DE535216C - Maschine zum doppelseitigen Polieren beliebig gekruemmter Oberflaechen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. OKTOBER 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 535 KLASSE 67a GRUPPE

Herbert Waehmer in Amsterdam

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum doppelseitigen Polieren beliebig gekrümmter Oberflächen, wie sie insbesondere bei Eßbestecken vorkommen. Bei derartigen 3VPaschinen pflegen die Polierwerkzeuge in der Längsrichtung der Werkstücke eine Schwingbewegung auszuführen, deren Krümmung der der Werkstücksoberfläche möglichst angepaßt ist. Diese Schwingbewegung ist als die

ίο eigentliche Arbeitsbewegung der Maschine anzusehen. Der Vorschub kann entweder durch eine Ouerbewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks erfolgen; in der Regel wird die zweite Möglichkeit gewählt.

Es ist bei derartigen Maschinen anzustreben, daß die Relativbewegungen zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück sich möglichst innig der Form des Werkstücks anschmiegen, damit der Arbeitsdruck, den das Werkzeug auf das Werkstück ausübt, an allen Stellen des Werkstücks möglichst gleichbleibt.

Ferner ist Wert darauf zu legen, daß die Arbeitsbewegungen des Werkzeugs so begrenzt sind, daß die Werkzeuge nicht über die Ränder der Werkstücke herausgeführt werden, da sonst bei den zu einwandfreier Politur erforderlichen starken Drücken eine Beschädigung der Ränder unvermeidlich ist.

Die zu bearbeitenden Werkstücke pflegen die verschiedensten Krümmungen in sich zu vereinigen; infolgedessen ist es notwendig, daß der Krümmungsverlauf auch der Arbeitsbewegung der Werkzeuge während des Ganges der Maschine geändert werden kann. Um die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine zu erhöhen und die Genauigkeit des Polierens zu vergrößern, ist es zweckmäßig, diese Änderungen in Abhängigkeit von dem Quervorschub zu bewirken. Durch eine selbsttätige Übertragung der einen Bewegung auf die andere kann ferner noch erheblich an Bedienung gespart werden.

Die Bedienung einer derartigen Maschine kann ferner noch dadurch vereinfacht werden, daß sie sich bei einer vorbestimmten Lage der Werkstücke zu den Werkzeugen selbsttätig ein- und ausschaltet.

Um Werkstücke verschiedener Größe auf ein und derselben Maschine bearbeiten zu können, ist es vorteilhaft, den Werkzeugen eine der Größe der Werkstücke angepaßte Voreinstellung zu geben, durch die die Größe. der Arbeitsbewegung, hinsichtlich ihrer Grenzen verändert werden kann. Die Bearbeitung von Werkstücken verschiedener Größe läßt es ferner angezeigt erscheinen, eine derartige Maschine noch mit Einrichtungen zur Änderung des Quervorschubes auszustatten, so daß die Polierstriche in mehr oder minder dichtem Abstand gegeneinander verlaufen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Poliermaschine der erwähnten Gattung, bei der diese Erfordernisse in außerordentlich ein-

fächer und zugleich zweckmäßiger Weise verwirklicht sind.

Das Wesen, der Erfindung wird in erster Linie darin erblickt, daß die Drehzapfen S eines durch einen Kurbelantrieb in Schwingungen zu versetzenden Tragrahmens für die Polierwerkzeuge für eine Längsverschiebung in Richtung ihrer Schwingungsmittelebene eingerichtet sind, ohne daß dabei die Angriffspunkte des Kurbelantriebs ihre Lage auf dem Tragrahmen ändern. Die Schwingungen des Tragrahmens entsprechen hierbei den in Richtung der Werkstückslängsachse verlaufenden Arbeitsschwüngen der Werkzeuge; sie werden durch Veränderung der Lage des Rahmendrehpunktes sowohl hinsichtlich ihrer Weite als auch ihrer Krümmung geändert, wie aus Abb. ι ersichtlich ist, die eine schematische Darstellung ihrer Bewegungsvorgänge zeigt.

