DE4101237A1 - Maschine zur endbearbeitung von platten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 genannten Art sowie ein Verfahren zur Endbearbeitung von Platten. Die Maschine ist in der Lage, eine Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken gleich­ zeitig zu schleifen und zu polieren, das Verfahren dient zur Verwendung der Maschine zum Einbringen eines Umfangsmusters auf die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken.

Computerspeicherplatten sind typischerweise hochpolierte Gegenstände, die höchsten Qualitätsansprüchen genügen müssen. Jeder Kratzer aufder Oberfläche einer harten Platte führt zu einem bleibenden Verlust wenigstens eines Teils der Speicherkapazität der Platte. Das Schleifen und Polieren solcher harter Platten durch Maschinen gemäß dem Stand der Technik erbrachte harte Platten mit radialen oder rosenblattförmigen Mustern, in denen kleine Rillen vom Zentrum der Scheibe zu dem äußeren Radius der Scheibe lau­ fen, oder zu Platten mit Spiralmustern, bei denen die Spira­ le im Zentrum der Scheibe beginnt und sich spiralförmig ausdehnt, bis sie an der Außenseite der harten Platte endet. Kratzer in den radialen oder spiralförmigen Vertiefungen können sich über große laterale Teile der Scheibe er­ strecken, was zu einem Verlust einer wesentlichen Menge von Speicherraum führt, was die Platte unbrauchbar macht.

Neuere Maschinen können Umfangsmuster in die harte Platte einbringen. Das gewünschte Umfangsmuster be­ steht aus einer Reihe von konzentrischen Ringen, beginnend im Zentrum der harten Scheibe und sich ausdehnend in Rich­ tung auf die äußere Kante der harten Scheibe. Ein Kratzer in einem konzentrischen Ring des Umfangsmusters führt zu einem Verlust nur eines geringen Teils der Speicherkapazität der harten Scheibe, nämlich der Speicherkapazität, die durch den verkratzten konzentrischen Kreis definiert ist. Gegenwärtige Methoden zum Einbringen von Umfangsmustern auf eine harte Scheibe sind zeitaufwendig, da sie langsam sind und da immer nur eine Scheibe bzw. Platte zu einer Zeit bearbeitet werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Maschine zum Schleifen und Polieren einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken zu schaffen, die wenigstens einen Motor hat, der in der Lage ist, einen oberen ringförmigen Stempel, einen unteren ringförmigen Stempel und einen zentralen Antriebs­ ring anzutreiben. Es ist außerdem Aufgabe der Erfindung, eine Maschine zum Schleifen und Polieren einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken zu schaffen, die stationäre Führungsrollen, Klemmführungsrollen, eine stationäre Füh­ rungsrolle und eine Klemmführungsrolle aufweist, die an einer Anzahl von Rollenstempeln angebracht sind.

Gemäß einer allgemeinen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um eine Maschine zum Fertigbear­ beiten einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken. Fer­ tigbearbeiten schließt das Schleifen und Polieren ein und kann auch irgendwelche anderen, notwendigen oder wünschens­ werten Verfahren zum Bearbeiten von scheibenförmigen Werk­ stücken einschließen. Die Maschine weist ein Rahmenwerk, eine Polieranordnung auf, welche einen senkrecht an einer ersten Spindel befestigten, ringförmigen unteren Stempel aufweist, einen senkrecht an einer dritten Spindel befestig­ ten zentralen Antriebsring und wenigstens einen Motor auf­ weist, der in der Lage ist, die ersten, zweiten und dritten Spindeln zu drehen. Die Spindeln weisen außerdem eine Anzahl von stationären Führungsrollen, eine Anzahl von Klemmrollen und eine Anzahl von Rollenstempeln auf. Eine stationäre Führungsrolle und eine Klemmführungsrolle sind senkrecht an jedem Rollenstempel angebracht. Jedes scheibenförmige Werk­ stück ist im wesentlichen senkrecht zu den ersten, zweiten und dritten Stempeln und zwischen den oberen und unteren ringförmigen Stempeln durch Reibungskontakt mit dem zentra­ len Antriebsring und mit einer stationären Führungsrolle und einer Klemmrolle gehalten.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um eine Maschine zur Endbearbeitung einer Anzahl von metallförmigen Werkstücken, die ein Rahmenwerk, eine Polieranordnung und zwei Motoren aufweist. Die Polier­ anordnung weist auf einen ringförmigen unteren Stempel, der senkrecht an einer ersten Spindel befestigt ist, einen ringförmigen unteren Stempel, der senkrecht an einer zweiten Spindel befestigt ist, wobei die oberen und unteren Stempel im wesentlichen über der Scheibenachse jeder der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken zentriert ist, wobei die Schei­ benachsen der scheibenförmigen Werkstücke erste konzen­ trische Kreise definieren, und einen zentralen Antriebsring, der senkrecht an einer dritten Spindel befestigt ist, wobei die Außenkante des zentralen Antriebsringes einen zweiten konzentrischen Kreis definiert. Die Maschine weist außerdem eine Anzahl von stationären Führungsrollen, eine Anzahl von Klemmrollen und eine Anzahl von Rollenstempeln auf. Eine stationäre Führungsrolle und eine Klemmführungsrolle sind beide senkrecht an jedem Rollenstempel befestigt. Die stationäre Führungsrolle ist in der Lage, sich um eine erste Achse zu drehen, während die Klemmführungsrolle in der Lage ist, sich um eine zweite Achse zu drehen. Der Rollenstempel ist in der Lage, sich auf der ersten Achse zu drehen. Jeder Rollenstempel ist so angeordnet, daß die Klemmführungsrolle und die stationäre Führungsrolle, die an dem Rollenstempel angebracht sind, benachbarte scheibenförmige Werkstücke berühren, wobei die stationären Führungsrollen und Klemm­ führungsrollen zusammen einen dritten konzentrischen Kreis definieren, wobei der erste konzentrische Kreis einen größe­ ren Durchmesser als der zweite konzentrische Kreis und wobei der dritte konzentrische Kreis einen größeren Durchmesser hat als der erste konzentrische Kreis. Jedes scheibenförmige Werkstück ist in einer Scheibenposition zwischen den oberen und unteren Stempeln durch Reibungskontakt mit dem zentralen Antriebsring, mit einer stationären Führungsrolle und mit einer Klemmführungsrolle festgehalten. Bei dieser Ausfüh­ rungsform werden die ersten und zweiten Spindeln durch einen ersten Motor gedreht, während die dritte Spindel durch einen zweiten Motor gedreht wird.

Es ist außerdem Aufgabe der Erfindung, ein Ver­ fahren zum Endbearbeiten einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken anzugeben. Das Verfahren trägt ein Umfangsmuster auf die oberen und unteren Dimensionen der Anzahl von schei­ benförmigen Werkstücken gleichzeitig ein.

Das Verfahren verwendet eine Maschine mit einem Rahmenwerk, einer Polieranordnung und wenigstens einem Motor. Die Polieranordnung weist auf einen ringförmigen unteren Stempel, der senkrecht an der ersten Spindel befe­ stigt ist, einen ringförmigen unteren Stempel, der senkrecht an einer zweiten Spindel befestigt ist, und einen zentralen Antriebsring, der senkrecht an einer dritten Spindel befe­ stigt ist, wobei wenigstens ein Motor die ersten, zweiten und dritten Spindeln um eine Spindelachse dreht. Die bei dem Verfahren verwendete Maschine weist außerdem auf eine Anzahl von stationären Führungsrollen, eine Anzahl von Klemmrollen, eine Anzahl von Rollenstempeln, mit einer stationären Füh­ rungsrolle und einer Klemmführungsrolle, angebracht an jedem Rollenstempel. Das Verfahren besteht in den Schritten pla­ zieren eines scheibenförmigen Werkstückes in einer Scheiben­ position zwischen den oberen und unteren ringförmigen Stem­ peln in Reibungskontakt mit dem zentralen Antriebsring, einer stationären Führungsrolle und einer Klemmführungsrol­ le. Dieser Schritt des Plazierens eines scheibenförmigen Werkstückes in eine Scheibenposition wird wiederholt, bis die Anzahl von scheibenförmigen Positionen, in denen ein scheibenförmiges Werkstück plaziert werden kann, jede ein scheibenförmiges Werkstück enthalten. Die scheibenförmigen Werkstücke werden dann durch den zentralen Antriebsring mit einer geringen UPM (Umdrehungszahl pro Minute) gedreht, um so die scheibenförmigen Werkstücke zu drehen, während gleichzeitig die oberen und unteren Stempel gedreht werden, während sie sich in Kontakt mit der Anzahl von scheibenför­ migen Werkstücken befinden, und zwar mit einer UPM, die größer ist als die des zentralen Antriebsringes, und zwar für eine Zeitspanne, die ausreicht, um die gewünschte Menge des Fleisches oder Materials von der Anzahl von scheibenför­ migen Werkstücken abzutragen. Die Anzahl von scheibenförmi­ gen Werkstücken wird poliert, um ein Umfangsmuster auf die Ober- und Unterfläche jedes Werkstückes zu bringen, und zwar durch Erhöhung der UPM des zentralen Antriebsringes und durch Verringerung der UPM der oberen und unteren Stempel, während die scheibenförmigen Werkstücke noch mit dem Schleifstein oder Polierkissen in Kontakt sind, und zwar für eine Zeitspanne, die ausreicht, um das Umfangsmuster auf das scheibenförmige Werkstück aufzubringen.

