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Vorrichtung zum Polieren von Werkstückoberflächen f Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Polieren von Werkstückoberflächen unter Verwendung
einer rotierenden Schleifscheibe, auf der die Werkstücke drehbar bewegbar sind.
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Normalerweise wird eine zu polierende Werkstückoberfläche auf eine
rotierende Schleifscheibe gedrückt oder es rotiert eine zu bearbeitende Werkstückoberfläche,
gegen die ein feststehendes Schleifmittel gehalten wird. Bei der zuerst genannten
Arbeitsweise erfolgt das Bearbeiten auf einer Fläche zwischen des Drehachae und
dem Umfang der Schleifscheibe. Bei konstanter Winkelgeschwindigkeit der Schleifscheibe
ist jedoch die lineare Bahngeschwindigkeit von Punkten auf unterschiedlichen Kreisen
um die Drehachsen verschieden, und zwar nimmt die Bahngeschwindigkeit um so mehr
zu, je größer der Durchmesser eines gedachten Kreises auf der Schleifscheibe ist.
Dies führt mit zunehmender Entfernung von der Drehachse zu einer um so intensiveren
Bearbeitung und Wärmeentwicklung. In der Nähe der Drehachse dagegen unterliegt die
zu polierende Werkstückoberfläche nur einer geringen Einwirkung der Schleifscheibe,
Bei jeder relativen Bewegung zwischen Werkstückoberfläche und rotierender Drehscheibe
kommt es darüber hinaus vor, daß das Werkstück verkantet gegen das Schleifmittel
angepreßt wird,
oder infolge Abnutzung der lagerstellen geringfügig
verkantet anzuregen kommt, so daß auch hierdurch die zu polierende Werkstückoberfläche
örtlich verschieden starken Anpreßdrucken ausgesetzt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Art das Anpressen und die relative Bewegung der Werkstücke in bezug auf die rotierende
Schleifscheibe so zu gestalten, daß beim Polieren an allen Stellen der zu polierenden
Oberfläche eine annähernd gleichmäßige Relativbewegung und ein konstanter Anpreßdruck
gewährleistet sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Werkstück
mit seiner zu polierenden Oberfläche unter einstellbarem Druck auf die Oberfläche
der Schleifscheibe derart und mit einer solchen Übersetzung um eine oberhalb der
Schleifscheibe und auf radialem Abstand zu deren Drehachse angeordneten, angetriebenen
Achse umlaufbar angedrückt wird, daß die Winkelgeschwindigkeiten der Schleifscheibe
und der zu polierenden Werkstückoberfläche annähernd gleich sind, so daß ein vorgegebener
Punkt der Werkstückoberfläche in bezug auf einen vorgegebenen Punkt der Oberfläche
der Schleifscheibe eine Epizykloide durchläuft, deren Zentrum zwischen dem Mittelpunkt
und dem Umfang der Oberfläche liegt.
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Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß durch eine zweifache
Übersetzung der Drehbewegung der Schleifscheibe das Werkstück bzw. die Werkstücke
um die versetzt angeordnete Achse im gleichen Drehsinn und mit gleicher Winkelgeschwindigkeit
angetrieben werden, wie die Schleifacheibe umläuft.
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Bei dieser Rotation durchläuft die Oberfläche des Werkstückes lediglich
den Bereich zwischen der Drehachse und dem Umfang der Schleifscheibe. Die Bahn,
die hierbei ein gedachter Punkt auf der Oberfläche des Werkstückes in bezug auf
einen gedachten Punkt auf der Oberfläche der Schleifscheibe durchläuft,
ist
eine Epizykloide.
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Daraus ergibt sich, daß die lineare Bahngeschwindigkeit zwischen der
esamtheit der Punkte der zu polierenden Oberfläche und der Gesamtheit der Punkte
der Schleifscheibe konstant ist. Das Werkstück oder mehrere miteinander auf Abstand
in Verbindung stehende Werkstücke führt also in bezug auf die Drehbewegung der Schleifscheibe
eine planetäre Drehbewegung aus. Die Drehachse des Werkstückes bzw. der Werkstücke
liegt etwa zwischen der Drehachse und dem Umfang der Schleifscheibe.
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Da die lineare Bahngeschwindigkeit der Punkte der Schleifscheibe an
deren Umfang am größten ist und zum Mittelpunkt zu abnimmt, während die Winkelgeschwindigkeit
der rotierenden Werkstückoberfläcjie konstant ist, in bezug auf den Drehsinn der
Schleifscheibe jedoch periodisch gleichgerichtet oder entgegengerichtet ist, ergibt
sich bei entsprechender Berechnung des Bewegungssystems die angestrebte konstante
lineare Bahngeschwindigkeit aller Punkte der zu polierenden Oberfläche in bezug
auf vorgegebene Punkte auf der Oberfläche der Schleifscheibe.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Anpreßdruck
der Werkstücke gegenüber der Schleifscheibe durch eine verstellbare Feder eingestellt
und läßt sich entsprechend ändern.
