EP1259353B1

EP1259353B1 - Schleifmaschine

Info

Publication number: EP1259353B1
Application number: EP01909788A
Authority: EP
Inventors: Helmut Gegenheimer; Helmut Lutz
Original assignee: Otec Praezisionsfinish GmbH
Current assignee: Otec Praezisionsfinish GmbH
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: EP1259353A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus GB 1446414 A bekannt.

Es sind derartige Vorrichtungen in Form von Fliehkraft-Gleitschleifmaschinen bekannt, die aus einem zweiteiligen Behälter mit einem schalenartigen drehbaren, einen Boden bildenden Behälterunterteil und einem stationären zylindrischen Behälteroberteil bestehen.

Derartige Schleifmaschinen finden Verwendung für die Oberflächenbearbeitung von Schleifgut, zum Beispiel von kleineren Teilen und Werkstücken, die zusammen mit Schleifkörpern in dem Behälter bewegt wird. Wird das Unterteil in Drehung versetzt, so werden die zu behandelnden Werkstücke auf dem Teller nach außen bewegt, bis sie auf die Innenwandung des Behälters auftreffen, an der sie abgebremst werden. Durch nachströmende Werkstücke stellt sich eine umlaufende Werkstückbewegung ein, die eine intensive Schleif- oder Polierbearbeitung bewirkt.

Nachteilig bei solchen Fliekraft-Gleitschleifmaschinene ist insbesondere, dass die Abdichtung des Ringspaltes und die Führung der diesen begrenzenden Flächen erhebliche Probleme verursacht, die nur mit großem Aufwand und entsprechender Kosten überwunden werden können. Es besteht die Gefahr, dass Ober- und Unterteil, insbesondere das Unterteil, sich in Folge von Reibung sehr stark erwärmt, wenn Teile des Schleifgutes und/oder zusätzlich zugegebener Schleifkörper während des Betriebs in den Spalt zwischen Behälterboden und rotierendem Teller gelangen. Hierdurch resultiert einerseits eine nur verhältnismäßig kurze Standzeit der Schleifmaschine, andererseits muss diese während der Bearbeitung von Schleifgut häufig abgeschaltet werden, um eine Überhitzung sowohl der Schleifmaschine als auch des Schleif- bzw. Poliergutes zu vermeiden.

Die DE 197 28 931 A1 zeigt eine Flüssig-Schleifmaschine zur Flüssigbearbeitung von Werkstücken. Es ist ein ansich im wesentlichen ebener elastischer Teller vorgesehen, dessen Radialerstreckung die Radialerstreckung des umgebenden Behälters übertrifft, so dass durch Einsetzen des Tellers in den Behälter sein flexibler Rand nach oben gerichtet wird und an der die Behälterwandung fest anliegt, wobei die Druckkraft durch die Fliehkraft bei Drehbetrieb des Tellers noch verstärkt wird. Die zur Nassbearbeitung erforderliche Flüssigkeit wird unterhalb des Tellers in den Behälter eingebracht und unter die vorstehend erwähnten Anlegekräfte überwindenden Druck zwischen Tellerrand und Behälterwandung in den Bearbeitungsraum gedrückt: hierdurch wird allerdings unter erheblichen technischen und konstruktiven Aufwand ein Eindringen von Schleifmaterial im Bereich unterhalb des Drehtellers verhindert, was in dieser Form nur bei Nassbearbeitung möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine einfach ausgebildete und preiswerte Vorrichtung zum Polieren und Schleifen zu schaffen, die bei einer geringen Verschleißanfälligkeit zuverlässig arbeitet und eine hohe Standzeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der endliche Abstand oder Spalt ist dabei im Gegensatz zur DE 197 28 931 A1 konstruktiv durch ein radiales Mindermaß des Drehtellers gegenüber den radialen Innenabmessungen des Behälters bestimmt und ist damit auch im Ruhezustand, insbesondere ohne Einwirken irgendwelcher äußeren Kräfte, gegeben, wie sie beim Stand der Technik durch die zwischen Teller und Behälterwand hindurchgedrückte Flüssigkeit einwirken. Der nachgiebige, insbesondere flexible Tellerrand berührt daher im Ruhezustand der Vorrichtung bei nicht durch eingefülltes Gut belastetem Tellerrand die Behälterwandung nicht. Die Erfindung nimmt bewusst in Kauf, dass Schleifmittelteilchen zwischen Tellerrand und Behälterwandung und auch zwischen Tellerboden und Behälterboden gelangen können. Dem wirkt dort die auf solchen Teilchen durch die Drehung des Drehtellers ausgeübte Zentrifugalkraft entgegen, die die Teilchen unterhalb des Tellerbodens radial nach außen fördert, was durch eine nachgiebige vorzugsweise flexible Unterseite des Tellerbodens unterstützt wird. Hierdurch und durch die nachgiebige und flexible Ausgestaltung des Tellerrandes werden auch zwischen diesem und der Behälterwandung befindliche Schleifmittelteilchen wieder in den Schleifraum zurückgefördert. Insgesamt stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht des Materialflusses ein, wobei immer ein gewisser Anteil Schleifmittelteilchen vorhanden ist und diese zwischen Tellerrand und Behälterwandung dort ein reibungsverminderndes Gleit- oder Schmiermittel bilden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Tellerrand zu seiner freien Umfangskante sich verjüngend spitz zuläuft. Hierdurch kann dem Tellerrand, insbesondere in seinem äußeren freien Kantenbereich eine hohe Flexibilität gegeben werden.