Bei einer anderen Ausführungsform besteht die­ se Erfindung in einem Verfahren zum Schleifen und Polieren einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken, um ein Um­ fangsmuster aufzubringen. Das Verfahren verwendet eine Maschine, die ein Rahmenwerk, eine Polieranordnung und zwei Motoren aufweist. Die Polieranordnung weist einen ringför­ migen unteren Stempel auf, der senkrecht an einer ersten Spindel befestigt ist, und einen ringförmigen oberen Stem­ pel, der senkrecht an einer zweiten Spindel befestigt ist. Die ersten und zweiten Spindeln werden um eine Spindelachse durch einen ersten Motor gedreht, wobei sowohl der obere als auch der untere Stempel im wesentlichen über der Scheiben­ achse jeder der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken zentriert ist. Die scheibenförmigen Werkstücke sind in einem zirkularen Muster angeordnet, derart, daß die Scheibenachsen der scheibenförmigen Werkstücke zusammen einen ersten kon­ zentrischen Kreis definieren.

Die Maschine weist einen zentralen Antriebs­ ring auf, der senkrecht an einer dritten Spindel befestigt ist. Die dritte Spindel wird um eine Spindelachse durch einen zweiten Motor gedreht. Die äußere Kante des zentralen Antriebsringes definiert einen zweiten konzentrischen Kreis. Die Maschine weist eine Anzahl von stationären Führungsrol­ len, eine Anzahl von Klemmführungsrollen und eine Anzahl von Rollenstempeln auf. Eine stationäre Führungsrolle und eine Klemmführungsrolle sind beide senkrecht an jedem Rollenstem­ pel befestigt. Die stationäre Führungsrolle ist in der Lage, sich um eine erste Achse zu drehen, während die Klemmfüh­ rungsrolle in der Lage ist, sich um eine zweite Achse zu drehen. Der Rollenstempel ist in der Lage, sich um die erste Achse zu drehen. Jeder Rollenstempel ist so angeordnet, daß die Klemmführungsrolle und die stationäre Führungsrolle, die senkrecht an dem Rollenstempel angebracht sind, benachbarte scheibenförmige Werkstücke berühren. Die Kombination der stationären Führungsrollen und Klemmführungsrollen definiert einen dritten konzentrischen Kreis. Der erste konzentrische Kreis hat einen größeren Durchmesser als der zweite konzen­ trische Kreis und der dritte konzentrische Kreis hat einen größeren Durchmesser als der erste konzentrische Kreis. Die Kombination des Antriebsringes, einer stationären Führungs­ rolle und einer benachbarten Klemmführungsrolle hält reibend ein scheibenförmiges Werkstück in einer Scheibenposition zwischen den oberen und unteren ringförmigen Stempeln. Die scheibenförmigen Werkstücke werden durch die Schritte endbe­ arbeitet, so daß die Anzahl von Rollenstempeln auf einer ersten Achse weg von dem zentralen Antriebsring gedreht werden, um eine Anzahl von Scheibenpositionen zu definieren, die in der Lage sind, den Reibkontakt des scheibenförmigen Werkstückes mit einem zentralen Antriebsring und einer stationären Führungsrolle sicherzustellen. Jedes scheiben­ förmige Werkstück wird zwischen die oberen und unteren Stempel in eine der vielen Scheibenpositionen gebracht. Die Schritte werden wiederholt, bis die Anzahl von Scheibenposi­ tionen durch scheibenförmige Werkstücke besetzt sind. Die Rollenstempel werden dann auf der ersten Achse geschwenkt, um die Klemmführungsrollen in Kontakt mit den scheibenförmi­ gen Werkstücken zu bringen. Die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken wird durch Anwendung von Druck auf die Ober- und Unterseite des scheibenförmigen Werkstückes durch die oberen und unteren Stempel geschliffen. Die oberen und unteren ringförmigen Stempel werden um die Stempelachse in der gleichen Richtung und mit der gleichen Anzahl von UPM ge­ dreht, wobei die oberen und unteren Stempel mit ungefähr 50 bis 90 UPM rotieren, während gleichzeitig der zentrale Antriebsring um die Stempelachse mit ungefähr 20 bis 40 UPM rotiert, um so die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken um ihre Scheibenachsen zu drehen. Die oberen und unteren ringförmigen Stempel und der zentrale Antriebsring werden für eine Zeitspanne rotiert, die von ungefähr 30 Sekunden bis ungefähr 3 Minuten reicht. Ein Umfangsmuster wird auf die Anzahl von Metallscheiben eingebracht, indem die Drehung des zentralen Antriebsringes von ungefähr 135 auf 180 UPM erhöht wird, um so die Drehung von scheibenförmigen Werk­ stücken von ungefähr 800 auf 1200 UPM zu erhöhen, und durch Verringerung der Drehung der oberen und unteren Stempel von ungefähr 5 auf ungefähr 20 UPM für eine Zeitspanne, die von ungefähr 30 Sekunden bis ungefähr 1 Minute reicht. Schließ­ lich wird die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken, in deren Ober- und Unterseite ein Umfangsmuster eingebracht ist, aus der Anzahl von Scheibenpositionen entfernt, die sie einnehmen.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung anhand eines gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden, wobei gleiche Bezugsziffern in den ver­ schiedenen Ansichten gleiche Elemente bezeichnen.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht die verschie­ denen Aspekte der Endbearbeitungsmaschine gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der verschie­ denen Aspekte der Endbearbeitungsmaschine der Erfindung.

Fig. 3a, 3b und 3c zeigen verschiedene Muster, die auf ein scheibenförmiges Werkstück aufgebracht sind, und zwar durch die Endbearbeitungsmaschine gemäß der Erfindung und durch Schleifmaschinen gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 4a und 4b zeigen einen vergrößerten Schnitt und eine Draufsicht von verschiedenen Aspekten des Rollenstempels gemäß der Erfindung.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Endbe­ arbeitungsmaschine und ein Verfahren zur Verwendung der Endbearbeitungsmaschine, um ein Umfangsmuster sowohl auf die Ober- als auch auf die Unterseite einer Anzahl von scheiben­ förmigen Werkstücken gleichzeitig aufzubringen.

Die Erfindung wird zunächst unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert, in denen gleiche Elemente durch gleiche Bezugszahlen gekennzeichnet sind.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die Endbearbei­ tungsmaschine gemäß dieser Erfindung. Die Maschine weist einen zentralen Antriebsring 10 mit einer äußeren Kante 15, einen oberen ringförmigen Stempel 20, stationäre Führungs­ rollen 40, Klemmführungsrollen 50, Rollenstempel 45 und scheibenförmige Werkstücke 30 auf. Die scheibenförmigen Werkstücke 30 sind so in Position gebracht, daß die Z′′-Achse des scheibenförmigen Werkstücks 30 zusammengesetzt die Form eines konzentrischen Kreises bildet. Der ringförmige obere Stempel 20 ist im wesentlichen über der Z′′-Achse des schei­ benförmigen Werkstücks 30 zentriert. Der zentrale Antriebs­ ring 10 bildet einen zweiten konzentrischen Kreis, der in seinem Durchmesser kleiner ist als der erste konzentrische Kreis. Jeder Rollenstempel 45 ist senkrecht an eine statio­ näre Führungsrolle 40 und eine Klemmführungsrolle 50 ange­ bracht. Die stationäre Führungsrolle 40 kann sich um eine erste Achse Z′′′ drehen. Die Klemmführungsrolle 50 kann sich um eine Achse Z′ drehen. Der Rollenstempel 45 kann sich außerdem von dem scheibenförmigen Werkstück weg und dazu hin um Achse Z′′′ drehen. Die stationäre Führungsrolle 40 und Klemmführungsrolle 50 sind in einem zirkularen Muster rund um die Endbearbeitungsmaschine in einer solchen Weise ange­ ordnet, daß sie einen dritten konzentrischen Kreis bilden. Der dritte konzentrische Kreis ist in seinem Durchmesser größer als der zweite konzentrische Kreis, der durch die Kombination der Scheibenachsen Z′′ definiert ist.

