DE69416076T2

DE69416076T2 - A lapping and polishing head for granite and similar stone

Info

Publication number: DE69416076T2
Application number: DE69416076T
Authority: DE
Inventors: Luca Bassano Del Grappa Vicenza Toncelli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1994-09-17
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-09-18
Also published as: IT1263400B; ITPD930186A0; EP0649706B1; EP0649706A1; DE69416076D1; ITPD930186A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Läpp- und Polierkopf für Platten und Tafeln aus Granit und ähnlichen keramischen Werkstoffen der im italienischen Patent Nr. 1,175,191 im Namen von Marcello Toncelli und in der DE-A-34 08 443 beschriebenen Art.The present invention relates to a lapping and polishing head for plates and slabs made of granite and similar ceramic materials of the type described in Italian Patent No. 1,175,191 in the name of Marcello Toncelli and in DE-A-34 08 443.

Der in dem vorgenannten Patent beschriebene Läppkopf ist einer des Typs, der eine gewisse Anzahl von schwingenden Schleifsegmenten (in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 6) umfasst, die sich zusammen mit dem Kopf um eine Mittelachse des letzteren drehen und hergestellt sind, um mittels eines durch eine geneigte Scheibe gebildeten Mechanismus zu schwingen, wobei sich die Scheibe mit einer Geschwindigkeit dreht, die um einige Prozent relativ zu der des Kopfes abweicht, und die mit Kurbelmechanismen verbunden sind, die die Schwingung der Segmente des Kopfes sicherstellen. Das Betriebsprinzip dieses Kopfes ist zur Klarheit in den Fig. 1 bis 3 der der vorliegenden Anmeldung beigefügten Zeichnungen dargestellt.The lapping head described in the aforementioned patent is of the type comprising a certain number of oscillating grinding segments (6 in the preferred embodiment) which rotate together with the head around a central axis of the latter and are made to oscillate by means of a mechanism formed by an inclined disk, the disk rotating at a speed differing by a few percent relative to that of the head, and which are connected to crank mechanisms which ensure the oscillation of the segments of the head. The operating principle of this head is shown for clarity in Figs. 1 to 3 of the drawings annexed to the present application.

Die Idee, um radial auf einem Läpp- und Polierkopf angeordnete Achsen schwingende Schleifsegmente vorzusehen, geht einige Jahre zurück, wie aus der umfangreichen Literatur zu diesem Thema ersichtlich ist, die mit dem US-Patent Nr. 2,105,634 beginnt, das am 18. Januar 1938 erteilt wurde, sich fortsetzt mit dem deutschen Patent Nr. 800 112, angemeldet am 15. Juli 1949, dem deutschen Patent Nr. 21 05 385, angemeldet am 1. April 1970, und der veröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 26 07 804, angemeldet am 26. Februar 1973, bis zuletzt zum vorgenannten italienischen Patent im Namen von Marcello Toncelli. Insbesondere bei den vorgenannten deutschen Patenten und Anmeldungen sind die Schleifsegmente hergestellt, um durch einen koaxial relativ zum Läppkopf befestigten und mit einer Geschwindigkeit, die relativ zu der des Kopfes um einige Prozent abweicht, bewegten Nocken zu schwingen.The idea of providing grinding segments oscillating around axes arranged radially on a lapping and polishing head goes back several years, as can be seen from the extensive literature on the subject, which begins with US patent no. 2,105,634 granted on January 18, 1938, continues with German patent no. 800 112 filed on July 15, 1949, German patent no. 21 05 385 filed on April 1, 1970, and published German patent application no. 26 07 804 filed on February 26, 1973, up to the aforementioned Italian patent in the name of Marcello Toncelli. In particular, in the aforementioned German patents and applications, the grinding segments are made to be oscillated by a coaxial relatively to oscillate a cam attached to the lapping head and moving at a speed that differs by a few percent relative to that of the head.

Die zum Schwingen angeregten Schleifsegmente, sowohl durch einen Nocken gemäß der vorgenannten deutschen Patente und Patenanmeldungen, als auch durch den geneigten Rotationsscheibenmechanismus, der in dem vorgenannten italienischen Patent von Marcello Toncelli illustriert ist, führen eine vollständige Winkelschwingung über eine Amplitude in der Größenordnung einiger 10º für jede zehn Umdrehungen des Kopfes durch.The grinding segments, caused to oscillate, both by a cam according to the aforementioned German patents and patent applications, and by the inclined rotating disk mechanism illustrated in the aforementioned Italian patent by Marcello Toncelli, perform a complete angular oscillation over an amplitude of the order of a few 10º for every ten revolutions of the head.

Da sich die Schleifsegmente relativ zu einer Mittelschwingungsachse von Ihnen nach vorne und hinten bewegen, ist verständlich, daß die Schwingungsgeschwindigkeit in gewissen Momenten zur Drehgeschwindigkeit der Schleifelemente addiert wird, während in gewissen anderen Momenten dieselbe Schwingungsgeschwindigkeit von der Drehgeschwindigkeit abgezogen wird. Da die Schwingungsbewegung von verschiedenen Positionen auf dem Umfang der geneigten Scheibe abgeleitet wird, sind die Schwingungsbewegungen der Schleifsegmente wechselweise um Winkelphasen verschoben, die einer trigonometrischen Funktion (Sinus oder Cosinus) der jeweiligen Winkellagen auf dem Umfang entspricht. Dies bedeutet, daß beispielsweise beim Typ des Läppkopfes mit sechs schwingenden, radialen Schleifelementen des vorgenannten italienischen Patentes, sich der Winkelgeschwindigkeitsvektor aufgrund der Schwingungsgeschwindigkeit nicht nur bezüglich seines Modulus von Schleifelement zu Schleifelement um einen gewissen Prozentbetrag verändert, der in besonderen Fällen ungefähr gleich 10% sein kann, sondern sich ebenfalls mit der Zeit zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert verändert, der der Winkelgeschwindigkeit der Verkleidung des Kopfes entspricht, zu der 10% der Winkelgeschwindigkeit addiert oder von der 10% subtrahiert werden. Da die Zentrifugalkräfte auf den Umfang des Läppkopfes sowohl zum Radius der Drehung als auch zum Quadrat der Winkelgeschwindigkeit direkt proportional sind, ist das Ergebnis, daß die Wirkung der Veränderungen in der Winkelgeschwindigkeit, die äquivalent zu ungefähr 10% sind, in Veränderungen von Zentrifugalkräften auf die radialen Schleifelemente übertragen werden, die äquivalent zu ungefähr 20% sind, mit darüber hinaus einem Voreilen oder einer Verzögerung dieser Veränderungen relativ zur Drehung der Kopfverkleidung, was in Biegespannungen der Welle vom Kopf resultiert, die sich relativ zu der Verkleidung des Kopfes voreilend oder verzögernd und folglich mit einer Rotationsunwucht dreht, was durch Aufbringen von Wuchtgewichten praktisch unmöglich zu kompensieren ist, für den Verschleiß des Kopfes zerstörerisch ist, so lange nicht außergewöhnliche Maßnahmen zum Dämpfen der Schwingungen getroffen werden, wobei die Schwingungen die Robustheit und die strukturelle Komplexität und die Kosten eines Läppkopfes wesentlich beeinträchtigen, ohne wesentliche Betriebsvorteile hinzuzufügen. Darüber hinaus ist es nicht möglich, auf die Schwingung entlang der Radialachsen der Schwingschleifsegmente zu verzichten, um einen so gleichmäßig wie möglichen Verschleiß und eine so gleichmäßig wie mögliche Berührung letzterer mit dem Gesteinsmaterial sicherzustellen, die sich entlang einer Radiallinie der Schleifelemente erstreckt.Since the grinding segments move forwards and backwards relative to a central axis of vibration, it is understandable that the vibration speed is added to the rotational speed of the grinding elements at certain moments, while at certain other moments the same vibration speed is subtracted from the rotational speed. Since the vibration movement is derived from different positions on the circumference of the inclined disk, the vibration movements of the grinding segments are alternately shifted by angular phases that correspond to a trigonometric function (sine or cosine) of the respective angular positions on the circumference. This means that, for example, in the type of lapping head with six oscillating radial grinding elements of the aforementioned Italian patent, the angular velocity vector due to the oscillation speed not only varies in its modulus from grinding element to grinding element by a certain percentage, which in special cases may be approximately equal to 10%, but also varies with time between a maximum value and a minimum value corresponding to the angular velocity of the covering of the head, to which 10% of the angular velocity is added or from which 10% is subtracted. Since the Centrifugal forces on the circumference of the lapping head are directly proportional both to the radius of rotation and to the square of the angular velocity, the result is that the effect of variations in angular velocity equivalent to about 10% is translated into variations in centrifugal forces on the radial grinding elements equivalent to about 20%, with, moreover, an advance or retardation of these variations relative to the rotation of the head shroud, resulting in bending stresses on the shaft of the head which rotates in advance or retardation relative to the shroud of the head and consequently with a rotational imbalance which is practically impossible to compensate for by applying balancing weights, is destructive to the wear of the head unless extraordinary measures are taken to dampen the vibrations, which vibrations significantly impair the robustness and structural complexity and cost of a lapping head without adding any significant operational advantages. Furthermore, it is not possible to dispense with the oscillation along the radial axes of the orbital grinding segments in order to ensure as uniform a wear as possible and as uniform a contact of the latter with the rock material as possible, extending along a radial line of the grinding elements.

