DE19518708C2 - Schleifmaschine zum Erzeugen einer feingeschliffenen, konvexen Stirnfläche an länglichen Werkstücken - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Erzeugen einer feingeschliffenen konvexen Stirnfläche an länglichen Werkstücken, beispielsweise einem Verbindungselement für Glasfaserkabel oder einem aus Glas Keramik oder Kunststoff bestehenden Zylinder oder Block, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Glasfaserkabel finden bei der Übertragung optischer Signale eine breite Anwendung und sind allgemein durch ein optisches PC-Verbindungselement (PC = Physical Contact) miteinander verbunden. Das PC-Verbindungselement besteht aus Hülsen, die jeweils auf den zu verbindenden Faserenden vorgesehen sind. Jede Hülse weist eine hemisphärische konvexe Stirnfläche mit einer Hochglanzoberfläche auf, um einen engen Kontakt der Fasern zu gewährleisten. Durch diese Art von Verbindungselement, welches unter anderem mit der erfindungsgemäßen Schleifmaschine bearbeitet werden soll, werden optische Verluste, die auf eine Lücke zwischen den Faserenden zurückzuführen sind, erfolgreich reduziert.

Eine solche Schleifmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus dem JP-Abstract 63-216 662 A bekannt. Die US 4,198,790 zeigt ferner eine Schleifmaschine, bei der das Schleifwerkzeug und das Werkstück relativ zueinander in Achsrichtung des Schleifwerkzeugs verschiebbar sind, um unterschiedliche Seiten einer kugelartigen Rolle zu schleifen. Das JP-Abstract 58-137 548 A zeigt schließlich noch ein Schleifwerkzeug mit zwei axial nebeneinander angeordneten Bereichen unterschiedlicher Körnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schleifmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß der Schleifvorgang in kürzerer Zeit mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei der Schleifmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 im wesentlichen durch kennzeichnende Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Schleifmaschine weist somit eine drehangetriebene Schleifscheibe auf, die auf ihrem Umfang eine konkave Arbeitsoberfläche mit einem bogenförmigen Querschnitt aufweist. Das Werkstück rotiert um seine Längsachse, die unter einem zur Achse der Schleifscheibe rechten Winkel verläuft. Ein Bewegungsmechanismus bewegt das Werkstück in Richtung seiner Längsachse, um dadurch das Werkstück gegen die Arbeitsoberfläche zu drücken. Eine Verschiebeeinrichtung verschiebt das Werkstück relativ zur Schleifscheibe in deren Achsrichtung so, daß das Werkstück erst grob und dann feingeschliffen wird, wozu die Schleifscheibe axial nebeneinander angeordnete Bereiche unterschiedlicher Körnung aufweist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben, in der

Fig. 1 einen Querschnitt einer Hülse zeigt, die ein Glasfaser- Verbindungselement bildet;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine zeigt,

Fig. 3 eine Ansicht der Maschine aus Fig. 3 zeigt,

die Fig. 4A und 4B Querschnitte zeigen, die eine Schleifscheibe sowie ein Werkstück darstellen, das durch diese geschliffen werden soll und

die Fig. 5A und 5B Querschnitte einer Schleifscheibe zeigen, die bei der erfindungsgemäßen Schleifmaschine verwendet wird.

Es wird nun auf Fig. 1 der Zeichnungen Bezug genommen, in der als Werkstück ein PC-Verbindungselement gezeigt und allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist. Wie gezeigt, verbindet das Verbindungselement 1 zwei optische Glasfaserkabel 10 und 12, die jeweils Endflächen 10a und 12a aufweisen. Das Verbindungselement 1 minimiert optische Verluste, die während der Fortpflanzung optischer Signale aufgrund einer Lücke zwischen den Endflächen 10a und 12a auftreten. Insbesondere sind auf den Enden der Glasfaserkabel 10 und 12 jeweils Hülsen 14 und 16 vorgesehen, wobei die Endflächen 14a bzw. 16a jeder Hülse so geschliffen werden, daß sie eine hemisphärische, konvexe Hochglanzoberfläche aufweisen. Bei diesem Aufbau werden die Endflächen 10a und 12a der Glasfaserkabel 10 und 12 in engem Kontakt miteinander gehalten. Überflüssige Teile der Glasfaserkabel 10 und 12 sowie überschüssiges Klebemittel, das während der Herstellung auf die Enden der Glasfaserkabel 10 und 12 aufgebracht wurde, werden durch grobes Schleifen entfernt.

Im folgenden wird eine Schleifmaschine beschrieben, die die vorliegende Erfindung verkörpert. Wie gezeigt ist, weist die allgemein mit der Bezugsziffer 30 bezeichnete Maschine eine metallgebundene Umfangsprofilschleifscheibe 32 mit einer Arbeitsoberfläche 32a auf, die mit einem konkaven, bogenförmigen Abschnitt versehen ist. Eine Hülse 34 ist eine spezifische Art eines Werkstücks, das bei der Ausführungsform verwendet werden kann. Wenn die Arbeitsoberfläche 32a und die Hülse 34 jeweils um ihre eigenen Achsen rotieren wird der konkave, bogenförmige Abschnitt der Oberfläche 32a zum Ende 34a der Hülse 34 transportiert, und bearbeitet diese. Das Ergebnis besteht darin, daß das Ende 34a mit einer glatten, konvexen Hochglanzoberfläche versehen wird.

