FI89566B - Foerfarande och anordning foer bearbetning av sten - Google Patents

Description

1 89566

MENETELMÄ JA LAITE KIVEN TYÖSTÄMISEKSI

Keksinnön kohteena on sekä menetelmä että laite kiven työstämiseksi pallon muotoiseksi. Keksintö 5 kohdistuu nimenomaan suurien pallojen valmistamiseksi kivestä, jolloin pallon halkaisija on välillä 0,5 - 3, edullisesti 1 - 2 m.

Kymmenen senttimetrin halkaisijaluokkaa olevia pieniä pyöreämuotoisia kappaleita on suhteellisen help-10 po valmistaa kovistakin kivistä. Kappaleita voidaan eri tavoin sorvata tai käyttää esim. reikäporan tapaista työstöterää.

Valmistettavan pallon halkaisijan kasvaessa yli puolen metrin syntyy kuitenkin ongelmia, koska 15 aihio painaa suhteellisen paljon, jolloin sen käsittely on vaikeaa ja sen kiinnittäminen ja pyörittäminen tavallisessa sorvissa lähes mahdotonta. Lisäksi ongelmia aiheuttaa suuri työstettävä kivimäärä.

Tunnettua tekniikkaa keksinnön alalla on esi-20 tetty saksalaisessa hakemusjulkaisussa DE-3723764. Tästä julkaisusta on tunnettua pallon työstäminen kivestä, mutta siinä esitetyllä menetelmällä ei voida tehdä kovin suuria ja raskaita palloja, koska kiviai-hiota pyöritetään vaaka-akselinsa ympäri ja myös pysty-25 akselinsa ympäri, jolloin kiviaihion tukipisteisiin kohdistuu suuria voimia, mikä johtaa liian kalliisiin ja raskaisiin tukirakenteisiin.

Eräs tunnettu tapa valmistaa suuria kivipal-loja kovista kivimateriaaleista on käyttää reikälevyä. 30 Tällöin suurta levyä, jossa on pyöreä reikä, jonka reunat on varustettu leikkaavilla timanteilla, pyöritetään ja käännellään pyöreämuotoiseksi monitahokkaaksi sahatun kiviaihion ympärillä niin, että lopulta syntyy tasainen ja pyöreä pallo. Tällainen työstö on hankalaa 35 ja hidasta sekä ennen kaikkea erittäin kallista, koska suuret timanttireikälevyt maksavat kymmeniä tuhansia markkoja kappale. Samoin epäkohtana tunnetussa teknii- 2 39566 kassa on, että jokaiselle valmistettavalle pallokoolle on oltava omat reikälevyt, jolloin terät tarkkaan ra-jaavat ne pallokoot, joita voidaan valmistaa. Näin kiviaihiosta ei välttämättä voida tehdä suurinta mah-5 dollista palloa, vaan ainoastaan terävalikoiman määräämä suurin pallo, joka kivestä saadaan, jolloin kiviaihiosta työstettävä kivimäärä voi kasvaa merkittävästi lisäten työstöaikaa ja valmistuskustannuksia.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä 10 mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen menetelmä sekä laite, joiden avulla erilaisista suurista ja massiivisista kivilohkareista voidaan työstää mahdollisimman suuri pallo yksinkertaisilla ja halvoilla työvälineillä.

15 Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä kiven työstämiseksi pallon muotoiseksi kiviaihioon työstetään etäisyydelle toisistaan joukko ympyrän kaaren muotoisia 20 uria, joiden pohjat ovat olennaisesti syntyvän pallon pinnan tasalla, urien väliset kiviaihion osat poistetaan, olennaisesti pyöreämuotoinen kiviaihio hiotaan pyöreäksi ja käsittelemättömäksi jäänyt kiviaihion tukipisteen alue työstetään muun pallopinnan tasalle.

25 Keksinnön mukaisesti urien työstö ja pinnan hionta suoritetaan aihion ympärillä olevaa jäykkää ympyränkaa-ren muotoista tukikaarta pitkin kulkevalla työstöteräl-lä aihion tukeutuessa aihiotuen päälle sekä pyörittämällä aihiotuen päälle tukeutuvaa aihiota ja tukikaarta 30 toistensa suhteen pystysuoran akselin ympäri.

Edullisesti tukipisteen alue työstetään pyöreäksi vastaavalla tavalla kuin muu pallopinta, eli ensiksi siihen työstetään urat, urien väliset harjanteet isketään irti ja tämän jälkeen alue hiotaan tasai-35 seksi. Myös on tietenkin mahdollista, että hionnan jälkeen pallopinta kiillotetaan sopivan kiiltäväksi.

