DE1502379B1

DE1502379B1 - Orbital sander

Info

Publication number: DE1502379B1
Application number: DE19631502379
Authority: DE
Inventors: Lewis Balamuth; Arthoer Kuris
Original assignee: Cavitron Ultrasonics Inc
Current assignee: Cavitron Ultrasonics Inc
Priority date: 1962-04-25
Filing date: 1963-04-13
Publication date: 1971-02-18
Also published as: GB971530A; US3273288A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingschleifvorrichtung mit wenigstens einem Schleifelement, dessen wirksame Oberfläche entlang einem Werk; stück verschiebbar ist, mit einer Schwingungsvorrichtung, die dem Schleifelement hochfrequente Schwingungen in einer Richtung senkrecht zu seiner wirksamen Oberfläche erteilt.The invention relates to an orbital sander at least one grinding element, the effective surface of which is along a work; piece is displaceable, with a vibration device that the grinding element high frequency vibrations in a direction perpendicular to its effective surface granted.

Durch die USA.-Patentschrift 2 195 064 ist es bereits bekannt, bei einer Schleifvorrichtung den Anpreßdruck von Schleifelementen auf das Werkstück in Form einer Schwingung mittels einer Nockensteuerung eines Hydraulikantriebes zu verändern, wobei die Schwingungen den Schleifelementen über die Fläche, die in Berührung mit dem Werkstück steht, zugeführt werden.It is already known from US Pat. No. 2,195,064, in a grinding device the contact pressure of grinding elements on the workpiece in the form of an oscillation by means of a cam control of a hydraulic drive to change, with the vibrations affecting the grinding elements over the surface in Contact with the workpiece is to be supplied.

Des weiteren ist durch die USA.-Patentschrift 2 695 478 eine Einrichtung zum Schleifen bekannt, bei der magnetostriktive Elemente in das Schleifrad eingebettet sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Schwingungen der magnetostriktiven Elemente infolge der Schwingungsdämpfung im Bindematerial des Schleifrades nur schlecht übertragen werden, so daß der Schwingungseffekt an der Arbeitsfläche des Schleifrades nur stark vermindert zur Geltung kommt.Also disclosed by U.S. Patent 2,695,478 is a device known for grinding, in which magnetostrictive elements are embedded in the grinding wheel are. However, it has been shown that the vibrations of the magnetostrictive elements transfer poorly due to the vibration damping in the binding material of the grinding wheel so that the vibration effect on the working surface of the grinding wheel is only strong is reduced.

Auf Grund der im Falle dieses bekannten Vorschlages auftretenden hohen Schleifscheibenabnutzung ist ein normales Schleifrad größerer radialer Dicke erforderlich.Due to the high that occur in the case of this known proposal Grinding wheel wear requires a normal grinding wheel of greater radial thickness.

Des weiteren ist durch die deutsche Patentschrift 868 410 ein Hochleistungs-Feinziehschleifgerät bekannt, das im Resonanzbereich schwingende Federn aufweist oder die Ausnutzung elektrischer Wechselfelder als Möglichkeit zur Erzeugung der schwingenden Steinbewegung vorsieht. Eine im Resonanzbereich schwingende Feder ist jedoch nicht in der Lage, im Ultraschallbereich Vibrationen auszuführen.Furthermore, the German patent specification 868 410 provides a high-performance fine-drawing grinder known that has vibrating springs in the resonance range or the utilization alternating electric fields as a possibility to generate the oscillating stone movement provides. However, a spring oscillating in the resonance range is not able to perform vibrations in the ultrasonic range.

Ziel der Erfindung ist es, bei einer Schwingschleifvorrichtung ein Maximum hochfrequenter Energie auf eine Arbeitsfläche zu übertragen und dabei eine möglichst geringe Absorption dieser Schwingungen vorzusehen.The aim of the invention is to provide an orbital sander To transfer maximum high-frequency energy to a work surface and thereby a to provide the lowest possible absorption of these vibrations.

Gemäß der Erfindung wird diese dadurch erreicht, daß das Schleifelement eine geringe Dicke in Richtung senkrecht zur wirksamen Oberfläche aufweist und daß die Schwingungsvorrichtung als mechanisch starrer und fester Träger des Schleifelementes ausgebildet ist, der eine geringe Neigung zur Absorption von Schwingungen aufweist.According to the invention this is achieved in that the grinding element has a small thickness in the direction perpendicular to the effective surface and that the vibration device as a mechanically rigid and solid support of the grinding element is formed, which has a low tendency to absorb vibrations.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mechanisch starre und feste Träger kreisförmig und drehbar ausgebildet und ganz oder teilweise von dem Schleifelement bzw. den Schleifelementen umgeben. Bei Schleifrädern gemäß der Erfindung kann der Träger des Schleifrades aus einem magnetostriktiven Material bestehen und Erregerspulen aufweisen, die in der Weise mit ihm verbunden sind, daß bei Anlegen eines hochfrequenten Wechselstromes in den Spulen der Träger des Schleifrades als magnetostriktiver Wandler zur Erzeugung der gewünschten radialen Schwingungen an dessen Umfang wirkt.According to a preferred embodiment of the invention, it is mechanical Rigid and solid supports are circular and rotatable and wholly or partially surrounded by the grinding element or the grinding elements. For grinding wheels according to According to the invention, the backing of the grinding wheel can be made of a magnetostrictive material exist and have excitation coils connected to it in such a way that when a high-frequency alternating current is applied to the coils, the carrier of the grinding wheel as a magnetostrictive converter to generate the desired radial vibrations acts on its scope.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Schleifelement aus einem endlosen Band oder aus einem starren drehbaren Ring, wobei das Band oder der Ring gegenüber der Berührungsfläche mit dem Werkstück vom schwingenden Träger gestützt wird. Wenn das Schleifelement die Form eines flexiblen Schleifbandes erhält, kann der Träger die Form eines Kontaktrades annehmen, das in radialer Richtung in Schwingungen versetzt wird und drehbar so befestigt ist, daß es die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie das Schleifband erhält, das um dieses Rad umläuft. Da das Schleifband flexibel ist, kann die Umfangsfläche des Kontaktrades profiliert sein, so daß mit dem sich an das Kontaktrad anlegenden Schleifband ein Profilschleifen des Werkstückes ermöglicht wird.According to a further embodiment of the invention, there is the grinding element from an endless band or from a rigid rotatable ring, the band or the ring opposite the contact surface with the workpiece from the vibrating carrier is supported. If the sanding element takes the form of a flexible sanding belt, the carrier can take the form of a contact wheel, which in the radial direction in Vibrations is displaced and is rotatably mounted so that it has the same peripheral speed how the sanding belt that rotates around this wheel gets. Because the sanding belt is flexible is, the peripheral surface of the contact wheel can be profiled so that with the Abrasive belt applied to the contact wheel enables profile grinding of the workpiece will.

