DE805989C

DE805989C - Surface grinding and polishing device for hard materials

Info

Publication number: DE805989C
Application number: DENDAT805989D
Authority: DE
Inventors: Carl Fickert
Original assignee: CARL FICKERT
Current assignee: CARL FICKERT
Priority date: 1949-06-04
Publication date: 1951-06-11

Description

Flächenschleif- und Poliervorrichtung für harte Werkstoffe Vorliegende Erfindung betrifft eine Flächenschleif- und Poliervorrichtung für harteWerkstoffe, wie Stein, Glas, h-Ietalle usw., bei der die verwendeten Schleifkörper außer ihrer Umlaufbewegung um die Hauptachse noch eine zusätzliche Bewegung ausführen, zu dem Zwecke, daß sie das Werkstück nicht mit ihrer vollen Grundfläche, sondern diese nur linienförmig berühren, wodurch erfahrungsgemäß eine wesentlich bessere Schleifwirkung erzielt wird.Surface grinding and polishing device for hard materials The invention relates to a surface grinding and polishing device for hard materials, such as stone, glass, metal, etc., in which the abrasives used besides their Orbital movement around the main axis still carry out an additional movement to the Purposes that they do not cover the workpiece with its full base, but this only touch them linearly, which experience has shown to have a much better grinding effect is achieved.

Solche Vorrichtungen sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekanntgeworden. So wurde bereits vorgeschlagen, zylindrischen Schleifkörpern eine Drehpendelbewegung um ihre schräg gestellten Achsen zu erteilen; in diesem Falle besteht aber die linienförmige Berührung mit dem Werkstück nur in der Mittellage der Drehpendelbewegung, indem sich dort ein Kamm bildet, während sich zu beiden Seiten ebene Flächen anschleifen. Infolge dieser nicht dauernden. vielmehr nur zu einem geringen Teil der Drehpendelbewegung linienförmigen Berührung der Schleifkörper mit dem Werkstück wird aber die angestrebte bessere Schleifwirkung nur sehr unvollkommen erreicht.Such devices are already in various embodiments known. It has already been proposed to use a cylindrical grinding wheel To give rotary pendulum motion around their inclined axes; in this case but there is only linear contact with the workpiece in the central position the rotary pendulum movement, in that a ridge is formed there, while towards both Sand flat surfaces on the sides. As a result of this not lasting. rather just to a small part of the rotary pendulum motion linear contact of the grinding wheel with the workpiece, however, the desired better grinding effect is only very imperfect achieved.

Bei einer anderen Ausführungsform werden die Schleifkörper während ihres Umlaufes um die Hauptachse in schwingende Bewegung versetzt; dadurch sollen sich dieselben an ihrer wirksamen Angriffsfläche kreisbogenförmig anschleifen und das Werkstück infolgedessen nur linienförmig berühren. Diese Absicht wird aber auch in diesem Falle nur sehr unvollkommen erreicht, da die Schwingbewegung der Schleifkörper durch ihre Antriebsorgane mit ungleichförmiger Geschwindigkeit erfolgt, so daß die Schleifkörper das Werkstück in ihren verschiedenen Schwingungslagen mehr oder weniger lang berühren und sich infolgedessen an ihrer wirksamen Angriffsfläche ungleichmäßig abnutzen; dies hat aber eine unregelmäßige Einwirkung auf das Werkstück zur Folge, da solches von den Schleifkörpern bald linienförmig, bald mit mehr oder weniger großer Fläche berührt wird.In another embodiment, the grinding wheels are during their rotation around the main axis set in oscillating motion; through it should grind the same on their effective attack surface in the shape of a circular arc and as a result, only touch the workpiece in a linear manner. But this intention will also in this case achieved only very imperfectly, as the oscillating movement of the grinding wheel takes place by their drive elements at irregular speeds, so that the Grinding body the workpiece in their different vibration positions more or less touch for a long time and as a result unevenly on their effective attack surface wear; but this has an irregular effect on the workpiece as a result, as such from the grinding tools sometimes linear, sometimes with more or less large area is touched.