Der Tragrahmen 2 ist um den Punkt 6 im Maschinenrahmen drehbar gelagert und trägt an seinem unteren Ende bei ι die Polierwerkzeuge. An seinem oberen Ende 3 greift eine Schwinge 5 an, die um den Punkt 4 mittels eines Kurbelgetriebes hin und her pendeln kann und dabei den Tragrahmen 2 in die beiden gezeigten Endlagen mitnimmt. Der Drehpunkt 6 des Tragrahmens ist in der Schwingungsmittelebene — bei der Darstellung in einer Senkrechten — längsverschiebbar. Hierdurch ändert sich der Bogen, den die Werkzeuge 1 um den Drehpunkt 6 beschreiben, und zwar sowohl hinsichtlich seines Halbmessers, d, h. seiner Krümmung, als auch seiner Winkelweite, ohne daß der Ausschlag der Angriffspunkte 3 geändert wird. Um die von den Werkzeugen ι beschriebenen Bögen der Oberfläche der jeweils zu bearbeitenden Werkstücke anzupassen, genügt es, wenn der Drehpunkt 6 während des Arbeitsganges um geeignete Beträge längsverschoben wird.

Diese Längsverschiebungen müssen in Abhängigkeit von dem Quervorschub der Werkstücke vorgenommen werden. Zur selbsttätigen Steuerung der Maschine genügt es daher, wenn der die Längsverschiebung des Drehpunktes 6 verursachende Teil zusammen mit der Vorschubeinrichtung der Maschine angetrieben wird.

Aus Abb. ι ist ferner noch zu entnehmen,

daß Werkstücke verschiedenster Größe auf einer nach den beschriebenen Grundsätzen gebauten Maschine bearbeitet werden können.

Es ist lediglich erforderlich, die Halter für die Polierwerkzeuge im Tragrahmen 2 um vorbestimmte Beträge längszuverschieben, um die von den Werkzeugen 1 beschriebenen Bögen innerhalb weiter Grenzen zu ändern.

In Abb. ι sind drei verschieden große Werkstücke dargestellt, die nach Vornahme der Einstellung der Werkzeuge auf ein und derselben Maschine bearbeitet werden können. Aus der Zeichnung ergibt sich, daß die Maschine ebensogut zur Bearbeitung von Löffeln als auch von Gabeln geeignet ist; durch passende Steuerung der Drehzapfen lassen sich auch nahezu ebenflächige Werkstücke polieren.

Der Tragrahmen 2 kann entweder auf beiden Seiten oder in der Mitte in der Maschine gelagert sein. In beiden Fällen wird-durch die Anordnung der Lagerpunkte neben der Schwingungsbahn des Tragrahmens erreicht, daß dieser ungehindert auf sehr große Schwin- . gungsweiten verstellt werden kann.

In den beiliegenden Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungbeispiel dargestellt.

Abb. 2 zeigt den Antrieb .der Werkstückhalter in Vorderansicht;

Abb. 3 ist eine Seitenansicht des rückwärtigen Teiles der Maschine;

Abb. 4 ist ein senkrechter Mittelschnitt durch die Maschine in Richtung der Linie IV-IV der Abb. 3 und 6 mit herausgebrochenem Mittelteil;

Abb. 5 ist ein senkrechter Teilmittelschnitt iri Richtung der Linie V-V der Abb. 6;

Abb. 6 ist ein waagerechter Gesamtquerschnitt in Richtung der Linie VI-VI der Abb. 2 und 5.

Der Antrieb der Maschine erfolgt mittels einer Riemenscheibe 10 (Abb. 3 und 6), die eine im Maschinensockel 11 gelagerte Welle 12 in Drehung versetzt. Auf der Welle 12 ist längsverschiebbar eine Kupplungshälfte τ 3 angeordnet, die vermittels einer Gabel 14 auf nachstehend noch zu beschreibende Weise zum Reibungsschluß mit ihrer Gegenhälfte ι-ζ gebracht werden kann. Auf dieser befindet sich ein Zahnrad 16, das mit einem Zahnrad 17 auf der Hauptarbeitswelle 18 der Maschine kämmt (Abb. 3). Von der Welle 18 wird über einen Kurbelantrieb der die Polierwerkzeuge aufnehmende Tragrahmen in Schwingung versetzt, jedoch nur dann, wenn die Kupplung 13 bis 15 eingerückt ist.