Ist die Maschine in Betrieb, so dreht sich bei­ spielsweise der zentrale Antriebsring 10 entgegen dem Uhr­ zeigersinn. Die scheibenförmigen Werkstücke 30 sind in Reibungskontakt mit dem zentralen Antriebsring 10 und einer stationären Führungsrolle 40 und einer Klemmführungsrolle 50. Die Drehung des zentralen Antriebsringes 10 entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt, daß sich die scheibenförmigen Werk­ stücke 30 alle um die Achse Z′′ in einer Richtung entgegenge­ setzt zu dem zentralen Antriebsring 10 drehen. Die Drehung dieser scheibenförmigen Werkstücke 30 bewirkt wiederum die Drehung der stationären Führungsrollen 40 und der Klemmfüh­ rungsrollen 50 in einer Richtung, die identisch mit der des zentralen Antriebsringes ist. Die stationären Führungsrollen 40 drehen sich um eine erste Achse Z′′′, während sich die Klemmführungsrollen 50 um eine zweite Achse Z′ drehen.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der verschiedenen Teile der Schleif- und Poliermaschine gemäß dieser Erfin­ dung. Die Maschine weist einen ringförmigen unteren Stempel 23 auf, der senkrecht an einer ersten Spindel 27 befestigt ist. Der untere ringförmige Stempel ist im wesentlichen über der Z′′-Achse der scheibenförmigen Werkstücke 30 zentriert. Die Maschine weist außerdem einen oberen ringförmigen Stem­ pel 22 auf. Der obere ringförmige Stempel 22 ist senkrecht an einer zweiten Spindel 26 befestigt.

Der obere ringförmige Stempel 22 und der untere ringförmige Stempel 23 weisen beide einen Schleifstein oder ein Schleifkissen 20 oder 20′ auf, die direkt an den schei­ benförmigen Werkstücken 30 anliegen. Ein zentraler Antriebs­ ring 10 ist senkrecht an einer dritten Spindel 12 ange­ bracht. Die äußere Kante 15 des zentralen Antriebsringes 10 steht in Reibkontakt mit der Kante des scheibenförmigen Werkstücks 30. Das scheibenförmige Werkstück 30 ist außerdem in reibschlüssigem Kontakt mit einer stationären Führungs­ rolle 40 und einer Klemmführungsrolle 50 (nicht gezeigt), die beiden senkrecht an einem einzigen Rollenstempel 45 befestigt sind.

Die erste Spindel 27, die zweite Spindel 26 und eine dritte Spindel 12 rotieren alle um die Spindelachse Z. Jede der Spindeln kann unabhängig voneinander mit unter­ schiedlichen Geschwindigkeiten durch getrennte Motoren gedreht werden, die durch Räder und Treibriemen mit den Spindeln verbunden sind, oder durch einen einzigen Motor oder durch zwei Motoren. Die dritte Spindel 12 bewirkt ein Drehen des zentralen Antriebsringes 10. Diese Drehung des zentralen Antriebsringes 10 bewirkt ein Drehen des schei­ benförmigen Werkstücks 30 um die Scheibenachse Z′′. Die Drehung des scheibenförmigen Werkstücks 30 bewirkt weiterhin die Drehung der stationären Führungsrolle 40 um die erste Achse Z′′′. Die erste Spindel 27 und die zweite Spindel 26 drehen sich und bewirken eine Drehung des oberen ringförmi­ gen Stempels 22 und unteren ringförmigen Stempels 23 beide in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzten Richtun­ gen mit gleichen oder unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Der Schleifstein oder das Polierkissen 20 und 20′ der oberen und unteren ringförmigen Stempel 22 und 23 wird mit dem scheibenförmigen Werkstück 30 in Kontakt gebracht, um das Werkstück 30 fertigzubearbeiten.

Fig. 3a, b und c zeigen Muster, die durch die Fertigbearbeitungsmaschine gemäß der Erfindung und durch Schleif- und Poliermaschinen gemäß dem Stand der Technik auf das scheibenförmige Werkstück aufgebracht sind. Scheibenmu­ ster 3a ist ein radiales oder vom Zentrum wegweisendes Muster, das durch Schleif- und Poliermaschinen gemäß dem Stand der Technik erzeugt worden ist. Der Nachteil dieses Musters besteht darin, daß ein Kratzer oder Riß in einer der vom Zentrum wegweisenden Richtungen sich von dem inneren Durchmesser zu dem äußeren Scheibendurchmesser erstreckt und zu einem solchen wesentlichen Verlust an Speicherraum auf der Scheibe führt, daß die Scheibe entfernt werden muß. Scheibenmuster 3b ist ein mehr bevorzugtes Spiralmuster, das durch Maschinen gemäß dem Stand der Technik erzeugt worden ist. Ein Kratzer oder Riß in der Spirale führt zu einem geringeren Verlust an Speichermöglichkeiten der Scheibe. Schließlich ist Scheibenmuster 3c ein bevorzugtes Umfangsmu­ ster, das durch eine Fertigbearbeitungsmaschine gemäß der Erfindung erzeugt worden ist. Das gewünschte Umfangsmuster 3c weist eine Anzahl von konzentrischen Kreisen auf, die sich vom Zentrum der Scheibe aus zu dem äußeren Durchmesser der Scheibe erstrecken. Ein Kratzer in einem einzigen kon­ zentrischen Muster führt nur zu einem Verlust des Speicher­ inhalts, der in dem konzentrischen Muster enthalten ist. Dies deshalb, weil das konzentrische Muster die Methode nachahmt, die durch einen Computer zum Lesen der Speicher­ scheibe angewendet wird. Der Computer liest die Speicher­ scheibe im wesentlichen in einem Muster von konzentrischen Kreisen. Ein Kratzer in einem einzigen konzentrischen Kreis führt daher nicht zu einem Kratzer in allen konzentrischen Kreisen, wenn die Scheibe mit einem Umfangsmuster versehen ist.

Fig. 4a und b zeigen im einzelnen von oben und im Schnitt verschiedene Einzelheiten der Rollenstempel dieser Erfindung. Der Rollenstempel 45 dieser Erfindung weist ein Hauptgehäuse 70 auf, an dem eine stationäre Führungsrolle 40 und eine Klemmführungsrolle 50 senkrecht angebracht sind. Die stationäre Führungsrolle 40 dreht sich um eine erste Achse Z′′′, während die Klemmführungsrolle 50 um eine zweite Achse Z′ rotiert. Der Rollenstempel 45 weist eine Drehachse 71 auf. Die Drehachse 71 entspricht der ersten Achse Z′′′. Der Rollenstempel 45, der die Klemmführungsrolle 50 und die stationäre Führungsrolle 40 aufweist, dreht sich um die erste Achse Z′′′ auf der Drehachse 71 in Richtung auf die scheibenförmigen Werkstücke zu und davon weg. Wenn der Rollenstempel 45 sich dreht, so bewegt sich Klemmführungs­ rolle 50 seitlich auf die scheibenförmigen Werkstücke 30 (nicht gezeigt) zu oder davon weg, während die stationäre Führungsrolle 40 im wesentlichen stationär bleibt.

Der Rollenstempel 45 weist eine Grundplatte 72 auf, die mit einem Hauptgehäuse 70 durch eine Stiftbasis und Stift 73 verbunden ist. Der Rollenstempel 45 weist außerdem einen Stiftbügel 74, eine Stempelbasis 75 auf, die einen Ort bildet, an dem die stationäre Führungsrolle 40 und die Klemmführungsrolle 50 über Stempelgehäuse 76 verbunden sind. Die stationäre Führungsrolle 40 und die Klemmführungsrolle 50 drehen sich um eine erste Achse Z′′′ bzw. Achse Z′ mit Hilfe der Stempelwelle 77. Ein Spritzdeckel 78 schützt die Stempelwelle 77 und Stempellager 80 vor Verunreinigungen. Drehlager 79 gestatten eine Drehung des Rollenstempels 45 um die erste Achse Z′′′. Ein pneumatischer Zylinder 81 wird betätigt, um den Rollenstempel 45 um das Drehlager 49 auf die scheibenförmigen Werkstücke zu und davon weg zu bewegen.