Eine äußerst bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass der Tellerrand nach außen geneigt ist und zur Horizontalen eine Neigung von weniger als 90°, vorzugsweise zwischen 30 und 70° hat. Der (innere) Öffnungswinkel des Tellerrandes zur Horizontalen liegt damit zwischen 150° und 110°.

Die Größe des Spaltes oder des endlichen Abstandes des Tellerrandes zur Behälterwandung liegt vorzugsweise zwischen 2 und 10 % des Tellerdurchmessers und damit bei üblichen Tellerdurchmessern von 15 bis 40 cm in der Regel zwischen 0,4 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,7 und 1 mm.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sehen vor, dass der Boden des Drehtellers im wesentlichen eine konstante Stärke aufweist, wobei der Tellerrand eine geringere Stärke aufweist als der Tellerboden, oder aber, dass der Tellerboden in seinem Außenumfang (zum hochgezogenen Tellerrand hin) verjüngt ist.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Stärke des Tellerbodens zwischen ca. 2 und 8 ‰ seines Durchmessers bzw. dass die Stärke des Drehtellers zwischen ca. 5 und 10 mm beträgt.

Der Teller weist auch einen Abstand vom Boden des Behälters auf. In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass der vertikale Abstand zwischen 1 und 2 mm liegt. Die Spaltbreite kann insbesondere auch veränderlich sein, um den Spalt an das verwendete Granulat anzupassen. Dabei kann eine Einstellbarkeit des Spaltes mittels beliebiger bekannter Mittel, zum Beispiel durch zwischen Behälterboden und Teller einbringbare Unterlegscheibe oder dergleichen, vorgesehen sein, mittels denen eine den Behälterboden durchsetzende Welle zur Lagerung des flexiblen Tellers höhenverstellbar und auf beliebiger Höhe fixierbar ist. Alternativ kann auch der Behälter bezüglich des Tellers höhenverstellbar und in einer gewünschten Höhe fixierbar sein. In äußerst bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Größe des Spaltes zwischen Tellerrand und Behälterwandung kleiner ist als der axiale Abstand des Tellers vom Behälterboden. Hierdurch ist sichergestellt, dass unter den Drehteller nur Teilchen gelangen können, die deutlich kleiner sind als der Abstand des Drehtellerbodens der Behälterunterseite.

Es wurde festgestellt, dass keine erhöhte Erhitzung unter Reibung auftritt und insbesondere ein Verschweißen nicht erfolgt.

Neben der Wahl eines flexiblen Materials trägt hierzu auch die Form des Umfangsrandes bei, indem dieser im Querschnitt schlank ausgebildet ist und vom Bodenbereich des Tellers zur freien Kante oder (Lippe) spitz zuläuft und so die hohe Flexibilität der Lippe bei.

Erfindungsgemäß ist in Weiterbildung vorgesehen, dass der Drehteller aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan besteht. Darüber hinaus sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass zumindest die Innenseite des Behälters, vorzugsweise der gesamte Behälter aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid 6 (PA6) oder Polyamid 66 besteht, wobei die Shorehärten der Materialien vorzugsweise zwischen 50 und 95° liegen sollten.

Es hat sich herausgestellt, dass derartige Polyamide, insbesondere auf Basis Polycaprolactam, einen optimalen Werkstoff für die Behälterwandung bilden. Der Werkstoff unterliegt bei üblichen Schleifmaterialien bzw. Schleifmitteln praktisch keiner Abnutzung und keinem Verschleiß. Darüber hinaus wird ein Verschweißen mit dem Drehteller bei Einsatz von für diesen geeigneten Materialen, weiderum Polyurethan, sicher ausgeschlossen. Durch den Einsatz von PA 6 konnte der Selbstreinigungseffekt derartiger Schleifmittelteile, die in den Spalt gelangen und sofort wieder hinausbefördert werden, deutlich gegenüber einer Paarung PU - PU verbessert werden.