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Die Gleichmäßirkeit im Anpreßdruck der zu polierenden Werkstückoberfläche
gegenüber der Schleifscheibe wird noch dadurch unterstützt, daß in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung der das Werkstück tragende Teil in einem kardanisch aufgehängten Ring
befestigt ist. Dadurch lassen sich Abnutzungserscheinungen der lagerstellen kompensieren,
so daß die zu polierende Oberfläche auch dann in gleicher Ebene wie die Schleifscheibe
auf dieser anliegt, wenn der
den Werkstückhalter aufnehmende Einsatz
oder dessen Drehachse geringfügig verkantet sind. Hierdurch wird also eine Abnutzung
der Achsen und ihrer Lagerstellen selbsttätig korrigiert.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ninunt die um die Drehachse
rotierende Einsatztrommel mehrere Werkstückhalter auf, die mit gleicher Winkelgeschwindigkeit
umlaufen.
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Die Gleichmäßigkeit der Oberflächenabnutzung der Schleifscheibe kann
noch verbessert werden, indem eine geringe Differenz der Winkelgeschwindigkeiten
zwischen der zu polierenden Oberfläche und der Oberfläche der Schleifscheibe einstellbar
ist. Diese Maßnahme ist vorteilhaft, wenn mehrere Werkstücke gleichzeitig bearbeitet
werden, in welchem Falle ihre Bpizykloidenverschiebungen gleichmäßig über die Gesamtheit
der Schleifscheibe verteilt sind.
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An Hand eines Ausführungsbeispieles ist die Erfindung in der Zeichnung
dargestellt und im nachfolgenden erläutert; in der Zeichnung zeigt Fig. 1 in schematiscnen
Draufsicht die Anordnung einer rotierenden Einsatztrommel mit vier Werkstückhaltern
in bezug auf eine umlaufbare Schleifscheibe, Fig. 2 in einer Seitenansicht, teilweise
im Schnitt, die Anordnung nach Fig. 1, Fig. 3 ein senkrechter Schnitt gemäß der
Linie III-III in Fig. 1 in teilweise vergrößertem Maßstab, Fig. 4 ein horizontaler
Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine Detailansicht der Zone V in
Fig0 2.
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Ein in der Zeichnung nicht dargestellter Motor treibt durch einen
Riemen 1 eine Aufnahme scheibe 2 an, deren abgesetzter Teil 5 über einen Riemen
4 eine Umlenkscheibe 5 antreibt, die ihrerseits fest mit einer lotrechten Achse
6 verbunden ist, welche über ein Ritzel 7 eine Scheibe 8 mitnimmt, die frei umlaufend
auf einer Achse 9 montiert ist. Diese Achse ist fest mit einem horizontalen Arm
10 verbunden, der durch eine Einstellschraube 11 auf einem Element des Rahmengestells
12 befestigt ist. Der Arm 10 trägt eine lotrechte Welle 13, auf der frei umlaufend
eine Einsatztrommel 14 angeordnet ist, die in dem hier bes hriebenen Beispiel vier
Aufnahmestellen 15 für je einen erkz eughalter aufweist.
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In jeder Aufnahmestelle kann eine Einstellschraube 16 mit Gewinde
17 und einer Mutter 18 die Spannung einer Spiralfeder 19 regulieren, die ein Gleitstück
20 nach unten drückt, auf dem schwingend ein Werkzeughalter 21 montiert ist, der
ein Werkstück 22 enthält. Ein unterer Teil 20' des Gleitstückes 20 trägt durch zwei
diametral entgegengesetzte Schrauben 22 und 22a einen Ring 23, in die zwei Zapfen
24 und 24a eingeschraubt sind, die diametral um 0 90 zu den Schrauben 22 und 22a
gegenüberliegen und jeweils an einer abgerundeten Vertiefung einer Nut 25, 25a anliegen,
die gemäß einer Erzeugenden des zylindrischen Werkstückhalters 21 anliegt. Die Kombination
der Scnrauben 22 und 22a und der Zapfen 24, 24a stellt eine Kardanaufhängung für
den Werkstückhalter 21 dar. Dieser letztere kann demgemäß frei in allen Richtungen
schwingen, während das Werkstück selbst mit einer Kraft, die durch Betätigung des
Knopfes t6 genau geregelt werden kann, auf die Schleifscheibenoberfläche gedrückt
wird.
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Der obere Teil der Einsatztrommel 14 trägt eine horizontale Scheibe
27, die auf der Achse 13 montiert ist und über einen Riemen 28 die Scheibe 8, die
fest mit der Achse 6 verbunden
ist, antreibt. Die Einsatztrommel
dreht sich demgemäß mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit (oder im wesentlichen
der gleichen), wie Achse 6 und in der gleichen Richtung wie diese. Die gleiche Winkelgeschwindigkeit
und die gleiche Drehrichtung werden auf eine Drehachse 29 (Fig. 2) zur Einwirkung
gebracht, die die Platte 30 trägt, auf der eine Trägerscheibe 32 angeordnet und
befestigt ist (beispielsweise durch Zentrierungsfüßchen 31), auf der die Schleifoberfläche
26 befestigt ist.
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Wie Fig. 5 zeigt, weist die Trägerscheibe 32 auf ihrer Oberfläche
am Umfang eine Schulter auf, die das Schleifpapier 34 aufnimmt, dessen Arbeitsoberfläche
35 die Schleifkörner trägt. Durch einen Bund 35 mit einem Rand 36', der elastisch
auf einen kreisförmigen Ring 3 angedrückt wird, wird auf die Schleifscheibe 34 eine
Verformung ausgeübt, die sie auf die Oberfläche der Trigerscheibe 32 aufspannt.
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Patentansprüche: