DE4236414C1 - Polishing machine with central driving shaft - produces through eccentric pulleys and crank linkage an elliptical motion of polishing tool with superimposed oscillation giving overlapping paths - Google Patents

Abstract

The polishing tool carrier (20) is on the end of a slider (19) which slides in a guide slot (18) of a bracket (15) with a pivot (16) on the housing (17). On a shaft (3) synchronously driven from a first shaft (1) is an eccentric pin (9) on which rotates a roller (10) with an eccentric OD. The roller can move along a slot (13) in the bracket (15). Secured to the end of the roller is a pulley (11) which is driven with a speed step up of 3:1 from a larger pulley (8) mounted on shaft (1) and having the same eccentricity as the pin (9). At the same time the slider (19) is reciprocated in the bracket (15) by a connecting rod (21) driven from a crankpin (22) on the shaft (1). The resultant motion of the polishing tool carrier (20) is circular or elliptical with a superimposed higher frequency oscillation. USE/ADVANTAGE - Linkage produces accurate, overlapping polishing paths without noise or excessive wear. Better polishing action and reduced polishing time.

Description

Die Erfindung betrifft ein Poliergerät mit einer motorgetriebenen ersten Welle, die einen Kurbeltrieb zur hin- und hergehenden Bewegung einer Stange für den Polierwerkzeugträger antreibt, sowie mit einem um eine senkrecht zu der Achse der Stange ausgerichtete Achse schwenkbaren Koppelelement, das von einem Exzentertrieb hin- und hergeschwenkt wird und in dem die Stange längsgeführt ist.The invention relates to a polishing device with a motor-driven first shaft, which has a crank mechanism for reciprocating motion drives a rod for the polishing tool carrier, as well as with one an axis pivotable perpendicular to the axis of the rod Coupling element that swings back and forth from an eccentric drive and in which the rod is longitudinally guided.

Ein derartiges Poliergerät ist aus der US 26 90 081 bekannt. Der Polierwerkzeugträger wird auf einer Kreisbahn bewegt. Infolgedessen ist nur eine kreisförmige oder kreisähnliche Polierbahn möglich. Polierbahnen mit mehrfachen Überlappungen sind nicht ausführbar.Such a polishing device is known from US 26 90 081. The polishing tool carrier is moved on a circular path. Consequently only a circular or circular polishing track is possible. Polishing tracks with multiple overlaps are not possible.

Ein anderes Poliergerät nach der DE 37 02 937 C2 verzichtet auf eine exakte und spielfreie Führung des Polierwerkzeugträgers und benötigt weiter einen zusätzlichen Antrieb für eine Querbewegung des Polierwerkzeugträgers. Infolge der lockeren Führung sind die Geräuschbildung und der Verschleiß groß.Another polishing device according to DE 37 02 937 C2 dispenses with an exact one and play-free guidance of the polishing tool carrier and needs further an additional drive for a transverse movement of the polishing tool carrier. As a result of the loose guidance, the noise and the wear great.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Poliergeräts mit einem zentralen Antrieb und der Möglichkeit einer mehrfachen Überlappung der Bewegungsbahn.The object of the invention is to provide a polishing device with a central drive and the possibility of multiple overlapping of the Trajectory.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Poliergerät durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in a generic polisher by the characterizing Features of claim 1 solved.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als der durch eine spielfreie Führung erzeugten Ellipsenbahn eine Querbewegung durch einen zusätzlichen mit Drehzahlübersetzungen angetriebenen Exzentertrieb überlagert wird. Damit ergeben sich genau definierte Bewegungsbahnen mit kreuzartiger Überdeckung. Man erzielt auf einer vergleichsweise großen Bearbeitungsfläche eine hohe Überdeckung mit Polierbahnen, so daß man die Bearbeitungszeit verkürzen kann. Das Koppelelement ist genau, verschleißarm und geräuscharm geführt.The invention differs from the prior art in that than the elliptical path created by a play-free guide Cross movement by an additional one driven with speed ratios Eccentric drive is superimposed. This results in precisely defined ones Trajectories with cross-like overlap. You get high on a comparatively large processing area  Covering with polishing sheets so that you can shorten the machining time can. The coupling element is precise, low-wear and low-noise guided.

