DE20002310U1

DE20002310U1 - Oberflächenbearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE20002310U1
Application number: DE20002310U
Authority: DE
Original assignee: Joisten and Kettenbaum GmbH and Co JOKE KG
Current assignee: Peter Wolters - Joke Laepp- und Poliertechnik De
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2010-02-11
Also published as: EP1123776A1

Description

Joisten und Kettenbaum GmbH & Co. KG
Asselborner Weg 14-16, 51429 Bergisch-Gladbach

Oberflächenbearbeitungsmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberflächenbearbeitungsmaschine, insbesondere zum Läppen und Polieren von Gegenständen.

Oberflächenbearbeitungsmaschinen zum z. B. Läppen und Polieren von Gegenständen werden in Laboren zur Bearbeitung von metallographischen Proben, Lichtwellenleitern und Kunststoffproben eingesetzt. Darüber hinaus werden Läpp- und Poliermaschinen in der Kleinserienfertigung von Gegenständen benötigt. Solche Maschinen arbeiten derart, dass die zu bearbeitenden Gegenstände in eine Halterung eingespannt und mit Hilfe eines Pendelarmes auf einen planen Drehteller abgesenkt werden. Auf der dem zu bearbeitenden Gegenstand zugewandte Oberfläche des Drehtellers befindet sich eine Läppoder Polierscheibe. Der Drehteller mit der Läpp- oder Polierscheibe und/oder die Halterung mit den zu läppenden bzw. zu polierenden Gegenständen rotieren dabei um die senkrecht zur Fläche des Drehtellers verlaufende Achse. Die Läppoder Polierscheibe weist einen größeren Durchmesser, von beispielsweise 300mm, als die zu polierenden Gegenstände auf. Mit Hilfe des Pendelarmes werden die Gegenstände während des Läpp- bzw. Poliervorganges über die Fläche der Polierscheibe bewegt, so dass eine gleichmäßige Bearbeitung der Gegenstände bzw. eine gleichmäßige Abnutzung der Polierscheibe gewährleistet ist. Dabei ist der Pendelarm vorteilhafterweise mit einem Führungsparallelogramm ausgerüstet. Derartige Maschinen haben den Nachteil, dass ausschließlich plane Flächen bearbeitet werden können. Andersartige, beispielsweise konkave oder konvexe Flächen, können nicht maschinell, sondern nur von Hand bearbeitet werden. Eine solche manuelle Bearbeitung ist sowohl zeit- als auch kostenintensiv.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Oberflächenbearbeitungsmaschine zu schaffen, die neben planen Gegenständen auch Gegenstände mit andersartigen, beispielsweise konkaven oder konvexen Oberflächen bearbeiten, insbesondere läppen und polieren kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass ein zu bearbeitender Gegenstand auf einem Drehteller befestigbar ist, wobei ein motorisch angetriebenes Bearbeitungswerkzeug, insbesondere ein Läpp- oder Polierwerkzeug, derart gelenkig an einem Pendelarm befestigbar ist, dass es drei Freiheitsgrade für Drehungen aufweist.

Die erfindungsgemäße Oberflächenbearbeitungsmaschine ist vielseitig einsetzbar. Die freie Bewegbarkeit des Bearbeitungswerkzeugs ermöglicht die Bearbeitung von planen und/oder nicht planen Flächen. Es können je nach Bedarf verschiedene Werkzeuge, insbesondere Läpp- oder Polierwerkzeuge, eingesetzt werden, wodurch Oberflächen mit ein und derselben Maschine grob und fein geschliffen, poliert oder geläppt werden können. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in der Beschreibung und in den Unteransprüchen enthalten.

Anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

In der Figur ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Oberflächenbearbeitungsmaschine, insbesondere einer Läpp- und Poliermaschine in Seitenansicht, teilweise geschnitten, ohne Seitenabdeckungen dargestellt. Ein zu bearbeitender Gegenstand 1 (im folgenden als Probe 1 bezeichnet), ist mit Hilfe einer Halterung 2 auf einem Drehteller 4 insbesondere zentral befestigbar. Mit Hilfe eines auf der von der Probe 1 abgewandten Seite des Drehtellers 4 angeordneten elektrischen Motors 6 wird der Drehteller 4 über eine den Drehteller 4 und den elektrischen Motor 6 verbindende Drehteller-Antriebswelle 8 derart angetrieben, dass er um eine senkrecht zu seiner Haupterstreckungsfläche verlaufende Achse y-y rotiert. Dabei bildet die Abtriebswelle des angeordneten elektrischen Motors 6 gleichzeitig die Drehteller-Antriebswelle 8 (direkter Antrieb). Alternativ sind weitere