Die Erfindung betrifft weiter ein Schleifsystem mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Polieren und Schleifen von Werkstücken gemäß dem Anspruch 1 und mit einem Schleifmittel mit organischem Korn, wobei insbesondere das Korn des Schleifmittels aus natürlichem organischen Material, wie Wal- oder Kokosnussschale, Holz, Kirschkern oder dergleichen besteht oder das Korn des Schleifmittels aus synthetisch-organischen Material, insbesondere aus Kunststoff. Das Schleifmittel ist vorzugsweise ein Verbundschleifmittel mit einem zentralen Korn aus organischem Material, das von einer Polierteilchen enthaltenden Bindemittelschicht umgeben ist. In bevorzugter konkreter Ausgestaltung weist dabei der Polierkornverbund ein zentrales Walnusskorn auf, das durch eine Fett- oder Wachsschicht eingeschlossen ist, in der Polierkörner insbesondere aus Aluminiumoxid eingelagert sind. Diese Schleifmittel hat sich zum Einsatz in einer Schleifmaschine mit einem Polyamid 6-Gehäuse und insbesondere auch mit einem Polyurethanteller als äußerst optimal herausgestellt, um einerseits gute Schleifergebnisse zu erreichen und andererseits sowohl eine Beschädigung des Schleifguts (Werkstück) als auch von Behälterwandung und Schleifteller sowie durch andernfalls auftretende Verklemmungen und Blockierungen des Antriebs herausgestellt. Die Korngröße des Schleifmittels kann zwischen 50 und 500 liegen.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Tellers im Boden des Behälters ein verschließbarer Auslaß vorgesehen ist.

Eine weitere äußerst bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass eine Antriebsachse des Schleiftellers flüssigkeitsdicht durch den Boden des Behälters geführt ist.

Weitere Ausgestaltungen sehen vor, dass am Behälter unterhalb des Tellers ein Drehantrieb für diesen angeordnet ist und dass die Achsen von Teller und Drehantrieb fluchten.

Durch diese bevorzugte Ausgestaltung wird es möglich, eine Schleifmaschine konstruktiv einfach und preiswert auszugestalten. Hierzu trägt insbesondere bei, dass der Teller lagerfrei drehfest mit der Abtriebswelle des Drehantriebs verbunden ist. Durch diese bevorzugte Lösung ist es nicht notwendig, neben der in einem Drehantrieb, sei dieser ein antreibender Motor sei er ein Getriebemotor mit integriertem Motor und integriertem Getriebe vorhandenen Lagerung für die Abtriebswelle des Drehantriebs selbst zusätzlich eine separate Lagerung für die Antriebswelle des Drehtellers vorzusehen. Eine bevorzugter Ausgestaltung sieht dabei weiterhin vor, dass der Teller über ein Kupplungsstück mit der Abtriebswelle des Drehantriebs verbunden ist, wobei insbesondere das Kupplungsstück fluchtende Bohrungen aufweist, die die Abtriebswelle des Drehantriebs und ein Zentrierstift des Tellers tragen. Das Kupplungsstück und die Abtriebswelle sind durch eine radiale Spannschraube drehfest miteinander verbunden. Der Drehteller und das Kupplungsstück sind mittels Schrauben drehfest miteinander verbunden. Es ist eine staub- und/oder flüssigkeitsdichte Durchführung des Antriebs des Tellers durch den Boden des Behälters vorgesehen, wobei das Kupplungsstück insbesondere durch Simmerringe axial fest in Behältern gehalten ist; dies bewirkt eine optimale Abdichtung.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der Drehantrieb in einem Fußteil gehalten und durch Schrauben mit diesem fest verbunden ist und dass die Befestigungsschrauben für den Drehantrieb parallel zur Achse ausgerichtet sind.

Das Gehäuse ist vorzugsweise einstückig, wobei insbesondere das Gehäuse und/oder der Behälter aus Kunststoff besteht. Hierdurch lässt sich die erfindungsgemäße Schleifmaschine fertigungsökonomisch und damit preiswert herstellen. Dazu trägt auch bei, dass das Getriebe unterhalb des Tellers angeordnet ist. In alternativer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Antrieb als Getriebemotor mit integrieren Getriebe ausgebildet ist, wobei dann insbesondere der Motor mit seiner Achse vertikal ausgerichtet ist und eine Antriebswelle am unteren Ende des Motors austritt.