Die Maschine dieser Erfindung ist nützlich für die Endbearbeitung scheibenförmiger Werkstücke. Diese Scheiben können aus Metall, Hartkunststoff, Keramik, Glas oder einem anderen schleifbaren Material bestehen. Vorzugsweise sind die Scheiben aus Metall gefertigt und relativ dünn und weisen jeweils eine Deck- und eine Bodendimension auf. In einem Anwendungsfall werden die Scheiben als Computer-Spei­ cher-Disks verwendet. Die bevorzugten Metallscheiben können aus irgendeiner Art von Metall gefertigt werden, das für Computer-Speicher-Disks oder andere Anwendungsfälle geeignet ist. Es wird angenommen, daß spezielle Legierungen, wie beispielsweise Aluminium, besonders zweckmäßig sind. Die wichtigen Variablen, die in ein Umfangsmuster eines schei­ benförmigen Werkstücks einzubringen sind, sind eine hohe Qualität des Oberflächenfinish und ein gutes Roll-off.

"Roll-off" ist ein Maß für die Schärfe der Kante der Metall­ scheibe und wichtig, da Roll-off unmittelbar verantwortlich ist für die Fähigkeit des Computers, Speicherinformation auf einer Hartdisk zu lesen und zu speichern.

Die Endbearbeitungs- oder Finishmaschine und das Verfahren gemäß dieser Erfindung ist besonders nützlich bei den abschließenden Schleif- und Polierschritten bei einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken. Es sei angenommen, daß ein bevorzugtes metallenes scheibenförmiges Werkstück als erstes einem Grobschleifschritt unterzogen wird, bevor die abschließenden Schleif- und Polierschritte unter Verwen­ dung der Maschine gemäß der Erfindung ausgeführt werden. Die Maschine gemäß dieser Erfindung ist in der Lage, radiale, spiralförmige oder vorzugsweise umlaufende Muster in der Deck- und Bodendimension eine Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken gleichzeitig einzubringen. Das umlaufende Muster ist jedoch das bevorzugte Scheibenmuster für Computer-Hart­ disks. Es wird angenommen, daß Scheibenmuster für andere Anwendungsfälle einschließlich Spiral- und Radialmuster leicht auf einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken durch die Maschine gemäß dieser Erfindung aufgebracht werden können.

Die Maschine gemäß dieser Erfindung weist ver­ schiedene Teile auf, die zusammenwirkend in der Lage sind, ein spezielles Scheibenmuster gleichzeitig auf die Deck- und Bodendimension der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken einzubringen. Die Maschine weist einen zentralen Antriebs­ ring auf. Der Zweck des zentralen Antriebsringes besteht darin, reibend alle der Anzahl von scheibenförmigen Werk­ stücken zu berühren und alle genannten scheibenförmigen Werkstücke mit einer Wirbelbewegung zu beaufschlagen. Der zentrale Antriebsring ist ein runder Ring, der senkrecht an einer dritten Spindel befestigt ist. Die dritte Spindel ist an einem Motor angebracht, um die Motordrehung auf die Spindel zu übertragen und so die Spindel um eine Spindel­ achse zu drehen. Die dritte Spindeldrehung bewirkt eine Drehung des zentralen Antriebsringes. Der zentrale Antriebs­ ring berührt die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken und bewirkt, daß jedes scheibenförmige Werkstück um eine Schei­ benachse in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehung des zentralen Antriebsringes rotiert. Ein zentraler Antriebs­ ring, der sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, bewirkt daher eine Drehung im Uhrzeigersinn der Anzahl von scheiben­ förmigen Werkstücken und umgekehrt. Es ist zu bemerken, daß der zentrale Antriebsring dort, wo er die Anzahl von schei­ benförmigen Werkstücken berührt, ein etwas weicheres Materi­ al an seiner Außenkante aufweist. Wie bereits oben erwähnt, hat der zentrale Antriebsring eine runde Form, wobei die äußere Kante des zentralen Antriebsringes einen zweiten konzentrischen Kreis definiert. Die Dimension des zweiten konzentrischen Kreises wird mit den anderen Dimensionen weiter unten verglichen, um die Orientierung der verschiede­ nen Elemente der Maschine zu erläutern.

Die Maschine weist außerdem einen oberen ringför­ migen Stempel und einen unteren ringförmigen Stempel auf. Der Zweck der ringförmigen Stempel besteht darin, die Ober- und Unterdimensionen der Anzahl von scheibenförmigen Werk­ stücken zu berühren und durch Drehung der oberen und unteren ringförmigen Stempel gekoppelt mit der Scheibenrotation die Ober- und Unterabmessungen der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken zu schleifen, zu polieren und endzubearbeiten. Der untere ringförmige Stempel ist senkrecht mit einer ersten Spindel verbunden, während der obere ringförmige Stempel senkrecht mit einer zweiten Spindel verbunden ist. Die erste und die zweite Spindel sind jeweils mit getrennten Motoren verbunden oder mit dem gleichen Motor durch Mittel, die in der Lage sind, die Rotation des Motors auf die erste und/oder zweite Spindel zu übertragen. Der obere und der untere Stempel drehen sich im wesentlichen um die Spindel­ achse, das ist die gleiche Achse, um die sich der zentrale Antriebsring dreht. Die oberen und unteren Stempel können sich in den gleichen Richtungen mit der gleichen Geschwin­ digkeit drehen, oder sie können sich in entgegengesetzten Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit drehen oder sie können sich mit nichtgleichen Geschwindigkeiten in der gleichen oder in entgegengesetzten Richtungen drehen.

Die oberen und unteren ringförmigen Stempel sind so angeordnet, daß der zentrale Teil der oberen und unteren ringförmigen Stempel, der den Schleifstein oder das Polier­ kissen enthält, sich über das Zentrum der Scheibenachse jedes der scheibenförmigen Werkstücke hinwegbewegt. Es ist möglich, den Ort der oberen und unteren ringförmigen Stempel in bezug zu den Scheibenachsen der scheibenförmigen Werk­ stücke zu variieren. Beste Endbearbeitungsergebnisse werden jedoch dann erzielt, wenn die oberen und unteren ringförmi­ gen Platten im wesentlichen über dem Zentrum der scheiben­ förmigen Werkstücke angeordnet sind.

Die oberen und unteren ringförmigen Stempel werden mit den scheibenförmigen Werkstücken in Kontakt gebracht, und eine Rotation der oberen und unteren ringförmigen Stem­ pel versetzt den Schleifstein oder das Polierkissen in die Lage, die scheibenförmigen Werkstücke abzutragen, zu polie­ ren und endzubearbeiten. Die ringförmigen oberen und unteren Stempel können mit dem scheibenförmigen Werkstück in Kontakt gebracht werden, indem eine Stempelkraft aufgrund eines Abwärtsdruckes von dem ringförmigen oberen Stempel aufge­ bracht wird, indem ein Aufwärtsdruck von dem unteren ring­ förmigen Stempel angewendet wird, oder durch beide Maßnahmen oder durch irgendwelche anderen Mittel, die zum Stand der Technik gehören, um eine gleichmäßige Stempelkraft auf die scheibenförmigen Werkstücke aufzubringen, um die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken zu schleifen, zu polieren oder endzubearbeiten. Die Stempelkraft liegt typischerweise zwischen 0 bis 95 kg.

