EP0063625A1 - Method and device for polishing metallographic specimens - Google Patents

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EP0063625A1
EP0063625A1 EP81103154A EP81103154A EP0063625A1 EP 0063625 A1 EP0063625 A1 EP 0063625A1 EP 81103154 A EP81103154 A EP 81103154A EP 81103154 A EP81103154 A EP 81103154A EP 0063625 A1 EP0063625 A1 EP 0063625A1
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EP
European Patent Office
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grinding
grinding wheel
metal sample
sample
clamp holder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP81103154A
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German (de)
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Giovanni Visinoni
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/10—Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes

Abstract

The specimens (13) are inserted into a pivotable clamping fixture (10) and are ground down by a grinding wheel (5) which is moved against the specimen (13). The infeed stroke and/or the pivoting frequency are here selected in such a way that in each case a surface layer is ground away down to a depth down to which the heat resulting from the grinding during each preceding pass of the grinding area of the grinding wheel (5) has penetrated. A coolant is fed only at the end of the grinding process. Consequently, the specimen (8) can be polished with reduced grinding time and yet can be removed manually. Furthermore, the clamping fixture (10) is improved and an ultrasonic sensor is used as a position indicator (14) for the grinding wheel (5). The position indicator (14) transmits a signal when the grinding wheel (5) strikes the surface of the specimen, and causes the infeed drive (7) to be changed over from a large infeed stroke to a reduced infeed stroke. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschleifen von Metallproben, mittels einer rotierenden Schleifscheibe, bei dem die Metallprobe relativ zur Schleifscheibe periodisch durch den Schleifbereich der Schleifscheibe bewegt wird, bei dem die Schleifscheibe und die Metallprobe vorzugsweise dann, wenn die Metallprobe außerhalb des Schleifbereiches der Schleifscheibe ist, in Bezug zueinander eine Zustellbewegung erfahren, und bei dem der Metallprobe ein Kühlmittel zugeführt wird.The invention relates to a method for grinding metal samples by means of a rotating grinding wheel, in which the metal sample is moved periodically relative to the grinding wheel through the grinding area of the grinding wheel, in which the grinding wheel and the metal sample are preferably when the metal sample is outside the grinding area of the grinding wheel , experience an infeed movement in relation to one another, and in which a coolant is supplied to the metal sample.

Bei den anzuschleifenden Metallproben handelt es sich insbesondere um solche, die der Gußpfanne vor dem Gießen entnommen werden, um festzustellen, ob der Guß die richtige Zusammensetzung hat. Vor allem beim Stahlguß ist eine solche Probenentnahme üblich und notwendig. Die Proben werden in flüssigem Zustand entnommen und oxidieren beim Erstarren. Für die Analyse muß aber eine reine Metalloberfläche zur Verfügung stehen. Aus diesem Grunde werden die Proben an einer Seite angeschliffen. Die Schliffoberfläche wirdin eine Funkenstrecke einbezogen, wobei das Licht der Funken- bzw. Bogenentladung in einem Analysegerät einer Spektralanalyse unterzogen wird. Auf diese Weise ist eine sehr schnelle Analyse gewährleistet.The metal specimens to be ground are in particular those which are taken from the casting ladle before casting in order to determine whether the casting has the correct composition. Such a sampling is common and necessary, especially for cast steel. The samples are taken in the liquid state and oxidize on solidification. However, a pure metal surface must be available for the analysis. For this reason, the samples are ground on one side. The ground surface is included in a spark gap, with the light of the spark or arc discharge in an analyzer is subjected to a spectral analysis. This ensures a very quick analysis.

Es liegt auf der Hand, daß die Zeit zwischen der Probenentnahme und dem Vorliegen des Analysenergebnisses so kurz wie möglich sein sollte, da nach Vorliegen der Analyse dem Guß in der Regel noch Zusätze hinzugefügt werden und erst danach der Abstich erfolgen kann. Mit anderen Worten, die Zeit zwischen Probenentnahme und Vorliegen des Analysenergebnisses ist für den Gießprözeß eine kostenaufwendige Verlustzeit. Dementsprechend ist man auch bemüht, die auf das Anschleifen der Probe zu verwendende Zeit möglichst kurz zu halten.It is obvious that the time between taking a sample and having the analytical result available should be as short as possible, since after the analysis has been completed, additives are usually added to the cast and only then can the tapping be carried out. In other words, the time between taking a sample and having the analysis result available is a costly loss of time for the casting process. Accordingly, efforts are also made to keep the time to be used for grinding the sample as short as possible.