Durch die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder Schleifeinheit können in einer Maschine mit geringem konstruktivem Aufwand gegebenenfalls auch mehrere Schleifeinheiten vorhanden sein, um beispielsweise die rationelle Bearbeitung von schwereren und/oder stoßempfindlichen Werkstücken zu ermöglichen, die eine gemeinsame Bearbeitung mehrerer Werkstücke in einem einzigen Behälter nicht zulassen. Es können dabei sogar sehr viele Einheiten vorgesehen sein, beispielsweise mehr als 30. Hierbei können die Teller der einzelnen Behälter entweder separat angetrieben sein oder die Schleifmaschine weist einen gemeinsamen Antrieb für alle Einheiten auf. In letztgenanntem Fall können die auf jeweils einer Welle angeordneten Teller der Einheiten über Kupplungselemente, wie kämmende Zahnräder, Keilriemen oder dergleichen, mit dem zentralen Antrieb verbunden sein, wobei die Teller einzelner Behälter vorzugsweise separat vom zentralen Antrieb entkoppelbar sind, so dass während der Schleifbearbeitung von Werkstücken in einigen Behältern der Schleifmaschine die anderen Behälter beispielsweise gereinigt bzw. entleert und erneut mit Werkstücken beaufschlagt werden können. Eine erfindungsgemäße Schleifmaschine kann insbesondere zum Trockenpolieren von Schmuck, Dentalteilen etc. eingesetzt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt

Fig. 1: eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2: eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht;
Fig. 3: die wesentlichen Teile der Vorrichtung gemäß Fig. 3 im Vertikalschnitt;
Fig. 4: eine vergrößerte Darstellung des Bereichs des Umfangsrandes des Drehtellers und
Fig. 5: eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung von Drehteller und Behälter einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die konstruktiv einfach ausgebildet ist und daher mit geringem Kostenaufwand hergestellt und preiswert angeboten werden kann, so dass sie auch im Privatbereich zum Aufpolieren privater Schmuckstücke eingesetzt werden kann.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 einer Fliehkraft-Gleitschleifmaschine in Form einer Tellerfliehkraftmaschine weist einen Behälter 2 mit einem drehbaren Drehteller 3 auf.

Die Vorrichtung 1 weist in der Ausgestaltung der Fig. 1 ein einstückiges Gehäuse 2' mit einem Behälter 2 und einem Fuss 2" auf. Das Gehäuse 2' besteht hier aus Polycaprolactam - mit Ketten NH('CH₂)₅CO -, wobei dieses Material üblicherweise auch als Polyamid 6 oder PA6 bezeichnet wird. Insbesondere ist auch der Behälter 2 in diesem Material ausgebildet. Im Behälter 2 ist wiederum ein Schleifteller 3 angeordnet. Der Drehteller 3 besteht aus flexiblem Material, wie relativ weichem Kunststoff oder Gummi und insbesondere aus Polyurethan. Das Schleifmaterial ist ein Polierkornverbund mit zentralem Korn aus organischem Material mit einer Wachs- oder Fettschicht, in die Polierkörnchen eingelagert sind. Das organische Material kann dabei natürliches organisches Material, wie Walnussschale, Kirschkern, Holz, Kokosnussschale oder dergleichen, oder aber synthetisches organisches Material, wie Kunststoff sein.

Der Drehteller 3 weist einen schräg nach außen und oben gezogenen Umfangsrand 3a auf, dessen Außenwandung der Kontur des Behälters in diesem Bereich folgt, also parallel zu diesem verläuft. Derart ist radial zwischen Teller 3 und Behälterboden 2a ein endlicher Abstand 5 der Größe b von etwa 1,5 mm gebildet, der über die gesamte Tellerfläche im wesentlichen die gleiche Abmessung hat. Der Teller und/oder der Behälter 2 kann z.B. unter Variation der Spaltbreite b höhenverstellbar anordbar sein. Durch den nach oben gezogenen Tellerrand 3a wird eine tellerförmige Aufnahme für das Schleifgut geschaffen. Zwischen dem Tellerrand 3a und der Behälterwandung 2b ist ein Spalt 5a gebildet, der kleiner. als der Abstand 5 ist und eine Breite von ca. 0,8 mm hat.