Die oberen und unteren ringförmigen Stempel können Öffnungen zur Zuführung entweder von Polierschlamm oder Schleifkühlmittel zu den scheibenförmigen Werkstücken aufweisen, oder Polierschlamm und/oder Schleifspülmittel kann von irgendeiner Vorratsquelle neben den Stempeln den scheibenförmigen Werkstücken durch irgendwelche anderen bekannten und zum Stand der Technik gehörenden Mittel zuge­ führt werden. Der Polierschlamm kann ein belieber bekann­ ter Polierschlamm sein, der für das spezielle Konstruktions­ material der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken geeig­ net ist. Eine bevorzugte Art von Polierschlamm ist Alumini­ umoxidschlamm. Alternativ oder in Verbindung mit der Anwen­ dung des Polierschlamms auf die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken kann auch Schleifkühlmittel der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken zugeführt werden. Der Zweck des Schleifkühlmittels besteht darin, die Anzahl von scheiben­ förmigen Werkstücken auf einer relativ konstanten Temperatur während der Schleif-, Polier- und Endbearbeitungsschritte zu halten. Das Schleifkühlmittel ist vorzugsweise eine Seifen­ lösung, das ist eine Lösung, die irgendeine Art eines ober­ flächenaktiven Mittels enthält. Eine bevorzugte Art eines Schleifkühlmittels ist Crystal Cut 1001 oder 1002, herge­ stellt von der Firma Kanebo.

Die Oberfläche der oberen und unteren ringförmigen Stempel, die an den scheibenförmigen Werkstücken anliegt, kann ein abrasives Material wie beispielsweise Schleifstein­ material aufweisen, oder die oberen und unteren ringförmigen Stempel können Polierkissen aufweisen, oder es kann eine Mischung von beidem verwendet werden. Zweckmäßig ist es, wenn die oberen und unteren ringförmigen Stempel aus einer Metallbasis bestehen, die von einem Schleifstein oder einem Polierkissen abgedeckt ist. Gegenwärtig existieren Schleif- und Poliermethoden, die zum Stand der Technik bekannt sind, können jedoch in Verbindung mit den oberen und unteren ringförmigen Stempeln zum Schleifen, Polieren und Endbear­ beiten der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken angewen­ det werden.

Die Maschine gemäß dieser Erfindung weist wenig­ stens einen Motor auf. Im allgemeinen werden einer, zwei oder drei Motoren verwendet, um die erste, zweite und dritte Spindel um die Spindelachse zu drehen. Die erste, zweite und dritte Spindel sind jeweils an dem unteren ringförmigen Stempel, dem oberen ringförmigen Stempel und dem zentralen Antriebsring befestigt. Der Motor oder die Motoren können angekoppelt werden in einer Art, wie sie dem Fachmann be­ kannt ist, beispielsweise durch einen Treibriemen, durch ein Radsystem für jede der Spindeln. Werden drei Motoren verwen­ det, so ist der erste Motor mit der ersten Spindel verbun­ den, der zweite Motor ist mit der zweiten Spindel verbunden und der dritte Motor ist mit der dritten Spindel verbunden. Besteht jedoch die Maschine aus zwei Motoren, so ist es zweckmäßig, daß der erste Motor dazu verwendet wird, die erste und zweite Spindel zu drehen, während der zweite Motor dazu verwendet wird, die dritte Spindel zu drehen. Wenn ein Motor verwendet wird, so dreht er alle Spindeln. Indem ein einziger Motor über ein Getriebe angeschlossen ist, können die drei Spindeln mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden. Wie oben erwähnt, rotieren die erste, zweite und dritte Spindel um die Spindelachse.

Die Maschine weist darüber hinaus Klemmführungs­ rollen und stationäre Führungsrollen auf. Der Zweck der Klemmführungsrollen und stationären Führungsrollen besteht darin, in Verbindung mit dem zentralen Antriebsring reibend jedes scheibenförmige Werkstück in Scheibenposition zwischen den oberen und unteren ringförmigen Stempeln zu halten, so daß die scheibenförmigen Werkstücke ohne seitliche Bewegung gedreht werden können.

Die Maschine weist eine Anzahl von stationären Führungsrollen auf. Jede stationäre Führungsrolle ist senk­ recht an einem Rollenstempel angebracht. Jede stationäre Führungsrolle kann rotieren und dreht sich in der Tat um eine erste Achse, wenn sie in Kontakt mit einem sich drehen­ den scheibenförmigen Werkstück ist. Die Drehung jedes schei­ benförmigen Werkstückes bewirkt sowohl eine Drehung einer Klemmführungsrolle als auch einer stationären Führungsrolle in einer Richtung entgegengesetzt zu der der scheibenförmi­ gen Werkstücke. Abgesehen von ihrer Rotationsmöglichkeit sind die stationären Führungsrollen im wesentlichen unbeweg­ lich.

Die Maschine weist eine Anzahl von Rollenstempeln auf. Jeder Rollenstempel ist zwischen benachbarten scheiben­ förmigen Werkstücken angeordnet, derart, daß eine stationäre Führungsrolle und eine Klemmführungsrolle, angebracht an dem Rollenstempel, benachbarte Scheibenwerkstücke berühren. Der Zweck der Rollenstempel besteht darin, eine stabile Basis zu schaffen, an der die Klemmführungsrollen und stationären Führungsrollen angebracht sind, und außerdem um Mittel zum Schwenken der Klemmführungsrollen von den scheibenförmigen Werkstücken weg und auf sich zu zu schaffen. Die stationäre Führungsrolle dreht sich um eine erste Achse. Diese erste Achse ist die gleiche Achse, auf der der gesamte Rollenstem­ pel auf die scheibenförmigen Werkstücke zu schwenkt als auch davon weg. Während des Schwenkvorganges bleibt die stationä­ re Führungsrolle stationär, wobei sie etwas auf der Achse rotiert, während die Klemmführungsrolle sich von dem schei­ benförmigen Werkstück oder der Scheibenposition weg oder auf sie zu bewegt, um eine Ladung oder eine Entladung des schei­ benförmigen Werkstücks aus der Scheibenposition zu ermögli­ chen. Wenn eine Scheibe in die Scheibenposition geladen wird, wird der Rollenstempel um die erste Achse geschwenkt, um die Klemmführungsrolle in Kontakt mit dem scheibenförmi­ gen Werkstück zu bringen. Der Rollenstempel kann durch irgendein bekanntes Mittel betätigt werden, um die Klemmfüh­ rungsrolle in Richtung auf das scheibenförmige Werkstück oder davon weg zu schwenken. Zweckmäßig ist die Verwendung einer pneumatischen Betätigungseinrichtung zum pneumatischen Schwenken des Rollenstempels. Wird eine pneumatische Betäti­ gungseinrichtung verwendet, um den Rollenstempel um eine erste Achse zu schwenken, so ist die Klemmführungsrolle mit einer gewissen Beweglichkeit versehen, die von der Klemm­ kraft abhängt, die verwendet ist, um pneumatisch eine Klemm­ rolle mit einem scheibenförmigen Werkstück in Kontakt zu bringen. Diese "Nachgiebigkeit" versetzt die Klemmführungs­ rolle und den Rollenstempel in die Lage, sich etwas auf der ersten Achse aufgrund von geringen Variationen im Umfang des scheibenförmigen Werkstücks zu bewegen, an das die jeweilige Klemmführungsrolle anliegt. Im allgemeinen variiert die Klemmkraft von 0 bis 10 kg.

Um ein scheibenförmiges Werkstück in die Scheiben­ position zwischen den oberen und unteren ringförmigen Stem­ peln zu laden, wird die Klemmführungsrolle seitlich von dem zentralen Antriebsring wegbewegt, indem der Rollenstempel auf der ersten Achse verschwenkt wird. Das scheibenförmige Werkstück wird mit dem zentralen Antriebsring und mit einer stationären Führungsrolle in einer Scheibenposition in Kontakt gebracht. Schließlich wird die Klemmführungsrolle seitlich einwärts in Richtung auf den zentralen Antriebsring durch Verschwenken des Rollenstempels um die erste Achse bewegt, bis sie das scheibenförmige Werkstück wieder be­ rührt. An diesem Punkt ist ein scheibenförmiges Werkstück reibend in einer der Anzahl von Scheibenpositionen durch den zentralen Antriebsring, durch eine Klemmführungsrolle und durch eine stationäre Führungsrolle gehalten, alle zwischen den oberen und unteren ringförmigen Stempeln.

Wird eine Linie durch die ersten und zweiten Achsen der Anzahl von stationären Führungsrollen und Klemm­ führungsrollen gezogen, so ist das Ergebnis der dritte konzentrische Kreis. Zusätzlich werden die Klemmführungsrol­ len mit den stationären Führungsrollen in ihrer Anordnung um diesen konzentrischen Kreis gewechselt. Das Ergebnis ist daher ein wechselnder konzentrischer Kreis von stationären Führungsrollen und Klemmführungsrollen.