Der Kurbelantrieb besteht aus den beiderseits auf der Welle 18 an ihren Enden angeordneten Kurbelzapfen 19, die über das Hebelgestänge 20, 21 die Schwingzapfen 22 in eine hin und her gehende Bewegung versetzen (Abb. 3). Diese Schwingzap.f en entsprechen den Teilen 4 der Abb. 1 und sind als Hohlkörper auf Tragzapfen 23 der Maschine gelagert. Die Schwingzapfen sind nach oben in Arme 24 verlängert, die die pendelnde Bewegung der Schwingzapfen mitmachen und an ihren oberen Enden die Lagerung 25 für einen Tragrahmen 26 besitzen,. der die Werkzeughalter aufnimmt. Die La-

gerung 25 entspricht den Punkten 3 der Abb. 1, die Arme 24 den Teilen 5 und der Tragrahmen 26 den Teilen 2.

Der Tragrahmen 26 hängt frei im Innern der Maschine und wird durch die in den Lagern 25 befindlichen Zapfen 27 in Schwingungen von gleicher Weite versetzt. Der Drehpunkt des Tragrahmens 26 wird durch die Zapfen 28 verkörpert, die in Gleitlagern 29 der Maschine auf nachstehend noch zu erläuternde Weise auf und ab bewegt werden können.

Der Tragrahmen ist mit zwei Brücken 30 und 30' ausgestattet, die die Werkzeughalter tragen, in denen der eine in Abb. 4 oben im Schnitt dargestellt, ist. Wie ersichtlich, besteht jeder Werkzeughalter aus einer Buchse 31, in der eine Patrone 32 längsverschiebbar ist, die den Polierstein 33 trägt Die Patronen sind durch eine Schraube, die in einen Schlitz eingreift, gegen Verdrehung gesichert und werden durch Federn 35 in axialer Richtung belastet, so daß die Poliersteine dauernd gegen die zu bearbeitenden Oberflächen anliegen. Der Druck der Federn 35 kann durch eine Stellschraube 36 nach Lösung einer Mutter 37 geändert werden.

Wie aus Abb. 4 ferner ersichtlich ist, sind die Gleitlager 29 für die Drehzapfen 28 des Tragrahmens 26 an Schlitten 38 angebracht, die im Maschinengehäuse durch Muttern 39 gehalten sind (Abb. 6). Das Maschinen-

. gehäuse ist mit Führungsflächen für die Schlitten 38 versehen, so daß diese ohne Reibung im Gehäuse auf und nieder gehen können. An ihren unteren Enden tragen die Schlitten 38 Rollen 40, mit denen sie auf Kurvenscheiben 41 aufliegen (Abb. 4).
Die Drehzapfen 28 und. der Schlitten 38 mit den daran befindlichen Rollen 40 bilden ein geschlossenes Ganzes, das sich bei einer Drehung der Kurvenscheibe 41 in seiner Führung im Maschinengestell auf und ab bewegt. Während des Ganges der Maschine ist also die Lage der Drehzapfen 28 zum Rahmen 26 entsprechend dem Verlauf der Kurvenscheibe 41 veränderlich.

Die Arme 24, die, wie erwähnt, um die festliegenden Tragzapfen 23 der Maschine pendeln, haben dagegen während des Ganges der Maschine stets gleiche Schwingungsweite. Die Längsverschiebung der Drehzapfen 28 in der durch die Achse der Tragzapfen gehenden senkrechten Ebene bewirkt eine Drehung der Zapfen 27 im Lager 25, da sich durch die erwähnte Verschiebung der Zapfen 28, welche die Schwingungsmitte für den Rahmen 26 bildet, dessen Lage zu den Armen 24 mitverändert.

Wenn etwa die Zapfen 28 und 23 durch entsprechende Radien der Kurvenscheibe 41 in die gleiche Achsenlinie gebracht werden, so beschreiben die Polierwerkzeuge 33 Kreisbögen, deren Radien gleich der Entfernung der Polierwerkzeuge und damit auch der Polierflächen von der Achse der Zapfen 23 sind. ^! Treten die Zapfen 28 bei ihrer Längsverschiebung unter die Achse der Zapfen 23, so werden, wie sich aus Abb. 1 ergibt, die Wege der Polierwerkzeuge kleiner.