Da hochfrequente oder Ultraschallschwingungen, die senkrecht zu zwei relativ zueinander beweglichen Oberflächen gerichtet sind, eine solche Wirkung ergeben, daß sie den Reibwiderstand gegenüber einer derartigen Relativbewegung sehr stark vermindern, kann der in Schwingungen versetzte Träger, der das endlose Schleifelement an der Eingriffsfläche mit dem Werkstück unterstützt, undrehbar starr befestigt sein, so daß diese Schwingungen sowohl die Abriebeigenschaften verbessern als auch eine Reibung zwischen dem in Schwingungen versetzten Träger und dem sich bewegenden Abriebelement weitgehend verringern.Because high frequency or ultrasonic vibrations that are perpendicular to two surfaces moving relative to each other are directed, result in such an effect, that they have the frictional resistance to such a relative movement very strong can decrease, the vibrated carrier, which the endless grinding element supported on the engagement surface with the workpiece, rigidly fixed in a non-rotatable manner so that these vibrations both improve the abrasion properties as well a friction between the vibrated carrier and the moving one Largely reduce the abrasion element.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht einer Schleifvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei Teile herausgebrochen und in axialem Schnitt dargestellt sind, F i g. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 nach F i g. 1, Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 2, jedoch für eine andere Ausführungsform der Erfindung, F i g. 4 eine Teilschnittansicht entsprechend einem Ausschnitt nach F i g. 3, die eine abgeänderte Ausführun,sform darstellt, F i g. 5 eine perspektivische Teilansicht einer Schleifvorrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, wobei ein Teil des Schleifelementes herausgebrochen gezeigt ist, so daß der Aufbau der Schleifvorrichtung sichtbar ist, F i g. 6 eine Seitenansicht einer Schleifvorrichtung mit einem Schleifband gemäß der Erfindung, F i g. 7 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach F i g. 6, F i g. 8 eine Teilansicht einer Abänderung der Vorrichtung nach den F i g. 6 und 7, mit deren Hilfe das Schleifen von Profilen möglich ist, F i g. 9 eine Seitenansicht einer Schleifvorrichtung mit einem endlosen Schleifelement, das sich längs eines geschlossenen Pfads bewegt und mit einer stationären Schwingungsvorrichtung bzw. einem Wandler nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verbunden ist, F i g. 10 eine Seitenansicht einer Schleifvorrichtung ähnlich der nach F i g. 9, bei der ein flexibles Schleifband als Schleifelement verwendet wird, F i g. 11, 12, 13 vergrößerte Teilansichten mit verschiedenen Profilen, die die stationäre Schwingungsvorrichtung bzw. der Wandler in der Schleifvorrichtung nach F i g. 10 erhalten kann, F i g. 14 eine vergrößerte Teilschnittansicht längs der Linie 15-15 nach F i g. 10, F i g. 15 eine senkrechte axiale Schnittansicht einer Ziehschleifvorrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 1.6 eine Schnittansicht längs der Linie 17-l7 der F i g. 15 und F i g. 17 eine Ansicht ähnlich der nach F i g. 16, bei der ein abgeändertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ziehschleifvorrichtung dargestellt ist.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. It shows F i g. 1 is a view of a Grinding device according to the invention, with parts broken out and in axial Section are shown, F i g. 2 is a sectional view taken along line 2-2 F i g. 1 and 3 show a view similar to that of FIG. 2, but for a different embodiment of the invention, FIG. 4 is a partial sectional view corresponding to a detail according to FIG F i g. 3, which shows a modified embodiment, FIG. 5 a perspective Partial view of a grinding device according to another embodiment according to of the invention, part of the grinding element being shown broken away, so that the structure of the grinding device is visible, F i g. 6 is a side view a grinding device with a grinding belt according to the invention, FIG. 7 a Front view of the device according to FIG. 6, fig. 8 is a partial view of a modification the device according to FIGS. 6 and 7, with the help of which the grinding of profiles is possible, F i g. 9 is a side view of a grinding device with an endless one Abrasive element that moves along a closed path and with a stationary one Vibration device or a converter according to a further embodiment of the Invention is connected, F i g. 10 is a side view similar to a grinding device according to FIG. 9, in which a flexible sanding belt is used as the sanding element will, F i g. 11, 12, 13 enlarged partial views with different profiles, the the stationary vibration device or the transducer in the grinding device according to FIG. 10 can be obtained, FIG. 14 is an enlarged partial cross-sectional view the line 15-15 according to FIG. 10, fig. 15 is a vertical axial sectional view a drawing device according to the invention, FIG. 1.6 a sectional view along the line 17-17 of FIG. 15 and FIG. 17 is a view similar to FIG F i g. 16, in which a modified embodiment of the invention Drag grinding device is shown.

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Schleifrad 10 mit einem Träger 11 kreisförmiger Gestalt, der auf einer Welle 12 befestigt ist und in dem radial verlaufende Druckwellen aufgebaut werden. Um eine Drehung des Körpers 11 zu erzielen, kann die Welle 12, die in Lagern 13 eines entsprechenden Gehäuses 14 läuft, entweder direkt oder über ein Getriebe mit der Welle eines elektrischen Antriebsmotors (nicht dargestellt) verbunden sein.The F i g. 1 and 2 show a grinding wheel 10 with a carrier 11 of circular shape, which is fastened on a shaft 12 and in which radial pressure waves are built up. In order to achieve a rotation of the body 11, the shaft 12, which runs in bearings 13 of a corresponding housing 14, can be connected either directly or via a gear to the shaft of an electric drive motor (not shown).

Der Träger 11 besteht aus magnetostriktivem Material, z. B. Nickel oder anderen Metallen oder Legierungen, die eine hohe Zugfestigkeit aufweisen und stark magnetostriktiv sind. Damit schwingt der Träaer 11 in radialer Richtung, wenn er dem Einfluß eines elektromagnetischen Wechselfeldes ausgesetzt wird, das durch Anlegen eines Wechselstromes an Wicklungen 15 auf dem Träger 1l erzeugt wird, wie im folgenden näher erläutert wird.The carrier 11 is made of magnetostrictive material, e.g. B. Nickel or other metals or alloys that have high tensile strength and are strongly magnetostrictive. So that the Träaer 11 oscillates in the radial direction when it is exposed to the influence of an alternating electromagnetic field generated by Applying an alternating current to windings 15 on the carrier 1l is generated, as is explained in more detail below.

Nach F i g. 1 besteht der Träger 11 vorzugsweise aus in axialer Richtung gestapelten kreisförmigen Schichten 16, die aus magnetostriktivem Metall herausgearbeitet, z. B. gestanzt sind. Jede der .Schichten 16 besitzt Ausschnitte 17 (F i g. 2), so daß um den gleichen Winkel im Abstand voneinander versetzte Sektoren 18 der Schicht zwischen benachbarten Ausschnitten 17 ausgebildet werden. Die Erregerwicklungen 15 sind um die Sektoren 18 des Stapels von Schichten 16 herumgewickelt, so daß das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld, das beim Durchgang eines hochfrequenten Wechselstromes durch die Wicklungen 15 aufgebaut wird, in radialer Richtung verlaufende Schwingungen in den Sektoren 18 des Trägers 11 erzeugt.According to FIG. 1, the carrier 11 preferably consists of in the axial direction stacked circular layers 16 carved out of magnetostrictive metal, z. B. are punched. Each of the layers 16 has cutouts 17 (FIG. 2), see above that by the same angle at a distance from one another sectors 18 of the layer are formed between adjacent cutouts 17. The excitation windings 15 are wrapped around sectors 18 of the stack of layers 16 so that the high-frequency alternating electromagnetic field that occurs when a high-frequency Alternating current is built up through the windings 15, extending in the radial direction Vibrations in the sectors 18 of the carrier 11 are generated.

Das Schleifrad weist wenigstens ein Schleifelement 19 auf, das am äußeren Umfang des Trägers 11 befestigt ist und eine geringe Dicke in radialer Richtung besitzt.The grinding wheel has at least one grinding element 19, which is on outer periphery of the carrier 11 is attached and a small thickness in the radial direction owns.

In dem Schleifrad nach den F i g. 1 und 2 ist das Schleifelement 19 als lösbares und damit austauschbares Schleifband dargestellt. Das Schleifband wird um den Umfang des Trägers 11 herumgeschlungen, und seine Enden sind in radialer Richtung nach innen zwischen benachbarte Sektoren 18 der Schichten gerichtet und mit Hilfe eines Spanngliedes oder eines Keiles 20 befestigt, der gegen die nach innen gebogenen Enden des Schleifbandes über eine Mutter 21 auf einer Schraube 22 festgehalten wird, die sich in radialer Richtung von der Mitte des Körpers 11 nach außen erstreckt. Das Band kann auch einfach auf dem Träger 11 aufgeklebt sein.In the grinding wheel according to FIGS. 1 and 2 is the grinding element 19 shown as a detachable and thus exchangeable sanding belt. The sanding belt will wrapped around the circumference of the beam 11, and its ends are in radial Direction directed inwards between adjacent sectors 18 of the layers and with the help of a tendon or a wedge 20 fixed against the after ends of the grinding belt bent inwards via a nut 21 on a screw 22 is held, which extends in the radial direction from the center of the body 11 to extends outside. The tape can also simply be glued onto the carrier 11.