Es ist darüber hinaus bekannt, daß die italienische Patentanmeldung Nr. PD91A000078, angemeldet am 23. April 1991, insbesondere in Fig. 1 von ihr einen Läppkopf darstellt und beschreibt, der mit einem Mechanismus versehen ist, der einen Nocken der in den vorgenannten deutschen Anmeldungen und Patenten beschriebenen Art, auf dem abwälzend zumindestens eine Rolle ruht, die mittels eines Kurbelmechanismus ihre Bewegung in eine Axialrichtung relativ zum Kopf auf zumindest eine radial angeordnete Welle überträgt, um die eines der Schleifsegmente schwingt, und eine Vielzahl von Paaren von Zahnelementen umfaßt, die miteinander kämmen und die Schwingungsrichtung zu benachbarten Wellen umkehren, so daß benachbarte Schleifelemente in wechselseitig entgegengesetzte Richtungen schwingen.It is further known that Italian patent application No. PD91A000078, filed on 23 April 1991, particularly in Fig. 1 thereof, shows and describes a lapping head provided with a mechanism comprising a cam of the type described in the aforementioned German applications and patents, on which at least one roller rests in a rolling manner, which, by means of a crank mechanism, transmits its movement in an axial direction relative to the head to at least one radially arranged shaft about which one of the grinding segments oscillates, and a plurality of pairs of tooth elements which mesh with each other and reverse the direction of vibration to adjacent shafts so that adjacent grinding elements vibrate in mutually opposite directions.

Als Alternative ist es möglich, zu berücksichtigen, daß mehrere auf dem Nocken abwälzende Rollen verwendet werden, die jede mittels eines Kurbelmechanismus mit einer entsprechenden Radialwelle verbunden sind.As an alternative, it is possible to consider using several rollers rolling on the cam, each connected to a corresponding radial shaft by means of a crank mechanism.

Die Zahnelementpaare verbinden alle der benachbarten Radialwellen miteinander und bilden ein intern geschlossenes System zur Übertragung der Schwingungsbewegung auf die beiden Wellen, da die erste und letzte Welle unmittelbar durch ein Zahnelementpaar, sowie mittelbar durch alle der dazwischen angeordneten Zahnelementpaare verbunden sind, wenn die an dem selben Kopf befestigten Radialwellen gezählt werden und vorausgesetzt, daß die Anzahl an Wellen gerade ist.The tooth element pairs connect all of the adjacent radial shafts together and form an internally closed system for transmitting the oscillatory motion to the two shafts, since the first and last shafts are directly connected by a tooth element pair and indirectly by all of the tooth element pairs arranged between them when counting the radial shafts attached to the same head and provided that the number of shafts is even.

Dieses aus einer geschlossenen Serie aus Zahnelementen bestehende System ist geeignet, um in lediglich zwei Fällen korrekt zu funktionieren, nämlich, wenn eine einzelne Wälzrolle gegen den Nocken verwendet wird, so daß alle radiale Wellen durch die einzelne Radialwelle betrieben werden, die durch einen Kurbelmechanismus mit der Verbindungsrolle verbunden sind, oder, falls es mehr als eine Rolle gibt (beispielsweise vier), müssen die Kurbelmechanismen die Phasenunterschiede berücksichtigen, die zwischen den unterschiedlichen Rollen vorliegen. In dem ersten Fall ist der Nachteil, daß durch Betätigen aller Radialwellen über eine einzelne Rolle und einen einzelnen Kurbelmechanismus die mechanischen Spannungen auf sie so schwerwiegend sein können, daß sie das Bruchrisiko der Rolle, ihres Supports oder Ihres Kurbelmechanismus entstehen lassen, oder daß das Risiko von vorzeitigem Verschleiß der Nocke besteht, der durch übermäßige Spannungen auf die Rolle verursacht wird. Im zweiten Fall wird entweder eine Nocke verwendet, die bearbeitet ist, um innerhalb sehr enger Toleranzen zu liegen und folglich sehr teuer ist, oder es muß für Spiel zwischen der Nocke und den Rollen gesorgt werden, um Bearbeitungstoleranzen der Nocke zu kompensieren, aber in diesem Fall derart, daß die Symmetrie der Geschwindigkeit der einzelnen radialen Schleifsegmente zerstört wird, folglich mit Veränderungen der Gesamtgeschwindigkeit der einzelnen Schleifelemente und einer Unwucht des Kopfes. Es sollte ebenfalls in Erinnerung bleiben, daß ein Nocken- und Rollensystem bezüglich der maximal erlaubten Geschwindigkeit immer beschränkt ist, durch Probleme des Kühlens der gegen den Nocken arbeitenden Rollen, wie im vorliegenden Fall, wenn mehrere Schleifsegmente durch eine geringe Anzahl an Rollen- und Kurbelmechanismen und durch ein einzelnes geschlossenes System von Zahnelementen bewegt werden, können die Energieverluste so groß sein, daß sie nicht unbeträchtliche Probleme entstehen lassen, bezüglich des Kühlens innerhalb des Läppkopfes.This system, consisting of a closed series of toothed elements, is capable of functioning correctly in only two cases, namely when a single roller is used against the cam, so that all the radial shafts are driven by the single radial shaft connected to the connecting roller by a crank mechanism, or, if there is more than one roller (for example four), the crank mechanisms must take into account the phase differences present between the different rollers. In the first case, the disadvantage is that by driving all the radial shafts via a single roller and a single crank mechanism, the mechanical stresses on them can be so severe as to create the risk of breakage of the roller, its support or its crank mechanism, or there is the risk of premature wear of the cam caused by excessive stresses on the roller In the second case, either a cam is used which is machined to be within very close tolerances and is consequently very expensive, or clearance must be provided between the cam and the rollers to compensate for machining tolerances of the cam, but in this case in such a way as to destroy the symmetry of the speed of the individual radial grinding segments, consequently with variations in the overall speed of the individual grinding elements and an unbalance of the head. It should also be remembered that a cam and roller system is always limited in the maximum speed allowed by problems of cooling the rollers working against the cam, as in the present case, when several grinding segments are moved by a small number of roller and crank mechanisms and by a single closed system of toothed elements, the energy losses can be so great as to give rise to not inconsiderable problems with regard to cooling inside the lapping head.

