EP2376257A1 - Vorrichtung zur beidseitigen schleifenden bearbeitung flacher werkstücke - Google Patents

Vorrichtung zur beidseitigen schleifenden bearbeitung flacher werkstücke

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EP2376257A1
EP2376257A1 EP09795315A EP09795315A EP2376257A1 EP 2376257 A1 EP2376257 A1 EP 2376257A1 EP 09795315 A EP09795315 A EP 09795315A EP 09795315 A EP09795315 A EP 09795315A EP 2376257 A1 EP2376257 A1 EP 2376257A1
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EP
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working
workpieces
deburring
disk
deburring means
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Adrian Fries
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Peter Wolters GmbH
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Peter Wolters GmbH
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    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/14—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face
    • B24D13/145—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face having a brush-like working surface

Definitions

  • the invention relates to a device for double-sided grinding flat workpieces with an upper and a lower working disk, each having a work surface with an abrasive coating, wherein the work surfaces between them form a working gap, can be ground in the workpieces, wherein at least one of the working disks means a drive is rotatably driven, and further comprising means for guiding the workpieces in the working gap.
  • Double-sided surface grinding machines for the precise machining of workpieces with two plane-parallel surfaces.
  • Corresponding machines are available in a large number of different designs.
  • Common double-side grinding machines have in common is that they have two mostly annular working discs whose facing with an abrasive material facing each other and between them form a working gap through which the workpieces are guided while being processed on both sides simultaneously.
  • a double-sided grinding machine with planetary kinematics may be mentioned, as described in DE 195 47 085 A1.
  • the present invention seeks to provide a device of the type mentioned above, with a two-sided grinding machining is also possible with low effort and high quality of burrs prone to burring.
  • the invention achieves the object by disengaging means, which are designed to deburr the workpieces during their processing in the apparatus, being arranged on at least one of the working disks.
  • the workpieces to be machined are moved by the guide means in the working gap formed between the working surfaces of the working disks and at the same time ground on both sides by the work surfaces by at least one of the Working disks are driven in rotation.
  • the working wheels can be arranged coaxially for machining. But it is also a non-coaxial alignment of the working wheels possible.
  • the machining of the flat workpieces usually serves to produce plane-parallel workpiece surfaces. They can for example consist of a metallic material, in particular a steel material.
  • the workpieces can also be, for example, semiconductor wafers or other workpieces.
  • the device according to the invention therefore has deburring means arranged on at least one working disk.
  • the deburring means according to the invention can be provided in particular on both working disks.
  • the deburring means are arranged so that the workpieces come into contact with the working surfaces as well as with the deburring means on their path traveled in the apparatus in the course of their processing.
  • the device according to the invention combines the functionality of a double-sided surface grinding machine with that of a deburring machine, so that the workpieces are simultaneously ground and deburred. There is thus an in situ deburring during processing.
  • the deburring means may be integrated into the working surface of the at least one working disk.
  • the workpieces are therefore simultaneously deburred during their processing in the working gap in this.
  • the at least one working disk can have at least one receptacle formed in the region of the working surface, in particular at least one groove, in which the deburring means are arranged.
  • corresponding recesses for the deburring means are formed in the end face defining the working gap of the at least one working disk.
  • the deburring means can therefore be arranged extending in an annular manner in the work surface and / or extending radially in the work surface and / or running in an arcuate manner in the work surface.
  • the means for guiding the workpieces have at least one, in particular a plurality, arranged in the working gap rotor disc which receives the workpieces to be machined in recesses and can be rotated by means of a rolling device, whereby recorded in the rotor disc Workpieces move along cycloidal paths in the working gap.
  • the rolling device can have an inner and an outer pin or ring gear in a conventional manner, wherein at least one of the pin or ring gears can be rotated by means of a drive.
  • the at least one rotor disc can then have correspondingly on its periphery an external toothing, with which it rolls upon rotation of at least one of the pin or ring gears on this.
  • the deburring means may be connected to the working disk, but need not. It may further be provided that the deburring means are arranged annularly circumferentially on the outer periphery of the working disk. In addition or as an alternative, in the case of ring-shaped working disks, it may be provided that the deburring means are arranged annularly circumferentially on the inner circumference of the working disk. The deburring means thus extend annularly along the inner and / or outer periphery of the at least one working disk. In this embodiment, the workpieces are deburred when they are led out of the working gap or enter this and thereby reach the area of action of the deburring. This removal or introduction of the workpieces and the corresponding contact with the deburring means can be carried out once or cyclically in the course of workpiece machining.
  • the formation of the deburring means outside the working surface is particularly suitable for devices which have no planetary kinematics.