Der Hochfrequenz-Wechselstrom wird den Erregerwicklungen 15 über Schleifringe 23 (F i g. 1) zu-P 0 führt, die über einen Isolierring 24 auf die Welle 12 aufgesetzt und über Leitungen 25 mit den Wicklungen verbunden sind. Auf den Schleifringen 23 schleifen feststehende Bürsten 26. Sie sind z. B. über Stromleiter 27 mit einem Stromerzeuger, der hochfrequenten Wechselstrom liefert, verbunden.The high frequency AC is the excitation windings 15 (F i g. 1) via slip rings 23 leads to 0-P which are mounted on an insulating ring 24 on the shaft 12 and connected via leads 25 to the windings. Fixed brushes 26 grind on slip rings 23. B. connected via conductor 27 to a power generator that supplies high-frequency alternating current.

Die Schwingungen, die den Schleifkörnern des Elementes 19 aufgegeben werden, unterstützen die Schleifwirkung, und wenn das übliche Schleifkühlmittel, z. B. Wasser mit einem Rostschutzmittel, der Schleiffläche durch eine Düse 29 zugeführt wird, ergeben die Ultraschallschwingungen eine Kavitationswirkung des Kühlmittels, so daß die Schleifwirkung weiter erhöht wird, insbesondere wenn das Werkstück aus einem harten spröden Material besteht, z. B. harten Kohlenstoffmetallen, Oxyden, Boriden od. dgl.The vibrations given to the abrasive grains of the element 19 support the grinding effect, and if the usual grinding coolant, z. B. water with an anti-rust agent, supplied to the grinding surface through a nozzle 29 the ultrasonic vibrations result in a cavitation effect of the coolant, so that the grinding effect is further increased, especially when the workpiece is off a hard brittle material, e.g. B. hard carbon metals, oxides, Borides or the like

Falls erwünscht, kann der Träger für das Schleifrad gemäß der Erfindung so ausgebildet sein, daß verstärkte Schwingungen größerer Amplitude an ausgewählten Umfangsbereichen des Schleifelementes auftreten.If desired, the carrier for the grinding wheel according to the invention be designed so that amplified vibrations of greater amplitude at selected Circumferential areas of the grinding element occur.

Zum Beispiel weist, wie in F i g. 3 dargestellt, ein Schleifrad 10a gemäß der Erfindung, das aus einem Metallträger 11a hergestellt ist, welcher aus einem Stapel von Schichten 16a und einem verhältnismäßig dünnen Schleifelement 19a besteht, das am Umfang des Trägers 11a festgeklebt oder in anderer Weise verbunden ist, radial verlaufende Schlitze oder Aussparungen 17a auf, die in jeder Schicht 16a ausgebildet sind, so daß die Schicht 16a in eine kreisförmige Reihe von Sektoren 18a und 18b aufgeteilt wird. Die radialen Schlitze oder Aussparungen 17a sind so dimensioniert, daß die Sektoren 18a bzw. 18b kleine bzw. große Masse besitzen. Ferner enthält jede Schicht 16a die gleiche ungerade Anzahl von Sektoren 18a und 18b, beispielsweise fünf Sektoren' 18a relativ kleiner Masse und fünf Sektoren 18 b relativ großer Masse, wie in der in F i g. 3 dargestellten Anordnung gezeigt, so daß jeder Sektor 18a verhältnismäßig kleiner Masse diametral einem Sektor 18 b relativ großer Masse gegenüberliegt.For example, as shown in FIG. 3, a grinding wheel 10a, which consists according to the invention, which is made of a metal support 11a of a stack of layers 16a and a relatively thin abrasive member 19a, the glued or at the periphery of the carrier 11a is connected in some other way, radially extending slots or recesses 17a, which are formed in each layer 16a, so that the layer 16a in a circular row of sectors 18 a and b is divided 18th The radial slots or recesses 17a are dimensioned so that the sectors 18a and 18b have small and large mass, respectively. Further, each layer 16a contains the same odd number of sectors 18 a and 18 b, for example, five sectors' 18a of relatively small mass and five sectors 18 b relatively large mass as in the in F i g. 3 shown arrangement, so that each sector 18a of a relatively small mass is diametrically opposite a sector 18b of a relatively large mass.

In dem Schleifrad 10a sind die Erregerwicklungen 15a um die schmalen Stege der Sektoren 18a kleiner Masse eines Stapels der Schichten 16a, die in axialer Richtung übereinanderliegen, gewickelt. Da die Sektoren 18a und 18b abwechselnd um jede Schicht 16a angeordnet sind, bleibt der Massenmittelpunkt einer jeden Schicht und damit des Trägers 11a in der zentrischen Achse des Trägers 11a, so daß große Schwingungen oder ein dynamisches Ungleichgewicht der Welle 12a vermieden werden, wenn die Welle zusammen mit dem Schleifrad 10a umläuft.In the grinding wheel 10a, the exciting coils 15a wound around the narrow webs of the sectors 18 a small mass of a stack of the layers 16a, which are superimposed in the axial direction. Since the sectors 18 a and 18 b are arranged alternately around each layer 16 a, the center of mass of each layer and thus of the carrier 11 a remains in the central axis of the carrier 11 a, so that large vibrations or a dynamic imbalance of the shaft 12 a are avoided when the The shaft rotates together with the grinding wheel 10a.

Da radiale Schwingungen relativ großer Amplitude an den Umfangskanten der Sektoren 18a auftreten, werden die entsprechenden Teile des Schleifelementes 19a in ähnlicher Weise radialen Schwingungen verhältnismäßig großer Amplitude unterworfen, während die zwischenliegenden Teile des Schleifelementes, die sich über die Umfangskanten der Sektoren 18b erstrecken, radialen Vibrationen relativ kleinerer Amplitude unterworfen werden. Wenn das Schleifrad 10a in Berührung mit einem Werkstück umläuft, dient der wechselseitige Eingriff mit den Teilen des Schleifelementes 19a, die radialen Schwingungen relativ großer und relativ kleiner Amplitude unterworfen werden, zur Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der das Material am Werkstück abgetragen wird.Because radial vibrations of relatively large amplitude at the peripheral edges of sectors 18a occur, the corresponding parts of the grinding element 19a subjected to radial vibrations of relatively large amplitude in a similar manner, while the intermediate parts of the grinding element, which extend over the peripheral edges of sectors 18b are subjected to radial vibrations of relatively smaller amplitude will. When the grinding wheel 10a rotates in contact with a workpiece, serves the mutual engagement with the parts of the grinding element 19a, the radial ones Vibrations of relatively large and relatively small amplitudes are subjected to Increase in the speed at which the material is removed from the workpiece.

In den oben beschriebenen Schleifrädern 10 und 10a sind die Erregerwicklungen 15 und 15a direkt mit dem Träger 11 oder 11 a verbunden, so daß letzterer als Wandler arbeitet, der die gewünschten radialen Schwingungen direkt erzeugt.In the grinding wheels 10 and 10 a described above, the excitation windings 15 and 15 a are directly connected to the carrier 11 or 11 a, so that the latter works as a converter that generates the desired radial vibrations directly.