Im einzelnen wird die Hülse 34 durch eine Spannvorrichtung 36 gehalten und durch einen Umkehrmotor 38 wiederholt in entgegengesetzter Richtung rotiert. Die Spannvorrichtung 36 und der Motor 38 sind in Fig. 3 dargestellt. Eine erste Verschiebeeinrichtung 40 und eine zweite Verschiebeeinrichtung 42 sind in der Lage, die Hülse 34 in axialer Richtung bzw. in radialer Richtung der Schleifscheibe 32 zu bewegen. Ein Abrichtwerkzeug 46 ist auf einer Bühne 44 befestigt und um eine Achse senkrecht zur Achse der Schleifscheibe 32 rotierbar. Das Werkzeug 46 wird gegen die Schleifscheibe 32 gedrückt und durch einen Motor 45 angetrieben, um den bogenförmigen Abschnitt der Arbeitsoberfläche 32a zu korrigieren, wenn dieser verschlissen ist. Von einer Stromversorgungsquelle 48 wird eine Spannung zwischen die Schleifscheibe 32 und eine negative Elektrode 50 angelegt, die an die Arbeitsoberfläche 32a angrenzt. Gleichzeitig wird der Arbeitsoberfläche 32a eine schwach leitende abrasive Flüssigkeit 52 zugeführt. Die Spannung und die Flüssigkeit 52 bewirken die elektrolytische Oberflächenbearbeitung bzw. Nachbearbeitung auf der Scheibe 32, um die Eigenschaften der Arbeitsoberfläche 32a konstant zu halten und die Lebensdauer des Werkzeugs 46 zu erhöhen, d. h., die Austauschhäufigkeit der Schleifscheibe 32 zu reduzieren.

Der Betrieb der Schleifmaschine 30 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B beschrieben, die allerdings eine Schleifscheibe ohne die Bereiche unterschiedlicher Körnung nach der Erfindung zeigen und daher lediglich der Erläuterung dienen. Die Hülse 34 rotiert um eine Achse a. Die bogenförmige Arbeitsoberfläche 32a weist eine Krümmungsmitte b auf, die in einer Mittelebene senkrecht zur Rotationsachse der Schleifscheibe 32 liegt. Wie in Fig. 4A gezeigt, verschiebt die Verschiebeeinrichtung 40 zunächst die Achse a der Hülse 34 von der Mitte oder der Ebene b der Arbeitsoberfläche 32a um eine Entfernung c. Anschließend wird bewirkt, daß die Hülse 34 die Arbeitsoberfläche 32a kontaktiert. In diesem Zustand schleift die Arbeitsoberfläche 32a das Ende 34a der Hülse 34, um überschüssiges Klebemittel und überflüssige Teile der Faser zu entfernen. Das Ende 34a der Hülse 34 wird somit in eine konische Form gebracht. Wie in Fig. 4B gezeigt, bringt Verschiebeeinrichtung 40 die Achse a anschließend wiederum in Ausrichtung mit der Mitte b. Als Folge hiervon wird das Ende 34a der Hülse 34 nach und nach in eine halbkugelförmige bzw. runde Form endbearbeitet. Wenn das Ende 34a der Hülse 34 von der Spitze bis zu einem vorgegebenen Punkt hin endbearbeitet wurde, ist der Endbearbeitungsvorgang abgeschlossen.

Die Fig. 5A und 5B zeigen eine Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt ist, weist die Schleifmaschine 30, eine Schleifscheibe 54 einen Bereich 56 mit feinen abrasiven Körnchen und Bereiche 58 mit groben abrasiven Körnchen auf. Die feinen Körnchen sind, im Querschnitt gesehen, im mittleren Bereich 56 der Schleifscheibe 54 mit ihrer Arbeitsoberfläche 54a positioniert, während die groben Körnchen an den angrenzenden Randbereichen 58 des mittleren Bereichs 56 positioniert sind. Zunächst wird die Achse a der Hülse 34 vom Zentrum b der Schleifscheibe 54 um die Entfernung c verschoben. Anschließend wird das Ende 34a der Hülse 34 durch die groben Körnchen im Bereich 58 mit hoher Geschwindigkeit geschliffen. Nachdem die Achse a wieder in Ausrichtung mit dem Zentrum b gebracht worden ist, wird das Ende 34a der Hülse 34, durch die feinen Körnchen im Bereich 56 endbearbeitet.

In den Ausführungsformen wird der Umkehrmotor 38 dazu verwendet, die Hülse 34 wiederholt in entgegengesetzter Richtung zu rotieren, weil im allgemeinen ein langes Glasfaserkabel mit der Hülse 34 verbunden ist. Ein Werkstück, mit dem kein Glasfaserkabel oder ähnliches verbunden ist, kann ganz einfach in nur eine Richtung rotiert werden.

Claims (3)

1. Schleifmaschine zum Erzeugen einer feingeschliffenen, konvexen Stirnfläche an länglichen Werkstücken, insbesondere Verbindungselementen von optischen Glasfaserkabeln, mit einer Umfangsprofilschleifscheibe, mit der die um ihre Längsachse rotierenden Werkstücke unter einem zur Achse der Schleifscheibe rechten Winkel in Eingriff gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (32; 54) axial nebeneinander angeordnete Bereiche (56; 58) unterschiedlicher Körnung zum Grob- und Feinschleifen aufweist und die Werkstücke (34) und die Schleifscheibe (32; 54) mittels einer Verschiebeeinrichtung (40) zum Grob- und Feinschleifen in Achsrichtung der Schleifscheibe (32; 54) relativ zueinander verschiebbar sind.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein rotierendes Abrichtwerkzeug (46) für die Schleifscheibe (32; 54) aufweist.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (32; 54) einen mittleren Bereich (56) mit feiner Körnung und beidseitig hiervon je einen Bereich (58) mit grober Körnung aufweist.