Es ist daher verständlich, daß das in der vorgenannten italienischen Patentanmeldung beschriebene Schleifsegmentschwingungswellensystem gar nicht allzu attraktiv ist.It is therefore understandable that the grinding segment vibration wave system described in the above-mentioned Italian patent application is not very attractive.

Folglich ist es ein hauptsächliches zugrundeliegendes technisches Problem der Erfindung, einen Schrupp-, Läpp- und Polierkopf für Gestein, wie beispielsweise Granit oder ähnliches, und Keramikwerkstoffe bereitzustellen, bei dem die vorgenannten Probleme einer Unwucht so weit wie möglich verringert oder sogar vollkommen eliminiert werden.Consequently, a main underlying technical problem of the invention is to provide a roughing, lapping and polishing head for rock, such as granite or the like, and ceramic materials, in which the aforementioned problems of unbalance are reduced as much as possible or even completely eliminated.

Ein weiteres zugrundeliegendes technisches Problem der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schrupp-, Läpp- und Polierkopf, wie oben definiert, bereitzustellen, der durch Verwendung von Einrichtungen Unwuchten verringert oder eliminiert, die so einfach, billig und wirkungsvoll wie möglich sind. Das obige und andere Probleme werden durch einen Kopf der Art gelöst, der mit einer geneigten Drehscheibe für die Schwingung der Schleifsegmente versehen ist, wie er in Anspruch 1 definiert ist. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 6 beschreiben weitere Ausführungsformen der Erfindung.Another underlying technical problem of the present invention is to provide a roughing, lapping and polishing head as defined above which reduces or eliminates imbalances by using devices which are as simple, inexpensive and effective as The above and other problems are solved by a head of the type provided with an inclined turntable for the oscillation of the grinding segments as defined in claim 1. Dependent claims 2 to 6 describe further embodiments of the invention.

Die kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in den Ansprüchen im einzelnen beschrieben, die den abschließenden Teil der vorliegenden Anmeldung bilden. Es werden sich jedoch aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung weitere kennzeichnende Merkmale und Vorteile ergeben, wobei die Ausführungsbeispiele lediglich als nicht begrenzende Beispiele zu betrachten sind und in den Zeichnungen:The characteristic features of the present invention are described in detail in the claims, which form the concluding part of the present application. However, further characteristic features and advantages will emerge from the following detailed description of embodiments of the invention, wherein the embodiments are to be considered merely as non-limiting examples and in the drawings:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines Typs eines Schrupp- und Läppkopfes gemäß dem Stand der Technik ist, auf den die Verbesserungen gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden können;Figure 1 is a sectional side view of a type of prior art roughing and lapping head to which the improvements of the present invention can be applied;

Fig. 2 eine teilgeschnittene Draufsicht desselben Kopfes gemäß dem Stand der Technik ist;Fig. 2 is a partially sectioned plan view of the same head according to the prior art;

Fig. 3 ein grundlegendes Diagramm desselben Kopfes gemäß dem Stand der Technik ist, das die Gegenwart von sechs Spindeln zum Bewirken der Schwingung von sechs einander entsprechenden Schwingschleifsegmenten darstellt;Fig. 3 is a basic diagram of the same head according to the prior art, illustrating the presence of six spindles for causing the oscillation of six corresponding orbital sanding segments;

Fig. 4 ein grundlegendes Diagramm des Kopfes gemäß dem Stand der Technik ist, sowie er in dem vorgenannten italienischen Patent dargestellt ist, das einen Betrieb dieses Kopfes zeigt und zeigt, wie die Zahnelementpaare dazu führen, daß ein intern geschlossenes System mit all den oben genannten Nachteilen gebildet wird;Fig. 4 is a basic diagram of the head according to the prior art, as shown in the aforementioned Italian patent, showing an operation of this head and how the pairs of toothed elements result in the formation of an internally closed system with all the above-mentioned disadvantages;

Fig. 5 ein grundlegendes Diagramm eines ersten Beispiels des Kopfes gemäß der Erfindung ist, das die Anzahl an Spindeln halbiert und so viele Paare an bewegungsumkehrenden Zahnelementen einführt, wie dort Spindeln verbleiben;Fig. 5 is a basic diagram of a first example of the head according to the invention, which halves the number of spindles and introduces as many pairs of motion-reversing tooth elements as there are spindles remaining;

Fig. 6 ein grundlegendes Diagramm eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Kopfes gemäß der Erfindung ist, bei dem die Anzahl an Spindeln auf zwei reduziert wurde und vier Paare von bewegungsumkehrenden Zahnelementen, d.h. einer Anzahl an Zahnelementenpaaren eingeführt wurde, die das Doppelte der Spindelanzahl ist;Fig. 6 is a basic diagram of a second preferred embodiment of the head according to the invention, in which the number of spindles has been reduced to two and four pairs of motion-reversing tooth elements have been introduced, i.e. a number of tooth element pairs that is twice the number of spindles;

Fig. 7 eine teilgeschnittene Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel des Kopfes gemäß der Erfindung ist, bei dem die drei verbleibenden Spindeln und die durch sie betätigten entsprechenden drei Paare an bewegungsumkehrenden Zahnelementen klar ersichtlich sind;Fig. 7 is a partially sectioned plan view of the first embodiment of the head according to the invention, in which the three remaining spindles and the corresponding three pairs of motion-reversing tooth elements actuated by them are clearly visible;

Fig. 8 eine teilgeschnittene Draufsicht des zweiten Beispiels des Kopfes gemäß der Erfindung ist, bei dem die beiden verbleibenden Spindeln und die durch sie betätigten entsprechenden vier Paare an bewegungsumkehrenden Zahnelementen klar ersichtlich sind;Fig. 8 is a partially sectioned plan view of the second example of the head according to the invention, in which the two remaining spindles and the corresponding four pairs of motion-reversing tooth elements actuated by them are clearly visible;

Fig. 9 und 10 entsprechend eine geschnittene Seitenansicht und eine Vorderansicht eines ersten Kurbelmechanismuselementes und Zahnelementes sind, die sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden;Figs. 9 and 10 are a sectional side view and a front view, respectively, of a first crank mechanism member and tooth member used in both the first and second embodiments of the present invention;

Fig. 11 und 12 entsprechend eine geschnittene Seitenansicht und eine Vorderansicht eines zweiten Zahnelementmechanismus mit zwei gegenüberliegenden Greifsegmenten sind, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden; undFigs. 11 and 12 are a sectional side view and a front view, respectively, of a second tooth element mechanism with two opposing gripping segments used in the second embodiment of the invention; and

Fig. 13 und 14 entsprechend eine geschnittene Seitenansicht und eine Vorderansicht eines dritten Mechanismus sind, der aus einem Zahnelement der sogenannten verkürzten Form besteht, oder mit einem einzelnen Greifelement, die sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden können.Fig. 13 and 14 are a sectional side view and a front view, respectively, of a third mechanism consisting of a toothed element of the so-called shortened form, or with a single gripping element, which can be used in both the first and second embodiments of the invention.

Zunächst werden Fig. 1 bis 3 berücksichtigt, um das Problem des Standes der Technik klar zu verstehen, das die vorliegende Erfindung lösen soll.First, Figs. 1 to 3 are considered to clearly understand the problem of the prior art that the present invention is intended to solve.