Eine dichte Überlagerungsbewegung wird dadurch erzielt, daß die Drehzahlübertragung mindestens im Verhältnis 1 : 3 erfolgt.A dense overlay movement is achieved in that the Speed transmission takes place at least in a ratio of 1: 3.

Die Phase der Bewegungen läßt sich dadurch sicher koppeln, daß alle Räder als Zahnräder ausgebildet sind und über Zahnriemen gekoppelt sind.The phase of the movements can be safely coupled in that all wheels designed as gears are and are coupled via timing belts.

Eine zusätzliche Möglichkeit der Bahneinstellung ergibt sich dadurch, daß der Kurbeltrieb bezüglich seiner Amplitude unabhängig von dem Exzenterbetrieb einstellbar ist.An additional possibility of adjusting the path results from that the crank mechanism is adjustable with respect to its amplitude regardless of the eccentric operation is.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, in der darstellen:An embodiment of the invention is described with reference to FIG the drawing explains in which:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Antriebs- und Bewegungsteile des Poliergeräts, Fig. 1 is a schematic view of the driving and moving parts of the polishing apparatus,

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows the section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 die Draufsicht zu Fig. 1 und Fig. 3 is the top view of Fig. 1 and

Fig. 4 ein Bewegungsmuster des Polierwerkzeugs. Fig. 4 shows a movement pattern of the polishing tool.

Der Rahmen und das Gehäuse des Poliergeräts sind aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt. Das Poliergerät ist als Handgerät ausgebildet und kann mit einer Hand gehalten und geführt werden.The frame and housing of the polisher are for simplicity not shown. The polisher is a hand-held device trained and can be held and guided with one hand become.

Eine erste Welle 1 ist von einem Elektromotor 2 angetrieben. Parallel zu der ersten Welle 1 ist eine zweite Welle 3 vorgesehen. Die Wellen 1 und 3 sind in einem nichtdargestellten Rahmen gelagert. Auf den Wellen 1 und 3 sitzen jeweils konzentrisch Zahnräder 4 und 5, die gleichen Durchmesser haben und die durch einen Zahnriemen 6 gekoppelt sind. Auf die Welle 1 ist ein als Zahnrad ausgebildetes Antriebsrad 8 aufgesetzt, dessen Achse 7 exzentrisch zur Achse der Welle 1 ausgerichtet ist.A first shaft 1 is driven by an electric motor 2 . A second shaft 3 is provided parallel to the first shaft 1 . Shafts 1 and 3 are mounted in a frame, not shown. On the shafts 1 and 3 there are concentric gears 4 and 5 , which have the same diameter and which are coupled by a toothed belt 6 . A drive wheel 8 designed as a gearwheel is placed on the shaft 1 , the axis 7 of which is aligned eccentrically to the axis of the shaft 1 .