Andererseits darf die Probe durch das Anschleifen nicht zu heiß werden, denn sie soll unmittelbar nach dem Anschleifen von Hand in das Analysegerät eingeführt werden. Um dieser Forderung zu entsprechen, ist man bisher davon ausgegangen, daß die Folgefrequenz, mit der der Schleifbereich der Schleifscheibe durchfahren wird und/oder zu Zustellhub relativ gering gehalten werden müssen und daß die Probe während des gesamten Schleifprozesses mit einem flüssigen Kühlmittel gekühlt werden muß. Die unter dieser Voraussetzung bisher erzielten Anschleifzeiten sind relativ lang und liegen bei etwa 5o bis 6o Sekunden.On the other hand, the sample must not become too hot due to the grinding, because it should be introduced into the analyzer by hand immediately after grinding. In order to meet this requirement, it has previously been assumed that the repetition frequency with which the grinding area of the grinding wheel is traversed and / or the feed stroke must be kept relatively low and that the sample must be cooled with a liquid coolant during the entire grinding process. The grinding times achieved so far under this condition are relatively long and are around 50 to 60 seconds.

Über eine größere Anzahl von Proben gemittelt, wirkt sich dabei noch verlängernd auf die Anschleifzeit pro Probe der Umstand aus, daß das flüssige Kühlmittel wie ein Schmiermittel wirkt und die Effektivität der Schleifscheibe reduziert. Nicht oder kaum reduziert wird durch das flüssige Kühlmittel dagegen der Abrieb an der Schleifscheibe, so daß in Bezug auf die Zahl der angeschliffenen Proben ein relativ häufiger Wechsel der Schleifscheiben notwendig ist. Ein Schleifscheibenwechsel ist jedoch wiederum mit einer Verlustzeit verbunden.Averaged over a larger number of samples, the fact that the liquid coolant acts like a lubricant and reduces the effectiveness of the grinding wheel has an even longer effect on the grinding time per sample. On the other hand, the abrasion on the grinding wheel is not or hardly reduced by the liquid coolant, so that a relatively frequent change in relation to the number of samples ground of grinding wheels is necessary. However, changing the grinding wheel is associated with a loss of time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anschleifzeit für jede Probe und ferner die mit einem Scheibenwechsel verbundene Verlustzeit, bezogen auf " die Anzahl der mit einer Schleifscheibe anschleifbaren Proben, zu verringern.The invention has for its object to reduce the grinding time for each sample and also the loss time associated with a wheel change, based on "the number of samples that can be ground with a grinding wheel.

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß das Kühlmittel nur am Ende des Anschleifprozesses, vorzugsweise beim letzten Durchlaufen des Schleifbereiches zugeführt wird, und daß bei jedem Durchlaufen des Schleifbereiches von der Metallprobe eine Oberflächenschicht mindestens bis zu der Tiefe weggeschliffen wird, bis zu der die durch das Schleifen beim jeweils vorherigen Durchlaufen des Schleifbereiches entstandene Hitze vorgedrungen ist.The object is achieved in that the coolant is supplied only at the end of the grinding process, preferably the last time through the grinding area, and in that each time the grinding area is passed through, a surface layer is ground away from the metal sample at least to the depth to which the through Heat has penetrated during the previous passage through the grinding area.

Der Erfindung liegt folgende überraschende Überlegung zugrunde: Die Schleifhitze breitet sich in der Metallprobe mit einer endlichen Geschwindigkeit aus. Um zu vermeiden, daß die lokal an der Anschliffläche entstehende Schleifhitze die ganze Probe erhitzt, ist es lediglich erforderlich, die Zone abzuschleifen, welche von der sich ausdehnenden Schleifhitze, die beim letzten Durchlaufen des Schleifbereiches erzeugt wurde, durchdrungen worden ist. Um dies zu erreichen, kann der Zustellhub und/oder die Folgefrequenz für das Durchlaufen des Schleifbereiches entsprechend gewählt werden. Lediglich am Ende des Anschleifprozesses ist eine Kühlung erforderlich. Das bedeutet, daß nahezu während des gesamten Schleifprozesses "trocken" geschliffen werden kann. Dies gewährleistet eine große Effektivität der Schleifscheibe, die maximal viel Material von der anzuschleifenden Oberfläche der Probe wegschleift. Die Probe kann dadurch in relativ kurzer Zeit angeschliffen werden. Dies ist vergleichsweise innerhalb von etwa 15 Sekunden, also einem Viertel der bisher benötigten Zeit möglich. Auch kann mit einer Schleifscheibe eine größere Zahl von Proben angeschliffen werden als bisher, so daß dementsprechend eine Schleifscheibe erst nach einer größeren Anzahl von angeschliffenen Proben ausgewechselt zu werden braucht.The invention is based on the following surprising consideration: the grinding heat spreads in the metal sample at a finite speed. In order to avoid that the grinding heat generated locally on the grinding surface heats the entire sample, it is only necessary to grind off the zone which has been penetrated by the expanding grinding heat which was generated when the grinding region was last passed. In order to achieve this, the infeed stroke and / or the repetition frequency for passing through the grinding area can be selected accordingly. Cooling is only required at the end of the grinding process. This means that "dry" grinding can be carried out almost throughout the entire grinding process. This ensures great effectiveness the grinding wheel, which grinds a maximum of material away from the surface of the sample to be ground. As a result, the sample can be ground in a relatively short time. This is comparatively possible within about 15 seconds, i.e. a quarter of the time previously required. It is also possible to grind a larger number of samples with a grinding wheel than previously, so that accordingly a grinding wheel only needs to be replaced after a larger number of ground samples.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Abschleifen von Metallproben, die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren arbeitet. Bekannt ist eine derartige Vorrichtung mit einer Schleifscheibe, vorzugsweise einer Topfschleifscheibe, die mit einem Drehantrieb und einem Zustellantrieb verbunden ist, mit einer verstellbaren Klemmhalterung für die Metallprobe, mit einem die Klemmhalterung tragenden Schwenkarm, der mit einem Schwenkantrieb versehen ist und parallel zur Schleiffläche der Schleifscheibe hin- und herschwenkbar ist, derart, daß eine in der Klemmhalterung gehaltene Metallprobe periodisch durch den Schleifbereich der Schleifscheibe hindurchgeführt wird und mit einer Kühlmittelzuführung.The invention further relates to a device for grinding metal samples, which works according to the method described above. Such a device is known with a grinding wheel, preferably a cup grinding wheel, which is connected to a rotary drive and a feed drive, with an adjustable clamp holder for the metal sample, with a swivel arm carrying the clamp holder, which is provided with a swivel drive and parallel to the grinding surface of the grinding wheel can be pivoted back and forth in such a way that a metal sample held in the clamping holder is periodically passed through the grinding area of the grinding wheel and with a coolant supply.