Gemäß diesem Stand der Technik umfasst ein Schrupp- und Läppkopf 10 eine zentrale Drehwelle 12, die von einem innerhalb eines Gehäuses 16 für bewegbare Teile aufgenommenem Verbindungsflansch 14 abhängt, wobei das Gehäuse 16 unten mittels eines Flansches 18 mit einer festen Abdeckung 20 verbunden ist, mit der ein Außenschutz 22 und eine Innendichtung 24 ein hermetisch gedichtetes System für eine Verkleidung 26 des Kopfes bilden.According to this prior art, a roughing and lapping head 10 comprises a central rotary shaft 12 which depends from a connecting flange 14 housed within a housing 16 for movable parts, the housing 16 being connected at the bottom by means of a flange 18 to a fixed cover 20 with which an external protection 22 and an internal seal 24 form a hermetically sealed system for a covering 26 of the head.

Die Verkleidung 26 besteht aus zwei Halbschalen, die aufeinander angeordnet sind, d.h. einer oberen 28 und einer unteren 30, und umfasst alle die Mechanismen, die um Radialachsen von Schleifsegmenten wie das Schleifsegment 32a, das in Fig. 1 betrachtet werden kann, Drehantrieb und Oszillation durchführen.The casing 26 consists of two half-shells arranged one on top of the other, i.e. an upper one 28 and a lower one 30, and includes all the mechanisms that perform rotational drive and oscillation around radial axes of grinding segments such as the grinding segment 32a, which can be seen in Fig. 1.

Das Schleifelement 32a (wie andere, ähnliche, nicht hier gezeigte Schleifelemente) ist an einem Ansatz 34a befestigt, der mit einer Welle 36a verbunden ist, die in die untere Halbschale 30 der Verkleidung 26 eindringt. Offensichtlich muß die Anzahl an Schleifsegmenten größer als eins sein, wobei sechs eine gewöhnliche Anzahl ist, die ebenfalls die Konstruktion erleichtert.The grinding element 32a (like other similar grinding elements not shown here) is fixed to a lug 34a connected to a shaft 36a penetrating the lower half-shell 30 of the casing 26. Obviously, the number of grinding segments must be greater than one, six being a common number which also facilitates the construction.

Die Wellen 36a - f, um die die Ansätze 34a - f der Schleifsegmente 32a - f oszillieren, sind innerhalb von Lagerbuchsen 38a - f aufgenommen, die durch die untere Halbschale dringen und mit Hebelarmen 5a - f verbunden sind, die mittels an einem Außenring 44 von einer geneigten Schleifscheibe 46 befestigter Spindeln 42a - f von derselben Schwingscheibe 46 eine Wechselbewegung im wesentlichen entlang der Richtung der Mitteldrehachse 48 des Kopfes 10 empfangen. Die Schwingscheibe 46 umfasst zusätzlich zum Außenring 44 ein Kugellager 50 und einen einteilig mit einer Hohlwelle 54 verbundenen Innenring 52, wobei sich die Hohlwelle 54 koaxial aber in unterschiedlicher Geschwindigkeit zur Zentralwelle 12 des Kopfes 10 dreht, wobei die Geschwindigkeit durch ein System von seit einiger Zeit im Stand der Technik bekannter Zahnelemente 56, 58, 60 und 62 bestimmt wird, wie sie beispielsweise bereits in dem vorgenannten deutschen Patent Nr. 800,112 beschrieben sind, auf die der Leser unter besonderem Hinweis auf deren Fig. 1 verwiesen wird.The shafts 36a - f, around which the lugs 34a - f of the grinding segments 32a - f oscillate, are housed within bearing bushes 38a - f which penetrate through the lower half-shell and are connected to lever arms 5a - f which, by means of spindles 42a - f fixed to an outer ring 44 of an inclined grinding disk 46, receive an alternating movement from the same oscillating disk 46 essentially along the direction of the central axis of rotation 48 of the head 10. In addition to the outer ring 44, the oscillating disk 46 comprises a ball bearing 50 and an inner ring 52 connected in one piece to a hollow shaft 54, the hollow shaft 54 rotating coaxially but at a different speed to the central shaft 12 of the head 10, the speed being determined by a system of toothed elements 56, 58, 60 and 62 which have been known in the art for some time, as already described, for example, in the aforementioned German patent no. 800,112, to which the reader is referred with particular reference to Fig. 1 thereof.

Tatsächlich ist die geneigte Drehscheibe 46 im wesentlichen identisch zu der Scheibe 7, die in den Fig. 1 und 2 des vorgenannten italienischen Patentes Nr. 1,175,191 im Namen von Marcello Toncelli gezeigt ist, wobei sie im Vergleich zu diesem lediglich ein verbessertes System zur Aufnahme der Spindel 42a - f und eine verbesserte Gelenkverbindung 64 zwischen den Spindeln 42a - f und den Hebelarmen 40a - f bietet.In fact, the inclined turntable 46 is substantially identical to the disc 7 shown in Figs. 1 and 2 of the aforementioned Italian patent No. 1,175,191 in the name of Marcello Toncelli, only offering, in comparison with the latter, an improved system for receiving the spindle 42a-f and an improved articulation 64 between the spindles 42a-f and the lever arms 40a-f.

Das Betriebsprinzip dieses Kopfes gemäß dem Stand der Technik ist insbesondere in Fig. 3 illustriert, in der gleichen, in Fig. 1 und 2 gezeigten Teilen, dieselben Bezugszeichen gegeben wurden.The operating principle of this head according to the prior art is particularly illustrated in Fig. 3, in which the same parts shown in Figs. 1 and 2 have been given the same reference numerals.

Wie der vorgenannten Fig. 3 entnommen werden kann, trägt die geneigte Scheibe 86, die durch den Außenring 44, das Kugellager 50 und den Innenring 52 gebildet ist, sechs an ihrem Umfang befestigte Spindeln 42a - f, von denen jede in einen Hebelarm 40a - f eingreift, der entsprechend eine Welle 36a - f von jedem der Ansätze 34a - f betreibt, die die Schleifsegmente 32a - f tragen (in Fig. 3 nicht gezeigt). Aus dieser Figur wird verständlich, wie die Tatsache, die Bewegung der geneigten Scheiben 46 aus unterschiedlichen Punkten, die durch die Buchstaben A, B, C, D, E und F bezeichnet sind, aufnehmen zu müssen, dazu führt, daß die Amplituden und die Schwingungsgeschwindigkeiten der verschliedenen Schleifsegmente um ungefähr 60º zueinander phasenversetzt sind, und dies ist insbesondere daraus ersichtlich, daß die Schwingungsgeschwindigkeiten der einzelnen, zueinander phasenversetzten Schleifelemente entlang des Umfangs des Kopfes nicht gleich ist.As can be seen from the aforementioned Fig. 3, the inclined disk 86, formed by the outer ring 44, the ball bearing 50 and the inner ring 52, carries six spindles 42a-f fixed to its periphery, each of which engages a lever arm 40a-f which respectively operates a shaft 36a-f of each of the lugs 34a-f carrying the grinding segments 32a-f (not shown in Fig. 3). From this figure it can be understood how the fact of having to accommodate the movement of the inclined discs 46 from different points, designated by the letters A, B, C, D, E and F, results in the amplitudes and the oscillation speeds of the different grinding segments being out of phase with each other by approximately 60°, and this is particularly evident from the fact that the oscillation speeds of the individual grinding elements, which are out of phase with each other, are not the same along the circumference of the head.