Unterhalb des Drehtellers 3 ist im Fuß 2" ein Drehantrieb 11 für diesen angeordnet. Der Drehantrieb kann ein den Drehteller 3 direkt antreibender Motor oder aber ein Getriebemotor mit integriertem Getriebe sein. Der Drehantrieb 11 weist eine vertikal nach oben gerichtete Abtriebswelle 12 auf. Der Drehantrieb 11 ist mittels parallel zur Welle 12 gerichteten Schraubverbindungen 13 über eine Montageplatte 14 am Gehäuse 2' festgelegt. In einer Bohrung des Gehäuses 2' zwischen Fuß 2a und Behälter 2 findet sich ein Kupplungsstück 15, mittels dessen der Drehteller 3 mit der Abtriebswelle 12 des Antriebs 11 drehfest verbunden ist. Das Kupplungsstück 15 weist hierzu Bohrungen 15a, 15b auf. In die Bohrung 15a ragt die Abtriebswelle 12 des Antriebs 11. Zur drehfesten Verbindung ist eine radiale Spannschraube 16 vorgesehen. In die Bohrung 15b ragt ein Zentrierstift 17 der fest mit dem Drehteller 3 verbunden ist. Eine drehfeste Verbindung zwischen dem Drehteller 3 wird durch parallel zum Zentrierstift 17 in das Kupplungsstück 15 eingreifende Schrauben hergestellt.

Die Achse A von Drehteller 3 und Drehantrieb 11 fluchten. Die Bohrungen 15a, 15b können auch eine durchgehende Bohrung sein. Unterhalb des Kupplungsstücks 15 ist die Abtriebswelle 16 des Drehantriebs 11 durch einen Zentrierring 19 umgeben. Im oberen Bereich des Kupplungsstücks ist fest mit diesem ein gehärteter Ring 21 verbunden. Kupplungsstück 15 wird durch Simmerringe 22 axial im Gehäuse 2' festgehalten.

Der Drehteller 3 ist, wie gesagt, unter Ausbildung eines Spaltes 5 vom Behälterboden 2a beabstandet.

Beim Betrieb der Schleifmaschine ermöglicht der vergleichs weise breite Spalt, dass kleine Teilchen des Schleifguts oder insbesondere der Schleifkörper zwischen Drehteller 3 und Behälterboden 2a gelangen können, wobei diese aufgrund des rotierenden flexiblen Teller wieder in Richtung der Behälterwand 2b gefördert werden, ohne dass ein nennenswerter Verschleiß von Behälterboden 2a bzw. Drehteller 3 auftritt.

Weiterhin wird aufgrund des flexiblen Drehtellers 3 die Erzeugung von Reibungswärme weitgehend verhindert, indem unter den Drehteller 3 gelangte Schleifkörner nicht zermalmt sondern radial nach außen gefördert werden. Zusätzlich kann seitlich im Boden 2a des Behälters 2 ein verschließbarer und während des Betriebs verschlossener Auslaß 22 vorgesehen sein, über den gegebenenfalls unter den Teller 3 gelangtes Schleifmaterial bei Stellstand der Schleifeinheit entfernt werden kann.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der die erfindungsgemäße Schleifmaschine ebenfalls konstruktiv einfach ausgebildet und damit preisgünstig herstellbar ist.

Bei dieser Ausgestaltung weist das Gehäuse 2' einen Fuß 2c auf, der allerdings nicht einstückig mit dem Behälter 2 ausgebildet ist. Der Behälter 2 ist vielmehr in noch zu erläuternder Weise an dem Fuß 2c festgelegt. Auf jeden Fall ist bei dieser Ausgestaltung, wie insbesondere die Figur 3 zeigt einen Motor 13 seitlich des Behälters 2 und des Fußes 2c derart angeordnet, dass die Abtriebswelle des Motors 13 (selbst nicht dargestellt) nach unten hin au dem Motor 13 austritt. Das Getriebe 12 ist ebenfalls unterhalb des Motors 13 angeordnet, wobei der Antrieb 11 ebenfalls als Getriebemotor 14 ausgebildet sein kann. Die Oberseite des Motors 13 liegt im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Oberkante des Behälters 2.

Unterhalb des Drehtellers 3 ist weiterhin im Behälterboden 2b eine verschließbare Öffnung 15 vorgesehen, über die gegebenenfalls unter den Drehteller 3 gelangtes Schleifmaterial entfernt werden kann.