Der Schwenkarm ist bei der bekannten Vorrichtung um eine horinzontale Schwenkachse schwenkbar. Dementsprechend ist auch die Schleifscheibe so angeordnet, daß ihre Schleiffläche vertikal ausgerichtet ist. Dementsprechend nimmt auch die Klemmhalterung die Metallprobe so auf, daß der Anschliff an der Metallprobe seitlich verläuft, d.h. die Anschliffläche vertikal ist. Die Probe wird der Klemmhalterung an dem Schwenkarm durch einen schräg nach unten verlaufenden Probeeingabeschlitz zugeführt. Die Probe fällt dann gegen einen Anschlag und wird anschließend durch eine Kolben gegen eine Bezugsfläche gedrückt. Dann wird die Probe in der Klemmhalterung festgeklemmt. Gleichzeitig wird die Topfschleifscheibe aus einer zurückgezogenen Probenwechselposition mit relativ großer Zustellgeschwindigkeit gegen einen Anschlagkolben ge--: fahren, bis dieser einen Mikroschalter betätigt. Der Mikroschalter bildet einen Positions-Indikator, der ein Umschaltsignal an die Steuerung für den Zustellantrieb abgibt, wenn die Schleifscheibe ihre Schleiposition erreicht hat. Die Steuerung veranlaßt dann den Zustellantrieb, die Schleifscheibe mit einem verminderten Zustellhub vorzuschieben. Gleichzeitig wird dem Schwenkarm durch den Schwenkantrieb eine periodische Schwenkbewegung erteilt und der Probe Kühlwasser zügeführt.In the known device, the swivel arm can be swiveled about a horizontal swivel axis. Accordingly, the grinding wheel is arranged so that its grinding surface is aligned vertically. Accordingly, the clamp holder also receives the metal sample in such a way that the bevel on the metal sample runs laterally, ie the bevel surface is vertical. The sample is attached to the clamp on the swivel arm by a sloping downward Sample input slot fed. The sample then falls against a stop and is then pressed against a reference surface by a piston. Then the sample is clamped in the clamp. At the same time, the cup grinding wheel is moved from a retracted sample changing position at a relatively high infeed speed against a stop piston until it actuates a microswitch. The microswitch forms a position indicator that sends a switchover signal to the controller for the infeed drive when the grinding wheel has reached its grinding position. The control then causes the feed drive to advance the grinding wheel with a reduced feed stroke. At the same time, the swivel arm is given a periodic swivel movement by the swivel drive and cooling water is fed to the sample.

Neben dem bereits oben in Verbindung mit dem Verfahren geschilderten Nachteil der relativ langen Schleifzeit hat die bekannten Vorrichtung den weiteren Nachteil, daß wegen des Eingabeschlitzes nur Proben mit einer bestimmten münzenartigen Form verwendet werden können. Da sich die Proben nach dem Einwerfen in den Eingabeschlitz ihren Weg durch dieWirkung der Schwerkraft zu der Klemmhalterung selbst suchen müssen, ist außerdem nicht gewährleistet, daß sie stets in der Position zu liegen kommen, in der ein sicheres Festklemmen gewährleistet ist. Wenn eine Probe nicht richtig in der Klemmhalterung sitzt, ist kein Nachspannen durch manuelles Positionieren möglich, vielmehr muß zuerst der gesamte Schleifprozeß durchgeführt werden, bevor die Vorrichtung die Probe durch einen Ausgabeschlitz abgibt und man die Probe dem Eingabeschlitz zur erneuten Klemmung und Wiederholung des Schleifprozesses zuführen kann.In addition to the disadvantage of the relatively long grinding time already described above in connection with the method, the known device has the further disadvantage that only samples with a specific coin-like shape can be used because of the input slot. In addition, since the samples have to find their way to the clamp holder by gravity after being thrown into the insertion slot, there is no guarantee that they will always lie in the position in which a secure clamping is ensured. If a sample is not correctly seated in the clamp holder, re-tensioning by manual positioning is not possible; the entire grinding process must first be carried out before the device releases the sample through an output slot and the sample is fed into the input slot for re-clamping and repeating the grinding process can.