  • Such a device may, for example, have a rotatably driven guide disk, the axis of rotation of which is arranged essentially parallel but offset relative to the or the axes of rotation of the working disks.
  • This guide disc Through this guide disc, the workpieces can be kept and in the course of the rotation of the guide disc in the working gap into, through and out through this out of the working gap. You get in contact with the arranged for example at the edge of the at least one working disc Entgratungsschn.
  • the deburring means may comprise deburring brushes which protrude with their bristles over the plane of the working surface of the at least one working disk.
  • the brushes may have individual bristle tufts provided with abrasive grains for deburring.
  • the bristle tufts are arranged one behind the other along an annular, radial or arcuate course of the deburring means, for example. They protrude slightly beyond the plane spanned by the working surface of the respective working disk, ie in particular into the working gap. The workpieces then come in contact with the bristles during machining and are deburred in this way.
  • the deburring means in particular the Entgratungsbürsten, be adjustable in height. By this height adjustment can be defined exactly how far the deburring protrude into the working gap.
  • an optionally continuous adjustment of the position of the deburring means can be carried out in order to maintain the desired supernatant even with a wear of the deburring. Usually, the wear of the deburring will be faster or slower than the wear of the abrasive coatings of the working wheels.
  • the height adjustment of the deburring means can be done, for example, by exchangeable fixed or adjustable spacer elements on which the deburring means, for example the deburring brushes are mounted.
  • an adjustment is also conceivable, for example, by means of adjusting screws, which can be operated manually or by motor and thus allow a height adjustment.
  • the deburring means can be driven in rotation. Rotation of the deburring means improves the deburring effect.
  • the deburring means can be driven by the same drive as the at least one working disk. But it is also conceivable to provide for the deburring their own, different drive than the working disk. This is conceivable in particular if the deburring means are arranged outside the working disks and independently of these.
  • the rotational speeds for the working disks and the deburring means can be selected independently of one another and, for example, opposing directions of rotation can also be selected. be presented. As a result, the flexibility is increased and the deburring effect can be further optimized.
  • FIG. 1 shows the basic structure of a device according to the invention in a perspective view according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a working disk of a device according to the invention in a plan view according to a first embodiment
  • FIG. 4 shows the working disk shown in FIG. 3 in a cross section
  • FIG. 5 is a working disk of a device according to the invention in a plan view according to a second embodiment
  • Fig. 7 is a working disk of a device according to the invention in a plan view according to a third embodiment.
  • FIG. 1 the basic structure of a device according to the invention for two-sided machining of flat workpieces is shown.
  • the device shown in the example in FIG. 1 is a double-side grinding machine 10 with planetary kinematics.
  • the device 10 has an upper pivoting arm 12, which can be pivoted about a pivot axis 16 mounted on a lower base 14 about a vertical axis.
  • On the pivot arm 12 is an annular upper work disk 18 worn.
  • the upper working disk 18 is rotationally driven via a drive motor, not shown in detail in FIG.
  • the working disk 18 has a working surface, which is provided in the example shown with an abrasive coating.
  • the workpieces to be ground are inserted into the recesses 26 of the carriers 24.
  • the two working wheels 18, 22 are aligned coaxially with each other. They then form a working gap between them, in which the carriers 24 are arranged with the workpieces held by them.
  • the upper working disk 16 is then pressed onto the workpieces by means of a high-precision loading system. It then acts from the upper and the lower working disk 18, 22 each have a contact pressure on the workpieces to be machined and these are ground simultaneously on both sides.
  • the structure and function of such a double-side processing machine 10 are known in the art.
  • the device for guiding the workpieces in the working gap according to Figure 2 has a likewise annular guide plate 40, are held in the workpieces to be machined (not shown) in receptacles 41.
  • the guide plate 40 is rotationally driven. Its axis of rotation 42 is substantially parallel to the axis of rotation 38 of the working wheels 18, 22, but offset from this. In particular, the axes of rotation 38, 39 of the working wheels 18, 22 may be slightly tilted against each other to allow the entry of the workpieces in the working gap.
  • the deburring brushes 44 protrude beyond the plane of the working surface 36 of the working disk 22 with their bristles.
  • the workpieces thus come in the course of their processing in the device in contact with the above Entgratungsbürsten 44 and are deburred in this way during their processing simultaneously.
  • the integration of the deburring means 44 shown in FIGS. 3 and 4 into the working surface 36 the working disk 22 is particularly suitable for use in a device with planetary kinematics, as shown for example in Figure 1.
  • FIGS. 5 and 6 show a working disk 22 according to a further exemplary embodiment.
  • the deburring brushes 44 are arranged outside the working surface 36 on the working disk 22.
  • the Entgratungsbürsten 44 are annularly circumferentially disposed on the outer periphery 48 of the working disk 22 and secured in a manner not shown.