Eine Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken wird in die Anzahl von Scheibenpositionen gebracht, derart, daß jedes scheibenförmige Werkstück sich in reibendem Kontakt mit dem zentralen Antriebsring, mit einer stationären Füh­ rungsrolle und mit einer Klemmführungsrolle befindet. Der zentrale Antriebsring berührt jedes scheibenförmige Werk­ stück an einem Punkt seiner äußeren Kante. Eine durch die Scheibenachsen der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken gezogene Linie bildet einen ersten konzentrischen Kreis. Der erste konzentrische Kreis ist in seinem Durchmesser größer als der zweite konzentrische Kreis. Der erste konzentrische Kreis ist jedoch kleiner in seinem Durchmesser als der dritte konzentrische Kreis.

Die obige Beschreibung weist wichtige Aspekte der Endbearbeitungsmaschine gemäß dieser Erfindung auf. Andere Aspekte oder Einzelheiten der Maschine einschließlich Ma­ schinengehäuse, Sicherheitseinrichtung, exakte Anordnung innerhalb des Gehäuses, elektronische Verbindungen, Strom­ versorgungsanschlüsse usw. sind weggelassen. Diese Einzel­ heiten der Maschine ergeben sich für jeden Fachmann von selbst und brauchen daher nicht diskutiert zu werden.

Die Endbearbeitungsmaschine dieser Erfindung wurde entwickelt, um das höchst erwünschte Umfangsmuster auf scheibenförmigen Werkstücken im Gegensatz zu den radialen oder "Rosenblätter"-Mustern zu schaffen, wie sie mit her­ kömmlichen Maschinen erzeugt werden. Eine gute Analogie eines Umfangsmusters würde eine Schallplatte sein, auf der eine riesige Zahl von konzentrischen Kreisen auf der Ober­ fläche erscheint. Die Maschine gemäß der vorliegenden Erfin­ dung kann nun ein gleiches Muster auf einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken durch gleichzeitiges Schleifen und Polieren der Anzahl scheibenförmiger Werkstücke erzeu­ gen.

Das Verfahren zum Erzeugen eines Umfangsmusters auf einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken wird dadurch durchgeführt, daß die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken durch Drehen des zentralen Antriebsringes mit hoher UPM gedreht wird. Die rotierenden scheibenförmigen Werkstücke werden durch Reibkontakt mit der Kombination einer stationären Rolle und einer Klemmführungsrolle und dem zentralen Antriebsring stabilisiert. Eine Endbearbeitung erfolgt dann durch Rotation der oberen und unteren ringför­ migen Stempel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, während sie an der Oberseite und Unterseite der scheibenför­ migen Werkstücke mit dem Schleifstein oder Polierkissen mit dem passenden Druck anliegen. Ein hochqualitatives Umfangs­ muster wird auf der Ober- und Unterseite jedes scheibenför­ migen Werkstücks erzeugt, wenn eine sehr langsame UPM (Um­ drehungen pro Minute) der oberen und unteren ringförmigen Stempel mit einer hohen Scheiben-UPM kombiniert ist. Ein Optimum an Ebenheit, Roll-off, Oberflächenfinish und Materi­ alabtrag kann durch Kombination verschiedener Stempel/Schei­ bengeschwindigkeitskombinationen erzielt werden. Andere Schlüsselparameter der Maschine sind Stempeldruck, Kühlmit­ tel/Schlämmströmungsgeschwindigkeiten und Klemmkraft, die durch die Klemmführungsrolle in Verbindung mit der pneumati­ schen Schwenkwirkung des Rollenstempels angewendet wird. Um ein Umfangsmuster auf eine Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken aufzubringen, wird jedes scheibenförmige Werk­ stück in einer Scheibenposition in Kontakt mit einer statio­ nären Führungsrolle, einer Klemmführungsrolle und dem zen­ tralen Antriebsring gebracht, bis alle zur Aufnahme von scheibenförmigen Werkstücken zur Verfügung stehenden Positi­ onen besetzt sind. Der zentrale Antriebsring wird dann gedreht, um die scheibenförmigen Werkstücke zu drehen. Da die scheibenförmigen Werkstücke in ihrem Durchmesser kleiner sind als der zentrale Antriebsring, bewirkt eine Rotation des zentralen Antriebsringes eine Rotation der scheibenför­ migen Werkstücke mit einer sehr viel größeren UPM als die des zentralen Antriebsringes. Somit wird in einem Schleif­ schritt der zentrale Antriebsring, der mit einer Drehzahl von ungefähr 12 bis 180 UPM rotieren mag, mit einer Drehzahl von ungefähr 10 bis 50 UPM und vorzugsweise von ungefähr 20 bis ungefähr 40 UPM gedreht werden für eine Zeitspanne, die ausreicht, um die gewünschte Menge von Material von dem scheibenförmigen Werkstück zu entfernen. Eine solche Zeit­ spanne reicht von ungefähr 30 Sekunden bis ungefähr 3 Minu­ ten. Gleichzeitig werden die oberen und unteren ringförmigen Stempel, die mit ungefähr 6 bis ungefähr 90 UPM rotieren können und welche mit den Ober- und Unterseiten des schei­ benförmigen Werkstücks in Kontakt gebracht worden sind, gedreht. Die oberen und unteren ringförmigen Stempel werden während des Schleifschrittes typischerweise von ungefähr 25 bis ungefähr 90 UPM und vorzugsweise von ungefähr 50 bis 90 UPM rotiert. Während des Schleifschrittes können Schmiermit­ tel, Schleifmittel und Waschflüssigkeiten den scheibenförmi­ gen Werkstücken zugeführt werden.

Der Umfangsmuster- oder "Polier"-Schritt beginnt, nachdem die gewünschte Menge von Material von dem scheiben­ förmigen Werkstück abgetragen ist. Während des "Polier"- Schrittes bleiben die oberen und unteren ringförmigen Stem­ pel in Kontakt mit den scheibenförmigen Werkstücken. Die Rotation des zentralen Antriebsringes wird jedoch auf eine Geschwindigkeit von ungefähr 75 bis ungefähr 180 UPM oder mehr und vorzugsweise von ungefähr 135 bis ungefähr 180 UPM oder erhöht. Dieser Drehzahlbereich bewirkt, daß die Schei­ ben mit ungefähr 800 bis ungefähr 1200 UPM oder mehr rotie­ ren. Während die Scheiben mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden, wird die UPM der oberen und unteren ringförmigen Stempel auf ungefähr 2 bis ungefähr 25 UPM oder mehr und vorzugsweise von ungefähr 5 bis ungefähr 20 UPM oder mehr während des Polierschrittes verringert. Der Polierschritt bringt das Umfangsmuster auf das scheibenförmige Werkstück und erstreckt sich über eine Zeitspanne von ungefähr 30 Sekunden bis ungefähr 1 Minute oder mehr, bis das gewünschte Muster auf die Ober- und Unterseite der scheibenförmigen Werkstücke aufgebracht ist. Zum Schluß wird die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken aus den sie einnehmenden Räumen entladen, indem die Rollenstempel auf der Achse von den scheibenförmigen Werkstücken weggeschwenkt werden, um so die Klemmführungsrollen seitlich von den Scheiben wegzubewegen, und dann werden die Scheiben aus ihren Positionen entfernt.

Die angegebenen bevorzugten Geschwindigkeiten für die verschiedenen rotierenden Teile der Anordnung sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Es ist denkbar, daß die gewünschten Muster auf die scheibenförmigen Werkstücke bei Anwendung sehr viel geringerer Drehzahlen von Stempeln und zentralem Ring erzeugt werden können. Solche geringen Geschwindigkeiten würden jedoch erfordern, daß die Endbearbeitungszeit ansteigt, was nicht wirkungsvoll ist. Andererseits können die Drehzahlen der Stempel und des zentralen Antriebsringes in hohem Maße erhöht und der Endbe­ arbeitungsschritt in seiner Zeitdauer weiter verringert werden. Die einzige Begrenzung bei der Verringerung der Endbearbeitungszeit ist die Verfügbarkeit solcher Hochge­ schwindigkeitsmotoren und Steueranordnung.