Aus der Figur 4 ist ersichtlich, dass im Fuß 2c des Gehäuses 2' ein U-förmiger Bügel 17 vorgesehen ist, der mit seinem Schenkel am Fuß 2c des Gehäuses 2' angebracht ist. Mit seinem Steg trägt er den Behälter 2. Eine Antriebsachse 3b für den Teller 3 führt durch den Boden 2b und den Steg des Bügels 17 in das Getriebe 12 hindurch, dass von seinen Teilen unmittelbar unter dem Motor 13 bis mittig unter den Behälter 2 reicht, indem entsprechende Zwischenzahnräder oder andersartige Getriebeausgestaltungen wie durch gezähnte Bänder etc., vorgesehen sind.

Die Figur 4 zeigt eine Detaildarstellung des nach oben gezogenen Umfangsrandes 3a des um die Achse A im Behälter 2 drehbaren Drehtellers 3. Zumindest der Umfangsrand 3a besteht im dargestellten Ausführungsbeispiels aus einem flexiblen Material mit einer Shorehärte von 50 bis 95°. Der Drehteller selbst bzw. sein Boden 3b kann aus dem gleichen Material oder einem anderen Material bestehen. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Behälterwandung 2b im Bereich des Umfangsrandes 3a flexibel oder elastisch ausgebildet sein.

Der Umfangsrand 3a läuft vom Bodenbereich 3b des Tellers 3 zu seiner freien Kante 3c verjüngend aus. Der Öffnungswinkel α des Umfangsrandes 3a zum Boden 3b beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 150°. Der Winkel β zwischen Unterseite 3d des Bodens und Außenseite 3e des Umfangsrandes 3a beträgt demgemäss etwa 130°. Die Wert für beide Winkel α, β liegen vorzugsweise zwischen 105° und 150°. Die Neigung 8 der Innenwandung des Behälters im Bereich des Drehtellers und damit der Außenseite des Umfangsrandes des Drehtellers 3 jeweils zur Horizontalen beträgt in der Regel zwischen 30° und 70° und hier 65°.

Bei unbelasteten Drehteller 3, d.h. wenn dieser sich weder dreht und Fliehkräfte auf den Umfangsrand 3a ausgeübt werden noch der Umfangsrand 3a insbesondere auch im Kantenbereich 3c die Innenwandung 2b des Behälters 2 nicht, sondern weist vielmehr zu dieser einen endlichen Abstand oder Spalt 5 in der Größenordnung von höchst vorzugsweise 0,4 bis 2 mm auf. Auch zwischen der Unterseite 3d des Drehtellers 3 und der Oberseite 2c des Bodens 2a des Behälters 2 gibt es einen Spalt 5a oder endlichen Abstand.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ergibt sich aus der Figur 5. In dieser sind in einer Ausschnittdarstellung Teile des Behälters 2 sowie des Drehtellers 3 gezeigt, wobei die Bezugszeichen mit früher benutzten Bezugszeigen übereinstimmen. Der Winkel zwischen der Innenwandung 2b des Behälters im Bereich bzw. auf der Höhe des Drehtellers 3 mit der Horizontalen. Der Winkel γ beträgt hier 55° in Abweichung von den vorstehenden Ausgestaltungen findet sich im unteren Bereich der schrägverlaufenden Wandung 2b des Behälters 2 eine Ausnehmung 2i, deren Höhe etwa durch die Stärke des Bodens 3b des Drehtellers 3 bestimmt ist. Die Ausnehmung 2i wird durch einen horizontalen Bodenbereich 2j und einen vertikalen Wandbereich 2k begrenzt. Durch diese Ausnehmung wird verhindert, dass aufgrund von Wärmeausdehnungen des Drehtellers 3 der untere in radialer Richtung wenig flexible Bereich des Bodens 3b desselben gegen die Wandung 2b des Behälters 2 drückt und hier im Betrieb zu einer erheblichen Wärmeerzeugung und zu Abnützung führt, Wenn der obere Kantenbereich der Lippe des hochgezogenen Randes bzw. der Lippe des Drehtellers die Wandung 2 berührt, so ist dies aufgrund der Flexibilität des hochgezogenen Randes nicht weiter problematisch, da sich aufgrund des verwendeten Schleifmaterials auf organischer Grundlage hier immer eine Gleitschicht aus diesem Material sowie dem dem entsprechenden Körner umgebenden Wachs anlagert, die reibungsvermindernd wirken. Auch im Bereich des Ausnehmung 2i sammelt sich Schleifmaterial (organisches Material wie Walnusskörner, Einbettungswachs) und zwar etwa bis zu der dargestellten gestrichelten Linie 21.