Um ein wesentliches Beispiel zu nennen kann, wenn Fig. 3 berücksichtigt wird, die eine sehr grundlegende Illustration des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Kopfes ist, betrachtet werden, daß das willkürliche Befestigen einer Achse des Ursprungs Null, die aus der Mitte des Kopfes entspringt und durch eine Position A dringt, die einer ersten Spindel 42a entspricht, der daran befestigte Ansatz 34a über den Hebelarm 40a relativ zum Kopf mit einer Geschwindigkeit V beispielsweise nach vorne bewegt wird, wobei die Geschwindigkeit durch die Axialversetzung der geneigten Scheibe 46 bestimmt wird. Die Spindel 42b, die aus dem auf dem Scheibenumfang um 60º versetzten Punkt D entspringt, bewegt sich mit einer Geschwindigkeit, die äquivalent zu der der Spindel am Punkt A, multipliziert mit dem Kosinus des Winkels zwischen den beiden Punkten ist, und folglich wird die Geschwindigkeit des Ansatzes 34b, der durch die aus dem Punkt B entspringende Spindel 42b bewegt wird, äquivalent sein zu V cos 60º, d.h. 1/2 V. In der Folge wird sich der Ansatz 34c, der durch die von dem Punkt C entspringende Spindel 42c gesteuert ist, mit einer Geschwindigkeit V cos 120º,. d.h. -1/2 V bewegen. Der durch die vom Punkt D entspringende Spindel 42b gesteuerte Ansatz 34d wird sich mit einer Geschwindigkeit V cos 180º, d.h. -V bewegen, usw. Der nächste Ansatz 34e wird sich mit einer Geschwindigkeit V cos 240º, d.h. -1/2 V bewegen, und der nächste 34f mit einer Geschwindigkeit V cos 300º, d.h. 1/2 V. Es ist daher ersichtlich, daß die Schwingungsgeschwindigkeiten der Schleifsegmente sich in Abhängigkeit von der Position, an der sie gelegen sind, entlang des Umfangs des Kopfes verändern, wobei sie in gewissen Punkten höher und in anderen geringer ist, bis hin zum Vorzeichenwechsel. Darüber hinaus dreht sich diese Verteilung der Schwingungsgeschwindigkeit der Schleifsegmente dank des Zahnradsystems 56 bis 62 relativ zum Kopf langsam und folglich schreitet die gegebene Geschwindigkeitsverteilung entlang des Kopfumfangs fort oder fällt zurück. Die Drehgeschwindigkeit der Schleifelemente, die auf der Vektorsumme der Drehgeschwindigkeit des Kopfes und der Schwingungsgeschwindigkeit um die Spindel 36a - f erhalten wird, ist um einen Mittelwert veränderlich, der aus der Drehung des Kopfes erhalten wird, um den der Wert der Schwingungsgeschwindigkeit der Schleifelemente sich verändert. Da die auf die Schleifsegmente wirkenden Zentrifugalkräfte unmittelbar proportional zum Quadrat ihrer Winkelgeschwindigkeit sind, und da diese Winkelgeschwindigkeit dank der den Schleifsegmenten verliehenen Schwingungen Veränderungen in der Größenordnung von 10% durchführen kann, folgt daraus, daß dort Veränderungen in den Zentrifugalkräften in der Größenordnung von 20% auf die Schleifelemente auftreten würden, mit der Induzierung von dynamischen Unwuchtschwingungen. Schwingungen dieser Art sind sehr schwierig zu dämpfen, da die Geschwindigkeitsverteilungen recht beträchtlich sind und der einzige Weg, sie zu verringern oder zu eliminieren, ist es, diese Veränderungen zu reduzieren oder sie paarweise zu kompensieren.To give an essential example, considering Fig. 3, which is a very basic illustration of the head shown in Figs. 1 and 2, it can be considered that arbitrarily fixing an axis of zero origin originating from the center of the head and passing through a position A corresponding to a first spindle 42a, the lug 34a fixed thereto is moved, via the lever arm 40a, relative to the head at a speed V, for example, in a forward direction, the speed being determined by the axial displacement of the inclined disc 46. The spindle 42b, originating from the point D offset by 60º on the circumference of the disc, moves at a speed equivalent to that of the spindle at point A multiplied by the cosine of the angle between the two points and consequently the speed of the lug 34b moved by the spindle 42b originating from the point B will be equivalent to V cos 60º, ie 1/2 V. Consequently, the lug 34c controlled by the spindle 42c originating from the point C will move at a speed V cos 120º, ie -1/2 V. The lug 34d, controlled by the spindle 42b originating from point D, will move at a speed V cos 180º, i.e. -V, etc. The next lug 34e will move at a speed V cos 240º, i.e. -1/2 V, and the next 34f at a speed V cos 300º, i.e. 1/2 V. It can therefore be seen that the oscillation speeds of the grinding segments vary along the circumference of the head depending on the position in which they are located, being higher at certain points and lower at others, up to changing sign. Moreover, thanks to the gear system 56 to 62, this distribution of the oscillation speed of the grinding segments rotates slowly relative to the head and consequently the given speed distribution advances or regresses along the circumference of the head. The speed of rotation of the grinding elements, which is obtained from the vector sum of the speed of rotation of the head and the speed of vibration about the spindle 36a - f, is variable around an average value obtained from the rotation of the head, around which the value of the speed of vibration of the grinding elements varies. Since the centrifugal forces acting on the grinding segments are directly proportional to the square of their angular velocity, and since this angular velocity can undergo variations of the order of 10% thanks to the vibrations imparted to the grinding segments, it follows that there would be variations in the centrifugal forces of the order of 20% on the grinding elements, with the induction of dynamic unbalance vibrations. Vibrations of this type are very difficult to dampen since the Velocity distributions are quite significant and the only way to reduce or eliminate them is to reduce these changes or compensate them pairwise.

Ein im Stand der Technik vorgeschlagener Weg, diese Schwingungen paarweise zu kompensieren, ist in der vorgenannten italienischen Patentanmeldung Nr. PD91A000078 beschrieben, und besteht daraus, die Ansätze des Schleifsegmentes mittels einer oder mehrerer auf einem in dem Kopf vorliegenden Nocken ruhender Walzen zu betätigen, und die Wellen von benachbarten Ansätzen mittels Paaren von Zahnelementen für Bewegungsumkehr zusammenzukoppeln. In diesem Fall würde dies zumindest theoretisch dazu führen, daß sich die Ansätze von benachbarten Schleifelementen in wechselseitig entgegengesetzte Richtungen bewegen, wodurch die Wirkung der Schwingungen der Ansätze bei Drehung des Kopfes paarweise kompensiert werden und folglich die dynamischen Unwuchtschwingungen vollständig verschwinden.A way proposed in the prior art to compensate these vibrations in pairs is described in the aforementioned Italian patent application no. PD91A000078 and consists in actuating the lugs of the grinding segment by means of one or more rollers resting on a cam present in the head and in coupling the shafts of adjacent lugs together by means of pairs of toothed elements for reversing movement. In this case, at least theoretically, this would lead to the lugs of adjacent grinding elements moving in mutually opposite directions, thus compensating the effect of the vibrations of the lugs when the head rotates in pairs and, consequently, completely eliminating the dynamic unbalance vibrations.

Eine schematische Darstellung dieses Kompensationssystems gemäß dem Stand der Technik ist in Fig. 4 dargestellt, die sechs Ansätze 34'a - f von Schleifsegmenten, die durch vier Walzen 66a - d bewegt werden, die auf einem kreisförmigen Nocekn 68 ruhen, der offensichtlich geneigt ist, und die sich innerhalb eines Kopfes 10' unter unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, gemäß dem universell bekannten Verfahren von Zahnradgruppen, wobei die Walzen mittels Hebelarmen 40'a, 40'c, 40'd und 40'f die jeweiligen Ansätze 34'a, 34'c, 34'd und 34'f über ihre Wellen 36'a, 36'c, 36'd und 36'f betätigen und alle der Wellen 36a - f der Ansätze 34'a - f über identische Zahnräder 70a - f verbunden sind, wodurch die Zahnräder alle ineinander eingreifen, um innerhalb des Kopfes 10' eine ein internes geschlossenes System bildende Kette von Zahnradelementen zu bilden.A schematic representation of this compensation system according to the prior art is shown in Fig. 4, which shows six lugs 34'a - f of grinding segments moved by four rollers 66a - d resting on a circular node 68, obviously inclined, and which rotate within a head 10' at different speeds, according to the universally known method of gear groups, the rollers actuating by means of lever arms 40'a, 40'c, 40'd and 40'f the respective lugs 34'a, 34'c, 34'd and 34'f via their shafts 36'a, 36'c, 36'd and 36'f, and all of the shafts 36a - f of the lugs 34'a - f are connected via identical gears 70a - f, whereby the gears all engage with one another to form a chain of gear elements forming an internal closed system within the head 10'.