Eräässä keksinnön sovelluksessa kiviaihio 3 39566 tuetaan vain alapuoleltaan, jolloin työstettävät ympyrän kaaret voivat olla yli 300° tukipisteen läheisyydestä kiviaihion ympäri tukipisteen toiselle puolelle.

Myös on mahdollista, että kiviaihio tuetaan 5 vastakkaisilta puoliltaan eli alapuolelta ja yläpuolelta, jolloin työstö tapahtuu alle 180° ympyräkaarina toisen tukipisteen läheisyydestä toisen tukipisteen läheisyyteen.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä voi työstävä 10 työstökone olla paikallaan ja kiviaihiota pyöritetään sopivalla voimalaitteella tai kiviaihio voidaan pitää paikallaan, jolloin ympäröivä työstökone pyörii kiviaihion ympärillä.

Koska työstettävät urat tukipisteiden lähei-15 syydessä tulevat suhteellisen lähelle toisiaan tai jopa yhtyvät, voidaan myös työstettävien urien pituutta vaihdella niin, että esimerkiksi joka toinen ura työstetään mahdollisimman pitkälle tukipisteen tai tukipisteiden läheisyyteen ja joka toisen uran alku ja loppu 20 jätetään kauemmaksi tukipisteestä tai tukipisteistä, jolloin säästetään työstöaikaa ja teriä. Urien väliset etäisyydet samoin kuin edellä kuvattu vajaiden urien teko voivat vaihdella työstettävän kiven kovuuden mukaan niin, että urien väliset lehdet saadaan aina sopi-25 vasti murretuksi irti kiviaihiosta.

Keksinnön mukaiseen kiventyöstölaitteeseen kuuluu tukirunko, johon tukeutuu ympyrän kaaren muotoinen tukikaari. Tukikaaressa on sitä pitkin liikutettava teräkelkka, johon on kiinnitetty työstöterät. Lisäksi 30 laitteeseen kuuluu tukirunkoon tukeutuva aihiotuki, jonka päälle työstettävä kiviaihio tuetaan.

Edullisesti aihiotuki on korkeudeltaan säädettävä siten, että kiviaihio voidaan asettaa aina mahdollisimman tarkasti tukikaaren kaarevuuskeskipisteeseen 35 niin, että kiviaihiosta saadaan työstetyksi mahdollisimman suuri pallo. Aihiotuki voi olla hydraulisylinteri tai muu mäntämäinen elin, joka on tavalla tai toi- 4 8 9 5 f, 6 sella varmasti lukittavissa halutulle korkeudelle.

Eräässä keksinnön sovelluksessa tukikaari on noin 180° ympyrän kaari, jolloin sen yläpäähän kuuluu kiviaihioon tukeutuva ylätuki. Tällöin kiviaihio on 5 tuettu vastakkaisilta puoliltaan tukikaareen ja kiviaihio ja tukikaari ovat pyöritettävissä toistensa suhteen aihiotuen ja ylätuen määräämän pystysuoran akselin ympäri.

Myös on mahdollista, että tukikaari on ympy-10 ränmuotoinen rengas, joka on kiviaihion ympärillä, jolloin kiviaihio voi tukeutua joko vain aihiotukeen tai myös ylätukeen. Jos kiviaihio tukeutuu vain aihiotukeen, kiviaihion työstö voidaan suorittaa yli 300° ympyrän kaarina kiviaihion ympärillä. Myös on huomatta-15 va, että työstön nopeuttamiseksi on mahdollista, että tukikaaressa käytetään kahta tai useampaa teräkelkkaa ja terää samanaikaisesti, jolloin työstönopeus vastaavasti kasvaa.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen 20 etuna tunnettuun tekniikkaan verrattuna on, että suuria palloja voidaan keksinnön avulla tehdä kivestä ilman erikoistyökaluja ja teriä, koska urien sahaus voidaan tehdä tavallisilla timanttiterälaikoilla ja pinnan hionta tasaiseksi muilla tavanomaisilla terillä, kuten 25 esim. rengasmaisella terällä, jota pyöritetään ja liikutetaan pallon vaippaa vasten. Näin keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella kovista kivimateriaaleista valmistettavien suurien pallojen työstöteräkus-tannukset saadaan murto-osaan nykyisistä.

30 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskoh taisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää kaaviomaisesti erästä keksinnön mukaista laitetta, kuva 2 esittää kaaviomaisesti erästä toista keksinnön 35 mukaista laitetta ja kuva 3 esittää osittain työstettyä kiviaihiota.