Schließlich ist es nicht notwendig, daß die oberen und unteren ringförmigen Stempel gleichzeitig verwendet werden, um ein Umfangsmuster auf die scheibenförmigen Werk­ stücke zu bringen. Ein Umfangsmuster kann nur auf die Ober­ seite der scheibenförmigen Werkstücke, die Unterseite der scheibenförmigen Werkstücke oder auf sowohl die Ober- als auf die Unterseite der scheibenförmigen Werkstücke aufge­ bracht werden. Darüber hinaus kann die Maschine vollständig automatisiert werden, derart, daß das Laden der Maschine, die Schleif- und Polierschritte und das Entladen der Maschi­ ne alles automatisch erfolgt. Bei einer automatischen Ma­ schine würden die scheibenförmigen Werkstücke in einer Ladekassette angeordnet und gleichzeitig in die Anzahl von Scheibenpositionen gebracht werden. Die Klemmführungsrollen würden gleichzeitig gegen die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken geschwenkt und die Schleif- und Polierschritte würden automatisch gesteuert werden. Der Entladeschritt würde ebenfalls gleichzeitig erfolgen, d. h. daß die die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken enthaltende Kassette gleichzeitig von den oberen und unteren ringförmigen Stempeln entfernt werden würde.

Abwandlungen im Aufbau und in der Ausbildung der Maschine gemäß dieser Erfindung und das Verfahren zur Anwen­ dung der Maschine dieser Erfindung zum Einbringen eines Umfangsmusters auf scheibenförmige Werkstücke liegen für Fachleute auf der Hand. Alle solche Abwandlungen liegen innerhalb des Grundgedankens und des Umfangs der Erfindung, sie werden von dem Umfang der anliegenden Patentansprüche umfaßt.

Beispiel

Bei diesem Beispiel wurde ein Umfangsmuster auf zwanzig Aluminium-Legierungsscheiben aufgebracht. Zwanzig Aluminium-Legierungsscheiben wurden in Scheibenpositionen in Kontakt mit dem zentralen Antriebsring einer Endbearbei­ tungsmaschine gebracht. Jede Scheibe berührte eine stationä­ re Führungsrolle und eine Klemmführungsrolle. Der zentrale Antriebsring wurde mit 30 UPM gedreht, die unteren und oberen ringförmigen Stempel wurden jeweils mit den Ober- und Unterseiten der Scheibe in Kontakt gebracht und mit 90 UPM über zwei Minuten rotiert, um so eine Scheibendicke von ungefähr 1,25 mm zu erzielen. Die Rotation des zentralen Antriebsringes wurde auf 135 UPM erhöht, während die Rotati­ on der oberen und unteren ringförmigen Stempel auf ungefähr 6 bis 10 UPM reduziert wurde. Der Polierschritt dauerte dann ungefähr 45 Sekunden, wonach die scheibenförmigen Werkstücke aus der Maschine entladen wurden. Eine Analyse der Alumini­ um-Legierungsscheiben zeigte, daß sie alle Scheibenober- und Unterdiomensionen mit einem Oberflächenfinish im Bereich von 150-200 Ra aufwiesen. Die Kante an den Scheiben wies keine Krümmung auf, und die "Roll-off"-Schärfe jeder der Scheiben lag unter 1600 Angström. Diese beiden Ergebnisse liegen gut innerhalb der von Computerherstellern gesetzten Vorschrif­ ten.

Claims (24)

1. Maschine zum Schleifen und Polieren einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken mit einem Rahmenwerk, einer Polieranordnung, wobei die Polieranordnung einen ringförmi­ gen unteren Stempel aufweist, der senkrecht an einer ersten Spindel befestigt ist, einem ringförmigen oberen Stempel, der senkrecht an einer zweiten Spindel befestigt ist, einem zentralen Antriebsring, der eine äußere Kante aufweist und senkrecht an einer dritten Spindel befestigt ist, einer Anzahl von stationären Führungsrollen, einer Anzahl von Klemmrollen und einer Anzahl von Rollenstempeln, einer stationären Führungsrolle und einer Klemmführungsrolle, senkrecht befestigt an jedem Rollenstempel, wobei der zen­ trale Antriebsring, eine stationäre Führungsrolle und eine Klemmführungsrolle reibend an einem scheibenförmigen Werk­ stück zwischen den oberen und unteren ringförmigen Stempeln anliegen, und wenigstens einem Motor zum Drehen der ersten, zweiten und dritten Spindel.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stationären Führungsrollen um eine erste Achse rotieren und daß die Klemmführungsrollen um eine zweite Achse rotie­ ren.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenstempel in der Lage ist, sich um die erste Achse zu drehen.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Spindeln durch einen ersten Motor gedreht werden, während die dritte Spindel durch einen zweiten Motor gedreht wird.

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spindel durch einen ersten Motor, die zweite Spindel durch einen zweiten Motor und die dritte Spindel durch einen dritten Motor gedreht wird.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Werkstücke mit dem zentralen Antriebs­ ring in solcher Weise in Kontakt stehen, daß die Scheiben­ achsen der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken einen ersten konzentrischen Kreis mit einem Durchmesser definie­ ren, der größer ist als der eines zweiten konzentrischen Kreises, der durch die äußere Kante des zentralen Antriebs­ ringes definiert ist.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmführungsrollen und die stationären Führungsrollen die scheibenförmigen Werkstücke in einem Muster kontaktie­ ren, das einen dritten konzentrischen Kreis mit einem Durch­ messer definiert, der größer ist als der des ersten kon­ zentrischen Kreises.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rollenstempel an einer solchen Stelle angeordnet ist, daß die Klemmführungsrolle und die an dem Rollenstempel stationäre Führungsrolle an benachbarten scheibenförmigen Werkstücken anliegen.

9. Maschine zum Schleifen und Endbearbeiten einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken, wobei die Maschine aufweist ein Rahmenwerk, eine Polieranordnung, einen ersten und einen zweiten Motor, wobei die Polieranordnung aufweist einen ringförmigen unteren Stempel, der senkrecht an einer ersten Spindel befestigt ist, und einen ringförmigen oberen Stem­ pel, der senkrecht an einer zweiten Spindel befestigt ist, wobei die ersten und zweiten Spindeln durch den ersten Motor gedreht werden, mit einem Schleifstein oder einem Polier­ kissen sowohl des oberen als auch des unteren Stempels, zentriert im wesentlichen über der Scheibenachse jedes der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken, die in einem ring­ förmigen Muster angeordnet sind, derart, daß die Scheiben­ achsen der scheibenförmigen Werkstücke einen ersten kon­ zentrischen Kreis definieren, einen Zentrumsantriebsring mit einer äußeren Kante, der senkrecht an einer dritten Spindel befestigt ist, wobei die dritte Spindel durch den zweiten Motor gedreht wird, während die äußere Kante des zentralen Antriebsringes einen zweiten konzentrischen Kreis definiert, einer Anzahl von stationären Führungsrollen, einer Anzahl von Klemmführungsrollen und einer Anzahl von Rollenstempeln, wobei eine stationäre Führungsrolle und eine Klemmführungs­ rolle beide senkrecht mit jedem Rollenstempel verbunden sind, wobei die stationäre Führungsrolle in der Lage ist, sich um eine erste Achse zu drehen, die Klemmführungsrolle in der Lage ist, sich um eine zweite Achse zu drehen, und der Rollenstempel in der Lage ist, sich um die erste Achse zu drehen, wobei jeder Rollenstempel so angeordnet ist, daß die Klemmführungsrolle und die mit dem Rollenstempel verbun­ dene stationäre Führungsrolle an benachbarten scheibenför­ migen Werkstücken anliegt, wobei die stationären Führungs­ rollen und Klemmführungsrollen einen dritten konzentrischen Kreis definieren, wobei der erste konzentrische Kreis einen größeren Durchmesser als der zweite konzentrische Kreis hat und der dritte konzentrische Kreis einen größeren Durch­ messer als der erste konzentrische Kreis hat, wobei eine Kombination des zentralen Antriebsringes, einer stationären Führungsrolle und einer Klemmrolle reibend ein scheibenför­ miges Werkstück in einer Scheibenposition zwischen den unteren und oberen ringförmigen Stempeln hält.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige obere Stempel und ringförmige untere Stempel beide in der gleichen Richtung rotieren.

11. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken gleichzeitig und automatisch in die Scheibenpositionen gebracht und daraus entfernt werden.

12. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren ringförmigen Stempel in entgegen­ gesetzte Richtungen rotieren.

13. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Werkstück ein metallenes scheiben­ förmiges Werkstück ist.