Bedauerlicherweise wird genau wegen der Tatsache, daß die Kette von Zahnelementen 70a - f ein internes geschlossenes System bildet, der Betriebsmodus dieses Kopfes extrem kritisch und erfordert entweder, daß nur eine der Walzen 66a - d benutzt wird, oder daß der Nocken 68 und die Walzen 68a - d mit sehr kleinen Toleranzen konstruiert sind, sofern nicht Kompensationsfedern auf den Walzensupports angeordnet sind, obwohl diese einen negativen Effekt auf die Verteilung der Schwingungsgeschwindigkeit der Schleifsegmente haben würden und folglich in unkontrollierbarer Weise die Ungwuchten wieder einführen würden, die eliminiert werden sollten.Unfortunately, precisely because of the fact that the chain of toothed elements 70a-f forms an internal closed system, the operating mode of this head becomes extremely critical and requires either that only one of the rollers 66a-d be used or that the cam 68 and the rollers 68a-d be designed with very small tolerances, unless compensating springs are arranged on the roller supports, even though these would have a negative effect on the distribution of the vibration speed of the grinding segments and consequently reintroduce in an uncontrollable manner the imbalances that should be eliminated.

Wenn das unabdingbare Spiel zwischen dem Nocken 68 und den Walzen 66a - d durch eine elastische Einrichtung effektiv kompensiert werden kann, führt dies darüber hinaus zu der Beschränkung, den Kopf in nur eine Richtung drehen zu können, was seine Benutzungsmöglichkeiten reduziert.Furthermore, if the essential clearance between the cam 68 and the rollers 66a-d can be effectively compensated by an elastic device, this leads to the limitation of being able to rotate the head in only one direction, which reduces its possibilities of use.

Alle der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik werden durch zwei Beispiele von Ausführungsformen und von Köpfen 110 und 210 zum Teil oder gesamt eliminiert, die entsprechend in den Fig. 5 und 7 und den Fig. 6 und 8 dargestellt sind.All of the aforementioned disadvantages of the prior art are partially or completely eliminated by two examples of embodiments and of heads 110 and 210, which are shown in Figs. 5 and 7 and Figs. 6 and 8, respectively.

Wenn Fig. 5 und 7 zusammen untersucht werden, kann betrachtet werden, daß bei dem Kopf 110 die Schwingungsbewegung der Ansätze 134a - f durch lediglich drei Spindeln 142b, 142c und 142d sichergestellt ist, die die Betätigung der Ansätze 134b, 134d und 134f über entsprechende Hebelarme 140b, 140d und 140f unmittelbar sicherstellt und mittelbar über verkürzte Zahnsegmente 180a, 180c und 180e, die jeweils in sich auf den Hebelarmen 140b, 140d und 140f befindliche Zahnprofilen eingreifen, die Betätigung der Ansätze 134a, 134c und 134e.If Fig. 5 and 7 are examined together, it can be seen that in the head 110 the oscillating movement of the lugs 134a - f is ensured by only three spindles 142b, 142c and 142d, which directly ensure the actuation of the lugs 134b, 134d and 134f via corresponding lever arms 140b, 140d and 140f and indirectly ensure the actuation of the lugs 134a, 134c and 134e via shortened tooth segments 180a, 180c and 180e, which respectively engage in tooth profiles located on the lever arms 140b, 140d and 140f.

Eine geneigte Scheibe 146 ist mit einem Aussenring 144 eines Lagers 150 und einer Hohlwelle 154 versehen, die identisch zum Außenring 44 und der Hohlwelle 54 der Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik sind, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, und funktioniert in exakt der gleichen Weise wie die geneigte Scheibe 46 der beiden Figuren, mit der einzigen Ausnahme, daß sie anstelle der sechs Spindeln 42a - f lediglich drei Spindeln 142b, 142d und 142f aufnimmt. Die Verteilung der Schwingungsgeschwindigkeit der Ansätze 134a - f ist die in Fig. 5 dargestellte, wo die mit V bezeichnete Schwingungsgeschwindigkeit des Ansatzes 134a aufgrund der durch das Paar Zahnelemente 180a und 140b bewirkte Bewegungsumkehr der Schwingungsgeschwindigkeit des Ansatzes 134b äquivalent zu -V ist. Diese Phasenversetzung der Spindel 142d relativ zur Spindel 142b um 120º resultiert darin, daß die Schwingungsgeschwindigkeit des Ansatzes 134d äquivalent zu 1/2 V ist, und die durch das Paar Zahnelemente 140b und 180c bewirkte Bewegungsumkehr eine Schwingungsgeschwindigkeit erzeugt, die äquivalent zu 1/2 V des Ansatzes 134c ist. Auf gleiche Weise ergibt die Phasenversetzung der Spindel 142f relativ zur Spindel 142b um 240º, daß die Schwingungsgeschwindigkeit des Ansatzes 134f äquivalent zu 1/2 V ist, und die Bewegungsumkehr des Paares Zahnelemente 140f und 180e eine Schwingungsgeschwindigkeit äquivalent zu 1/2 V des Ansatzes 134e erzeugt. Wie aus der Untersuchung von Fig. 5 verstanden werden kann, ist dieAn inclined disk 146 is provided with an outer ring 144 of a bearing 150 and a hollow shaft 154 which are identical to the outer ring 44 and the hollow shaft 54 of the embodiment according to the prior art shown in Figs. 1 and 2 and functions in exactly the same way as the inclined disk 46 of the two figures, with the sole exception that instead of the six spindles 42a-f it accommodates only three spindles 142b, 142d and 142f. The distribution of the oscillation speed of the lugs 134a-f is that shown in Fig. 5, where the oscillation speed of the lug 134a, designated V, is equivalent to -V due to the reversal of the oscillation speed of the lug 134b caused by the pair of toothed elements 180a and 140b. This 120° phase shift of spindle 142d relative to spindle 142b results in the vibration velocity of lug 134d being equivalent to 1/2 V, and the reversal of motion caused by the pair of gear elements 140b and 180c producing a vibration velocity equivalent to 1/2 V of lug 134c. Similarly, the 240° phase shift of spindle 142f relative to spindle 142b results in the vibration velocity of lug 134f being equivalent to 1/2 V, and the reversal of motion caused by the pair of gear elements 140f and 180e producing a vibration velocity equivalent to 1/2 V of lug 134e. As can be understood from examination of Fig. 5, the

Schwingungsgeschwindigkeitsverteilung von dem Ansatz 134a bis zum Ansatz 134f: V, -V, -1/2 V, 1/2 V, -1/2 V und 1/2 V. Es ist ersichtlich, daß das Paar Ansätze 134a und 134b die Schwingungsgeschwindigkeit V und -V intern kompensieren, sowie dies die Paare von Ansätzen 134c und 134d und 134e, 134f tun, die intern die Schwingungsgeschwindigkeiten -1/2 V und 1/2 V kompensieren. Aus dieser Schwingungsgeschwindigkeitsverteilung ist ersichtlich, daß es eine Geschwindigkeitskompensation zwischen den Ansätzen 134a und 134b und zwischen den Ansätzen 134c, 134d, 134e und 134f gibt, während es weiterhin ein gewisses Geschwindigkeitsungleichgewicht zwischen dem Ansatz 134b und dem Ansatz 134c und dem Ansatz 134f und dem Ansatz 134a gibt.Vibration velocity distribution from the lug 134a to the lug 134f: V, -V, -1/2 V, 1/2 V, -1/2 V and 1/2 V. It can be seen that the pair of lugs 134a and 134b internally compensate the vibration velocity V and -V, as do the pairs of lugs 134c and 134d and 134e, 134f, which internally compensate the vibration velocities -1/2 V and 1/2 V. From this vibration velocity distribution, it can be seen that there is a velocity compensation between lugs 134a and 134b and between lugs 134c, 134d, 134e and 134f, while there still exists some velocity imbalance between lug 134b and lug 134c and lug 134f and lug 134a.