  • the attachment may be provided on the work disk 22 or otherwise independent of the work disk 22.
  • the workpieces held in the guide disk 40 come into or out of the work gap formed between the work surfaces 34, 36 in the course of their rotation with the guide disk 40 into the area of action of the deburring brushes 44 and are correspondingly deburred.
  • deburring means 44 may also be arranged in an annular manner on the inner periphery 50 of the working disk 22.
  • the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is particularly suitable for use in a device as shown schematically in FIG.
  • the Entgratungsbürsten 44 shown in the figures are adjustable in height, so that even with a wear of the brush 44 at any time a sufficient projection of the Entgratungsbürsten 44 is ensured beyond the working surface level out into the working gap. In the example shown, this supernatant is set between 0.1 and 1 mm.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur beidseitigen schleifenden Bearbeitung flacher Werkstücke mit einer oberen und einer unteren Arbeitsscheibe, die jeweils eine Arbeitsfläche mit einem Schleifbelag aufweisen, wobei die Arbeitsflächen zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, in dem Werkstücke geschliffen werden können, wobei mindestens eine der Arbeitsscheiben mittels eines Antriebs drehend antreibbar ist, und weiter aufweisend eine Einrichtung zum Führen der Werkstücke in dem Arbeitsspalt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an mindestens einer der Arbeitsscheiben Entgratungsmittel angeordnet sind, die dazu ausgebildet sind, die Werkstücke während ihrer Bearbeitung in der Vorrichtung zu entgraten.

Description

Vorrichtung zur beidseitigen schleifenden Bearbeitung flacher Werkstücke
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur beidseitigen schleifenden Bearbeitung flacher Werkstücke mit einer oberen und einer unteren Arbeitsscheibe, die jeweils eine Arbeitsfläche mit einem Schleifbelag aufweisen, wobei die Arbeitsflächen zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, in dem Werkstücke geschliffen werden können, wobei mindestens eine der Arbeitsscheiben mittels eines Antriebs drehend antreibbar ist, und weiter aufweisend eine Einrichtung zum Führen der Werkstücke in dem Arbeitsspalt.
Die Verwendung von Doppelseitenplanschleifmaschinen zur präzisen Bearbeitung von Werkstücken mit zwei planparallelen Oberflächen ist bekannt. Entsprechende Maschinen gibt es in einer großen Anzahl unterschiedlicher Ausführungen. Üblichen Doppelseitenplanschleifmaschinen gemeinsam ist, dass sie zwei meist ringförmige Arbeitsscheiben aufweisen, deren mit einem Abrasivmaterial belegte Stirnflächen einander zugewandt sind und die zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, durch den die Werkstücke geführt und dabei auf beiden Seiten gleichzeitig bearbeitet werden. Lediglich beispielhaft sei eine Doppelseitenschleifmaschine mit Planetenkinematik genannt, wie sie in DE 195 47 085 Al beschrieben ist.
Bei der Bearbeitung bestimmter Werkstoffe, beispielsweise weicher Stähle, mit solchen Maschinen kommt es zu einer meist unerwünschten Gratbildung an den Werkstückkanten, wodurch eine Nachbearbeitung auf speziellen Entgratmaschinen erforderlich wird. Solche Maschinen sind ebenfalls in vielen Ausführungen bekannt, wobei Schleifgrate üblicherweise mit Bürstenentgratern entfernt werden. Dazu werden die Werkstücke an rotierenden Bürsten vorbeigeführt, deren Borsten mit Abrasivkörnern besetzt sind. Eine entsprechende Vorrichtung ist beispielsweise aus DE 20 2004 013 279 Ul bekannt. Die Entgratung der Werkstücke mit solchen Maschinen stellt einen zur schleifenden Bearbeitung zusätzlichen Bearbeitungsschritt dar, der entsprechend den Aufwand und die Kosten bei der Bearbeitung von flachen Werkstücken erhöht.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der eine beidseitige schleifende Bearbeitung auch von zur Gratbildung neigenden flachen Werkstücken mit geringem Aufwand und hoher Qualität möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie in den Figuren.
Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass an mindestens einer der Arbeitsscheiben Entgra- tungsmittel angeordnet sind, die dazu ausgebildet sind, die Werkstücke während ihrer Bearbeitung in der Vorrichtung zu entgraten.