Bei den vorstehend beschriebenen Schleifrädern ist ein einzelnes Schleifelement vorgesehen, das um den gesamten Umfang des Trägers gewickelt ist. Das Schleifelement kann jedoch auch durch eine Anzahl von Schleifelementen ersetzt werden, deren jedes die Form eines Kreissektors annimmt und beispielsweise durch Verkleben am Umfang des Metallträgers befestigt ist. Wie der F i g. 4 zu entnehmen, ist die Verwendung einer Reihe von Schleifelementen auf einem Schleifrad 10c gemäß der Erfindung insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Träger 11c aus Schichten aufgebaut ist, die abwechselnd angeordnete Sektoren 18c und 18'c besitzen, welche (wie in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3) so ausgebildet sind, daß sie relativ kleine und relativ große Massen besitzen. Damit weisen, wie vorstehend beschrieben, die radialen Schwingungen, die an den äußeren Enden der Sektoren 18c auftreten, Amplituden auf, die groß in bezug auf die Amplituden der radialen Schwingun-Qen sind, welche an den äußeren Enden der Sektoren 18'c auftreten. Bei dem Schleifrad 10c weisen die Schleifelemente 19c, die mit den Umfangszonen des Trägers 11c verbunden sind, verhältnismäßig feine Körnung auf, während die Schleifelemente 19'c verhältnismäßig grobe Körnung besitzen. Damit werden die feinen Schleifelemente 19e radialen Schwingungen größerer Amplitude unterworfen, während die verhältnismäßig groben Schleifelemente 19'c radialen Schwingungen kleinerer Amplitude ausgesetzt werden. Diese Anordnung ergibt eine Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der das Material am Werkstück entfernt wird, und gewährleistet trotzdem eine bessere Oberflächenendbearbeitung auf dem zu bearbeitenden Werkstück. Die Schichten des Stapels, die den Träger des Schleifrades bilden, können in Gruppen angeordnet sein, wobei die Schichten jeweils axial aufeinander ausgerichtet sind. Einzelne Schichtgruppen der Sektoren kleiner Masse können in Umfangsrichtung und in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sein, so daß die Bereiche der radialen Schwingungen verhältnismäßig hoher Amplitude sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung über die Oberfläche des Schleifelementes versetzt angeordnet sind. Wie in F i g. 5 dargestellt, können die aufeinanderfolgenden Schichten 16d, die den Träger 11d des Schleifrades 10d bilden, so im Winkel verschoben oder zueinander versetzt sein, daß die sich längs des Umfanges ändernden Zonen H der radialen Schwingungen großer Amplitude und die Zonen L radialer Schwingungen kleiner Amplitude schraubenförmig über den Umfang des Trägers 11 d verlaufen.In the grinding wheels described above, a single grinding element is provided which is wrapped around the entire circumference of the carrier. The grinding element can, however, also be replaced by a number of grinding elements, each of which assumes the shape of a sector of a circle and is attached to the circumference of the metal support, for example by gluing. As the fig. 4, the use of a series of grinding elements on a grinding wheel 10c according to the invention is particularly advantageous when the carrier 11c is made up of layers which have alternating sectors 18c and 18'c which (as in the exemplary embodiment according to F i g. 3) are designed so that they have relatively small and relatively large masses. Thus, as described above, the radial vibrations which occur at the outer ends of the sectors 18c have amplitudes which are large with respect to the amplitudes of the radial vibrations which occur at the outer ends of the sectors 18'c. In the case of the grinding wheel 10c, the grinding elements 19c, which are connected to the peripheral zones of the carrier 11c, have a relatively fine grain, while the grinding elements 19'c have a relatively coarse grain. The fine grinding elements 19e are thus subjected to radial vibrations of greater amplitude, while the relatively coarse grinding elements 19'c are subjected to radial vibrations of smaller amplitude. This arrangement results in an increase in the rate at which material is removed from the workpiece while still ensuring better surface finish on the workpiece being machined. The layers of the stack, which form the carrier of the grinding wheel, can be arranged in groups, the layers each being axially aligned with one another. Individual layer groups of the sectors of small mass can be arranged offset from one another in the circumferential direction and in the axial direction, so that the areas of the radial vibrations of relatively high amplitude are arranged offset both in the axial and in the circumferential direction over the surface of the grinding element. As in Fig. Be 5, the successive layers 16d of grinding wheel 10 form d the carrier 11d may shifted or at an angle offset from one another, that the along the circumference varying areas H of the radial oscillations of large amplitude and the zones L radial vibrations of small amplitude extend helically over the circumference of the carrier 11 d.

In jedem der oben beschriebenen Schleifräder gemäß der Erfindung ist das Schleifelement (bzw. sind die Schleifelemente) an der Umfangsfläche des radial schwingenden Trägers ortsfest oder lösbar so befestigt, daß es mit dem Träger während des Betriebes des Schleifrades umläuft und in radialer Richtung schwingt. Wie insbesondere in den F i g. 6 und 7 gezeigt, kann vorliegende Erfindung auch bei einer Schleifmaschine 110, die ein endloses Schleifband 119 als Schleifelement besitzt, verwendet werden. Bei der Maschine 110 bewegt sich das Schleifband 119 um einen als Kontaktrad 111 ausgebildeten Träger und eine Leerlaufrolle 134, die drehbar auf im Abstand voneinander angeordneten parallelen Wellen 112 und 135 angeordnet sind. Diese Wellen werden in einem entsprechenden Rahmen 136 aufgenommen, der einen Befestigungs- oder Trägerarm 137 besitzt. Eine Spannrolle 138 kann einstellbar an einem Rahmen 136 über einen Arm 139 befestigt sein und in eine Bahn des Schleifbandes 119 zwischen dem Kontaktrad 111 und der Leerlaufrolle 134 eingreifen.In each of the above-described grinding wheels according to the invention, the grinding element (or the grinding elements) is fixedly or detachably attached to the peripheral surface of the radially vibrating carrier so that it rotates with the carrier during operation of the grinding wheel and vibrates in the radial direction. As in particular in FIGS. 6 and 7, the present invention can also be used with a grinding machine 110 having an endless grinding belt 119 as a grinding element. In the machine 110, the grinding belt 119 moves around a carrier designed as a contact wheel 111 and an idler roller 134, which are rotatably arranged on parallel shafts 112 and 135 arranged at a distance from one another. These shafts are received in a corresponding frame 136 which has a fastening or support arm 137. A tension roller 138 can be adjustably attached to a frame 136 via an arm 139 and engage a path of the grinding belt 119 between the contact wheel 111 and the idler roller 134.

Das Werkstück 128 kann an der Schleifmaschine 110, z. B. auf einem beweglichen Tisch 140, vorbeigeführt werden. so daß es in tangentialer Richtung mit dem Schleifband 119 in Eingriff kommt, wenn letzteres umläuft. Das Schleifband wird durch das Kontaktrad 111 unterstützt.The workpiece 128 can be attached to the grinding machine 110, e.g. B. on one movable table 140, are passed. so that it is in a tangential direction comes into engagement with the sanding belt 119 as the latter rotates. The sanding belt is supported by the contact wheel 111.