Der Erfindung liegt daher weiterhin die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß stets ein sicheres Spannen von Proben unterschiedlicher Form gewährleistet ist.The invention is therefore also based on the object of improving the known device in such a way that a secure clamping of samples of different shapes is always ensured.

Dieser Teil der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schleiffläche der Schleifscheibe nach unten gerichtet und die Klemmhalterung so ausgebildet ist, daß sie eine Aufnahme der Metallprobe mit nach oben ragender Anschliffseite gestattet.This part of the object is achieved in that the grinding surface of the grinding wheel is directed downward and the clamping bracket is designed so that it allows the metal sample to be picked up with the grinding side protruding upwards.

Das Einsetzen der Probe in die Klemmhalterung erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung manuell. Dadurch ist ein einwandfreien Klemmen und - bei Bedarf - auch ein Nachjustieren möglich, und zwar ohne daß zunächst der gesamte Schleifprozeß durchlaufen werden muß.The sample is inserted manually into the clamp holder in the device according to the invention. This allows a perfect clamping and - if necessary - readjustment, without having to go through the entire grinding process first.

Eine zweckmäßige Weiterbildung kann darin bestehen, daß ein Zugriffschutzteil in Form eines bewegbaren Gitters oder einer Tür vorgesehen ist, daß zwischen einer Schutzstellung, in der es einen manuellen Zugriff zu der Klemmhalterung verwehrt und einer Freigabestellung, in der es den manuellen Zugriff zu der Klemmhalterung erlaubt, verstellbar ist, und daß eine mit dem Zugriffschutzteil verbundene Steuerschaltung für die Klemmhalterung vorgesehen ist, die in der Freigabestellung des Zugriffschutzteiles nur ein druckarmes Spannen der Klemmhalterung und in der Schutzstellung ein druckvolles Spannen erlaubt. Diese Maßnahme dient der Unfallverhütung, d.h. eine Bedienungsperson kann sich nicht die Finger in der Klemmhalterung klemmen.An expedient development can consist in that an access protection part in the form of a movable grille or a door is provided, that between a protective position in which it prevents manual access to the clamp holder and a release position in which it allows manual access to the clamp holder , is adjustable, and that a control circuit connected to the access protection part is provided for the clamping bracket, which allows only a low-pressure clamping of the clamping bracket in the release position of the access protection part and a powerful clamping in the protection position. This measure serves to prevent accidents, ie an operator cannot pinch his fingers in the clamping bracket.

Eine weitere Verbesserung der bekannten Vorrichtung kann darin bestehen, daß der Positions-Indikator ein in der Nähe der Metallprobe angeordneter Schallsensor, insbesondere ein Ultraschallsenaor ist, der auf den bei der Berührung zwischen der Metallprobe und der rotierenden Schleifscheibe erzeugten Schall reagiert. Durch die Verwendung des Schallsensors als Positions-Indikator ist gewährleistet, daß die Schleifscheibe im Schnellvorschub direkt gegen die Probe fahren kann und nicht erst, wie beim Stand der Technik, den Anschlag mit Mikroschalter anlaufen muß, um dann erst durch Schwenkung des Schwenkarmes in Schleifposition gebracht werden zu können. Demnach wird auch durch die Verwendung des Schallsensors die Schleifzeit vermindert.A further improvement of the known device can consist in the fact that the position indicator is a sound sensor arranged in the vicinity of the metal sample, in particular an ultrasound sensor, which reacts to the sound generated when the metal sample touches the rotating grinding wheel. The use of the sound sensor as a position indicator ensures that the grinding wheel can drive directly against the sample in rapid feed and not, as in the prior art, first have to start with the stop with a microswitch and only then be brought into the grinding position by pivoting the swivel arm to be able to. Accordingly, the grinding time is also reduced by using the sound sensor.