In der Vorrichtung werden die zu bearbeitenden Werkstücke von der Führungseinrichtung in dem zwischen den Arbeitsflächen der Arbeitsscheiben gebildeten Arbeitsspalt bewegt und dabei von den Arbeitsflächen gleichzeitig beidseitig geschliffen, indem in an sich bekannter Weise mindestens eine der Arbeitsscheiben rotierend angetrieben wird. Die Arbeitsscheiben können für die Bearbeitung koaxial angeordnet sein. Es ist aber auch eine nicht-koaxiale Ausrichtung der Arbeitsscheiben möglich. Die Bearbeitung der flachen Werkstücke dient üblicherweise zur Herstellung planparalleler Werkstückoberflächen. Sie können beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff, bestehen. Es kann sich bei den Werkstücken auch beispielsweise um Halbleiterscheiben (Wafer) oder andere Werkstücke handeln.
Im Zuge des Schleifens können sich an den Werkstückrändern je nach Werkstückmaterial mehr oder weniger markante Grate ausbilden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt daher an mindestens einer Arbeitsscheibe angeordnete Entgratungsmittel. Die erfindungsgemäßen Entgratungsmittel können insbesondere an beiden Arbeitsscheiben vorgesehen sein. Durch diese Entgratungsmittel werden die Werkstücke bereits während ihrer schleifenden Bearbeitung in der Vorrichtung entgratet bzw. durch die Entgratungsmittel wird der Gratbildung bereits bei der Entstehung entgegengewirkt. Grate können sich daher gar nicht in erheblichem Umfang bilden. Die Entgratungsmittel sind dabei so angeordnet, dass die Werkstücke auf ihrem im Zuge ihrer Bearbeitung in der Vorrichtung zurückgelegten Weg sowohl mit den Arbeitsflächen als auch mit den Entgratungsmitteln in Berührung kommen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung vereint also die Funktionalität einer Doppel- seitenplanschleifmaschine mit der einer Entgratungsmaschine, so dass die Werkstücke gleichzeitig geschliffen und entgratet werden. Es erfolgt somit ein In Situ-Entgraten bei der Bearbeitung. - A -
Nach einer Ausgestaltung können die Entgratungsmittel in die Arbeitsfläche der mindestens einen Arbeitsscheibe integriert sein. Die Werkstücke werden also während Ihrer Bearbeitung in dem Arbeitsspalt gleichzeitig in diesem entgratet. Auf diese Weise wird eine besonders kompakte Bauweise der Vorrichtung erreicht. Die mindestens eine Arbeitsscheibe kann dazu mindestens eine im Bereich der Arbeitsfläche geformte Aufnahme, insbesondere mindestens eine Nut, aufweisen, in der die Entgratungsmittel angeordnet sind. Es werden also in der den Arbeitsspalt begrenzenden Stirnfläche der mindestens einen Arbeitsscheibe entsprechende Aussparungen für die Entgratungsmittel gebildet.
Je nach Art der Bearbeitung der Werkstücke bzw. der Ausgestaltung der Führungseinrichtung für die Werkstücke und damit der von ihnen im Zuge der Bearbeitung in dem Arbeitsspalt beschriebenen Bewegungsbahnen können unterschiedliche geometrische Ausbildungen der Entgratungsmittel vorteilhaft sein. In einer weiteren Ausgestaltung können die Entgratungsmittel daher ringförmig umlaufend in der Arbeitsfläche und/oder radial in der Arbeitsfläche verlaufend und/oder bogenförmig in der Arbeitsfläche verlaufend angeordnet sein.
Ein Integrieren der Entgratungsmittel in die Arbeitsflächen ist insbesondere von Vorteil bei Vorrichtungen mit einer sogenannten Planetenkinematik. Entsprechend kann nach einer weiteren Ausgestaltung die Einrichtung zum Führen der Werkstücke mindestens eine, insbesondere mehrere, in dem Arbeitsspalt angeordnete Läuferscheibe aufweisen, die in Ausnehmungen die zu bearbeitenden Werkstücke aufnimmt und mittels einer Abwälzvorrichtung in Rotation versetzt werden kann, wodurch in der Läuferscheibe aufgenommene Werkstücke sich entlang zykloidischer Bahnen in dem Arbeitspalt bewegen. Die Abwälzvorrichtung kann in an sich bekannter Weise einen inneren und einen äußeren Stift- oder Zahnkranz aufweisen, wobei mindestens einer der Stift- oder Zahnkränze mittels eines Antriebs in Drehung versetzt werden kann. Die mindestens eine Läuferscheibe kann dann entsprechend an ihrem Umfang eine Außenverzahnung aufweisen, mit der sie sich bei Drehung mindestens eines der Stift- oder Zahnkränze an diesen abwälzt.
