei
33 geschlitzt und umfaßt den genannten Kurbelzapfen 21 und wird so in eine Schwingbewegung
versetzt. Das gegenüberliegende Ende des Hebels ist so ausgebildet, daß es das Ende
einer senkrechten Welle 3:1 (Abb. 3) aufnehmen kann.
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Die Welle 34 ist mit einem Bund 35 versehen, und das Wellenende tritt
durch eine dafür im Ende des Schwinghebels 30 vorgesehene Bohrung, so daß
die Welle in ihrer Lage durch eine Mutter oder in anderer Weise befestigt werden
kann. Die Welle 34 wird umschlossen von einem Schneckenrad 36, das mit einer entsprechenden
Schnecke zusammenarbeitet, so daß es von einer beliebigen Kraftduelle aus getrieben
werden kann. Das Schneckenrad 36 sitzt auf dem oberen Ende 37 der breiten Nabe 38
des Werkstückspindelhalters mit den beiden Platten 39 arid q.o. Der Halter ist drehbar
auf der Welle 34 und wird in seiner Lage durch eine untere Mutter 41 gehalten, die
in eine Aussparung im unteren Ende der Nabe 38 eingeschraubt ist. Unterhalb des
Schneckenrades 36 ist das N abenende 37 mit einem Lagerring q.2 versehen für eine
Scheibe 4.3. Der Durchmesser der Scheibe ist beträchtlich größer als der Durchmesser'
der Platte 39, so daß der Umfangsteil der Scheibe über den Umfang der Platte hervortritt.
In entsprechenden Abständen befinden sich am Rande der Scheibe 43 Einschnitte .44.
und an den entsprechenden Stellen im Umfang der Platte 39 Einschnitte 4.5. Im dargestellten
Beispiel sind vier Sätze derartiger Einschnitte angeordnet. Selbstverständlich kann
eine beliebige andere Zahl von Werkstückhaltersätzen Anwendung finden, und die Zahl
der Einschnitte 4q., 4.5 wird dann dieser Zahl entsprechen. Jeder Einschnitt .15
in der Platte 39 wird begrenzt durch zwei parallel liegende Seitenwandungen 46,
die in einer kreisförmigen Bohrung 47 größeren Durchmessers enden. Der Umfang der
unteren Gestellplatte .I0 ist an entsprechenden Stellen und in ähnlicher Weise wie
die Platte 39 mit Einschnitten versehen. Die Einschnitte in dieser Platte 40 sind
bei .48 (Abb.3) erkennbar, ihre gegenüberliegenden Parallelwandungen sind mit .t9
und die weitere Bohrung mit 5o bezeichnet. In jeden Satz dieser Aussparungen kann
ein Werkstückhaltersatz eingebracht werden, der ohne weiteres ein- und ausmontiert
werden kann.
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Wie vorher angeführt wurde, kann eine beliebige Zahl von Werkstückbaltersätzen
vorgesehen werden, und da diese in gleicher Weise ausgebildet sind, braucht nur
einer von ihnen einzeln beschrieben zu werden. Zu jedem Satz gehört eine Spindel
51. An einem Ende der Spindel 51 ist ein Werkstückhalter 52 vorgesehen, der in beliebiger
Weise einen
Diamanten oder sonstigen Edelstein aufnehmen kann, an
dem eine Fläche oder eine Mehrzahl von Flächen anzuschleifen oder zu polieren ist.
Am gegenüberliegenden Ende ist die Spindel 51 mit einer Hülse 53 ausgestattet. Diese
ist dreh- und gleitbar auf der Spindel 51 und mit gegenüberliegenden abgeflachten
Seitenflächen 5.1. ausgerüstet, deren Abstand genau der gleiche ist wie der zwischen
den gegenüberliegenden Parallelflächen 46, die die Einschnitte 4.5 radial begrenzen.
Die Enden der Hülse 53 sind kreisbogenförmig nach einem Durchmesser gestaltet, der
genau dem der Bohrung des Teiles 4.7 der Einschnitte 4.5 entspricht. Die Hülse 53
besitzt einen Flansch 55, der sich gegen die Innenfläche, und einen Flansch 56,
der sich gegen die Außenfläche der Platte 39 legt. Mit dem Flansch 56 ist ein Arm
57 mit einem Handgriff 58 an seinem äußeren Ende und einem Stift 59 am inneren Ende
verbunden; der Stift 59 greift in ein dafür vorgesehenes Loch in der Scheibe 4.3
ein. Der Arm 57 muß nach oben nachgiebig sein, um dem Stift 59 zu gestatten, unter
Druck über die Scheibe hinwegzugleiten, bevor er in die für ihn vorgesehene Vertiefung
einfällt, oder der Knopf 58 und der Stift 59 können unter besonderer Federwirkung
stehen, um ein leichtes Herausziehen des Stiftes aus der Vertiefung zu ermöglichen.