Kuvan 1 sovelluksen mukaiseen laitteeseen 5 89566 kuuluu tukirunko 7, johon tukeutuu aihiotuki 11 ja tukikaari 8. Tukikaari 8 ulottuu ympyrän kaaren muotoisena työstettävän kiviaihion 1 toiselle puolelle eli yläpuolelle, jossa se tukeutuu kiviaihion yläpintaan 5 ylätuella 12.

Aihiotuen 11 muodostaa mäntämäinen, korkeudeltaan säädettävä ja paikalleen lukittava tappi, jonka päälle kiviaihio 1 tuetaan olennaisen keskelle. Ylätuen 12 muodostaa esim. hydraulinen tai pneumaattinen sylin-10 teri ja mäntä, joka puristetaan kiviaihion yläpintaa vasten. Näin ylätuki ja aihiotuki yhdessä muodostavat pystysuoran akselin, jonka ympäri kiviaihiota voidaan pyörittää tai jonka ympäri kiviaihion ympärillä olevaa laitetta voidaan pyörittää.

15 Puoliympyrän kaaren muotoiseen tukikaareen 8 kuuluu teräkelkka 10, joka sopivan voimalaitteen avulla on liikutettavissa tukikaarta pitkin sen päästä päähän. Teräkelkkaan 10 on kiinnitetty terälaikka 6 tai muu sopiva työstöterä riippuen suoritettavasta työstöstä. 20 Teräkelkan 10 paikkaa tukikaarella 8 kaaren säteen suunnassa voidaan säätää aina sen mukaan, minkä kokoista palloa kiviaihiosta 1 työstetään. Lisäksi laitteeseen kuuluu voimalaite 13, jonka avulla tukikaarta 8 voidaan kääntää pystyakselin ympäri kiviaihion 1 suh-25 teen tai kiviaihiota 1 voidaan kääntää pystyakselin ympäri tukikaaren 8 suhteen.

Kuvassa 2 on esitettynä toinen keksinnön sovellus. Se muuten vastaa kuvan 1 laitetta, mutta kiviaihiota 1 ei ole tuettu sen yläpuolelta tukikaareen ja 30 tukikaaren 9 muodostaa ympyrämäinen kehä. Tällöin terä-kelkkaa 10 voidaan liikuttaa tukikaarta 9 pitkin aihiotuen 11 läheisyydestä yli 300° aihiotuen läheisyyteen toiselle puolelle sitä. Myös tässä sovelluksessa voidaan vaihtoehtoisesti joko kiviaihiota 1 kääntää 35 tukikaaren 9 suhteen tai tukikaarta 9 kääntää kiviaihion 1 suhteen pystyakselin ympäri.

Piirustuksessa esitettyjä keksinnön mukaisia 6 39566 laitteita käytetään seuraavasti. Kiviaihio 1 nostetaan ja tuetaan olennaisen keskelle aihiotuen 11 päälle ja se nostetaan sille korkeudelle, että kiviaihiosta työstettävän pallon keskipiste tulee tukikaaren 8 tai 9 5 kaarevuuskeskipisteeseen.

Tutkimalla kiviaihiota voidaan päättää, kuinka suuri pallo siitä voidaan tehdä tai haluttaessa tietyn kokoinen pallo, teräkelkkaa 10 säädetään tukikaaren säteen suunnassa sopivaan asemaan ja siihen kiinnite-10 tään timanttiterälaikka 6, tämän jälkeen laikalla sahataan kiviaihioon 1 vierekkäisiä uria 2 niin, että urien pohjat 3 olennaisesti kulkevat tehtävän pallon pinnassa. Urat työstetään liikuttamalla teräkelkkaa 10 koko tukikaaren salliman matkan terälaikan leikatessa poh-15 jaltaan ympyrämäisen uran kiviaihioon. Leikkauksen jälkeen joko tukikaarta tai kiviaihiota käännetään riippuen kiviaihion koosta esim. 5 - 10° ja suoritetaan uusi leikkaus. Näin koko kiviaihio käydään ympäri muodostaen siihen urien välisiä lehtimäisiä osia 4, jotka 20 kiilaamalla, vasaroimalla tai muuten iskemällä voidaan poistaa, minkä jälkeen kiviaihiosta tulee karkean pyö-reämuotoinen kappale.

Tämän jälkeen teräkelkkaan 10 kiinnitetään sopiva hiomatyökalu, esimerkiksi rengasmainen timantti-25 terä, jonka koko timanttiterärengas, halkaisija esim. 10 - 30 cm, sovitetaan kiven pintaa vasten.

Tämän jälkeen pyörittämällä hiomalaikkaa, kuljettamalla teräkelkkaa 10 pitkin tukikaarta ja kääntämällä kiviaihiota 1 ja tukikaarta toistensa suhteen 30 saadaan pyöreän kiven koko vaippa hiotuksi.