Gemäß der Erfindung wird der Umfang des Kontaktrades 111 in radialer Richtung mit hoher Frequenz oder Ultraschallfrequenz in Schwingungen versetzt, die von dem Kontaktrad über das Schleifband 119 auf die Schleiffläche des Bandes 119 übertragen wird. wodurch die Schleifwirkung des Schleifbandes vergrößert wird. Das Kontaktrad 111 kann aus in axialer Richtung übereinander angeordneten Schichten 116 bestehen, die in ihrer Gestalt den Schichten 16a, wie sie in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben sind, entsprechen, so daß radiale Schwingungen mit erhöhter Amplitude am Umfang des Kontaktrades erhalten werden. Die radialen Schwingungen können direkt im Kontaktrad 111 erzeugt werden, z. B. indem die Schichten 116 aus magnetostriktivem Metall hergestellt und Erregerwicklungen oder Spulen vorgesehen werden, die um Arme oder Abschnitte der Schichten herumgewickelt sind, wie dies in ähnlicher Weise in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1, 2 und 3 beschrieben ist.According to the invention, the circumference of the contact wheel 111 is caused to vibrate in the radial direction at a high frequency or ultrasonic frequency, which is transmitted from the contact wheel via the grinding belt 119 to the grinding surface of the belt 119. whereby the grinding effect of the grinding belt is increased. The contact wheel 111 can consist of layers 116 which are arranged one above the other in the axial direction and which, in their shape, correspond to the layers 16a, as described in connection with FIG. 3 are described correspond, so that radial vibrations with increased amplitude are obtained on the circumference of the contact wheel. The radial vibrations can be generated directly in the contact wheel 111, for. By making the layers 116 of magnetostrictive metal and providing excitation windings or coils wrapped around arms or portions of the layers, as is done in a similar manner in connection with the embodiments of FIGS. 1, 2 and 3 is described.

Das Schleifband 119 kann dadurch angetrieben werden, daß eine Drehung entweder des Kontaktrades 111 oder der Leerlaufrolle 134 erzielt wird. In der dargestellten Maschine mit Schleifband wird das Kontaktrad 111 direkt von einem Elektromotor 141 angetrieben, es kann jedoch auch ein Band oder eine Rolle oder ein anderes Übertragungsmittel zwischengeschaltet werden. Da die radial gerichteten Schwingungen, die am Umfang des Kontaktrades 111 auftreten, bewirken, daß die Reibung zwischen dem drehbar angetriebenen Kontaktrad und dem Schleifband 119 weitgehend verringert wird, und da das Schleifband durch Drehung des Kontaktrades angetrieben wird, wird ein Schlupf zwischen Kontaktrad und Band dadurch vermieden, daß die innere Oberfläche des Bandes 119 mit im Abstand voneinander angeordneten Vorsprüngen 142 versehen wird, die in sich in radialer Richtung öffnenden Aussparungen 143 aufgenommen werden, welche am Umfang des Kontaktrades 111 im Abstand voneinander vorgesehen sind. Die Aussparungen 143 werden vorzugsweise durch Spalte zwischen den benachbarten Abschnitten der Schichten 116 festgelegt, die das Kontaktrad bilden.The sanding belt 119 can be driven by rotating either the contact wheel 111 or the idler roller 134 . In the machine shown with a grinding belt, the contact wheel 111 is driven directly by an electric motor 141 , but a belt or a roller or some other transmission means can also be interposed. Since the radially directed vibrations that occur on the circumference of the contact wheel 111 cause the friction between the rotatably driven contact wheel and the grinding belt 119 to be largely reduced, and since the grinding belt is driven by rotation of the contact wheel, there is a slip between the contact wheel and the belt avoided in that the inner surface of the band 119 is provided with spaced apart projections 142 which are received in radially opening recesses 143 which are provided on the circumference of the contact wheel 111 at a distance from each other. The recesses 143 are preferably defined by gaps between the adjacent portions of the layers 116 that form the contact wheel.

Die Maschine 110 nach den F i g. 6 und 7 ist als Schleifmaschine für ebene Flächen dargestellt. Aus F i g. 8 ergibt sich jedoch, daß eine derartige Maschine auch mit einem abgewandelten Kontaktrad 111a arbeiten kann, das eine unebene, profilierte Fläche aufweisen kann. so daß das flexible Schleifband 119 der Konturenfläche des Rades folgt und dabei die Fläche des Werkstückes 128a mit einer ähnlichen Kontur schleift.The machine 110 of FIGS. 6 and 7 is shown as a grinding machine for flat surfaces. From Fig. 8 it emerges, however, that such a machine can also work with a modified contact wheel 111a, which can have an uneven, profiled surface. so that the flexible abrasive belt 119 follows the contoured surface of the wheel and thereby grinds the surface of the workpiece 128a with a similar contour.

In allen bisherigen Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung wurden die hochfrequenten oder Ultraschallschwingungen an der wirksamen Oberfläche des Schleifelementes bzw. der Schleifelemente auf letzteres über einen Träger (z. B. den Schleifradträger 11 oder das Kontaktrad 111) übertragen, der sich mit dem Schleifelement bzw. den Schleifelementen während des Schleifvorganges bewegt. Da die hochfrequenten oder Ultraschallschwingungen jedoch den Reibwiderstand gegen eine Relativbewegung zwischen dem Schleifelement und dem Träger, der die Schwingungsenergie auf das Schleifelement überträgt, wesentlich verringern, können Schleifmaschinen gemäß vorliegender Erfindung einen stationären oder starr angeordneten Träger zur Übertragung der Schwingungen auf das Schleifelement aufweisen, wenn letzteres über diesen Träger an der Berührungsfläche des Schleifelementes mit dem Werkstück wandert.In all previous exemplary embodiments according to the invention the high frequency or ultrasonic vibrations on the effective surface of the The grinding element or the grinding elements on the latter via a carrier (e.g. the grinding wheel carrier 11 or the contact wheel 111) transferred to the grinding element or the grinding elements moved during the grinding process. Since the high frequency or ultrasonic vibrations, however, the frictional resistance to relative movement between the grinding element and the Carrier that carries the vibrational energy transfers to the grinding element, can significantly reduce it, grinding machines according to the present invention a stationary or rigidly arranged carrier for Have the vibrations transmitted to the grinding element when the latter is over this carrier migrates to the contact surface of the grinding element with the workpiece.

Nach F i g. 9 weist eine Schleifmaschine 210 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ein Schleifelement 219 in Form eines starren Metallringes auf, an dessen äußerer Oberfläche Schleifkörner vorgesehen sind. Der Schleifring 219 ist drehbar um seinen Mittelpunkt auf einer von einem Motor 241 in Drehung versetzten Antriebsrolle 242 und einer Leerlaufrolle 243 befestigt. Die Rollen 242 und 243 sind drehbar auf parallelen Wellen befestigt, die von einem Rahmen 244 aufgenommen werden, so daß ein Walzeingriff mit der inneren Oberfläche des Schleifringes 219 an Stellen entsteht, die einen Winkel von etwa 120° einschließen und die symmetrisch an entgegengesetzten Seiten der senkrechten Ebene angeordnet sind, die durch den Drehmittelpunkt des Ringes 219 führt. Das Werkstück 228 wird tangential an dem Schleifring 219 am unteren Ende des Ringes, z. B. auf einem beweglichen Tisch 240, vorbeibewegt, und es werden radiale Schwingungen auf den Schleifring an der Berührungsfläche mit dem Werkstück über eine starr am Rahmen 244 angebrachte Schwingungsvorrichtung 211 übertragen.According to FIG. 9 has a grinding machine 210 according to a further exemplary embodiment according to the invention, a grinding element 219 in the form of a rigid metal ring, Abrasive grains are provided on its outer surface. The slip ring 219 is rotatable about its center on one of a motor 241 in rotation Drive roller 242 and an idler roller 243 attached. The roles 242 and 243 are rotatably mounted on parallel shafts received by a frame 244 so that rolling engagement with the inner surface of slip ring 219 arises in places which include an angle of about 120 ° and which are symmetrical are arranged on opposite sides of the vertical plane passing through the The center of rotation of the ring 219 leads. The workpiece 228 becomes tangent to the slip ring 219 at the bottom of the ring, e.g. B. on a movable table 240, moved past, and there are radial vibrations on the slip ring at the contact surface the workpiece via a vibration device 211 rigidly attached to the frame 244 transfer.