Es ist auch möglich, die Entgratungsmittel außerhalb der Arbeitsfläche an der mindestens einen Arbeitsscheibe anzuordnen. Die Entgratungsmittel können dabei mit der Arbeitsscheibe verbunden sein, müssen dies jedoch nicht. Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Entgratungsmittel ringförmig umlaufend an dem Außenumfang der Arbeitsscheibe angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ kann bei ringförmig ausgebildeten Arbeitsscheiben vorgesehen sein, dass die Entgratungsmittel ringförmig umlaufend an dem Innenumfang der Arbeitsscheibe angeordnet sind. Die Entgratungsmittel verlaufen also ringförmig entlang des inneren und/oder äußeren Umfangs der mindestens einen Arbeitsscheibe. Bei dieser Ausgestaltung werden die Werkstücke entgratet, wenn sie aus dem Arbeitsspalt herausgeführt werden oder in diesen eintreten und dabei in den Einwirkungsbereich der Entgratungsmittel gelangen. Dieses Heraus- oder Hereinführen der Werkstücke und der entsprechende Kontakt mit den Entgratungsmitteln kann im Zuge der Werkstückbearbeitung einmalig oder zyklisch erfolgen.
Das Ausbilden der Entgratungsmittel außerhalb der Arbeitsfläche bietet sich insbesondere bei Vorrichtungen an, die keine Planetenkinematik besitzen. Entsprechend kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Einrichtung zum Führen der Werkstücke in dem Arbeitsspalt die Werkstücke auch zur Bearbeitung aus einem Bereich außerhalb des Arbeitsspalts in den Arbeitsspalt hinein und wieder aus diesem hinaus rühren. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise eine drehbar angetriebene Führungsscheibe aufweisen, deren Rotationsachse im Wesentlichen parallel, jedoch versetzt zu der bzw. den Rotationsachsen der Arbeitsscheiben angeordnet ist. Durch diese Führungsscheibe können die Werkstücke gehalten sein und im Zuge der Rotation der Führungsscheibe in den Arbeitsspalt hinein, durch diesen hindurch und wieder aus dem Arbeitsspalt herausgeführt werden. Sie gelangen dabei in Kontakt mit den beispielsweise am Rand der mindestens einen Arbeitsscheibe angeordneten Entgratungsmitteln.
Nach einer weiteren besonders praxisgemäßen Ausgestaltung können die Entgratungsmittel Entgratungsbürsten aufweisen, die mit ihren Borsten über die Ebene der Arbeitsfläche der mindestens einen Arbeitsscheibe hinausragen. Die Bürsten können einzelne Borstenbüschel besitzen, die mit Abrasivkörnern für die Entgratung versehen sind. Die Borstenbüschel sind entlang einem beispielsweise ringförmigen, radialen oder bogenförmigen Verlauf der Entgratungsmittel hintereinander angeordnet. Sie ragen geringfügig über die durch die Arbeitsfläche der jeweiligen Arbeitsscheibe aufgespannte Ebene hinaus, also insbesondere in den Arbeitsspalt hinein. Die Werkstücke kommen dann bei der Bearbeitung in Kontakt mit den Borsten und werden auf diese Weise entgratet. In der Praxis hat es sich als geeignet erwiesen, wenn die Borsten über eine Länge von 0,1 mm bis 1 mm über die Arbeitsflächen hinaus in den Arbeitsspalt ragen. Nach einer weiteren Ausgestaltung können die Entgratungsmittel, insbesondere die Entgratungsbürsten, höhenverstellbar sein. Durch diese Höhenverstellbarkeit kann genau definiert werden, wie weit die Entgratungsmittel in den Arbeitsspalt hineinragen. Darüber hinaus kann mit der Höhenverstellbarkeit eine gegebenenfalls fortlaufende Nachstellung der Position der Entgratungsmittel durchgeführt werden, um auch bei einem Verschleiß der Entgratungsmittel den gewünschten Überstand aufrecht zu erhalten. Üblicherweise wird die Abnutzung der Entgratungsmittel schneller oder langsamer erfolgen als der Verschleiß der Schleifbeläge der Arbeitsscheiben. Die Höhenverstellung der Entgratungsmittel kann beispielsweise durch austauschbare feste oder verstellbare Distanzelemente erfolgen, auf denen die Entgratungsmittel, beispielsweise die Entgratungsbürsten montiert sind. Eine Verstellung ist aber beispielsweise auch mittels Stellschrauben denkbar, welche manuell oder motorisch betätigbar sein können und auf diese Weise eine Höheneinstellung erlauben.
