PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19627142A1 15.01.1998
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen, Schneiden mit Piezotechnik
Anmelder Hilker, Andreas, 49434 Neuenkirchen-Vörden, DE
Erfinder Hilker, Andreas, 49434 Neuenkirchen-Vörden, DE
DE-Anmeldedatum 05.07.1996
DE-Aktenzeichen 19627142
Offenlegungstag 15.01.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.01.1998
IPC-Hauptklasse B24B 1/00
IPC-Nebenklasse B24B 13/00   
Zusammenfassung Die vorgeschlagene Schleif- oder Schneidmaschine weist Werkzeugträger auf, die z. B. mit Hartmetallplatten bestückt sind. Durch Betätigen baulich in oder unter den Werkzeugträgern angeordneter Piezoelemente werden Veränderungen der Lage der Hartmetallplättchen erzeugt.
Dadurch stehen die Hartmetallplättchen für die Dauer der angelegten Spannung auf Griff. Somit entsteht eine Schleifmaschine mit einstellbarer Rauhtiefe und guter Selbstreinigung. Wegen der kurzen Anzugszeiten der Piezoelemente lassen sich beim Schleifen und Polieren von z. B. optischen Gläsern feinste Strukturen und Reliefs gezielt weg- oder einschleifen.

Beschreibung[de]

Bei der Oberflächenbearbeitung werden heute zunehmende Arbeitsqualitäten angestrebt. Die höchsten Qualitäten bei der Metallbearbeitung werden durch das Hohnen und Polieren, bei der Glasbearbeitung besonders durch das Polieren erzielt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können ebenfalls sehr hohe Oberflächenqualitäten erzielt werden. Die Schleif- oder Polierzeiten werden dabei verkürzt.

Das vorgeschlagene "Schleifgerät" weist einen oder mehrere Werkzeugträger auf, die mit Werkzeugen bestückt sind und in beliebiger Weise nebeneinander, hintereinander oder koaxial zur Drehachse eines Werkzeugträgers eingespannt werden können. Die Werkzeuge sind eine Hartmetallplatte [a], auf der ein begrenzt verformbarer und rückstellender Stoff (z. B. Metall, Gummi, Keramik oder mehrstofflich zusammengesetzte Materialien) (Stoff) aufgebracht ist, der entweder wie das Hartmetall eine plane Oberfläche aufweist oder Kuppen oder Finger ausbildet [b]. Auf der Oberfläche bzw. am oberen Ende bzw. auf den Kuppen des Stoffes sind Hartmetallplättchen oder plastisch geformte Hartmetallkörper (gemeint sind auch Diamanten und ultraharte Stoffe) aufgesetzt, welche mit dem Stoff und evtl. darüberhinaus mit dem darunterliegenden Hartmetall verbunden sind. Sie können dazu regelrecht im Untergrund verzahnt sein oder sind auf diesem begrenzt drehbar abrollend gelagert und werden vom Stoff allein festgehalten.

Erfindungsgemäß weist der Stoff eine Besonderheit auf. In den Stoff baulich integriert sind Piezoelemente. Durch elektrisches Betätigen der Piezoelemente werden innere Spannungen und insbesondere über diese Verformungen an der Oberfläche des Stoffes erzeugt. Diese Verformungen wirken sich auf die Lage der Hartmetallplättchen aus. Vor der Verformung des Stoffes liegen die Hartmetallplättchen in geringem Abstand nebeneinander und bilden vorzugsweise eine planen glatte Fläche aus (Bild 1). Nach der Verformung des Stoffes stehen die Hartmetallplättchen auf Griff, wobei sie sich gegenseitig gegen Seitenkräfte abstützen können (Bild 2). Somit entsteht eine Schleiffläche mit einstellbarer Rauhtiefe, die insbesondere abhängig ist von der Anordnung der Piezoelemente im Stoff sowie von den Eigenschaften des Stoffes sowie des Betrages des Steuerstromes und seiner Ein- und Abschaltung während des Schleifens. Somit lassen sich insbesondere beim Schleifen und Polieren von optischen Gläsern feinste Strukturen und Reliefs gezielt weg- oder einschleifen. Dazu wird das Werkzeug über eine Elektronik z. B. an Sensoren zur dynamischen Messung der Oberflächengüte angeschlossen, so daß auf Basis der Meßwerte ein gezieltes Schleifen möglich wird.