Eine.konstruktive Realisierung der horizontalen Anordnung der Schleiffläche der Schleifscheibe und der beschriebenen Anordnung der Klemmhalterung derart, daß sie die Metallprobe mit nach oben ragender Anschliffseite aufnehmen kann, kann gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung darin bestehen, daß der Schwenkarm und ein den Drehantrieb und den Zustellantrieb für die Schleifscheibe tragender Dreharm auf einer gemeinsamen vertikalen Welle angeordnet sind, um die der Schwenkarm schwenkbar ist und auf der der Tragarm axial verschiebbar ist.A constructive realization of the horizontal arrangement of the grinding surface of the grinding wheel and the described arrangement of the clamping bracket in such a way that it can accommodate the metal sample with the bevelled side projecting upward, can, according to another development of the invention, consist of the swivel arm and the rotary drive and the Feed drive for the grinding wheel bearing rotating arm are arranged on a common vertical shaft, around which the swivel arm can be pivoted and on which the supporting arm can be axially displaced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawings.

Es zeigen:

  • Figur 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, teilweise im Schnitt I - I von Figur 2;
  • Figur 2 einen Horizontalschnitt II-II durch die Vorrichtung nach Figur 1;
  • Figur 3 eine Seitenansicht einer Metallprobe.
Show it:
  • Figure 1 is a side view of the device, partially in section I - I of Figure 2;
  • Figure 2 shows a horizontal section II-II through the device of Figure 1;
  • Figure 3 is a side view of a metal sample.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Vorrichtung besteht aus einem Gestell 1, das eine vertikale Welle 2 enthält. An der vertikalen Welle 2 ist ein Tragarm 3 vertikal verschiebbar gelagert. Der Tragarm 3 ist mit einem Drehantrieb 4 für eine Topfschleifscheibe 5 versehen, die mit ihrer Schleiffläche 6 nach unten ragend angeordnet ist. An dem Tragarm 3 ist ferner ein Zustellantrieb 7 vorgesehen, mittels welchem der Tragarm 3 nach oben und nach unten verstellt werden.The device shown in FIGS. 1 and 2 consists of a frame 1 which contains a vertical shaft 2. On the vertical shaft 2, a support arm 3 is vertically slidably mounted. The support arm 3 is provided with a rotary drive 4 for a cup grinding wheel 5, which is arranged with its grinding surface 6 projecting downward. On the support arm 3, a feed drive 7 is also provided, by means of which the support arm 3 can be adjusted upwards and downwards.

An der vertikalen Welle 2 ist ferner unterhalb des Tragarmes 3 ein Schwenkarm 8 gelagert, der mittels eines als Exzenter ausgebildeten Schwenkantriebes 9 (siehe Figur 2) um die Welle 2 hin- und herschwenkbar ist. An dem Schwenkarm 8 befindet sich eine Klemmhalterung 1o in Form eines Futters mit zwei Klemmbacken 11. Die Klemmbacken können durch einen Klemmantrieb 12 auseinander- oder gegeneinanderbewegt werden. Zwischen dem Klemmbacken 11 ist eine Metallprobe 13 eingeklemmt.On the vertical shaft 2, a pivot arm 8 is also mounted below the support arm 3 and can be pivoted back and forth about the shaft 2 by means of a pivot drive 9 (see FIG. 2). On the swivel arm 8 there is a clamping bracket 10 in the form of a chuck with two clamping jaws 11. The clamping jaws can be moved apart or against one another by a clamping drive 12. A metal sample 13 is clamped between the jaws 11.

An der Klemmhalterung 1o befindet sich ein Ultraschallsensor 14, der über eine Leitung 15 mit einer nicht dargestellten Steuerung für den Zustellantrieb 7 verbunden ist.An ultrasonic sensor 14 is located on the clamping bracket 10, which is connected via a line 15 to a controller (not shown) for the feed drive 7.

An dem Tragarm 3 sind Kühlmittelzuführungsrohre 16 und 17 befestigt, die über Schläuche 18 und 19 mit einer Kühlwasserquelle und einer Kühlluftquelle verbunden sind. Die beiden Rohre 16,17 haben ihre Auslaßöffnung nächst der Metallprobe 13.On the support arm 3 are coolant supply pipes 16 and 17 attached, which are connected via hoses 18 and 19 to a cooling water source and a cooling air source. The two tubes 16, 17 have their outlet opening next to the metal sample 13.

Figur 2 läßt den Schwenkwinkel des Schwenkarmes 8 erkennen. Die Probe 13 wird dabei periodisch durch den Schleifbereich der Schleifscheibe 6 geführt. Die eine Endstellung des Schwenkarmes 8 ist in ausgezogenen Linien und die andere Schwenkstellung ist in strichpunktierten Linien angedeutet.Figure 2 shows the pivot angle of the pivot arm 8. The sample 13 is guided periodically through the grinding area of the grinding wheel 6. One end position of the swivel arm 8 is in solid lines and the other swivel position is indicated in dash-dotted lines.