Als Schleifmittel 20 zum Schleifen der Werkstücke 21, wie beispielsweise Schmuckringen, wird vorzugsweise, wie in Fig. 4 angedeutet ist (Werkstücke und Schleifmittel sind nur in wenigen Exemplaren beispielhaft angegeben; der Behälter der Fig. 1 wird zur Bearbeitung selbstverständlich insbesondere mit einem Schleifmittel zu einem erheblichen Teil (zumindest einem Drittel gefüllt), ein Verbundschleifmittel auf der Basis von Walnussgranulat mit einem zentralen Walnusskorn 22 eingesetzt, dass außenseitig von einer Fett- oder Wachsschicht umgeben ist, in der abrasive Polierkörner 24, insbesondere aus Silikat oder Oxid eingelagert sind.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Tellerschleifmaschine 1 wird die freie Kante 3c des Umfangsrandes 3a des Schleiftellers 3 durch die Fliehkraft und durch das im Behälter eingefüllte Schleifmaterial 20 und Schleifgut (Werkstücke) 21 gegen die Wandung 2b des Behälters 2 gedrückt, so dass der Eintritt des Walnuss-Schleifmittels in die Spalte 5, 6 weitgehend verhindert wird.

Bei der Bearbeitung nutzen sich aber zum einen die Polierkörner ab. Es entstehen Staub- und Abtriebspartikel, auch durch verharzte Wachs- und Fettbestandteile, die ebenfalls Staub bilden. Derartige gegenüber dem eigentlichen Schleifmittel 20 kleinere Staub- und Abtriebteilchen können dennoch zwischen Tellerrand 3a und Behälterwand 2b hindurchtreten und unter den Behälter gelangen, wobei sie teilweise wieder aufgrund der Flexibilität des Umfangsrandes 3a (und gegebenenfalls in geringerem Umfang der Wandung 3b) durch die in Folge der Bewegung des Drehtellers auf sie einwirkenden Fliehkräfte wieder durch den Randspalt 5a in den Bearbeitungsraum gedrückt werden können. Teilweise können sie durch einen Auslass im Behälterboden abgeführt werden.

Es hat sich herausgestellt, dass Materialkombination Polyamid 6 für den Behälter, auf jeden Fall aber die Innenseite des Behälters sowie Polyurethan für den Behälter eine optimale, insbesondere auch in Verbindung mit dem erwähnten Schleifmittel: es tritt zum einen praktisch kein Verschleiß an der Behälterwandung auf. Zum anderen wird durch die genannte Materialwahl ein Verschweißen zwischen sich drehendem Teller und Behälterwandung bei der durch die Fliehkraft bedingten Berührungen verhindert, wie es aufgrund der durch die Reibung bedingten Erwärmung der Fall ist, wenn beispielsweise Teller und Behälterboden aus dem gleichen Kunststoffmaterial beständen. Zugleich wird der Selbstreinigungseffekt deutlich verbessert.

Beim Betrieb der erfindungsgemäße Tellerschleifmaschine, insbesondere bei Arbeiten im Trockenprozess wird die freie Kante 3c des Umfangsrandes 3a durch die Fliehkraft und das im Behälter eingefüllte Schleifmaterial und Schleifgut gegen die Wandung 2b des Behälters 2 gedrückt, so dass der Eintritt von Schleifmaterial in die Spalte 5,6 weitgehend verhindert wird. Dennoch eingetretene Schleifkörner können aufgrund der Flexibilität insbesondere des Umfangsrandes 3a (oder auch der Wandung 2b) wieder durch die auf sie infolge der Bewegung des Drehtellers einwirkenden Fliehkräfte aus dem Spalt herausgedrückt werden. Überrauschenderweise erfolgt trotz der Berührung des Umfangsrandes 3a an der Wandung 2b des Behälters keine übermäßige Erhitzung des Tellers und insbesondere des Umfangsrandes 3a, der üblicherweise aus PU besteht, und insbesondere kein Verschweißen mit der Umfangswandung aufgrund von einer Erhitzung. Dies mag daran liegen, dass durch die Abtragung von Material von den Schleifkörner gebildetes Schleifmehl oder - pulver in den Spalt 5 zwischen Umfangsrand 3a, insbesondere im Bereich der Kante 3c und Behälterwandung 2a eintritt und dort eine Schmierwirkung erzeugt.