Ersichtlich kann die Hülse mittels des Armes in eine solche Lage gebracht «erden,
daß ihre flache Seite 54 durch die parallel angeordneten Flächen des Einschnittes
4.5 eingeführt und dann durch den Arm um so ein Stück weit gedreht «>erden kann,
daß ihre nach einem Kreise gestalteten Enden sich gegen das nach einem Kreis ausgebohrte
Ende des Einschnittes legen, so daß die Teile in der Platte in ihrer Stellung gehalten
werden. Sie «-erden dann durch das Einführen des Stiftes 39 in seine Vertiefung
gesichert und festgehalten. Ferner wird ofenbar bei umgekehrter Betätigung die Hülse
und die Spindel freigegeben und kann aus der Plätte entfernt werden.
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An dem Werkstückhalterende der Spindel befindet sich eine Hülse 6o
ähnlich der Hülse 53, die sich ebenfalls drehen und verschieben läßt und mit gegenüberliegenden
flachen Seitenflächen 61 und 62 ausgerüstet ist. Auch sie ist mit einem oberen Flansch
63 versehen, der sich gegen die Innenwandung der Platte 40 legt, und einem unteren
Flansch 6q., der sich gegen die Außenfläche der Wandung 40 anlegt. Der Flansch 6:I
besitzt wieder einen Arm 65, an dessen äußerem Ende sich ein Knopf 66 sowie ein
Stift 67 befinden, die genau den entsprechenden Teilen, nämlich Knopf 58 und Stift
59, an der Hülse 53 gleichartig sind. Es ergibt sich daraus, da!i (las Werkstückhalterende
der Spindel in seiner Stellung in der Platte q.o angebracht und festgehalten und
entriegelt und getrennt werden kann, und zwar an beiden Enden der Spindel.
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Zu jedem Haltersatz gehört ferner eine Daumenwelle 68, die in Lagern
der Platten 39 und do drehbar ist. Jede Nockenwelle besitzt ein spiralförmig gestaltetes
Nockenstück 69, das auf der Welle befestigt ist, beispielsweise mittels Schraube
7o. An der Außenseite der Platte 39 endigt die Nockenwelle 68 in einem Kopf 71,
an dem ein Sperrad 72 sitzt. Das Sperrad 72 kann an dem Wellenende durch eine Stellschraube
73- oder in anderer Weise befestigt werden. * Die zugehörige Klinke 74 ist bei 75
in der Scheibe 43 schwingbar gelagert; sie wird gegen das Sperrad durch eine Feder
76 angedrückt, die an der Scheibe 4.3 durch eine Schraube 77 oder sonstwie befestigt
ist. Das freie Ende der Feder 76 ist in der bei 78 angedeuteten Weise hakenförmig
gestaltet, so daß es in einen Einschnitt 79 der Klinke eintreten und so diese außer
Eingriff mit den Sperradzähnen festhalten kann. Für jede 1Tockenspindelwelle besitzt
die Scheibe 43 ein Loch 7i', in welches deren Kopf 71 eingreift. Das Loch ist kreisförmig
oder oval, jedenfalls weit genug, um eine Relativdrehung zwischen der Scheibe .I3
und Platte 39 zuzulassen. An einer Stelle ist die Scheibe 43 noch mit einem Loch
8o versehen, durch welches ein Stift 81 hindurchtritt, der in der Platte 39 ' festsitzt.
Auf diesem Stift 81 ist das Ende einer Feder 82 (Abb..I) befestigt, und das gegenüberliegende
Ende liegt an einem Stift 83 der Scheibe.I3 an, so daß die Scheibe durch den Druck
der Feder 82 in einer Lage gegenüber der Platte 39 gehalten wird, in welcher die
Klinke ; 4 in die Zähne des Sperrades 72 eingreift.
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Zu jedem Halterstück gehört ferner ein Lagerauge 84. mit Gewindezapfen
85, der durch eine dafür vorgesehene öffnung in der Platte 39 hindurchtritt und
in seiner Lage an der Platte durch eine - versenkte -Mutter 86 befestigt werden
kann. An gegenüberliegenden Seitenflächen des Auges 84 sind Stangen 87 und 88 gelenkig
an Zapfen 89 angeschlossen. An die Teile 87 und 88 sind Lenkstangen go und gi angeschlossen,
an deren Enden ein Abstandsklotz 92 mit Schildzapfen 93 und 94 und Muttern 95 und
96 an gegenüberliegenden Seiten befestigt ist (Abb. 7). In den Klotz 92 ist eine
Einstellschraube 97 eingeschraubt, deren inneres Ende auf die Außenfläche des zugehörigen
Spiralnockens 69 wirkt. Die Einstellschraube ist mit einer Fingerscheibe 98 versehen,
durch welche sie beliebig im Abstandsklotz 92 eingestellt
werden
kann; so kann die Beziehung des inneren Endes der Einstellschraube zur Nockenfläche
bestimmt werden. Das äußere Ende der Einstellschraube trägt drehbar angeschlossen
eine Blattfeder 99 (Abb. 7),
die sich an der zugehörigen Spindel 51 abstutzt,
um das innere Ende der Einstellschraube in Berührung mit der Nockenfläche zu halten.