Bei einer ebenfalls bekanntgewordenen Vorrichtung soll nun diese ungleichmäßige Abnutzung dadurch aufgehoben werden, daß der Antrieb der Schwingbewegung der Schleifkörper alm-echselnd trist verschiedenen Geschwindigkeiten erfolgt, um den Schwingungsausschlag bei jeder Umdrehung der Hauptachse etwas zu verschieben. Diese 'Maßnahme ist aber nicht nur umständlich, denn es tnuß bald die eine, bald die andere Geschwindigkeit eingeschaltet werden, sie erfordert außerdem auch einen sehr komplizierten Mechanismus, der die Vorrichtung sehr verteuert und die Betriebssicherheit herabsetzt. Damit sich die Schleifkörper an ihrer wirksamen Angriffsfläche genau kreisbogenförmig anschleifen, was zur dauernd linienförmigen Berührung des Werkstückes durch die Schleifkörper unbedingt notwendig ist, muß aber die Schwingungsgeschwindigkeit auf dem ganzen Schwingungsweg völlig gleichbleiben.In a device that has also become known, this should now be uneven Wear can be canceled by the fact that the drive of the oscillating movement of the grinding wheel alm-echselnd dreary different speeds takes place around the oscillation amplitude to shift a little with each revolution of the main axis. This' measure is however not only cumbersome, because soon one speed has to be used, now the other be switched on, it also requires a very complicated mechanism, which makes the device very expensive and reduces operational reliability. In order to the grinding bodies are precisely arc-shaped on their effective contact surface grind, which leads to constant linear contact with the workpiece Abrasive body is absolutely necessary, but must increase the vibration speed remain completely the same throughout the entire oscillation path.

Bei allen diesen Vorrichtungen besteht außerdem der Nachteil, d aß die einzelnen Schleifkörper unverhältnismä ßig großen Abstand vom Mittel der Hauptachse besitzen und daß die bei ihrem Umlauf sich bildende ringförmige Schleifbahn eine im Verhältnis zum Außendurchmesser sehr großen Imtendurchmesser besitzt, wodurch also eine nur sehr schmale Schleifbahn entsteht. Aus diesem Grunde können mit diesen Vorrichtungen schmale `Werkstücke überhaupt nicht und solche von größerer Flächenausdehnung an ihren Randteilen und Ecken nur schwer und unvollständig bearbeitet \\-erden.In all these devices there is also the disadvantage that the individual grinding wheels have a disproportionately large distance from the center of the main axis and that the ring-shaped grinding path that forms during its rotation has a very large inner diameter in relation to the outer diameter, which means that it is only a very narrow grinding path arises. For this reason, narrow workpieces cannot be grounded at all with these devices and those with a larger area can only be ground with difficulty and incompletely at their edge parts and corners.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie die Mängel und Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweist, indem die linienförmige Berührung der Schleifkörper mit dem Werkstuck während des ganzen Schwingungsweges gewährleistet ist, und weil sich außerdem aus dem `'erlauf der Berührungslinie der Schleifkörper bei ihrer Drehung um die Hauptachse eine sehr breite ringförmige Schleifbahn .mit nur sehr geringem Innendurchmesser ergibt. Dadurch wird tatsächlich eine wesentlich größere und bessere Schleifleistung mit einfachsten Mitteln erreicht.The device according to the invention is characterized in that it does not have the shortcomings and disadvantages of the known devices by removing the linear Contact of the grinding wheel with the workpiece during the entire vibration path is guaranteed, and because, in addition, from the course of the line of contact the When rotating around the main axis, grinding wheels have a very wide, ring-shaped grinding path .With only a very small inner diameter. This actually makes an essential one greater and better grinding performance achieved with the simplest of means.