Vibrationen, die aus verschiedenen Quellen auf den zu bearbeitenden Körper sowie auf die Werkzeuge einwirken, werden meßtechnisch erfaßt. Die Auswerteelektronik berücksichtigt die gemessenen Vibrationen dann bei der Betätigung der Piezoelemente, so daß auch unter Einfluß störender Vibrationen ein hochwertiger Schliff zustande kommt. Dadurch wird insbesondere bei großen optischen Gläsern gegenüber dem Einsatz herkömmlicher Schleifmaterialien wertvolle Zeit gewonnen.


Anspruch[de]
  1. 1. Schleif- oder Schneidmaschine (Schleifmaschine), dadurch gekennzeichnet, daß Werkzeuge (z. B. Hartmetallplatten) auf begrenzt verformbaren und selbsttätig rückstellendem Material (Stoff) von Werkzeugträgern angeordnet sind, welches durch Betätigen darin integrierter Piezoelemente so verformt werden kann, daß die Lage der Werkzeuge davon abhängig in die Arbeitsstellung (Griff) oder in die Nichtarbeitsstellung (Plan) verändert werden kann.
  2. 2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere voneinander unabhängige Werkzeugträger mit Werkzeugen bestückt sind und gegeneinander ausgetauscht werden können.
  3. 3. Schleifmaschine nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet daß die Werkzeuge Hartmetallplatten sind, die auf einem begrenzt verformbaren und rückstellenden Stoff aufgebracht sind.
  4. 4. Schleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff eine plane Oberfläche aufweist oder Kuppen oder Finger ausbildet zur Anbringung der Hartmetallplatten.
  5. 5. Schleifmaschine nach Anspruch 3-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallplatten auf der Oberfläche am oberen Ende bzw. auf den Kuppen des Stoffes aufgesetzt sind.
  6. 6. Schleifmaschine nach Anspruch 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallplatten plastisch geformte Hartmetallkörper sind, die mit dem Stoff und evtl. mit der unter dem Stoff liegenden weiteren Hartmetallschicht verbunden sind.
  7. 7. Schleifmaschine nach Anspruch 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallplatten regelrecht in dem aus Stoff und unterem Hartmetall gebildeten Untergrund verzahnt sind oder auf diesem begrenzt drehbar und abrollend gelagert sind.
  8. 8. Schleifmaschine nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stoff Piezoelemente integriert sind.
  9. 9. Schleifmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch elektrisches Betätigen der Piezoelemente innere Spannungen und insbesondere über diese Spannungen in dem Stoff Verformungen an der Oberfläche des Stoffes erzeugt.
  10. 10. Schleifmaschine nach Anspruch 8-9, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verformungen sich auf die Lage der Hartmetallplättchen auswirken.
  11. 11. Schleifmaschine nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verformung des Stoffes die Hartmetallplättchen in geringem Abstand nebeneinander liegen und eine plane, glatte Fläche ausbilden.
  12. 12. Schleifmaschine nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Verformung des Stoffes die Hartmetallplättchen auf Griff stehen, wobei sie sich gegenseitig gegen Seitenkräfte abstützen können.
  13. 13. Schleifmaschine nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet daß die Schleiffläche eine durch verschieden starkes Betätigen der Piezoelemente einstellbare Rauhtiefe aufweist.
  14. 14. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren zur dynamischen Messung der Oberflächengüte der Schleifmaschine vorgelagert sind.
  15. 15. Schleifmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von dem Programm auf Basis der Meßwerte der Sensoren sich Strukturen und Reliefs in das zu bearbeitende Material weg- oder einschleifen lassen.
  16. 16. Schleifmaschine nach Anspruch 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Werkzeugen abhängig von den sensorischen Meßwerten ein gezieltes Schleifen oder Polieren des Werkstückes möglich wird.
  17. 17. Schleifmaschine nach Anspruch 13-16, dadurch gekennzeichnet, daß störende Vibrationen meßtechnisch erfaßt werden und auf die Einstellwerte zum Betätigen der Piezoelemente angerechnet werden, so daß auch unter Einfluß störender Vibrationen ein hochwertiger Schliff zustande kommt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com