Nach einer weiteren Ausgestaltung können die Entgratungsmittel rotierend antreibbar sein. Durch eine Rotation der Entgratungsmittel wird die Entgra- tungswirkung verbessert. Die Entgratungsmittel können dabei durch denselben Antrieb antreibbar sein wie die mindestens eine Arbeitsscheibe. Es ist aber auch denkbar, für die Entgratungsmittel einen eigenen, anderen Antrieb als den der Arbeitsscheibe vorzusehen. Dies ist insbesondere dann denkbar, wenn die Entgratungsmittel außerhalb der Arbeitsscheiben und unabhängig von diesen angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung können die Drehzahlen für die Arbeitsscheiben und die Entgratungsmittel unabhängig voneinander gewählt werden und beispielsweise auch gegensinnige Drehrichtungen einge- stellt werden. Dadurch wird die Flexibilität erhöht und die Entgratungswir- kung lässt sich weiter optimieren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine Arbeitsscheibe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Draufsicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 die in Figur 3 dargestellte Arbeitsscheibe in einem Querschnitt,
Fig. 5 eine Arbeitsscheibe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Draufsicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 die in Figur 5 dargestellte Arbeitsscheibe in einem Querschnitt, und
Fig. 7 eine Arbeitsscheibe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Draufsicht gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. In Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur beidseitigen Bearbeitung von flachen Werkstücken gezeigt. Die in dem Beispiel in Figur 1 gezeigte Vorrichtung ist eine Doppelseitenschleifmaschine 10 mit Planetenkinematik. Die Vorrichtung 10 besitzt einen oberen Schwenkarm 12, der über eine an einem unteren Sockel 14 gelagerte Schwenkeinrichtung 16 um eine vertikale Achse geschwenkt werden kann. An dem Schwenkarm 12 wird eine ringförmige obere Arbeitsscheibe 18 getragen. Die obere Arbeitsscheibe 18 ist über einen in Figur 1 nicht näher dargestellten Antriebsmotor drehend antreibbar. An der in Figur 1 nicht dargestellten Unterseite besitzt die Arbeitsscheibe 18 eine Arbeitsfläche, die in dem dargestellten Beispiel mit einem Schleifbelag versehen ist. Der Sockel 14 besitzt einen Trägerabschnitt 20, der eine ringförmige untere Arbeitsscheibe 22 trägt. Sie besitzt an ihrer Oberseite ebenfalls eine Arbeitsfläche. Die untere Arbeitsscheibe 22 ist über einen nicht dargestellten Antriebsmotor ebenfalls drehend antreibbar, insbesondere gegenläufig zu der oberen Arbeitsscheibe 18. Auf der unteren Arbeitsscheibe 22 sind mehrere Läuferscheiben 24 dargestellt, die jeweils Ausnehmungen 26 für zu bearbeitende Werkstücke aufweisen. Die Läuferscheiben 24 besitzen jeweils eine Außenverzahnung 28, mit der sie mit einem Innenstiftkranz 30 und einem Außenstiftkranz 32 der Vorrichtung in Eingriff gelangen. Es wird auf diese Weise eine Abwälzvorrichtung gebildet, wobei die Läuferscheiben 24 bei einer Rotation der unteren Arbeitsscheibe 22 beispielsweise über den Innenstiftkranz 30 ebenfalls in Rotation versetzt werden. Die in den Ausnehmungen der Läuferscheiben 24 angeordneten Werkstücke bewegen sich dann entlang zykloidischer Bahnen.
Zur Bearbeitung werden die zu schleifenden Werkstücke in die Ausnehmungen 26 der Läuferscheiben 24 eingelegt. Durch Verschwenken des Schwenkarms 12 werden die beiden Arbeitsscheiben 18, 22 koaxial zueinander ausgerichtet. Sie bilden dann zwischen sich einen Arbeitsspalt, in dem die Läuferscheiben 24 mit den von ihnen gehaltenen Werkstücken angeordnet sind. Bei mindestens einer rotierenden oberen oder unteren Arbeitsscheibe 18, 22 wird anschließend beispielsweise die obere Arbeitsscheibe 16 mittels eines hochgenauen Belastungssystems auf die Werkstücke gepresst. Es wirkt dann von der oberen und der unteren Arbeitsscheibe 18, 22 jeweils eine Anpresskraft auf die zu bearbeitenden Werkstücke und diese werden gleichzeitig beidseitig geschliffen. Der Aufbau und die Funktion einer derartigen Doppelseitenbearbeitungsmaschine 10 sind dem Fachmann an sich bekannt.