Die Blattfeder 99 wird in ihrer lotrechten Lage durch Stifte ioo gesichert, welche
im Auge 84 sitzen und in die Blattfeder eingreifen.
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Zu jedem Haltersatz gehört ferner ein aufklemmbarer Klotz ioi (Abb.5
und 6), der auf seiner Spindel 51 in bestimmter Höhenlage verriegelt werden kann.
Ein Ende des Klemmklotzes ist in der bei io2 angedeuteten Weise geschlitzt und mit
einer Klemmschraube 103 versehen, die mittels eines Stiftes iod. am Schraubenkopf
105 gedreht werden kann. An der gegenüberliegenden Seite ist der Klemmklotz in der
bei io6 gezeigten Weise in zur ersten Schlitzebene senkrechter Ebene geschlitzt.
Die äußeren Teile des Schlitzes werden durch schräg zulaufende Flächen io7 begrenzt,
an deren innere Enden sich parallel verlaufende Wandstücke io8 und iog anschließen.
Das innere Ende des Schlitzes ist wieder durch ein zylindrisch ausgearbeitetes Stück
iio größeren Durchmessers begrenzt.
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Die unteren Enden der Stangen 9o und 9i werden durch ein Abstandsstück
i i i auseinandergehalten. Dieses Stück besitzt gegenüberliegende flache Seiten
i 12 und 113, deren Abstand genau der gleiche ist wie der zwischen den Flächen i
o8 und iog am Einschnitt am Ende des Klotzes ioi. Die Enden des Klotzes i i i sind
nach einem Kreisbogen gestaltet, dessen Halbmesser der gleiche ist wie der des zylindrischen
Endes des Ein-Schnittes. Der Abstandslzlotz i i i besitzt Zapfen 114., 115, die
in Bohrungen am Ende der Teile 9o und 9i drehbar sind. Zum Festhalten dienen Muttern
116, 117. Auf den Zapfen 115 ist außerhalb der Stange 9o noch ein Arm 118 aufgesetzt.
Dieser wird auf dem Zapfen durch die Mutter iil festgehalten. Das freie Ende des
Armes ist mit einem Handgriff i i9 ausgestattet, der an der Außenseite des Armes
sitzt, und mit einem Stift i2o an der Innenseite. Dieser Stift vermag in eine Ausnehmung
121 in der Fläche des Klemmklotzes einzugreifen, um den Teil i i i in seiner Lage
festzuhalten (siehe die Teile 53 und 6o).
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Urn eine gegensätzliche Bewegung zwischen Scheibe 43 und Platte 39
für die Zwecke der Erfindung zu ermöglichen, ist eine Bremse angewendet, die in
bestimmten Augenblicken den Umfang der Scheibe berührt, um sie zu @ erzögern, während
der Werkstückspindelhalter weiter umläuft, so daß er in bezug auf die Scheibe 43
seine Lage verändert. Die Vorrichtung besteht aus einem an der Grundplatte sitzenden
Arm 23 mit einem Fortsatz 122, an dem ein federnder, einen Bremsschuh 1.25 tragender
Arm 123 mit Schraube 124 o. dgl. befestigt ist. Wenn der Schwinghebel
30 einen Hin- und Hergang beendet hat, legt sich der Umfang der Scheibe an
die Bremse an; die Bewegung der Scheibe wird verzögert und die Scheibe 39 und Platte
.I3 verdrehen sich gegeneinander. .jede Klinke 7.4 macht die Verzögerung mit, während
die Spindeln 68 ihre kreisende Bewegung fortsetzen. Dabei werden die Sperräder 72
um einen oder mehrere Zahnteilungen gedreht und damit die Spiralnocken 69. Wird
die Scheibe 43 wieder freigegeben, so wird sie durch die Wirkung der Federn 82 in
ihrer Normalstellung gegenüber der Platte zurückgedreht, und hierdurch werden die
Klinken veranlaßt, über die Sperräder hinwegzugleiten. Auf diese Weise kann die
Zeit festgelegt werden, nach welcher die Bearbeitung der Werkstücke aufhören soll.