Die Welle 2 trägt einen Zapfen 9, dessen Exzentrizität nach Größe und Richtung mit der der Achse 7 bezogen auf die Welle 1 übereinstimmt. Auf dem Zapfen 9 ist eine Rolle 10 mit exzentrischer Mantelfläche gelagert. Die Rolle 10 trägt ein Zahnrad 11, das durch einen Zahnriemen 12 mit dem Antriebsrad 8 gekoppelt ist. Das Zahnrad 12 hat eine kleinere Zähnezahl als das Antriebsrad 8, so daß die Drehzahl der Welle 1 auf die Rolle 10 übersetzt wird. Die Übersetzung beträgt mindestens 1 : 3 und liegt vorzugsweise bei 1 : 4. Es ist kein ganzzahliges Übersetzungsverhältnis erforderlich. Die gleiche Exzentrizität der Achse 7 und des Zapfens 9 ist deshalb notwendig, damit die Zahnräder 8 und 11 immer einen gleichen Abstand der Achsen haben und so der Zahnriemen 12 immer gespannt ist.The shaft 2 carries a pin 9 , the eccentricity of the size and direction of which corresponds to that of the axis 7 with respect to the shaft 1 . On the pin 9 , a roller 10 is mounted with an eccentric outer surface. The roller 10 carries a gear 11 which is coupled to the drive wheel 8 by a toothed belt 12 . The gear 12 has a smaller number of teeth than the drive wheel 8 , so that the speed of the shaft 1 is translated onto the roller 10 . The translation is at least 1: 3 and is preferably 1: 4. No integer ratio is required. The same eccentricity of the axis 7 and the pin 9 is therefore necessary so that the gears 8 and 11 always have the same distance between the axes and so the toothed belt 12 is always tensioned.

Die Rolle 10 greift in einen langlochartigen Führungsschlitz 13 im Arm 14 eines Koppelelements 15 ein. Das Koppelelement 15 ist um eine Achse 16 in dem bei 17 angedeuteten Gehäuse verschwenkbar und hat einen geraden Durcchgang 18. Der Durchgang 18 bildet eine Längsführung für eine Stange 19, an der ein Polierwerkzeugträger 20 sitzt. Mit der Stange 19 ist in einer kugelgelenkartigen Lagerung ein Pleuel 21 gekoppelt, das in einem Kurbelzapfen 22 sitzt, der von einem Exzentertrieb 23 der Welle 1 angetrieben wird. Die Kurbel 21 erzeugt eine hin- und hergehende Bewegung 25 der Stange 19. Der Exzentertrieb 23 ist verstellbar ausgebildet.The roller 10 engages in a slot-like guide slot 13 in the arm 14 of a coupling element 15 . The coupling element 15 can be pivoted about an axis 16 in the housing indicated at 17 and has a straight passage 18 . The passage 18 forms a longitudinal guide for a rod 19 on which a polishing tool carrier 20 is seated. A connecting rod 21 is coupled to the rod 19 in a ball-and-socket-type bearing and sits in a crank pin 22 which is driven by an eccentric drive 23 of the shaft 1 . The crank 21 produces a reciprocating movement 25 of the rod 19 . The eccentric drive 23 is adjustable.

Das Poliergerät wird von dem einzigen Elektromotor 2 angetrieben. Die Wellen 1 und 3 laufen parallel zueinander mit gleicher Drehzahl um. Der Zapfen 9 liegt gegenüber der Welle 3 exzentrisch und erzeugt im Eingriff mit dem Führungsschlitz 13 eine hin- und hergehende Verschwenkung 24 des Koppelelements 15. Synchron erzeugt die Kurbel 21 eine hin- und hergehende Bewegung 25 der Stange 19. Somit wird der Polierwerkzeugträger 20 auf einer Ellipsenbahn oder Kreisbahn bewegt.The polisher is driven by the single electric motor 2 . Shafts 1 and 3 run parallel to each other at the same speed. The pin 9 is eccentric with respect to the shaft 3 and, in engagement with the guide slot 13, produces a reciprocating pivoting 24 of the coupling element 15 . The crank 21 synchronously produces a reciprocating movement 25 of the rod 19 . Thus, the polishing tool carrier 20 is moved on an elliptical or circular path.

Zu dieser Grundbewegung kommt noch eine oszillierende Bewegung, die durch die exzentrische Rolle 10 erzeugt wird. Diese Rolle 10, die mit höherer Drehzahl umläuft, erzeugt oszillierende Verschwenkungen des Koppelelements 15, die der Ellipsenbahn überlagert sind.In addition to this basic movement there is an oscillating movement which is generated by the eccentric roller 10 . This roller 10 , which rotates at a higher speed, produces oscillating pivotings of the coupling element 15 , which are superimposed on the elliptical orbit.