Da die Geschwindigkeitsungleichgewichte auf lediglich zwei verringert sind, sind offensichtlich die dynamischen Unwuchten des Kopfes 110 reduziert.Since the velocity imbalances are reduced to only two, the dynamic imbalances of the head 110 are obviously reduced.

Diese Restunwuchten können bei dem Kopf 210 des in den Fig. 6 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiels im wesentlichen eliminiert werden.These residual imbalances can be essentially eliminated in the head 210 of the embodiment shown in Figs. 6 and 8.

In der Tat ist beim Studieren der Fig. 6 und 8 ersichtlich, daß bei dem Kopf 210 die Schwingungsbewegung der Ansätze 134a - f durch lediglich zwei Spindeln 242c und 242f sichergestellt ist, die eine unmittelbare Betätigung der Ansätze 240c und 240f über entsprechende Hebelarme 240c und 240f, und eine indirekte Betätigung der unmittelbar benachbarten Ansätze 234b und 234e über doppelte Zahnelementsegmente 260b und 260c und der nachfolgenden Ansätze 234a und 234d über verkürzte Zahnelementsegmente 280a und 280d sicherstellen, die entsprechend mit sich auf den Doppelzahnradsegmenten 260b und 260c befindlichen Zahnprofilen in Eingriff treten.In fact, by studying Figs. 6 and 8, it is apparent that in the head 210 the oscillating movement of the lugs 134a - f is ensured by only two spindles 242c and 242f, which ensure a direct actuation of the lugs 240c and 240f via corresponding lever arms 240c and 240f, and an indirect actuation of the immediately adjacent lugs 234b and 234e via double gear element segments 260b and 260c and of the subsequent lugs 234a and 234d via shortened gear element segments 280a and 280d, which engage correspondingly with tooth profiles located on the double gear segments 260b and 260c.

Wie in den beiden vorgenannten Figuren angemerkt werden kann, sind die Spindeln 242c und 242f an diametral gegenüberliegenden Punkten des Außenrings 244 der geneigten Scheibe 246 verbunden, die ähnlich zu geneigten Scheiben 46 des Standes der Technik ist, aber mit lediglich mit zwei gegenüberliegenden Spindeln versehen ist, d.h. um 180º phasenversetzt.As can be noted in the two aforementioned figures, the spindles 242c and 242f are connected at diametrically opposite points of the outer ring 244 of the inclined disk 246, which is similar to inclined disks 46 of the prior art, but is provided with only two opposite spindles, i.e. 180º out of phase.

Wie unter Berücksichtigung der Fig. 6 und 8 leicht verständlich ist, sind in der Axialrichtung die Bewegungen der beiden gegenüberliegenden Spindeln 242c und 242f ebenfalls entgegengerichtet, so daß die Schwingungsgeschwindigkeiten der gegenüberliegenden Ansätze 234c und 234f entsprechend V und -V sind. Das Paar Zahnelemente 240c, 260b kehrt die Schwingungsbewegung derart um, daß die Schwingungsgeschwindigkeit des Ansatzes 234b -V beträgt und folglich kehrt das Paar Zahnelemente 260b und 280a wiederum die Schwingungsbewegung derart um, daß die Schwingungsgeschwindigkeit des Ansatzes 234a wieder V beträgt. Auf gleiche Weise kehrt das Paar Zahnelemente 240f, 260e die Schwingungsbewegung derart um, daß die Schwingungsgeschwindigkeit des Ansatzes 234b gleich V ist und folglich kehrt das Paar Zahnradelemente 260e, 280d wieder die Schwingungsbewegung derart um, daß die Schwingungsgeschwindigkeit des Ansatzes 234d wieder -V beträgt. Schlußfolgernd ist aus dem Studium der Ansätze 234a - f ersichtlich, daß sie gebildet sind, um abwechselnd entgegengerichtete Schwingungsbewegungen durchzuführen, die in Abfolge die Geschwindigkeiten V, -V und V, -V aufweisen. Dies bedeutet, daß jeder Ansatz eine Schwingungsgeschwindigkeit aufweist, die der des benachbarten Ansatzes exakt entgegengerichtet ist und folglich, daß die Schwingungsgeschwindigkeiten einander exakt paarweise kompensieren, und das Gleichgewicht der Schleifsegmente des Kopfes 210 im wesentlichen auf keine Weise umkehren.As can be easily understood by considering Figs. 6 and 8, in the axial direction the movements of the two opposite spindles 242c and 242f are also opposite, so that the oscillation speeds of the opposite lugs 234c and 234f are V and -V respectively. The pair of toothed elements 240c, 260b reverses the oscillation movement in such a way that the oscillation speed of the lug 234b is -V and consequently the pair of gear elements 260b and 280a again reverse the oscillatory motion such that the oscillatory speed of the lug 234a is again V. In the same way, the pair of gear elements 240f, 260e again reverse the oscillatory motion such that the oscillatory speed of the lug 234b is equal to V and consequently the pair of gear elements 260e, 280d again reverse the oscillatory motion such that the oscillatory speed of the lug 234d is again -V. In conclusion, it can be seen from studying the lugs 234a-f that they are formed to perform alternately opposite oscillatory motions having in sequence the speeds V, -V and V, -V. This means that each lug has a vibration speed that is exactly opposite to that of the adjacent lug and, consequently, that the vibration speeds compensate each other exactly in pairs and do not substantially reverse the balance of the grinding segments of the head 210 in any way.

Im Folgenden werden die Fig. 9 und 10 untersucht, die die mit Zahnrädern versehenen Hebelarme 140 und 240 zeigen.In the following, Figs. 9 and 10 are examined, which show the lever arms 140 and 240 provided with gears.

Die Hebelarme 140 und 240 umfassen einen Bügelabschnitt 310, der mit einer Ausnehmung 312 versehen ist, die konstruiert ist, um ein Gelenk von einer der Spindeln 242c und 242f aufzunehmen, wie beispielsweise die in Fig. 1 gezeigte Gelenkverbindung 64, gefolgt durch einen flachen Abschnitt 314, der mit einem Mittelloch mit Nutenwänden 316 versehen ist, die konstruiert sind, um in Eingriff mit einer der Wellen 136b, 136d und 136f der Ansätze 134b, 134d und 134f des Kopfes 110 oder mit einer der Wellen 236c und 236f der Ansätze 234c und 234f des Kopfes 210 zu treten. Der flache Abschnitt 314 weist mit ihm verbunden einen geneigten Abschnitt 318 auf, der mit Zähnen versehen ist, die konstruiert sind, um den Hebelarm 140 mit dem verkürzten Zahnrad 180, oder den Hebelarm 240 mit einem der Doppelzahnelementsegmente 260 zu koppeln, in Abhängigkeit davon, ob sie in dem Kopf 110 oder dem Kopf 210 benutzt sind.The lever arms 140 and 240 include a bracket portion 310 provided with a recess 312 designed to receive a joint of one of the spindles 242c and 242f, such as the joint 64 shown in Fig. 1, followed by a flat portion 314 provided with a center hole with groove walls 316 designed to engage one of the shafts 136b, 136d and 136f of the lugs 134b, 134d and 134f of the head 110 or one of the shafts 236c and 236f of the lugs 234c and 234f of the head 210. The flat portion 314 has connected thereto an inclined portion 318 which is provided with teeth designed to connect the lever arm 140 with the shortened gear 180, or the lever arm 240 with one of the Double tooth element segments 260, depending on whether they are used in the head 110 or the head 210.