Die Umrißlinien dieser Kurvenscheiben ■ werden so gewählt, daß die Schlitten 38 und damit auch die Lager 29 eine der Oberflächenkrümmung des jeweils zu bearbeitenden Werkstücks angepaßte Aufundabbewegung ausführen. Um dauernd ein gutes Anliegen der Rollen 40 auf den Kurvenscheiben 41 zu erreichen, sind die Schlitten38 über ein Gestänge 42 mit einem Teller 43 versehen, der ständig von einer Feder 44 belastet ist, und dergestalt den Schlitten nebst seiner Rolle gegen die Steuerkurven zu ziehen sucht (Abb. 4)·

Der Antrieb der Steuerkurven erfolgt durch eine Welle 45, die in ihrer Mitte mit einem Schneckenrad 46 (Abb. 5) und mit einer mit einem Nocken 47 versehenen Scheibe 48 (Abb. 6) ausgestattet ist. Der Antrieb des Schneckenrades 46 erfolgt durch eine Schnecke 49, die auf einer sich in der Längsrichtung der Maschine erstreckenden Vorschubspindel 50 sitzt (Abb. 5).

Diese Vorschubspindel kann durch ein Handrad 51 (Abb. 5 und 6) in Drehung versetzt werden; es ist jedoch auch möglich, ihre Bewegung von der Hauptarbeitswelle τ 8 der Maschine abzuleiten, wie nachstehend noch beschrieben werden soll. Die Spindel 50 trägt ein Schraubenrad 52, das mit einem Schraubenrad auf der senkrecht zur Spindel 50 liegenden Achse 53 kämmt (Abb. 5 und 6). Die Achse S3 treibt über ein Vorgelege eine weitere Achse 56 an, die ein Schneckenrad 57, das lose auf der Spindel 50 drehbar ist, in Umlauf setzt. Das Schneckenrad 57 ist nur auf seiner unteren Hälfte mit Zähnen besetzt und trägt auf seiner oberen Hälfte einen Arm 58 mit einer Rolle 59 (Abb. 2 und 5). Diese Rolle liegt in einer Gabel 60 eines quer verschiebbaren Schlittens 61, der auf seiner Oberseite eine Zahnstange 62 trägt. Die Zahnstange 62 steht in Eingriff mit Zahnbögen 63, mit denen jeder der Werkstückhalter 64 ausgestattet ist. Zur Führung des Schlittens 61 sind an der Maschine Klammern 65 vorgesehen.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß bei Drehung des Handrades 51 über die Spindel 50, die Achsen 53 und 56 und den Arm 58 die Rolle 5.9 in Bewegung versetzt wird und diese auf die Zahnstange 62 überträgt, die dergestalt über die Zahnsegmente 63 die

Werkstückhalter 64 in eine schaukelnde Bewegung versetzen kann, sofern das Handrad 51 um die entsprechenden" Beträge hin und her bewegt wird.

Die Schaukelbewegungen der Werkstück halter bewirken den Quervorschub der Werkstücke unter den Polierwerkzeugen 33. Sie werden daher zweckmäßigerweise von der Hauptarbeitswelle 18 der Maschine abgeleitet. Zu diesem Zweck ist diese über eine hier nicht dargestellte Kröpfung mit einer Kurbelstange 65 (Abb. 6) verbunden, die ihre hin und her gehenden Bewegungen auf die Achse 53 überträgt. Infolgedessen führen auch die vorstehend erwähnten, von der Achse 53 angetriebenen Teile bis einschließlich zur Zahnstange 62 und den Zahnsegmenten 63 die von der Kurbelstange 65 verursachte hin und her gehende Bewegung aus.

Zur Einstellung des Vorschubes ist eine mit der Achse 53 zusammenwirkende Einrichtung

66 an der Außenseite der Maschine bequem zugänglich angeordnet. Auf diese Weise kann der Vorschub innerhalb weiter Grenzen geregelt werden.