Fig. 4 zeigt ein Simulationsbild der Bewegungsbahn des Polierwerkzeugträgers 20. Man erkennt die Grundellipse und die oszillierenden Überlagerungen. Die Gesamtbewegungsbahn hängt im einzelnen von der Größe der Drehezahlübersetzung von dem Antriebsrad 8 auf das Zahnrad 11 ab. Die Bewegungsbahn überstreicht eine große Fläche, so daß die Polierleistung entsprechend erhöht wird. Fig. 4 shows a simulation image of the movement path shows the polishing tool carrier 20. The basic ellipse and the oscillating overlays can be seen. The total movement path depends in detail on the size of the speed ratio from the drive wheel 8 to the gear 11 . The movement path covers a large area, so that the polishing performance is increased accordingly.

Claims (4)

1. Poliergerät mit einer motorgetriebenen ersten Welle, die einen Kurbeltrieb zur hin- und hergehenden Bewegung einer Stange für den Polierwerkzeugträger antreibt, sowie mit einem um eine senkrecht zu der Achse der Stange ausgerichtete Achse schwenkbaren Koppelelement, das von einem Exzentertrieb hin- und herbewegt wird und in dem die Stange längsgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zapfen (9) des Exzentertriebs auf einer von der ersten Welle (1) synchron angetriebenen zweiten Welle (3) exzentrisch sitzt und eine Rolle (10) mit einer exzentrischen Mantelfläche und einem Rad (11) trägt, daß die erste Welle (1) ein Antriebsrad (8) mit gleicher exzentrischer Versetzung wie der Zapfen (9) des Exzentertriebs trägt und daß das Antriebsrad (8) das genannte Rad (11) mit formschlüssig und mit Drehzahlübersetzung antreibt und daß das Koppelelement (15) einen senkrecht zu der Achse (16) ausgerichteten Arm (14) mit einem langlochartigen Führungsschlitz (13) aufweist, in den die Rolle (10) eingreift.1. Polishing device with a motor-driven first shaft, which drives a crank mechanism for the reciprocating movement of a rod for the polishing tool carrier, and with a coupling element which can be pivoted about an axis oriented perpendicular to the axis of the rod and which is moved to and fro by an eccentric drive and in which the rod is guided longitudinally, characterized in that a pin ( 9 ) of the eccentric drive sits eccentrically on a second shaft ( 3 ) synchronously driven by the first shaft ( 1 ) and a roller ( 10 ) with an eccentric lateral surface and a wheel ( 11 ) carries that the first shaft ( 1 ) carries a drive wheel ( 8 ) with the same eccentric offset as the pin ( 9 ) of the eccentric drive and that the drive wheel ( 8 ) drives said wheel ( 11 ) with positive locking and with speed ratio and that the coupling element ( 15 ) a perpendicular to the axis ( 16 ) aligned arm ( 14 ) with a slot-like guide key itz ( 13 ), in which the roller ( 10 ) engages. 2. Poliergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlübersetzung mindestens im Verhältnis 1 : 3 erfolgt.2. Polisher according to claim 1, characterized in that the Speed ratio is at least 1: 3. 3. Poliergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (1) die zweite Welle (3) über Zahnräder (4, 5) und einen Zahnriemen (6) antreibt und daß auch die Räder (8, 11) als Zahnräder ausgebildet und über einen Zahnriemen (12) gekoppelt sind.3. Polisher according to claim 1 or 2, characterized in that the first shaft ( 1 ) drives the second shaft ( 3 ) via gear wheels ( 4, 5 ) and a toothed belt ( 6 ) and that the wheels ( 8, 11 ) as Gear wheels are formed and coupled via a toothed belt ( 12 ). 4. Poliergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb (21, 23) bezüglich seiner Amplitude unabhängig von dem Exzentertrieb einstellbar ist.4. Polisher according to one of claims 1 to 3, characterized in that the crank mechanism ( 21, 23 ) is adjustable with respect to its amplitude independently of the eccentric drive.