Wie in der Zeichnung gezeigt, kann die Schwingungsvorrichtung 211 einen magnetostriktiven Wandler 245 aufweisen, der aus einem Stapel von magnetostriktiven Schichten besteht und bei dem eine Erregerwicklung um den Stapel von Schichten herum verläuft und mit Wechselstrom hoher oder Ultraschallfrequenz gespeist wird. Die Schichten des Wandlers 245 sind (z. B. durch Verlöten) starr mit einem Ende eines Verbindungskörpers 246 verbunden, der vorzugsweise die Form eines akustischen Impedanzwandlers aufweist. Die Länge der Wandler 245 und 246 ist so ausgewählt, daß sie ganzzahlige halbe Wellenlängen der Druckwellen oder der stehenden Wellen sind, welche bei der gewünschten hohen Frequenz erzeugt werden, bei der der Wechselstrom der Wicklung des Wandlers zugeführt wird, so daß ein Schwingungsbauch longitudinaler Bewegung am freien Ende des Wandlers 246 auftritt. Die Schwingungsvorrichtung 211 ist am Rahmen 244 mittels eines Flansches 247 befestigt, der an dem akustischen Impedanzwandler 246 an einer Knotenebene der longitudinalen Schwingungen angeordnet ist, wobei die Achse der Schwingungsvorrichtung in vertikaler Richtung verläuft und das freie untere oder Austrittsende des akustischen Impedanzwandlers in Berührung mit der inneren Fläche des Schleifringes 219 am unteren Teil des Ringes vorgesehen ist.As shown in the drawing, the vibrator 211 have a magnetostrictive transducer 245 made up of a stack of magnetostrictive Layers consists and in which an excitation winding around the stack of layers runs and is fed with alternating current of high or ultrasonic frequency. the Layers of transducer 245 are rigid (e.g., by soldering) with one end of one Connecting body 246 connected, which is preferably in the form of an acoustic impedance converter having. The length of transducers 245 and 246 is chosen to be integers are half the wavelengths of the pressure waves or the standing waves, which at the desired high frequency can be generated at which the alternating current of the winding of the transducer is supplied, so that an antinode of longitudinal movement occurs at the free end of transducer 246. The vibrator 211 is on Frame 244 attached by means of a flange 247 which is attached to the acoustic impedance converter 246 is arranged at a nodal plane of the longitudinal vibrations, the Axis of the vibration device runs in the vertical direction and the free lower one or exit end of the acoustic impedance converter in contact with the inner one Surface of the slip ring 219 is provided on the lower part of the ring.

Während des Betriebes der Schwingungsvorrichtung 211 erfährt das untere oder Austrittsende des akustischen Impedanzwandlers gleichzeitig mit der Drehung des Schleifringes 219 eine Schwingung in senkrechter Richtung, d. h. senkrecht zur Fläche des Ringes 219, die sich am Austrittsende des Wandlers vorbeibewegt. Derartige Schwingungen werden über i den Schleifring 219 übertragen, so daß die Schleifwirkung dieses Ringes auf das Werkstück 228 verstärkt wird. Die Schwingungen verringernden Reibwiderstand gegen Drehung des Ringes 219, der sich aus der Berührung mit der starr angeordneten Schwingungsvorrichtung 211 ergibt, ganz wesentlich.During operation of the oscillation device 211, the lower or exit end of the acoustic impedance converter experiences an oscillation in a perpendicular direction simultaneously with the rotation of the slip ring 219, ie perpendicular to the surface of the ring 219 which moves past the exit end of the transducer. Such vibrations are transmitted via the slip ring 219, so that the grinding effect of this ring on the workpiece 228 is increased. The vibrations reduce the frictional resistance to rotation of the ring 219, which results from the contact with the rigidly arranged vibrating device 211 , quite significantly.

Wie sich aus der Schleifmaschine 210a nach F i g. 10 der Zeichnung ergibt, kann der starre Ring 219, der das Schleifelement in der früher beschriebenen Maschine 210 bildet, durch ein endloses flexibles Schleifband 219a ersetzt werden, das um eine Antriebswelle 242 a und eine Leerlaufrolle 243 a umläuft, welche drehbar am oberen Teil des Rahmens 244a angeordnet sind, und das auch um das untere oder Austrittsende eines als Schleifbandträger ausgebildeten akustischen Impedanzwandlers 246a herumläuft, der in einer Schwingungsvorrichtung 211a vorgesehen ist, welche starr am unteren Teil des Rahmens befestigt ist. Das Schleifband 219a kann durch eine Spannrolle 247 vorgespannt werden, die in die Bahn des flexiblen Bandes zwischen den Rollen 242a und 243a so eingreift, daß das flexible Schleifband sich dem Profil des unteren Endes des Wandlers 246a anpaßt, indem es über den Wandler verläuft. Wie den F i g. 11, 12 und 13 zu entnehmen ist, kann das untere Ende des Wandlers 246a unterschiedliche Profile 248, 249, 250 aufweisen.As can be seen from the grinding machine 210a according to FIG. 10 of the drawing shows, the rigid ring 219, which forms the grinding element in the machine 210 described earlier, can be replaced by an endless flexible grinding belt 219a, which revolves around a drive shaft 242 a and an idle roller 243 a , which is rotatable on the upper part of the Frame 244a are arranged, and which also runs around the lower or exit end of an acoustic impedance converter 246a designed as a grinding belt carrier, which is provided in a vibration device 211a which is rigidly attached to the lower part of the frame. The sanding belt 219a can be biased by a tension roller 247 which engages the path of the flexible belt between the rollers 242a and 243a so that the flexible sanding belt conforms to the profile of the lower end of the transducer 246a as it passes over the transducer. Like the fig. 11, 12 and 13, the lower end of the transducer 246a can have different profiles 248, 249, 250.

Da das flexible Schleifband 219a in seiner Gestalt mit der Querschnittsform des unteren Endes des Wandlers 246a bei einer Bewegung über den Wandler hinweg übereinstimmt, erhält ein Werkstück 228a, das mit Hilfe des Tisches 240a in Richtungen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schleifbandes transportiert wird, das Profil des Wandlers in die Oberfläche des Werkstückes, das mit dem Schleifband im Eingriff steht, eingeschliffen. Wie bei der Maschine 210 dienen die Schwingungen, die von dem Wandler 246a der starr angeordneten Schwingungsvorrichtung 211a übertragen werden, dazu, den Reibungswiderstand des letzteren gegen die Bewegung des Schleifbandes 219a wesentlich zu verringern. Die Schwingungen führen ferner zu einer Schwingung der wirksamen Oberfläche des Bandes 219a an der Berührungsfläche des Bandes mit dem Werkstück, so daß die Schleifwirkung wesentlich verbessert wird.Since the shape of the flexible sanding belt 219a corresponds to the cross-sectional shape of the lower end of the transducer 246a when moving over the transducer, a workpiece 228a, which is transported by means of the table 240a in directions perpendicular to the direction of movement of the sanding belt, is given the profile of the The transducer is ground into the surface of the workpiece that is in engagement with the grinding belt. As in the case of the machine 210 , the vibrations which are transmitted from the transducer 246a of the rigidly arranged vibrating device 211a serve to substantially reduce the frictional resistance of the latter to the movement of the grinding belt 219a. The vibrations also cause the effective surface of the belt 219a to vibrate at the contact surface of the belt with the workpiece, so that the grinding effect is significantly improved.

Wenn das Werkstück 228 gegenüber der stationären Schwingungsvorrichtung 211a in Richtung des Bewegungsverlaufes des Schleifbandes 219a bewegt wird, kann der Wandler 246a eine Endfläche 251 (F i g. 14) aufweisen, die ein bestimmtes Profil in Richtung quer zur Breite des Bandes besitzt, so daß ein entsprechendes Profil in der Fläche des Werkstückes, die im Eingriff mit dem Schleifband steht, geschliffen wird.When the workpiece 228 is moved with respect to the stationary vibrating device 211a in the direction of the course of movement of the grinding belt 219a, the transducer 246a can have an end surface 251 (FIG. 14) which has a certain profile in the direction transverse to the width of the belt, so that a corresponding profile is ground in the surface of the workpiece which is in engagement with the grinding belt.

Vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit Schleifrädern und einer Schleifmaschine beschrieben, sie ist jedoch auch auf Ziehschleifmaschinen oder Ziehschleifwerkzeuge anwendbar. Wie in den F i g. 15 und 16 gezeigt, weist eine Ziehschleifmaschine gemäß der Erfindung einen üblichen Kopf 311 auf, der eine Spindel 312 drehbar aufnimmt. Die Spindel 312 wird über einen Keilriementrieb 312a von einem Motor od. dgl. (nicht dargestellt) angetrieben. Eine Welle 313 aus magnetostriktivem Material, die einen Wandler darstellt, verläuft von der Spindel 312 nach unten und dreht sich zusammen mit dieser Spindel. Die Welle 313 greift lose durch eine Erregerspule 314, die in einem starren Gehäuse 315 angeordnet ist und mit Wechselstrom hoher Frequenz oder Ultraschallfrequenz aus einer geeigneten Quelle gespeist wird. In der in Drehung versetzten Welle 313, die einen Wandler darstellt, werden somit longitudinale stehende Wellen oder Druckwellen erzeugt. Die Welle 313 ist in Längsrichtung so dimensioniert, daß ihre Abmessung gleich einer ganzen Anzahl von halben Wellenlängen der Druckwellen ist, die in ihr erzeugt werden, wobei ein Schwingungsbauch longitudinaler Bewegung am unteren Ende der Welle 313 auftritt.The present invention has been made in connection with grinding wheels and a Grinding machine described, however, it is also used on draw grinders or draw grinding tools applicable. As shown in Figs. 15 and 16, a drawing grinder according to FIG According to the invention, a conventional head 311 which rotatably receives a spindle 312. The spindle 312 is driven by a motor or the like via a V-belt drive 312a (not shown) driven. A shaft 313 made of magnetostrictive material, the one Transducer, extends downward from spindle 312 and rotates together with this spindle. The shaft 313 loosely engages an excitation coil 314 shown in a rigid housing 315 is arranged and with alternating current high frequency or Ultrasonic frequency is fed from a suitable source. In the turn offset shaft 313, the represents a converter, are thus longitudinal standing waves or pressure waves generated. The shaft 313 is longitudinal dimensioned so that their dimension is equal to a whole number of half wavelengths of the pressure waves that are generated in it, whereby an antinode is longitudinal Movement at the bottom of shaft 313 occurs.

Ein Ziehschleifwerkzeug 316 ist starr am unteren Ende der Welle 31.3 befestigt und mit dieser zusammen drehbar. Es führt ferner eine senkrechte Schwingung mit der Welle aus. Gemäß der Erfindung weist das Ziehschleifwerkzeug 316 einen Metallträger 317 auf, der aus in axialer Richtung angeordneten Schichten 318 besteht, welche z. B. durch Löten od. d-1. mit dem unteren Endteil der Welle 313 starr verbunden sind.A drawing grinding tool 316 is rigidly attached to the lower end of the shaft 31.3 and can be rotated together with it. It also vibrates perpendicularly with the shaft. According to the invention, the draw-grinding tool 316 has a metal carrier 317, which consists of layers 318 arranged in the axial direction, which z. B. by soldering od. D-1. are rigidly connected to the lower end part of the shaft 313.

Wie in F i g. 16 gezeigt, kann jede Schicht 318 eine Gestalt ähnlich den Schichten, wie sie in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben worden sind, aufweisen. Jede Schicht 318 enthält damit abwechselnd angeordnete Sektoren 319 und 320 relativ kleiner Masse und relativ großer Masse. Die Schichten 318 sind in axialer Richtung übereinander angeordnet, so daß ihre Sektoren 319 aufeinander ausgerichtet sind, und es sind Erregerspulen oder Erregerwicklungen 321 um die aufeinander ausgerichteten Sektoren 319 herumgewickelt. Wenn Wechselstrom hoher Frequenz oder Ultraschallfrequenz den Wicklungen 321 zugeführt wird, werden in radialer Richtung verlaufende Druckwellen oder stehende Wellen in dem magnetostriktiven Material der Schichten 318, welche den Träger 317 .des Ziehschleifwerkzeuges darstellen, erzeugt. Wie in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 besitzt jede Schicht eine gleiche ungerade Anzahl von Sektoren 319 und Sektoren 320, so daß jeder Sektor 319 relativ kleiner Masse diametral gegenüber einem Sektor 320 relativ großer Masse liegt. Entsprechend treten radial verlaufende Schwingungen verstärkter Amplitude an den äußeren Umfangskanten der Sektoren 319 kleiner Masse auf.As in Fig. 16, each layer 318 may be similar in shape the layers as described in connection with FIG. 3 have been described. Each layer 318 thus contains sectors 319 and 320 relatively arranged alternately small mass and relatively large mass. The layers 318 are in the axial direction arranged one above the other so that their sectors 319 are aligned with one another, and there are excitation coils or windings 321 around the aligned ones Sectors 319 wrapped around. When high frequency alternating current or ultrasonic frequency is supplied to the windings 321, pressure waves extending in the radial direction become or standing waves in the magnetostrictive material of layers 318, which represent the carrier 317 of the drag and grinder tool. As in the exemplary embodiment according to FIG. 3, each layer has an equal odd number of sectors 319 and sectors 320, so that each sector 319 is diametrically opposed to relatively small mass a sector 320 of relatively large mass. Correspondingly, radial ones occur Vibrations of increased amplitude at the outer peripheral edges of the sectors 319 small mass.

Das Ziehschleifwerkzeug 316 weist ferner Schleifelemente 322 relativ kleiner radialer Dicke auf, die mit den äußeren Umfangskanten der Sektoren 319 der den Träger 317 ausbildenden Schichten verbunden sind, so daß die radialen Schwingungen relativ großer Amplitude und hoher Frequenz auf die Schleifelemente oder Ziehschleifsteine 322 übertragen werden, wenn die Wicklungen 321 erregt werden. Der Strom zur Erregung der Wicklungen 321 wird von einer entsprechenden Speisequelle über die Stromleiter 323 zugeführt, die an Bürsten 324 angeschlossen sind und auf Schleifringen 325 aufliegen. Diese Schleifringe sind über Stromleiter 326 mit den Wicklungen verbunden und werden von einem Isolierring 327 aufgenommen, der auf einer Welle 313 unmittelbar oberhalb des Ziehschleifwerkzeuges angeordnet ist.The grinding tool 316 also has grinding elements 322 of relatively small radial thickness, which are connected to the outer peripheral edges of the sectors 319 of the layers forming the carrier 317, so that the radial vibrations of relatively large amplitude and high frequency are transmitted to the grinding elements or grinding stones 322, when the windings 321 are energized. The current for exciting the windings 321 is supplied from a corresponding supply source via the current conductors 323 , which are connected to brushes 324 and lie on slip rings 325. These slip rings are connected to the windings via current conductors 326 and are received by an insulating ring 327, which is arranged on a shaft 313 directly above the drag grinding tool.