Die Vorrichtung ist mit einer Zugriffschutztür 2o versehen, die mit einer nicht gezeigten Steuerung für den Klemmantrieb 12 verbunden ist. In der öffnungs-oder Freigabestellung der Schutztür 2o können die Klemmbacken 11 der Klemmhalterung 1o zwar gegeinanderbewegt werden, jedoch nur mit so geringem Druck, daß ein Einklemmen der Finger der Bedienungspers=on nicht möglich ist. Wenn dagegen die Zugriffschutztür 2o geschlossen ist, d.h. sich in ihrer Schutzstellung befindet, so können die Klemmbacken 11 der Klemmhalterung 1o unter Druck gegeneinander gefahren werden, um die Metallprobe festzuspannen.The device is provided with an access protection door 2o, which is connected to a control, not shown, for the clamping drive 12. In the opening or release position of the protective door 2o, the clamping jaws 11 of the clamping bracket 1o can be moved towards each other, but only with so little pressure that it is not possible to pinch the fingers of the operating person. On the other hand, if the access protection door 2o is closed, i.e. is in its protective position, the clamping jaws 11 of the clamping holder 10 can be moved against one another under pressure in order to clamp the metal sample.

Der Betrieb der Vorrichtung ist wie folgt: Bevor ine Probe 13 in die Vorrichtung eingeführt wird, muß die Schutztür 2o geöffnet werden. Der Tragarm 3 befindet sich dabei in einer nach oben zurückgezogenen Probenwechselposition. Die Probe 13 kann nun zwischen die geöffneten Klemmbacken 11 eingelegt werden. Durch Betätigung eines nicht dargestellten Bedienungselementes kann der Klemmantrieb 12 dann veranlaßt werden, die Klemmbacken 11 druckarm zusammenzufahren, bis sie auf die Probe 13 treffen. Dann wird die Schutztür 2o geschlossen, wodurch, wie beschrieben, die Klemmbacken 11 die Probe 13 nunmehr druckfest spannen. Gleichzeitig wird die Steuerung für den Zustellantrieb 7 aktiviert, derart, daß der Tragarm 3 relativ schnell abgesenkt wird. Ferner wird gleichzeitig der Schwenkantrieb 9 in Betrieb gesetzt, wodurch der Schwenkbarm 8 in der dargestellten Weise hin- und ― hergeschwenkt wird. Wenn die Schleifscheibe 5 erstmalig mit ihrer schleiffläche 6 auf die Probe 13 trifft, so wird ein Schall erzeugt, der sich auch in den Ultraschallbereich erstreckt. Auf diesen Ultraschall spricht der Ultraschallsensor 14 an, in dem er derSteuerung für den Zustellantrieb 7 ein Umschaltsignal zuleitet. Der Zustellantrieb 7 vermindert nunmehr den Zustellhub. Bei dem Zustellantrieb 7 handelt es sich um einen Schrittmotor, der den Tragarm 3 stets dann um eine Stufe absenkt, wenn sich die Proben außerhalb des Schleifbereiches der Schleifscheibe 5 befindet. Der Zustellhub ist dabei so gewählt, daß er die durch die letzte Schleifperiode erhitzte Zone der Metallprobe 13 abschleift. Bei der letzten Schwenkbewegung des Schwenkarmes 8 wird die Schliffläche der Probe 13 durch Kühlwasser oder Kühlluft gekühlt. Die Zeitdauer des Schleifprozesses kann wählbar eingestellt werden. Die Abschaltung des Schwenkantriebes 9 erfolgt automatisch. Der Schwenkarm 8 bleibt dabei in der in Figur 2 in voll ausgezogenen Linien dargestellen Position stehen, in der die Probe für die Entnahme zugänglich ist. Ebenfalls automatisch erfolgt das Abschalten der Kühlmittelzufuhr und des Drehantriebes 4 für die Schleifscheibe 5. Das Hochfahren des Tragarmes 3 in die Probenwechselposition kann ebenfalls automatisch erfolgen; es ist selbstverständlich aber auch möglich, diesen Vorgang manuell einzuleiten. Letzteres kann gewünscht sein, wenn man feststellt, daß der Anschliff unbefriedigend ist und noch ein Nachschleifen notwendig ist.The operation of the device is as follows: Before a sample 13 is introduced into the device, the protective door 20 must be opened. The support arm 3 is in an upwardly withdrawn sample changing position. The sample 13 can now be inserted between the open jaws 11. By actuating an operating element, not shown, the clamping drive 12 can then be caused to move the clamping jaws 11 together with little pressure until they meet the sample 13. Then the protective door 2o closed, whereby, as described, the jaws 11 now clamp the sample 13 pressure-tight. At the same time, the control for the feed drive 7 is activated such that the support arm 3 is lowered relatively quickly. Furthermore, the swivel drive 9 is put into operation at the same time, whereby the swivel arm 8 is swiveled back and forth in the manner shown. When the grinding wheel 5 hits the sample 13 for the first time with its grinding surface 6, a sound is generated which also extends into the ultrasound range. The ultrasound sensor 14 responds to this ultrasound by supplying the control for the feed drive 7 with a changeover signal. The feed drive 7 now reduces the feed stroke. The feed drive 7 is a stepper motor which always lowers the support arm 3 by one step when the samples are outside the grinding area of the grinding wheel 5. The feed stroke is selected such that it grinds the zone of the metal sample 13 that has been heated by the last grinding period. During the last swiveling movement of the swivel arm 8, the grinding surface of the sample 13 is cooled by cooling water or cooling air. The duration of the grinding process can be set selectively. The swivel drive 9 is switched off automatically. The swivel arm 8 remains in the position shown in solid lines in FIG. 2, in which the sample is accessible for removal. The coolant supply and the rotary drive 4 for the grinding wheel 5 are also switched off automatically. it is of course also possible to initiate this process manually. The latter may be desired if you find that the grind is unsatisfactory and that regrinding is still necessary.