In Figur 2 ist ein Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Zu erkennen ist die ringförmige obere Arbeitsscheibe 18 und die ebenfalls ringförmige untere Arbeitsscheibe 22. Die obere Arbeitsscheibe 18 besitzt, wie in dem in Figur 1 dargestellten Beispiel, eine Arbeitsfläche 34 mit einem Schleifbelag. Die untere Arbeitsscheibe 22 besitzt entsprechend ebenfalls eine Arbeitsfläche 36 mit einem Schleifbelag. Die Arbeitsflächen 34, 36 begrenzen zwischen sich den Arbeitsspalt. In dem in Figur 2 dargestellten Beispiel werden die obere und untere Arbeitsscheibe 18, 22 im Wesentlichen koaxial zueinander ausgerichtet und rotieren um Rotationsachsen 38, 39. Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung besitzt die Vorrichtung gemäß Figur 2 keine Planetenkinematik. Vielmehr besitzt die Einrichtung zum Führen der Werkstücke in dem Arbeitsspalt gemäß Figur 2 eine ebenfalls ringförmige Führungsscheibe 40, in der zu bearbeitende Werkstücke (nicht dargestellt) in Aufnahmen 41 gehalten werden. Die Führungsscheibe 40 ist drehend antreibbar. Ihre Rotationsachse 42 verläuft im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 38 der Arbeitsscheiben 18, 22, jedoch versetzt zu dieser. Insbesondere können die Rotationsachsen 38, 39 der Arbeitsscheiben 18, 22 geringfügig gegeneinander verkippt sein, um das Eintreten der Werkstücke in den Arbeitsspalt zu ermöglichen. Durch eine Rotation der Führungsscheibe 40 werden die in Figur 2 nicht dargestellten in den Aufnah- men 41 gehaltenen Werkstücke durch den zwischen den rotierenden Arbeitsscheiben 18, 22 gebildeten Arbeitsspalt geführt und in dem Arbeitsspalt entsprechend doppelseitig schleifend bearbeitet. Der Aufbau und die Funktion einer derartigen Doppelseitenbearbeitungsmaschine 10 sind dem Fachmann an sich bekannt. Selbstverständlich können die Arbeitsscheiben auch nichtkoaxial zueinander angeordnet sein, beispielsweise im Wesentlichen parallele, jedoch versetzt zueinander angeordnete Rotationsachsen aufweisen. Derartige Maschinen sind dem Fachmann ebenfalls an sich bekannt.
In den Figuren 3 und 4 ist beispielhaft eine bei den in Figur 1 und Figur 2 dargestellten Vorrichtungen einsetzbare ringförmige untere Arbeitsscheibe 22 dargestellt. Bei der in Figuren 3 und 4 dargestellten Arbeitsscheibe 22 sind Entgratungsmittel 44, in dem dargestellten Beispiel Entgratungsbürsten 44, in die Arbeitsfläche 36 integriert. Dazu weist die Arbeitsscheibe 22 im Bereich ihrer Arbeitsfläche 36 eine ringförmig umlaufende Nut 46 auf, in der die Entgratungsbürsten 44 angeordnet sind. Diese verlaufen somit ebenfalls umlaufend in der Arbeitsfläche 36. Die Entgratungsbürsten 44 besitzen beispielsweise mehrere nicht näher dargestellte Borstenbüschel, die entlang des Verlaufs der Entgratungsbürsten 44 hintereinander angeordnet sind. Wie in dem Querschnitt in Figur 4 zu erkennen, ragen die Entgratungsbürsten 44 mit ihren Borsten über die Ebene der Arbeitsfläche 36 der Arbeitsscheibe 22 hinaus. Bei einem Einsatz in den Vorrichtungen aus Figur 1 oder Figur 2 kommen die Werkstücke somit im Zuge ihrer Bearbeitung in der Vorrichtung in Kontakt mit den vorstehenden Entgratungsbürsten 44 und werden auf diese Weise während Ihrer Bearbeitung gleichzeitig entgratet. Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Integration der Entgratungsmittel 44 in die Arbeitsfläche 36 der Arbeitsscheibe 22 eignet sich insbesondere für den Einsatz bei einer Vorrichtung mit Planetenkinematik, wie sie beispielsweise in Figur 1 gezeigt ist.
In Figuren 5 und 6 ist eine Arbeitsscheibe 22 gemäß einem weiteren Ausfüh- rungsbeispiel dargestellt. Im Unterschied zu dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Beispiel sind bei dieser Arbeitsscheibe 22 die Entgratungsbürsten 44 außerhalb der Arbeitsfläche 36 an der Arbeitsscheibe 22 angeordnet. Die Entgratungsbürsten 44 sind dabei ringförmig umlaufend an dem Außenumfang 48 der Arbeitsscheibe 22 angeordnet und in nicht näher dargestellter Weise befestigt. Die Befestigung kann an der Arbeitsscheibe 22 vorgesehen sein oder anderweitig unabhängig von der Arbeitsscheibe 22. Die in der Führungsscheibe 40 gehaltenen Werkstücke kommen im Zuge ihrer Rotation mit der Führungsscheibe 40 beim Eintreten und Austreten in bzw. aus dem zwischen den Arbeitsflächen 34, 36 gebildeten Arbeitsspalt in den Einwirkungsbereich der Entgratungsbürsten 44 und werden entsprechend entgratet. Obgleich dies in den Figuren 5 und 6 nicht dargestellt ist, können selbstverständlich zusätzlich oder alternativ Entgratungsmittel 44 auch ringförmig umlaufend an dem Innenumfang 50 der Arbeitsscheibe 22 angeordnet sein. Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Ausgestaltung eignet sich besonders für den Einsatz bei einer Vorrichtung, wie sie schematisch in Figur 2 gezeigt ist.