Tämän jälkeen hiottu pyöreä kivi nostetaan aihiotuen 11 varasta ja aihiotuen päälle sijoitetaan rengasmainen tai kuppimainen tuki ja pyöreää kiveä käännetään niin, että hiottu pyöreä osa pallon vaipasta 35 tulee kuppimaiseen tukeen. Tässä asennossa pallo järjestetään alkuperäiseen työstökorkeuteensa tai kuppimaisen tuen suuruudella määrätään, että pallo automaat- 7 39566 tisesti säilyy työstökorkeudessaan. Seuraavaksi palloon työstössä jääneet tukipisteiden alueet 5, sovelluksesta riippuen 1 tai 2, työstetään vastaavalla tavalla pyö-reämuotoiseksi pallopinnaksi. Tietenkin on mahdollista/ 5 että jos tukipisteiden alueilla on suhteellisen vähän työstämistä, ne voidaan suoraan hioa ilman laikalla tapahtuvaa karkeatyöstöä.

Pallon saatua hiottuna tarkalleen pallon muodon se voidaan tavanomaisin työstövälinein kiillottaa 10 kiiltäväksi teräkelkkaan 10 kiinnitetyllä kiillotusvä-lineellä.

Edellä keksintöä on selostettu esimerkinomaisesti oheisten piirustusten avulla keksinnön eri sovellusten ollessa kuitenkin mahdollisia patenttivaatimus-15 ten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (10)

1. Menetelmä kiven työstämiseksi pallon muotoiseksi, jossa 5. kiviaihioon (1) työstetään etäisyydelle toisistaan joukko ympyrän kaaren muotoisia uria (2), joiden pohjat (3) ovat olennaisesti syntyvän pallon pinnan tasalla, - urien väliset kiviaihion osat (4) poistetaan, - olennaisesti pyöreämuotoinen kiviaihio hiotaan pyö- 10 reäksi ja - käsittelemättömäksi jäänyt kiviaihion tukipisteen alue (5) työstetään muun pallopinnan tasalle, tunnettu siitä, että urien (2) työstö ja pinnan hionta suoritetaan aihion ympärillä olevaa jäykkää 15 ympyränkaaren muotoista tukikaarta (9) pitkin kulkevalla työstöterällä aihion tukeutuessa aihiotuen päälle sekä pyörittämällä aihiotuen päälle tukeutuvaa aihiota ja tukikaarta toistensa suhteen pystysuoran akselin ympäri.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tukipisteen alue (5) työstetään pyöreäksi vastaavalla tavalla kuin muu pallopin-ta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että kiviaihio (1) tuetaan työstettäessä vain alapuoleltaan, jolloin työstettävät ympyränkaaret ovat yli 300 astetta tukipisteen läheisyydestä kiviaihion ympäri tukipisteen toiselle puolelle .

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiviaihio (1) tuetaan vastakkaisilta puoliltaan, jolloin työstö tapahtuu alle 180 asteen ympyräkaarina tukipisteen läheisyydestä toisen tukipisteen läheisyyteen.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että urat (2) sahataan terälaikalla (6) pyörittämällä kiviaihiota (1) ja 9 39566 työstökonetta askelmaisesti toistensa suhteen.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiviaihion (1) tukipisteen alue (5) poistetaan kääntämällä se työstö- 5 asentoon, jossa kiviaihion keskipisteen paikka pysyy muuttumattomana.

7. Laite kiven työstämiseksi pallon muotoiseksi, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu tukirunko (7), ympyränkaaren muotoinen tukikaari (8,9), 10 tukikaarta pitkin liikutettava teräkelkka (10), johon työstöterät ovat kiinnitettävissä sekä tukirunkoon tukeutuva aihiotuki (11), jonka päälle työstettävä kiviaihio (1) tuetaan pyöritettäväksi pystyakselin ympäri tukikaaren suhteen.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että aihiotuki (11) on korkeudeltaan säädettävä kiviaihion (1) asettamiseksi tukikaaren (8,9) kaarevuuskeskipisteeseen.

8 89566

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, 20 tunnettu siitä, että tukikaari (8) on 180 asteen ympyränkaari, jolloin sen yläpäähän kuuluu kiviai-hioon (1) tukeutuva ylätuki (12) niin, että kiviaihio ja tukikaari ovat pyöritettävissä toistensa suhteen ai-hiotuen ja ylätuen määräämän pystysuoran akselin ympä- 25 ri.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 7-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että aihiotuen päälle kuuluu rengasmainen tai kuppimainen välituki, jonka päälle tukipisteen alueeltaan työstämätön pallo 30 on tuettavissa sen keskipisteen aseman muuttumatta tukikaaren suhteen. ίο 89566