14. Verfahren zum Einbringen eines Umfangsmusters auf einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken bei Verwendung einer Maschine, die aufweist ein Rahmenwerk und eine Polieran­ ordnung, die aufweist einen ringförmigen unteren Stempel, der senkrecht an einer ersten Spindel befestigt ist, einen zweiten oberen Stempel, der senkrecht an einer zweiten Spindel befestigt ist, einen zentralen Antriebsring, der senkrecht an einer dritten Spindel befestigt ist, wobei die ersten, zweiten und dritten Spindeln um eine Spindelachse rotieren, eine Anzahl von stationären Führungsrollen, eine Anzahl von Klemmführungsrollen und eine Anzahl von Rollen­ stempeln, eine stationäre Führungsrolle und eine Klemmfüh­ rungsrolle, die senkrecht mit jedem Rollenstempel verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• (a) Eingabe eines scheibenförmigen Werkstückes zwischen die oberen und unteren ringförmigen Stempel und in eine Anzahl von Scheiben­ positionen in reibendem Kontakt zwischen dem scheibenförmigen Werkstück und dem zentralen Antriebsring, einer stationären Führungsrolle und einer Klemmführungsrolle,
• (b) Wiederholen des Schrittes (a), bis alle Positionen von scheibenförmigen Werkstücken besetzt sind,
• (c) Schleifen der scheibenförmigen Werkstücke durch Rotieren des zentralen Antriebsringes, um dadurch die scheibenförmigen Werkstücke zu rotieren, und gleichzeitiges Drehen der oberen und unteren Stempel mit einer Um­ drehungszahl, die größer ist als die des zentralen Antriebsringes, und in Kontakt bringen der scheibenförmigen Werkstücke mit einem Schleifstein oder Polierkissen der rotierenden oberen und unteren Stempel für eine ausreichende Zeitspanne, um die ge­ wünschte Menge von Material von den scheiben­ förmigen Werkstücken zu entfernen und
• (d) Endbearbeiten der scheibenförmigen Werkstücke durch Erhöhung der Rotation des zentralen Antriebsringes, um so die Rotation des schei­ benförmigen Werkstückes zu erhöhen und durch Verringerung der Rotation sowohl der unteren als auch der oberen Stempel auf eine Dreh­ zahl, die geringer ist als die des zentralen Antriebsringes, und zwar für eine Zeitspanne, die ausreicht, um ein Umfangsmuster in das scheibenförmige Werkstück zu bringen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Antriebsring mit einer Drehzahl von unge­ fähr 10 bis ungefähr 50 UPM und die unteren und oberen Stempel mit einer Drehzahl von ungefähr 50 bis ungefähr 90 UPM während des Schleifschrittes (c) gedreht werden.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Antriebsring gedreht wird mit einer Dreh­ zahl von ungefähr 75 bis ungefähr 180 UPM und die oberen und unteren Stempel gedreht werden von ungefähr 2 bis ungefähr 25 UPM während des Endbearbeitungsschrittes (d).

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Stempel in der gleichen Richtung rotieren.

18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Stempel in entgegengesetzten Rich­ tungen rotieren.

19. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Laden und Entladen der scheibenförmigen Werkstücke in die Anzahl von Scheibenpositionen mit reibendem Kontakt mit den scheibenförmigen Werkstücken mit dem zentralen Antriebsring, einer stationären Führungsrolle und einer Klemmführungsrolle gemäß Schritten (a) und (b) automatisch und gleichzeitig erfolgt.

20. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren ringförmigen Stempel im wesent­ lichen mit gleichen Umdrehungszahlen rotieren.

21. Verfahren zum Einbringen eines Umfangsmusters auf die Ober- und Unterausdehnung einer Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken unter Verwendung einer Maschine, die aufweist ein Rahmenwerk, eine Polieranordnung, einen ersten Motor und einen zweiten Motor, wobei die Polieranordnung aufweist einen ringförmigen unteren Stempel, der senkrecht an einer ersten Spindel befestigt ist, und einen oberen ringförmigen Stempel, der senkrecht an einer zweiten Spindel befestigt ist, wobei die ersten und zweiten Spindeln durch den ersten Motor gedreht weden, wobei ein Schleifstein oder Polier­ kissen sowohl der oberen als auch der unteren Stempel im wesentlichen über die Scheibenachse jeder der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken zentriert ist, die in einem zirkularen Muster angeordnet sind, derart, daß die Scheiben­ achsen der scheibenförmigen Werkstücke zusammen einen ersten konzentrischen Kreis definieren, einen zentralen Antriebs­ ring mit einer äußeren Kante, der senkrecht an einer dritten Spindel befestigt ist, wobei die dritte Spindel durch den zweiten Motor gedreht wird, während die äußere Kante des zentralen Antriebsringes einen zweiten konzentrischen Kreis definiert, eine Anzahl von stationären Führungsrollen, eine Anzahl von Klemmführungsrollen und eine Anzahl von Rollen­ stempeln, eine stationäre Führungsrolle und eine Klemmfüh­ rungsrolle, die beide senkrecht an jeder der Rollenstempeln befestigt sind, wobei die stationäre Führungsrolle sich um eine erste Achse dreht, die Klemmführungsrolle sich um eine zweite Achse drehen kann und der Rollenstempel um die erste Achse schwenken kann, wobei jeder Rollenstempel so angeord­ net ist, daß die Klemmführungsrolle und die stationäre Führungsrolle, die senkrecht an dem Rollenstempel angebracht sind, benachbarte scheibenförmige Werkstücke berühren, wobei die stationären Führungsrollen und Klemmführungsrollen einen dritten konzentrischen Kreis definieren, wobei der erste konzentrische Kreis einen größeren Durchmesser hat als der zweite konzentrische Kreis und der dritte konzentrische Kreis einen größeren Durchmesser hat als der erste kon­ zentrische Kreis, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• (a) Schwenken der Anzahl von Rollenstempeln um die erste Achse weg von dem zentralen An­ triebsring, um eine Anzahl von Positionen zu definieren, die einen Reibungskontakt des scheibenförmigen Werkstückes mit der äußeren Kante des zentralen Antriebsringes ermöglicht und mit einer stationären Führungsrolle,
• (b) Einführen des scheibenförmigen Werkstückes zwischen die oberen und unteren Stempel und in eine der Anzahl von Positionen,
• (c) Wiederholen von Schritt (b), bis die Anzahl von Scheibenpositionen alle durch scheiben­ förmige Werkstücke besetzt sind,
• (d) Schwenken der Anzahl von Rollenstempeln um die erste Achse in Richtung auf den zentralen Antriebsring, um die Klemmführungsrolle in Kontakt mit der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken zu bringen,
• (e) Schleifen der oberen und unteren Dimensionen der Anzahl von metallenen scheibenförmigen Werkstücken durch Beaufschlagung einer Stem­ pelkraft auf die Ober- und Unterdimension des scheibenförmigen Werkstückes mit dem Schleif­ stein oder Polierkissen der oberen und unte­ ren ringförmigen Stempel, die im wesentlichen über der Scheibenachse jedes der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken angeordnet ist, und drehen der oberen und unteren Stempel in der gleichen Richtung mit ungefähr 50 bis 90 UPM, während gleichzeitig der zentrale An­ triebsring mit ungefähr 20 bis ungefähr 40 UPM gedreht wird, um so die Anzahl von schei­ benförmigen Werkstücken für eine Zeitspanne im Bereich von ungefähr 30 Sekunden bis ungefähr 3 Minuten zu drehen,
• (f) Einbringen eines Umfangsmusters auf die Anzahl von scheibenförmigen Teilen durch Erhöhen der Rotation des zentralen Antriebs­ ringes von ungefähr 75 bis ungefähr 180 UPM, um so die Rotation der Anzahl von scheiben­ förmigen Werkstücken von ungefähr 800 auf ungefähr 1200 UPM oder mehr zu erhöhen, und verringern der Rotation der oberen und unte­ ren ringförmigen Stempel auf ungefähr 5 bis ungefähr 20 UPM für eine Zeitspanne im Be­ reich von 30 Sekunden bis ungefähr 1 Minute und
• (g) Entnehmen der Anzahl von scheibenförmigen Werkstücken von der Anzahl von Scheiben­ positionen, die sie einnehmen.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (a)-(g) automatisch durchgeführt werden.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß 20 Metallscheiben gleichzeitig in 20 Scheibenpositionen entsprechend den Schritten (b) und (c) eingeführt werden.

24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (g) die Schritte (a), (b), (c) und (d) in umge­ kehrter Reihenfolge enthält.