Zur Einschaltung der Kupplung 13 bis 15

ist eine Achse 67 vorgesehen, die die Gabeln 14 trägt. Bei der Verschwenkung der Achse

. 67 werden die Gabeln ebenfalls verschwenkt und dadurch die Kupplungshälfte 13 auf der Welle 12 verschoben. Die Verschwenkung der Achse 67 kann mittels eines - Handgriffs 68 (Abb. 6) durch die Bedienung erfolgen. Der Handgriff 68 sitzt auf-einer Achse 619, die über einen Lenker 70 mit der Achse 67 verbunden ist. Die Verschwenkung der Achse

67 kann jedoch auch selbsttätig in Abhängigkeit von der Winkellage der Werkstückhalter 64 bewirkt werden. Diesem Zweck dient das vorerwähnte Nockenrad 48, dessen Nocken 47 bei einer bestimmten Stellung des Rades 48 — und damit auch der Spindel 50 bzw. des Armes 58 bzw. der Zahnbögen 63 — gegen einen Kurbelarm 71 auf der Achse 67 stößt, diesen umlegt und dergestalt der Achse 67 die zur Einschaltung der Kupplung erförderliche Verschwenkung erteilt. Die Bedienung der Maschine braucht ■ daher lediglich das Handrad 51 in eine bestimmte Winkellage zu drehen, die der zum Ingangsetzen der Maschine günstigsten Stellung der Werkstückhalter entspricht, ohne daß sie noch einen weiteren Bedienungsgriff zur Ingangsetzung der Maschine vorzunehmen braucht. ■

Claims (9)

1. Patentansprüche:'

   i. Maschine zum doppelseitigen Polieren beliebig gekrümmter Oberflächen mit in der Längsrichtung des Werkstücks schwingbarem Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzapfen (6 bzw. 28) eines durch einen Kurbelantrieb in Schwingung versetzbaren Tragrahmens (2 bzw. 26) für die Polierwerkzeuge für eine Längsvefschiebung in Richtung der Schwingungsmittelebene eingerichtet sind, ohne daß dabei die Angriffspunkte für den Kurbelantrieb ihre Lage auf dem Tragrahmen ändern.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (3 bzw. 25) der Angriffspunkte der Tragrahmen in Schwingen erfolgt, die unter Angriff von Kurbeln um einen am Gehäuse festen Lagerzapfen (4 bzw. 22) gleichmäßige Kreisbögen beschreiben, wobei durch die Veränderlichkeit der Drehzapfenmitten der Tragrahmen zu den Schwingenmitten Differenzen in der Abwicklung der Kreisbögen über den jeweiligen Drehzapfenmitten entstehen, die sich in Längsbewegungen der Tragrahmen auf den Gleitlagern ihrer Drehzapfen äußern und eine Veränderung der Längsbewegungen der • Werkzeuge bewirken.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (31 bis 37) für die Werkzeuge ebenfalls in der Schwingungsmittelebene längsverschiebbar sind.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung der Längsverschiebung der Drehzapfen Kurvenscheiben (41) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von dem Vorschubantrieb der Maschine bewegt werden können. ■
5. 5. Maschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzapfen (28) von Gleitschiebern (38) aufgenommen sind, die von den Kurvenscheiben entgegen- der Wirkung von Belastungs-

   «.- federn (44) auf und ab bewegt werden können.
6. 6. Maschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub der Werkstücke quer zu den Schwingungen der Werkzeuge über ein Kurbelgetriebe (65) von der Hauptarbeitswelle no (12) der Maschine abgeleitet ist.
7. % Maschine nach Anspruch 1 bis 6, ■ dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubantrieb mit einer von Hand bedienbaren Einstellvorrichtung (66) versehen ist, um die Größe des Vorschubes beliebig ändern zu können.
8. 8. "Maschine nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltung der Hauptarbeitswelle der Maschine ■' eine Kupplung (13 bis 15) vorgesehen ist, die in einer vorbestimmten Schräglage der

   5B5216

   schwenkbar angeordneten Werkstückhalter selbsttätig eingerückt wird.
9. 9. Maschine nach Anspruch r bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltung der Kupplung eine von der Vor

   schubspindel angetriebene Nockenscheibe (48) vorgesehen ist, die in einer vorbestimmten Winkellage eine die Sohaltgabeln der Kupplung tragende Achse (6j) umlegt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   Berlin, gedruckt in öer reichsdruckERe!