Die Erfindung besteht nun im folgenden: Die die chle.ifkörper tragenden Schwingorgane sind als S S Winkelhebel ausgebildet, deren waagerechter Arm durch einen mit der Hauptachse umlaufenden Rundkörper mit in sich geschlossener sinusföriniger Nutbahn mit gleichmäßiger Geschwindigkeit auf und a1> bewegt wird, so daß auch die Schwingungsgeschwindigkeit der Schleifkörper während des ganzen Schwingungsweges der Schleifkörper völlig gleich ist, so daß sich diese an der wirksamen Oberfläche zum Zwecke der linienförmigen Berührung finit dem Werkstück kreisbogenförmig anschleifen. Dabei sind die Schleifkörper nicht wie bei den seither bekannten Ausführungen so angeordnet, daß die Verbindungslinien der Mitten zweier gegenüberliegender Schleifkörper mit den Schwingachsen der Schleifkörper einen Winkel von etwa 9o° bilden, sondern sie sind so versetzt, daß sich ein Winkel von 45° bildet. Dadurch ergibt sich eine besonders gedrängte Bauform und beim Umlauf der Schleifkörper tim die Hauptachse eine sehr breite, ringförmige, in ihrem Umfang unveränderliche Schleifbahn mit günstigster Führung des Spülwassers und einem im `'erhältnis zu ihrem Außendurchmesser nur sehr kleinen Innendurchmesser. Deshalb kann rnan mit der neuartigen Anordnung im Gegensatz zu den bekannten Schleifvorrichtungen Werkstücke von sehr geringer Flä chenausdelcnung ebenso sicher und wirksam bearbeiten wie große Flächen. Besonders günstig wirkt sich die breite ringförmige Schleifbahn mit dein nur sehr kleinen Innendurchmesser bei der Bearbeitung der Werkstücke an ihren Randteilen und Ecken aus.The invention now consists of the following: The ones that carry the abrasive bodies Oscillating elements are designed as S S angle levers, the horizontal arm of which goes through a circular body revolving with the main axis with a closed sinusoidal shape Grooved track is moved up and a1> at a constant speed, so that the Vibration speed of the grinding wheel during the entire vibration path the grinding wheel is exactly the same, so that it is on the effective surface For the purpose of linear contact, sand the workpiece finitely in the shape of a circular arc. The grinding tools are not the same as in the designs known since then arranged that the connecting lines of the centers of two opposing grinding wheels form an angle of about 9o ° with the oscillation axes of the grinding wheel, but rather they are offset so that an angle of 45 ° is formed. This results in a Particularly compact design and the main axis when the grinding wheel revolves a very wide, ring-shaped, in its circumference unchangeable grinding track with the most favorable Management of the rinsing water and only a very small proportion of its outside diameter small inside diameter. Therefore it can be opposed to the novel arrangement to the known grinding devices workpieces with a very small surface area work on just as safely and effectively as large areas. Works particularly well the wide ring-shaped grinding track with its only very small inner diameter when machining the workpieces at their edge parts and corners.

Die Schwingorgane machen im Verhältnis zu ihren Umläufen, die sie mit der Hauptachse ausführen, nur ganz wenig Schwingbewegungen, die aber vollkommen ausreichend sind, um die Kreisbogenform und somit die linienflirmige Berührung der Schleifkörper mit dem Werkstück dauernd zu gewährleisten. Zu diesem Zwecke ist zwischen Hauptachse und dem Rundkörper mit der die Schwingung veranlassenden, in sich geschlossenen sinusförmigen Nutbahn ein Umlaufgetriebe mit sehr geringer Unter- oder Übersetzung vorgesehen, so daß der Rundkörper nur wenig langsamer oder schneller umläuft als die Ilauptachse, wodurch die Schwingungsgeschwindigkeit der Schleifkörper relativ sehr klein wird und infolgedessen die die Schwingung veranlassenden Antriebsorgane nur sehr wenig der Abnutzung unterworfen sind.The oscillating organs make in relation to their revolutions that they do execute with the main axis, only very little oscillating movements, but they are perfect are sufficient to form the circular arc and thus the linear touch of the To ensure grinding body with the workpiece permanently. For this purpose is between Main axis and the round body with the self-contained one causing the oscillation sinusoidal groove track an epicyclic gear with very little reduction or translation provided so that the round body revolves only a little slower or faster than the main axis, which makes the vibration speed of the grinding wheel relative becomes very small and consequently the drive elements causing the oscillation are subject to very little wear.

Bei den bekannten Bauformen besitzt der die Schwingbewegung veranlassende Rundkörper nur eine Kurvenbahn, wodurch sich folgender Nachteil ergibt: In dem 11Ioment, in dem ein Schleifkörper am weitesten nach außen geschwenkt ist, ist der gegenüberliegende Schleifkörper am weitesten nach innen geschwenkt. Es tritt also eine Schwerpunktverlagerung und dadurch ein unruhiger Lauf der Maschine ein. Die Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß der die Schwingbewegung veranlassende Rundkörper zwei oder mehrere geradzahlige Kurvenbahnen besitzt, so daß immer zwei gegenüberliegende Schleifkörper die gleiche Schwingungslage einnehmen, also entweder leide nach außen oder leide nach innen geschwenkt sind. Durch den dadurch erzielten Masseccausgleich wird ein besonders ruhiger Lauf der Schleifvorrichtung erzielt.In the known designs, the one causing the oscillating movement has Round bodies only have a curved path, which results in the following disadvantage: In the moment in which one grinding wheel is pivoted the furthest outward, is the opposite Abrasive swiveled furthest inwards. So there is a shift in focus and thereby a restless running of the machine. The execution according to the present The invention avoids this disadvantage in that the one causing the oscillating movement Round body has two or more even-numbered cam tracks, so that always two opposing grinding wheels occupy the same vibration position, i.e. either suffer outward or suffer inward. Through the achieved Mass compensation ensures that the grinding device runs particularly smoothly.

Jedes der die Schleifkörper tragende Schwingorgane ist durch eine kräftige Zugfeder am Tragkreuz pendelnd angelenkt, um den durch den Schleifvörgang auftretenden Kräften, die die Schleifkörper nach außen zu ziehen versuchen, entgegenzmvirken, wodurch die Antriebsorgane für die Schwingung der Schleifkörper sehr wesentlich entlastet sind. Gleichzeitig werden die durch die Gewichtsmassen der Schwingorgane auftretenden Fliehkräfte zunu größten Teil aufgehoben.Each of the vibrating elements carrying the grinding wheel is through a powerful tension spring hinged on the support cross, around which the grinding process forces that try to pull the grinding wheel outwards to counteract whereby the drive elements for the vibration of the grinding wheel are very essential are relieved. At the same time, they are due to the weight of the oscillating organs occurring centrifugal forces are canceled for the most part.

Das Tragkreuz. in dein die schwingenden Schleif- Organe gelagert sind, ist nicht fest finit der Hauptachle verbunden, sondern federnd auf einem auf der Hauptachse befestigten Nfitnehtnerkreuz abgestützt, um etwaige Differenzen zwischen der Horizontalen Lage der \\'erkstiiclcsil@iclie tnid der senkrechten Stellung der den Schleifkopf tragenden I lauptachse auszugleichen.The support cross. in your swinging grinding organs are stored, is not firmly finite connected to the main axis, but resilient a Nfitnehtnerkreuz attached to the main axis to avoid any differences between the horizontal position of the \\ 'Erkstiiclcsil @ iclie tnid the vertical position to compensate for the main axis carrying the grinding head.

Bei zunehmender Abnutzung der Schleifkörper verringert sieh der Abstand zwischen der linienförin.igen Berührung mit dem Werkstück und der Achse der Schwingbewegung und damit auch der Weg des Ausschlags der Schleifkörper an der Angt-iffsfläche. Die Schleifkörper sind deshalb in der Schwingrichtung entsprechend <lein verringerten Ausschlag nach oben verjüngt.With increasing wear of the grinding wheels, the distance decreases between the linear contact with the workpiece and the axis of the oscillating movement and thus also the path of the deflection of the grinding wheel on the contact surface. The grinding wheels are therefore correspondingly less than less in the direction of oscillation Rash tapers upwards.

N'litRiicksicht auf die starke Druckbeanspruchung der Sclileifl:örl>er, als Folge der linienförmigen Berührung mit dem Werkstück, werden zweckmäßig Schleifkörper verwendet, die I)ei gi-öl.ltniögliclister Tlärte gleichzeitig höchste Zähigkeit besitzen, damit die Altnutzung derselben auf ein b'Tiiidestmaß beschränkt wird.Consideration of the strong compressive stress on the muscles: örl> er, As a result of the linear contact with the workpiece, abrasives are useful used, the I) ei gi-oil.ltniögliclister Tlärt at the same time highest toughness own, so that the old use of the same is limited to a minimum.

Für rationellstes Arbeiten ist es notwendig, auf die Härte der verschiedenen \laterialien, die namentlich bei Gestein seht- verschieden ist, lZücksicht zu nehmen; diese verlangt, daß bei Beibehaltung der gleichen Schleifkörper die Schleifgeschwindigkeit für harte Materialien herabgesetzt, für weichere dagegen erhöht wird. Atis diesem Grunde ist der Schleifvorrichtung ein stufenlos regelbares Getriebe vorgeschaltet, durch <las die jeweils günstige Schleifgeschwindigkeit eingestellt werden kann.For the most efficient work it is necessary to pay attention to the hardness of the various \ materials, which are markedly different in the case of rock, have to be taken into account; this requires that the grinding speed be maintained while maintaining the same grinding wheel for hard materials it is reduced, for softer materials it is increased. Atis this Basically, the grinding device is preceded by a continuously variable transmission, through <read the most favorable grinding speed can be set.

Zum besseren Verständnis der erwähnten besonderen Anordnungen, welche der Erfindung zugrunde liegen, @,verden diese nachstehend ausführlich beschrieben, wobei als Beispiel dieAusführungsformen gewählt sind, wie sie für die an sich bekannten Steinschleif- und Poliermaschinen in Betracht kommen, doch kann der Erfindungsgegenstand ebensogut bei jeder anderen Maschine zum Schleifen von Flächen an hartem 'Material Verwendung finden.For a better understanding of the special arrangements mentioned, which the invention is based, @, these are described in detail below, as an example, the embodiments are selected as they are for those known per se Stone grinding and polishing machines come into consideration, but the subject matter of the invention just as well with any other machine for grinding surfaces on hard material Find use.

Abb. t zeigt die erfindtingsgeniiiße Vorrichtung an der Arbeitswelle einer Steinschleifmaschine mit Gelenkarmen angebracht.Fig. T shows the inventive device on the working shaft attached to a stone grinder with articulated arms.

Ahb. 2 zeigt die \'cirriclittnig in gröl.iereni llaßstabe, teilweise im Längsschnitt.Ahb. 2 shows the \ 'cirriclittnig in gröl.iereni llaßstabe, partially in longitudinal section.

-Uh. 3 zeigt die besondere Anordnung der Schwingorgane im Grundriß, und zwar längs der Linien 1-1 der Abb. 2 geschnitten.-Uh. 3 shows the special arrangement of the oscillating elements in plan, namely along the lines 1-1 of Fig. 2 cut.

Abb. q veranschaulicht iin Grundriß den eigenartigen Verlauf der Angriffslinie der Schleifkörper und die sich daraus ergebende ringförmige ])reite Schleifbahn. folgt durch Motor i über das stufenlose Regelgetriebe k und ein im Gehäuse 7x, befindliches Zahnradgetriebe auf die Welle a, die die eigentliche Schleifvorrichtung trägt.Fig. Q illustrates in plan the peculiar course of the line of attack of the grinding bodies and the resulting ring-shaped]) smooth grinding path. followed by motor i via the continuously variable control gear k and a gear drive located in the housing 7x on the shaft a, which carries the actual grinding device.