Antriebsmöglichkeiten wie &zgr;. B. Riemenantrieb denkbar. Der elektrischen Motor 6 ist durch eine zwischen dem Drehteller 4 und dem elektrischen Motor 6 angeordnete, die Drehteller-Antriebswelle 8 umschließende Ablaufwanne 10 gegen Verschmutzung geschützt. Der elektrische Motor 6 ist an einem Befestigungssteg 12 schwingungsgedämpft befestigt, der parallel zu einer in der Ebene des Drehtellers 4 verlaufenden Achse x-x verläuft und an einem Gehäuserahmen 14 befestigt ist. Auf der dem Drehteller 4 abgewandten Seite der Probe 1 ist ein Bearbeitungswerkzeug 16 derart lösbar in einer Halterung befestigt, daß es, einschließlich der Rotation um die in y-y Achse verlaufende Drehachse, drei Freiheitsgrade für Drehungen aufweist. Erfindungsgemäß wird dies durch die Verwendung eines Kardangelenks 18, welches mit einer in Ausgangsposition der Maschine in y-y Achse verlaufenden Werkzeug-Antriebswelle 20 verbunden ist, erreicht. Das Bearbeitungswerkzeug 16 wird über einen mit der Werkzeug-Antriebswelle 20 verbundenen elektrischen Motor 22 in Rotation um die in Ausgangsposition der Maschine senkrecht zur Fläche des Drehtellers 4 liegende Achse y-y versetzt. Das Kardangelenk 18 bewirkt, dass das Bearbeitungswerkzeug 16 während der Drehmomentübertragung aus der y-y Achse bzw. der Achse der Werkzeug-Antriebswelle 20 in alle Richtungen seitlich geneigt werden kann. Aufgrund dieser veränderbaren Winkelstellung zwischen Bearbeitungswerkzeug 16 und der Werkzeug-Antriebswelle 20 können auch nicht plane, beispielsweise konkave oder konvexe Flächen bei gleichmäßiger Auflage des Bearbeitungswerkzeugs 16 bearbeitet werden. In einer erfindungsgemäßen Oberflächenbearbeitungsmaschine sind unterschiedliche Kardangelenke 18 einsetzbar. Die Werkzeug-Antriebswelle 20 ist über einen Pendelarm 24 mit einem Exzenterantrieb 26 über eine parallel zur Werkzeug-Antriebswelle 20 verlaufenden Pendelarm-Antriebswelle 28 verbunden. Der Exzenterantrieb 26 wird über einen mit der Pendelarm-Antriebswelle 28 verbundenen elektrischen Motor 30 angetrieben. Der Pendelarm 24 ist vorteilhafterweise mit einem Führungsparallelogramm ausgerüstet. Dadurch wird erreicht, dass die Längsachse der Werkzeug-Antriebswelle 20 während des Bearbeitungsvorgangs jederzeit parallel zur Pendelarm-Antriebswelle 28 bzw. zur Achse y-y verläuft. Der Exzenterantrieb 26 bewirkt, dass die sich die Werkzeug-Antriebswelle 20 und damit das Bearbeitungswerkzeug 16 während des Bearbeitungsvorgangs auf einem Kreisbogen über die Fläche des Drehtellers bewegt, so dass eine gleichmäßige Bearbeitung der zu bearbeitenden Fläche

gewährleistet ist. Der Pendelarm 24 erreicht dabei die maximale Reichweite, wenn die Werkzeug-Antriebswelle 20 und der Pendelarm 24 einen Winkel &agr; von 90° in Richtung des Drehtellers 4 einschließen. Der Pendelarm 24 des Bearbeitungswerkzeugs 16 ist senkrecht zum Drehteller 4 bewegbar.

Die Antriebe des Drehtellers 4, des Bearbeitungswerkzeugs 16 und des Pendelarms 24 sind vorteilhafterweise stufenlos regelbar. Möglich ist auch eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der mit Hilfe einer z. B. auf Federkraft basierenden zusätzlichen Gewichtsbalance der Andruck des Bearbeitungswerkzeugs 16 auf die Probe 1 regelbar ist. Der Andruck kann damit durch das der Gewichtskraft entgegenwirkende System wahlweise auch minimiert werden. Der Andruck des Bearbeitungswerkzeugs 16 kann dagegen auch durch zusätzliche Gewichte erhöht werden. Diese könnten beispielsweise im Bereich des elektrischen Werkzeugmotors 22, des Bearbeitungswerkzeugs 16, des Pendelarmes 24 oder der Werkzeug-Antriebswelle 20 angebracht sein. Grundsätzlich ist sowohl ein vollautomatischer, als auch ein manuell unterstützter Betrieb der Maschine möglich.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzeimerkmal des Anspruches 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für die Erfindung zu verstehen.

Claims

1. Oberflächenbearbeitungsmaschine, insbesondere zum Läppen und Polieren von Gegenständen, mit mindestens einem Drehteller (4) und mindestens einem Pendelarm (24), dadurch gekennzeichnet, dass ein zu bearbeitender Gegenstand (1) auf dem Drehteller (4) befestigbar ist, wobei ein motorisch angetriebenes Bearbeitungswerkzeug (16), insbesondere ein Läpp- oder Polierwerkzeug, derart gelenkig an dem Pendelarm (24) befestigbar ist, dass es in drei Freiheitsgraden schwenkbeweglich ist.

2. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug (16) über ein Kardangelenk (18) mit dem Pendelarm (24) verbunden ist.

3. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelarm (24) über ein Führungsparallelogramm geführt wird.

4. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsantrieb des Bearbeitungswerkzeugs (16) durch einen elektrischen Motor (22) erfolgt.

5. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (22) derart angeordnet ist, dass seine Gewichtskraft auf die Probe (1) wirkt.

6. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle des elektrischen Motors (8) gleichzeitig die Antriebswelle des Drehtellers (4) bildet.

7. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (4) über einen Riemenantrieb von einem elektrischen Motor (8) angetrieben wird.

8. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeug-Antriebswelle (20) über den Pendelarm (24) mit einem Exzenterantrieb (26) verbunden ist.

9. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelarm (24) mit einer Gewichtsbalance ausgerüstet ist.

10. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (8) durch eine Ablaufwanne (10) vor Verschmutzung geschützt ist.

11. Oberflächenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (4) schwingungsgedämpft gelagert ist.