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Die Maschinenteile können von einer beliebigen Kraftquelle aus betrieben
werden, und zwar so, daß die Schleifscheibe 26 in einer Richtung umläuft, während
der Werkstückhalter sich in entgegengesetzter Richtung dreht und dabei gleichzeitig
die (radiale) Schwingbewegung über die Fläche der Schleifscheibe hin ausführt. Wie
erwähnt, sind die Teile so bemessen, daß die Flächen des zu schleifenden und polierenden
Gegenstandes nach und nach in Berührung mit sämtlichen Punkten der Schleiffläche
gelangen; zu diesem Zweck ist der Durchmesser des Halterkopfes, (1. h. die Entfernung
zwischen diametral gegenüberliegenden Haltern, annähernd gleich dem Radius der Schleifscheibe,
vermehrt um den Radius der mittleren Vertiefung 27 darin. 1 Im die erhöhte Abnutzung
des Schleifscheibenteiles am Umfang auszugleichen, ist die Schwingbewegung, die
dem Werkstückhalterkopf mitgeteilt wird, an den Enden der Schwingbewegung größer
als in der Mitte.
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Bei der Benutzung der Vorrichtung wird (las Werkstück, das bei 127
angedeutet ist, beispielsweise ein zu schneidender und zu polierender Diamant oder
sonstiger Edelstein, im Halter 52 in geeigneter Lage angebracht, während die Spindel
51 und die darin befestigten Teile vom Halterkopf abgenommen wird. Die Spindel wird
dann in ihrer Lage in den Nuten der Platten 39 und 40 gebracht, und zwar mittels
der beschriebenen Hülsen 53 und 6o, die in die Schlitze eingeführt, dann zwecks
Verriegelung mittels der Handgriffe 58 und 66
gedreht und schließlich
durch die Stifte 59 und 67 gesichert werden. So wird auch der Abstandsklotz r i
i in die entsprechende Nut roh durch Schwenken des Armes 118 und Einfallenlassen
des Stiftes i2o in seine Vertiefung festgelegt und gesichert; da die Spindel 51
in den Hülsen 53 und 6o drehbar ist, so kann sie zwecks Einstellens des Werkstückes
in geeigneter Lage gegenüber der Schleifscheibenfläche gedreht werden, und da sie
auch in der Längsrichtung in diesen Hülsen beweglich ist, so kann sie auch auf den
verlangten Abstand gegenüber der Schleifscheibenfläche gebracht, d. h. grob eingestellt
werden. Danach wird die Spindel im Klemmklotz ioi durch Anziehen der Klemmschraube
103 festgehalten. Die Nockenwelle 68 kann dann in die gewünschte Stellung gebracht
werden, um das Maß des vorzunehmenden Schnittes an der Fläche des zu schleifenden
Gegenstandes festzulegen, und ferner um die Spindel selbsttätig abzuheben, damit
das Werkstück von der Schleifscheibe entfernt wird. Die Stellschraube 97 wird zum
gleichen Zweck gegenüber der :N ockenfläche fein eingestellt, mit ihrem Ende durch
Federn 99 in Berührung mit der Nockenfläche gehalten, die zugleich die Glieder 87
und 88 sowie go und 9i in der Stellung halten, in welcher Spindel und Werkstückhalter
sich befinden müssen, um das Werkstück in Berührung mit der Schleiffläche zu halten.
Wenn der Schleifvorgang fortschreitet, so wird die Nockenwelle 68 durch die Einwirkung
der Bremse auf die Scheibe 43 und die dadurch verursachte Tätigkeit der Schaltklinke
und Schalträder allmählich weitergedreht. Ist die Nockenwelle so weit gedreht, daß
das Ende der Stellschraube an der Stelle 128 des Nockens al)-fallen kann, so wird
sie durch die Feder 99 nach innen bewegt und veranlaßt mittels der Winkelhebelvorrichtung
das Abheben der Spindel 51 und des Werkstückhalters 52 von der Schleiffläche. Darauf
kann erforderlichenfalls die Spindel abgenommen «-erden, und zwar dadurch, daß die
Befestigungsvor-ZD ;änge s
, in umgekehrter Folge au geführt «-erden.
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Bei der Vorrichtung sind also nach dem Voraufgegangenen folgende Einstellungen
möglich. Das Werkstück kann gegenüber der Schleiffläche um eine Achse gedreht «erden.
Es kann in seinem Abstand grob und fein von der Fläche eingestellt werden. Es kann
mit seinem Halter am Halterkopf befestigt werden, verriegelt und entriegelt und
losgenommen werden. Es kann normal in Berührung mit der Schleiffläche gehalten «-erden;
wobei das Maß des Schnittes oder des Schleifvorganges eingestellt werden kann. Es
kann ein selbsttätiges Abziehen des Werkstückes von der Schleiffläche nach Erzielung
des notwendigen Schnittes herbeigeführt werden.