las Abb. 2 ist ersichtlich, wie auf Welle a die feststehende Führungsbüchse c mit dein Führungsliebel b gelagert ist. Die Führungsbüchse c ist nach unten als Gehäuse f für das Zwischenvorgelege ausgebildet, das aus den Zahnrädern 1, in, n und o besteht. Rad 1 ist finit der Hauptwelle a fest verbunden und hat zweckmäßig einen Zahn mehr oder weniger als das Rad m; dasselbe ist bei Rad il gegenüber dein Rad o der Fall. Daraus ergibt sich, daß der Rundkörper p, der mit seiner in sich geschlossencn sinusfö rniigen Nutbahn q lose auf der 1-lauptwelle a sitzt, aber mit dem Zahnrad o fest verbunden ist, nur um ein geringes schneller oder langsamer tiniliitift als die Hauptwelle a und daß die Schwingorgane r, deren waagerechter llebelarin durch die N utbahn q über die Führungsrollen w nur langsam aber gleichförmig auf und ab bewegt wird, auch hei großer Umlaufgeschwindigkeit der Schleifvorrichtung doch nur relativ sehr wenige Schwingbevvegungen machen. Die Hauptwelle a trägt an ihrem unteren Ende das Mitnehmerkreuz s, das mit ihr starr verbunden ist und das die Mitnahme des die Schwingorgane r tragenden Tragkreuzes t kardanartig vermittelt. Das Mitnehmerkreuz s dient gleichzeitig zur Abstützung des Tragkreuzes t durch Druckfedern -i(, so daß sich dieses und mit hin die Schleifkörper 1e der jeweiligen Lage der Schleiffläche anpassen können. Die Schwingorgane r sind mit Zugfedern v an das Tragkreuz t aasgelenkt, zu dein Zweck, die durch die Reibungsarbeit beim Schleifen auftretenden Kräfte, die die Schleifkörper lt mit ihren Schwingorganen r nach außen zu ziehen suchen, wenigstens ztini Teil aufzuheben, dann aber auch, um den durch die große Umlaufgesch"vindigkeit auftretenden Fliehkräften entgegenzuwirken.As Fig. 2 shows, how the fixed guide bushing c is mounted on the shaft a with your guide love b. The guide bushing c is designed downwardly as a housing f for the intermediate transmission, which consists of the gears 1, in, n and o. Wheel 1 is finitely connected to the main shaft a and suitably has one more or less tooth than wheel m; the same is the case with Rad il opposite your Rad o. It follows that the round body p, which sits loosely on the main shaft a with its self-contained sinusoidal groove track q, but is firmly connected to the gear wheel o, only moves slightly faster or slower than the main shaft a and that the oscillating elements r, the horizontal levellar of which is only slowly but uniformly moved up and down by the groove q over the guide rollers w, make relatively very few oscillating movements even at high speeds of rotation of the grinding device. At its lower end, the main shaft a carries the carrier cross s which is rigidly connected to it and which conveys the carrier cross t carrying the oscillating members r in a cardan-like manner. The carrier cross s also serves to support the carrier cross t by compression springs -i (so that this and with it the grinding wheel 1e can adapt to the respective position of the grinding surface. The oscillating elements r are articulated to the carrier cross t with tension springs v for your purpose , the forces that occur due to the frictional work during grinding, which the grinding bodies seek to pull outwards with their oscillating organs, at least partially cancel out, but then also to counteract the centrifugal forces occurring due to the high rotational speed.

Abb. 3 zeigt im Grundriß die besondere Anordnung der die Schleifkörper h tragenden Schwingorgane r am Tragkreuz t mit dem #1 itnehnierkreuz s, mit den zum Flächenausgleich dienenden Druckfedern t( und den Zugfedern v, mit denen die Schwingorgane am Tragkreuz t aasgelenkt sind.Fig. 3 shows in plan the special arrangement of the oscillating elements r carrying the grinding bodies h on the support cross t with the # 1 itnehnierkreuz s, with the compression springs t used for surface compensation (and the tension springs v with which the oscillating elements are articulated on the carrier cross t.

Abb. .l zeigt die Schleifbahn und wie die Schleifkörper 1i das Werkstück während des Schleifens nach der Linie Yt und 3,2 berühren.Fig. 1 shows the grinding track and how the grinding wheels 1i the workpiece touch Yt and 3.2 while grinding along the line.

Claims

PATENT APPLICATION: i. Surface grinding and polishing device for hard materials, such as stone, glass, metal, etc., in which the grinding tools used, in addition to their orbital movement and the main axis, also perform an occasional movement, characterized in that the angle lever designed as an angle lever, the grinding bodies carrying the grinding body, vingor; ranen (r) by a round body (p) with two or more even-numbered, self-contained sinusoidal i \ uthalines (q) during the whole oscillation process a uniform movement is given that the grinding body so are arranged so that the connecting lines of the centers of two opposing grinding bodies form an angle of about 45 ° with the oscillation axes of the grinding bodies, and that a gear (1, 1, m, i1, o) is switched on with very little under or translation.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that each of the oscillating elements (r) is connected by a tension spring (v) to the supporting cross (t) carrying the oscillating elements (r) and that the supporting cross (t) is against that with the main axis (a) firmly connected carrier cross (s) is supported by springs (u).

3. Apparatus according to claim i, characterized in that the grinding elements (h) are tapered upward in the axial direction.