In Figur 3 ist eine Probe mit relativ unregelmäßiger Gestalt in Seitenansicht dargestellt. Eine solche Probe läß sich ohne Schwierigkeiten mit der gezeigten Klemmhalterung festklemmen. In Figur 3 ist auch angedeutet, wie jeweils gleichdicke erhitzte Zonen von der oben gelegenen Anschliffseite der Probe abgeschliffen werden. Die Abschlifftiefe ist hier zum besseren Verständnis der Verhältnisse übertrieben dargestellt.A sample with a relatively irregular shape is shown in side view in FIG. Such a sample can be clamped without difficulty with the clamp holder shown. FIG. 3 also indicates how zones of equal thickness are ground off from the grinding surface of the sample on the top. The depth of cut is exaggerated here for a better understanding of the situation.

Typische Daten der Vorrichtung für das Anschleifen von Stahlproben sind:

  • Schwenkfrequenz des Schwenkarmes: etwa 100 Hin- und Herbewegungen pro Minute.
  • Schleifraddurchmesser: etwa 18o bis 2oo mm
  • Dicke des Schleifbereiches: etwa 4o bis 5o mm
  • Schleifradgeschwindigkeit: etwa 25oo bis 3000 Umdrehungen pro Minute
  • Zustellhub beim Schleifen: bis etwa o,1 mm
  • Absenkgeschwindigkeit der Schleifscheibe aus der Probenwechselposition in die Schleifposition: etwa 60 mm pro Minute
Typical data of the device for grinding steel samples are:
  • Swivel frequency of the swivel arm: around 100 reciprocations per minute.
  • Grinding wheel diameter: about 18o to 2oo mm
  • Thickness of the grinding area: about 4o to 5o mm
  • Grinding wheel speed: about 25oo to 3000 revolutions per minute
  • Infeed stroke during grinding: up to approximately 0.1 mm
  • Lowering speed of the grinding wheel from the sample changing position to the grinding position: approx. 60 mm per minute

Claims (6)