Das Werkstück 328, das eine Bohrung aufweist, die ziehgeschliffen werden soll, wird von einer starren Grundplatte 329 aufgenommen. Während des Betriebes der beschriebenen Ziehschleifmaschine wird das Ziehschleifwerkzeug 316 in Drehung versetzt, gleichzeitig werden Ziehschleifsteine 322 hochfrequenten Schwingungen in axialer Richtung auf Grund der longitudinalen Schwingungen, die in der Welle 313 durch Erregen der Wicklung 314 erzeugt werden, und ferner hochfrequenten radialen Schwingungen auf Grund der radial verlaufenden Schwingungen, die im Träger 317 des Ziehschleifwerkzeuges beim Erregen der Wicklungen 321 auftreten, unterworfen. Die kombinierten axialen und radialen Schwingungen, die den Ziehschleifsteinen aufgegeben werden, gewährleisten eine schnellere Beseitigung des zu entfernenden Materials und verringern die Abnutzung der Ziehschleifsteine.The workpiece 328, which has a bore that is draw ground is to be received by a rigid base plate 329. During operation In the described grinding machine, the grinding tool 316 is in rotation offset, at the same time honing stones 322 are high-frequency vibrations in the axial direction due to the longitudinal vibrations occurring in the shaft 313 are generated by exciting the winding 314, and furthermore high frequency radial Vibrations due to the radial vibrations that occur in the carrier 317 of the Abrasive drawing tool when energizing the windings 321 occur, subject. the combined axial and radial vibrations, which the whetstones abandoned ensure faster removal of the material to be removed and reduce the wear and tear on the whetstones.

F i g. 17 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform eines Ziehschleifwerkzeuges 316a, das in Verbindung mit der Ziehschleifmaschine angewendet wird. Das Ziehschleifwerkzeug 316a weist einen Metallträger 317a auf, der aus einem in axialer Richtung angeordneten Stapel von Schichten 318a mit diametral gegenüberliegenden Armen 319a besteht. Die Schichten 318a sind mittig an dem unteren Endteil der Welle 313a befestigt, wobei die gegenüberliegenden Arme 319a axial aufeinander ausgerichtet sind. Die Erregerwicklungen 321a sind um die aufeinander ausgerichteten Arme 319a gewickelt, so daß beim Speisen der Wicklungen 321a mit Strom hoher Frequenz oder Ultraschallfrequenz radial gerichtete Druckwellen oder stehende Wellen in den Armen 319 a erzeugt werden. Der Träger 317 a des Ziehschleifwerkzeuges 316a weist ferner einen Metallzylinder 320a auf, der konzentrisch zur Achse der Welle 313a liegt und der starr an diametral gegenüberliegenden Stellen, z. B. durch Verlöten od. dgl. mit den äußeren Endkanten der Arme 319a verbunden ist. Der Metallring 320a ist diametral so dimensioniert, daß sein Grundschwingungsknoten gleich der Frequenz der Druckwellen oder stehenden Wellen ist, die in den Armen 319a erzeugt werden, wobei der Zylinder 320a in radialer Richtung in Abhängigkeit von der Übertragung radialer Schwingungen auf die Hülse von den Armen 319a schwingt. Schließlich weist das Ziehschleifwerkzeug 316a Ziehschleifsteine 322a auf, die mit der äußeren Fläche des Zylinders 320a an am Umfang gegeneinander versetzten Stellen verbunden sind. Das Ziehschleifwerkzeug 316a arbeitet in der gleichen Weise wie das vorbeschriebene Ziehschleifwerkzeug 316, so daß hier ebenfalls ein rascherer Abrieb des zu beseitigenden Materials und eine verringerte Abnutzung der Ziehschleifsteine erreicht wird.F i g. 17 shows a modified embodiment of a grinding tool 316a used in connection with the grinding machine. The drawing and grinding tool 316a has a metal carrier 317a, which consists of a stack of layers 318a arranged in the axial direction and having diametrically opposite arms 319a. Layers 318a are centrally attached to the lower end portion of shaft 313a with opposing arms 319a axially aligned. The exciting coils 321a are wound around the aligned arms 319a, so that radially directed pressure waves or standing waves in the arms 319 are generated when energizing the windings 321a with high frequency current or ultrasonic frequency a. The carrier 317 a of the grinding tool 316a also has a metal cylinder 320a which is concentric to the axis of the shaft 313a and which is rigidly positioned at diametrically opposite points, e.g. B. by soldering or the like. Is connected to the outer end edges of the arms 319a. The metal ring 320a is diametrically dimensioned so that its fundamental node is equal to the frequency of the pressure waves or standing waves generated in the arms 319a , the cylinder 320a in the radial direction depending on the transmission of radial vibrations to the sleeve from the arms 319a swings. Finally, the grinding tool 316a has grinding stones 322a , which are connected to the outer surface of the cylinder 320a at points offset from one another on the circumference. The pull-grinding tool 316a works in the same way as the pull-grinding tool 316 described above, so that here too a more rapid abrasion of the material to be removed and a reduced wear of the honing stones is achieved.

In sämtlichen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung besitzt das Schleifelement (bzw. besitzen die Schleifelemente) eine verhältnismäßig geringe Dicke in Richtung senkrecht zur wirksamen Schleif- oder Ziehschleiffläche, die entlang der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes bewegt wird. Ein derartiges Schleifelement (bzw. Schleifelemente) wird (werden) Schwingungen hoher Frequenz oder Ultraschallfrequenz mit großer Amplitude in Richtungen senkrecht zur wirksamen Schleif- oder Ziehschleiffläche, wenigstens an der Berührungsfläche mit dem Werkstück, ausgesetzt.In all of the above-described exemplary embodiments according to the invention has the grinding element (or the grinding elements) have a relatively small thickness in the direction perpendicular to the effective grinding or honing surface, which is moved along the surface of the workpiece to be machined. Such a thing Grinding element (or grinding elements) will (become) vibrations of high frequency or ultrasonic frequency with large amplitude in directions perpendicular to the effective Grinding or honing surface, at least on the contact surface with the workpiece, exposed.

Claims

Claims: 1. Orbital grinding device with at least one grinding element, the effective surface of which is displaceable along a workpiece, with a vibration device which gives the grinding element high-frequency vibrations in a direction perpendicular to its effective surface, characterized in that the grinding element (19, 19 a , 19 c, 19 d, 119, 219, 219 a, 322 and 322a) has a small thickness in the direction perpendicular to the effective surface and that the vibration device (15, 18, 15a, 18 a, 111, 211, 211 a, 321 , 321a) is designed as a mechanically rigid and solid carrier (11, 11 a, 11c, 11d, 111, 111 a, 246, 246 a, 317, 317a) of the grinding element, which has a low tendency to absorb vibrations.

2. Orbital sander according to claim 1, characterized in that the carrier (11, 11 a, 11 c, 11 d, 111, 111 a, 317, 317 a) is circular and rotatable and wholly or partially from the grinding element or the Grinding elements (19, 19 a, 19 c, 19 d, 119, 322, 322 a) is surrounded.

3. Orbital sander according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier (11, 11 a, 11c, 11d, 111, 111 a, 246, 246a, 317, 317a) consists of magnetostrictive material.

4. Orbital sander according to claim 3, characterized in that the carrier (11a, 11c, 11d, 111, 317) sectors (18 a, 18 b, 18c, 18'c, 319, 320) have small and large mass.

5. Orbital sander according to claim 4, characterized in that the carrier (11, 11a, 11c, 11d, 111a, 317) consists of a axial stack of layers (16,16d).

6. Orbital sander after An-Proverbs 4 and 5, characterized in that at least some layers the sectors of small mass are arranged offset from one another in the circumferential direction are.

7. Orbital sander according to claim 1, characterized in that the carrier (246, 246a) in the area of contact of the workpiece (228, 228 a) with the grinding element (219, 219 a) is rigidly attached and the grinding element is supported on the carrier between Workpiece and carrier is passed through. B.

Orbital grinding device according to Claims 2 to 7, characterized in that the grinding element has the shape of an endless grinding belt (119) .

9. Orbital grinding device according to claims 1 and 7, characterized in that that the grinding element is a rigid rotatable ring (219).

10. Orbital sander according to claim 7, characterized in that the grinding element is a flexible grinding belt (219a) running over one end of the rigidly attached beam (246a).

11. Orbital sander according to claim 10, characterized in that the vibrated carrier (246a) has an uneven profiled surface (251) against which the flexible abrasive belt (219a) rests.