Je nach der Ausgestaltung der Führungseinrichtung für die Werkstücke und damit der von ihnen im Zuge der Bearbeitung in dem Arbeitsspalt beschriebenen Bahnen können weitere geometrische Ausbildungen der Entgratungsmittel 44 vorteilhaft sein. Lediglich beispielhaft ist diesbezüglich in Figur 7 die Arbeitsscheibe 22 in einer Draufsicht mit in die Arbeitsfläche 36 integrierten Entgratungsbürsten 44 gezeigt, die radial in der Arbeitsfläche 36 verlaufen. Selbstverständlich könnten die Entgratungsmittel 44 durch entsprechende Aufnahmen 46 geführt auch beispielsweise bogenförmig in der Arbeitsfläche 36 verlaufen oder einen anderen Verlauf beschreiben.
Es wird darauf hingewiesen, dass obgleich in den Figuren 3 bis 7 beispielhaft eine untere Arbeitsscheibe 22 dargestellt ist, selbstverständlich alternativ oder zusätzlich zu der unteren Arbeitsscheibe 22 auch die obere Arbeitsscheibe 18 mit erfindungsgemäßen Entgratungsmitteln versehen sein kann.
Die in den Figuren dargestellten Entgratungsbürsten 44 sind höhenverstellbar, so dass auch bei einem Verschleiß der Bürsten 44 jederzeit ein ausreichender Überstand der Entgratungsbürsten 44 über die Arbeitsflächenebene hinaus in den Arbeitsspalt gewährleistet ist. In dem dargestellten Beispiel wird dieser Überstand zwischen 0,1 und 1 mm eingestellt.

Claims

Ansprüche:
1. Vorrichtung zur beidseitigen schleifenden Bearbeitung flacher Werkstücke mit einer oberen und einer unteren Arbeitsscheibe (18, 22), die jeweils eine Arbeitsfläche (34, 36) mit einem Schleifbelag aufweisen, wobei die Arbeitsflächen (34, 36) zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, in dem Werkstücke geschliffen werden können, wobei mindestens eine der Arbeitsscheiben (18, 22) mittels eines Antriebs drehend antreibbar ist, und weiter aufweisend eine Einrichtung zum Führen der Werkstücke in dem Arbeitsspalt, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer der Arbeitsscheiben (18, 22) Entgratungsmittel (44) angeordnet sind, die dazu ausgebildet sind, die Werkstücke während ihrer Bearbeitung in der Vorrichtung zu entgraten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Arbeitsscheibe (18, 22) mindestens eine im Bereich der Arbeitsfläche (34, 36) geformte Aufnahme (46), insbesondere mindestens eine Nut (46), aufweist, in der die Entgratungsmittel (44) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgratungsmittel (44) ringförmig umlaufend in der Arbeitsfläche (34, 36) und/oder radial in der Arbeitsfläche (34, 36) verlaufend und/oder bogenförmig in der Arbeitsfläche (34, 36) verlaufend angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Führen der Werkstücke mindestens eine in dem Arbeitsspalt angeordnete Läuferscheibe (24) aufweist, die in Ausnehmungen (26) die zu bearbeitenden Werkstücke aufnimmt und mittels einer Abwälzvorrichtung in Rotation versetzt werden kann, wodurch in der Läuferscheibe (24) aufgenommene Werkstücke sich entlang zykloidischer Bahnen bewegen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgratungsmittel (44) außerhalb der Arbeitsfläche (34, 36) an der mindestens einen Arbeitsscheibe (18, 22) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgratungsmittel (44) ringförmig umlaufend an dem Außenumfang (48) der Arbeitsscheibe (18, 22) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Arbeitsscheibe (18, 22) ringförmig ausgebildet ist, und dass die Entgratungsmittel (44) ringförmig umlaufend an dem Innenumfang (50) der Arbeitsscheibe (18, 22) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgratungsmittel (44) Entgratungsbürsten (44) aufweisen, die mit ihren Borsten über die Ebene der Arbeitsfläche (34, 36) der mindestens einen Arbeitsscheibe (18, 22) hinausragen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgra- tungsmittel (44) höhenverstellbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgratungsmittel (44) rotierend antreibbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgratungsmittel (44) unabhängig von der mindestens einen Arbeitsscheibe (18, 22) rotierend antreibbar sind.
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