Fig. 11 und 12 zeigen eines der Doppelzahnelementsegmente, die konstruiert sind, um Bewegung auf die Wellen 236b und 236c der Ansätze 234b und 234c des Kopfes 210 zu übertragen. Das Segment 260 umfasst eine flache Mittelzone 320, die mit einem Mittelloch 322 mit Nutenwänden versehen ist, die konstruiert sind, um in Eingriff mit einer der Wellen 236b oder 236c zu treten, und mit zwei geneigten Abschnitten 324 und 326 verbunden ist, die mit Zähnen zur Aufnahme der Bewegung von den Hebelarmen 240 und zum Übertragen der Bewegung auf die verkürzten Zahnelementsegmente 280 versehen sind.Figures 11 and 12 show one of the double toothed element segments designed to transmit motion to the shafts 236b and 236c of the lugs 234b and 234c of the head 210. The segment 260 includes a flat central zone 320 provided with a central hole 322 with groove walls designed to engage one of the shafts 236b or 236c and connected to two inclined sections 324 and 326 provided with teeth for receiving the motion from the lever arms 240 and transmitting the motion to the shortened toothed element segments 280.

Fig. 13 und 14 zeigen die verkürzten Zahnelementsegmente 180 und 280, die konstruiert sind, um die Bewegung von der Welle 136b auf die Welle 136a, von der Welle 136d auf die Welle 136c und von der Welle 136f auf die Welle 136e in dem Kopf 110, oder von der Welle 236b zu der Welle 236a und von der Welle 236c zu der Welle 236d in dem Kopf 210 zu übertragen. Diese verkürzten Zahnelementsegmente umfassen einen flachen Bereich 330, der mit einem Loch 332 mit Nutenwänden zum Eingriff mit einer der Wellen 236a und 236d der jeweiligen Ansätze 234 und 234d versehen, und mit einem geneigten Abschnitt 234 verbunden ist, der mit durch die Zähne 318 der Hebelarm 140 und dem Kopf 110 und durch die Zähne 326 der Doppelzahnelementsegmente 260 in dem Kopf 210 angetriebenen Zähnen versehen ist. Diese Segmente 180 und 280 sind an ihren Enden verkürzt, um ein Schließen der Kette an Zahnelementen innerhalb des Kopfes 110 und 210 derart zu verhindern, daß alle möglichen Herstellungstoleranzen in den Hebelarmen 140, 240, den Zähnen 318, 324, 326 und 334 und den Winkellagen der Spindeln 142b, 142d und 142f des Kopfes 110 und den Spindeln 242c und 242f des Kopfes 210 aufgenommen sind.Figures 13 and 14 show the shortened gear element segments 180 and 280 designed to transfer motion from shaft 136b to shaft 136a, from shaft 136d to shaft 136c, and from shaft 136f to shaft 136e in head 110, or from shaft 236b to shaft 236a and from shaft 236c to shaft 236d in head 210. These shortened tooth element segments comprise a flat area 330 provided with a hole 332 with groove walls for engaging one of the shafts 236a and 236d of the respective lugs 234 and 234d, and connected to an inclined section 234 provided with teeth driven by the teeth 318 of the lever arm 140 and the head 110 and by the teeth 326 of the double tooth element segments 260 in the head 210. These segments 180 and 280 are shortened at their ends to prevent the chain from closing on tooth elements within the head 110 and 210 in such a way that all possible manufacturing tolerances in the lever arms 140, 240, the teeth 318, 324, 326 and 334 and the angular positions of the spindles 142b, 142d and 142f of the head 110 and the spindles 242c and 242f of the head 210 are accommodated.

Oben wurden zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben und dargestellt und wurden als nicht begrenzendes Beispiel vorgesehen.Two embodiments of the present invention have been described and illustrated above and have been provided as a non-limiting example.

Jegliche logische und äquivalente Abwandlung und Änderung, die einem Fachmann nach Lesen der vorgenannten Ausführungsbeispiele ersichtlich sind, müssen alle als in ihr geschützt betrachtet werden.Any logical and equivalent modifications and changes that would be apparent to a person skilled in the art after reading the above embodiments must all be considered protected therein.

Zum Beispiel müssen die Hebelarme 140 und 240 nicht notwendigerweise in der Form von Segmenten und abgeflachten Seiten hergestellt sein, sondern könnten auch, falls ausreichend Platz vorhanden ist, derart hergestellt sein, daß sie eine Kreisform aufweisen oder in der Form eines Kreissegmentes mit divergierenden Seiten vorliegen. Dasselbe ist auf die Doppelzahnelemente 260 oder die verkürzten Zahnelemente 280 und 280 anwendbar. Außerdem muß die Verbindung zwischen den Spindeln 142 und 242 und den Hebelarmen 140 und 240 nicht notwendigerweise die in Fig. 1 gezeigte Kugel 64 sein, da es möglich ist, statt dessen, andere, Fachleuten weithin bekannte Verbindungen zu verwenden.For example, the lever arms 140 and 240 do not necessarily have to be made in the form of segments and flattened sides, but could also, if sufficient space is available, be made to have a circular shape or in the form of a circular segment with diverging sides. The same is applicable to the double tooth elements 260 or the shortened tooth elements 280 and 280. In addition, the connection between the spindles 142 and 242 and the lever arms 140 and 240 does not necessarily have to be the ball 64 shown in Fig. 1, as it is possible to use other connections well known to those skilled in the art instead.

Claims

1. A rotary polishing and lapping head for granite and similar rock, comprising an inclined disk (146, 246) rotating about a rotation axis (48) of the head, a plurality of oscillating lugs (134a - 134f; 234a - 234f) arranged circumferentially about the disk, provided with grinding segments and movable about respective radial directions relative to the axis of the head, a plurality of spindles (142b, 142d, 142f; 242c, 242f) projecting outwardly from the edge of the inclined disk, extending between adjacent lugs and connected to one of them to cause it to oscillate following the rotation of the inclined disk,

characterized in that:

- between two consecutive spindles at least two lugs are arranged;

- each oscillating lug is provided with a respective toothed element (140, 240; 180, 280; 260), and the toothed elements of lugs arranged between two successive spindles mesh with one another, in order to thereby rotate their respective lugs in opposite directions;

- each spindle is fixed to the toothed element of the adjacent lug to which it is connected, so that the latter lug oscillates following the operation of this toothed element when the inclined disc rotates, whereas the other lugs arranged between the subsequent spindles are oscillated by the meshing toothed elements rotated in opposite directions so that the meshing tooth elements do not form a closed chain.

2. Rotary head according to claim 1, characterized in that it comprises three spindles (142b, 142d, 142f; 242d, 242f) projecting from the inclined disc (146, 246) at 120º, and in that two oscillating lugs (134a - 134f; 234a - 234f) are arranged between each pair of successive spindles.

3. Rotary head according to claim 1, characterized in that it comprises two spindles (142b, 142d, 142f; 242c, 242f) projecting from opposite parts of the inclined disk (146, 246) along a same diametrical direction relative to the axis (48) of the head, and in that the number of oscillating lugs (134a - 134f; 234a - 234f) arranged between these spindles on each side relative to the aforementioned direction is an odd number.

4. Rotatable head according to claim 3, characterized in that the odd number is three.

5. A rotary head according to claim 3, characterized in that the odd number is five.

6. Rotatable head according to claim 3, characterized in that the odd number is seven.