Claims

Vorrichtung zum Trockenschleifen oder -polieren von Werkstücken mittels eines Schleifmittels mit einem Behälter (2) und einem in diesem und relativ zu diesem drehbaren Drehteller (3), der in einem endlichen Abstand (5a) zum Boden (2a) des Behälters (2) angeordnet ist und der einen nach oben gezogenen Tellerrand (3a) aufweist, der konstruktiv bedingt einen endlichen Abstand (5) zur benachbarten Innenwand (2b) des Behälters (2) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (3) im wesentlichen eben ist und parallel zur Oberseite des Bodens (2a) des Behälters (2) angeordnet ist, dass die Abstände des Drehtellers (3) zu Boden (2a) und Wand (2b) des Behälters (2) im wesentlichen in der gleichen Größenordnung liegen, dass der Drehteller (3) aus flexiblem Material besteht und dass im Übergangsbereich vom Boden (2a) des Behälters (2) zu seiner Wandung (2b) ein zum Teller (3) hin vergrößerter Abstand gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite des Tellerrandes (3a) zur Horizontalen eine Neigung (Winkel γ) von weniger als 90° hat.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Außenseite des Tellerrandes (3a) zur Horizontalen zwischen 30 und 70° beträgt.
Vorrichtung nach Anspruche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite des Tellerrandes (3a) und Innenwand (2b) der Behälters (2) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der endliche Absatz oder Spalt (5) bei der oberen äußeren Kante des Tellerrandes (3a) von der Innenwandung (2b) des Behälters zwischen ca. 2 und 10 ‰ des Durchmessers des Tellers (3) liegt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der endliche Stand oder Spalt (5) bei der oberen äußeren Kante des Tellerrandes (3a) von der Innenwandung (2b) des Behälters zwischen ca. 0,4 und 2 mm des Durchmessers des Tellers (3) liegt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tellerrand (3a) sich zu seiner oberen freien Kante hin verjüngt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Tellerboden (3a) aus nachgiebigem Material besteht.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Abstand zwischen Tellerrand (3a) und benachbarter Innenwand (2b) des Behälters (2) geringer ist als ein vertikaler Abstand zwischen der Unterseite des Tellerbodens (3b) und der Oberseite (2c) des Behälterbodens (2a).
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (3b) des Drehtellers (3) im wesentlichen eine konstante Stärke aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tellerrand (3a) eine geringere Stärke aufweist als der Tellerboden (3b).
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tellerboden (3b) in seinem Außenumfang (zum hochgezogenen Tellerrand (3a) hin) verjüngt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des Tellerbodens (3b) zwischen ca. 2 und 8 ‰ seines Durchmessers beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des Drehtellers (3) zwischen ca. 5 und 10 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vergrößerte Abstand im Übergangsbereich von Boden (2a) des Behälters (2) zu seiner Wandung (2b) durch eine Einkerbung (2i) im Verlauf der Behälterwandung (2b) zum Behälterboden (2a) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (3) aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan besteht.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Innenseite des Behälters vorzugsweise der gesamte Behälter aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid 6 (PA6) oder Polyamid 66 besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Bereiche vom Teller (3), insbesondere vom Tellerrand (3a), und/oder aus Material mit Shorehärten von 50 bis 95° bestehen bzw. ausgekleidet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Innenwand des Behälters (2) vorzugsweise der gesamte Behälter aus Polycaprolactam besteht.
Schleifsystem mit einer Vorrichtung zum Trockenschleifen oder -polieren von Werkstücken mittels eines Schleifmittels mit einem Behälter (2) und einem in diesem und relativ zu diesem drehbaren Drehteller (3), der in einem endlichen Abstand (5a) zum Boden (2a) des Behälters (2) angeordnet ist und der einen nach oben gezogenen Tellerrand (3a) aufweist, der konstruktiv bedingt einen endlichen Abstand (5) zur benachbarten Innenwand (2b) des Behälters (2) hat, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände des Behälters (2) zu Boden (2a) und Wand (2b) des Behälters (2) im wesentlichen in der gleichen Größenordnung liegen und Schleifmittel mit organischem Korn verwendet werden.
Schleifsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Korn des Schleifmittels aus natürlichem organischen Material, wie Wal- oder Kokosnussschale, Holz, Kirschkern oder dergleichen besteht.
Schleifsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Korn des Schleifmittels aus synthetisch-organischen Material, insbesondere aus Kunststoff, besteht.
Schleifsystem nach einem der Ansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel ein Verbundschleifmittel mit einem zentralen Korn aus organischem Material ist, das von einer Polierteilen enthaltenden Bindemittelschicht umgeben ist.
Schleifsystem nach einem der Ansprüche 21 bis 23, gekennzeichnet durch eine Körnung des Schleifmittels zwischen 500 und 50.