1. Verfahren zum Anschleifen von Metallproben mittels einer rotierenden Schleifscheibe, bei dem die Metallprobe relativ zur Schleifscheibe periodisch durch den Schleifbereich der Schleifscheibe bewegt wird, bei dem die Schleifscheibe und die Metallprobe vorzugsweise dann, wenn die Metallprobe außerhalb des Schleifbereiches der Schleifscheibe ist, in Bezug zueinander eine Zustellbewegung erfahren, und bei dem der Metallprobe ein Kühlmittel zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel nur am Ende des Anschleifprozesses, vorzugsweise beim letzten Durchlaufen des Schleifbereiches zugeführt wird, und daß bei jedem Durchlaufen des Schleifbereiches von der Metallprobe eine Oberflächenschicht mindestens bis zu der Tiefe weggeschliffen wird, bis zu der die durch das Schleifen beim jeweils vorherigen Durchlaufen des Schleifbereiches entstandene Hitze vorgedrungen ist.1. A method for grinding metal samples by means of a rotating grinding wheel, in which the metal sample is moved periodically relative to the grinding wheel through the grinding area of the grinding wheel, in which the grinding wheel and the metal sample are preferably related when the metal sample is outside the grinding area of the grinding wheel experience a feed movement to one another, and in which a coolant is supplied to the metal sample, characterized in that the coolant is only supplied at the end of the grinding process, preferably the last time it passes through the grinding area, and that each time the metal sample passes through the grinding area, a surface layer at least up to is ground to the depth to which the heat generated by the grinding during the previous passage through the grinding area has penetrated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte Oberflächenschicht durch entsprechende Wahl des Zustellhubes und/oder der Folgefrequenz für das Durchlaufen des Schleifbereiches weggeschliffen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the heated surface layer is ground away by appropriate selection of the feed stroke and / or the repetition frequency for the passage through the grinding area. 3. Vorrichtung zum Anschleifen von Metallproben (13), die nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 arbeitet, mit einer Schleifscheibe (5), vorzugsweise einer Topfschleifscheibe, die mit einem Drehantrieb (4) und einem Zustellantrieb (7) verbunden ist, mit einer verstellbaren Klemmhalterung (10) für die Metallprobe (13), mit einem die Klemmhalterung (10) tragenden Schwenkarm (8), der mit einem Schwenkantrieb (9) versehen ist und parallel zur Schleiffläche (6) der Schleifscheibe (5)hin- und herschwenkbar ist, derart, daß eine in der Klemmhalterung (10) gehaltene Metallprobe (13) periodisch durch den Schleifbereich der Schleifscheibe (5) hindurchgeführt wird, und mit einer Kühlmittelzuführung (16 - 19), dadurch gekennzeichnet, daß die Schleiffläche (6) der Schleifscheibe (5) nach unten gerichtet und die Klemmhalterung (10) so ausgebildet ist, daß sie eine Aufnahme der Metallprobe (13) mit nach oben ragender Anschliffseite gestattet.3. Device for grinding metal samples (13), which works according to a method according to claim 1, with a grinding wheel (5), preferably a cup grinding wheel, which is connected to a rotary drive (4) and a feed drive (7) with an adjustable Clamp holder (10) for the metal sample (13), with a swivel arm (8) carrying the clamp holder (10), which is provided with a swivel drive (9) and can be swiveled back and forth parallel to the grinding surface (6) of the grinding wheel (5) , in such a way that a metal sample (13) held in the clamp holder (10) is periodically passed through the grinding area of the grinding wheel (5), and with a coolant supply (16 - 19), characterized in that the grinding surface (6) of the grinding wheel ( 5) directed downwards and the clamp holder (10) is designed such that it allows the metal sample (13) to be received with the bevel side projecting upwards. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zugriffsschutzteil (20) in Form eines bewegbaren Gitters oder einer Tür vorgesehen ist, das zwischen einer Schutzstellung, in der es einen manuellen Zugriff zu der Klemmhalterung (10) verwehrt, und einer Freigabestellung, in der es den manuellen Zugriff zu der Klemmhalterung (10) erlaubt, verstellbar ist, und daß eine mit dem Zugriffsschutzteil (20) verbundene Steuerung für die Klemmhalterung (10) vorgesehen ist, die in der Freigabestellung des Zugriffsschutzteiles (20) nur ein druckarmes Spannen der Klemmhalterung (10) und in der Schutzstellung ein druckvolles Spannen erlaubt.4. The device according to claim 3, characterized in that an access protection part (20) is provided in the form of a movable grille or a door, which between a protective position in which it denies manual access to the clamp bracket (10), and a release position, in which it allows manual access to the clamp holder (10), is adjustable, and that a control for the clamp holder (10) connected to the access protection part (20) is provided, which in the release position of the access protection part (20) only requires low pressure clamping the clamping bracket (10) and in the protective position allows powerful clamping. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, mit einer Steuerung für den Zustellantrieb, derart, daß die Schleifscheibe (5) zu Beginn des Schleifprozesses aus einer zurückgezogenen Probenwechselposition mit relativ großer Zustellgeschwindigkeit gegen die Anschliffseite der Metallprobe (13) bewegt und dann bei Erreichen der Schleifposition mit vermindertem Zustellhub vorgeschoben wird, und mit einem mit der Steuerung verbundenen Positions-Indikator (14) für die Schleifscheibe (5), der ein Umschaltsignal an die Steuerung abgibt, wenn die Schleifscheibe (5) ihre Schleifposition erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Positions-Indikator (14) ein in der Nähe der Metallprobe (13) angeordneter Schallsensor, insbesondereein Ultraschallsensor ist, der auf den bei der Berührung zwischen der Metallprobe (13) und der rotierenden Schleifscheibe (5) erzeugten Schall reagiert.5. Apparatus according to claim 3 or 4, with a control for the feed drive, such that the grinding disc (5) is moved at the beginning of the grinding process from a retracted sample changing position with a relatively high feed speed against the bevel side of the metal sample (13) and then pushed forward with a reduced feed stroke when the grinding position is reached, and with a position indicator (14) connected to the control for the grinding wheel (5), which emits a switching signal to the control when the grinding wheel (5) has reached its grinding position, characterized in that the position indicator (14) is a sound sensor, in particular a sound sensor, which is arranged in the vicinity of the metal sample (13) Ultrasonic sensor that reacts to the sound generated when the metal sample (13) and the rotating grinding wheel (5) come into contact. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (8) und ein den Drehantrieb (4) und den Zustellantrieb (7) für die Schleifscheibe (5) tragender Tragarm (3) auf einer gemeinsamen vertikalen Welle (2) angeordnet sind, um die der Schwenkarm (8) schwenkbar ist und auf der der Tragarm (3) axial verschiebbar ist.6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the swivel arm (8) and a the rotary drive (4) and the feed drive (7) for the grinding wheel (5) supporting arm (3) on a common vertical shaft ( 2) are arranged, around which the swivel arm (8) can be swiveled and on which the support arm (3) can be moved axially.
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