УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, В ЧАСТНОСТИ СТЕКЛЯННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
DEVICE TO POLISH HARD SURFACE, PARTICULARLY GLASS SURFACES

Изобретение относится к устройству для шлифования твердых поверхностей, в частности стеклянных поверхностей, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Поврежденные поверхности, например поцарапанные стеклянные поверхности или поверхности с травлением, известкованные поверхности, цементированные поверхности и т.д., можно, как известно, восстанавливать с помощью шлифовального устройства. Восстановление осуществляется в несколько стадий (шлифование, тонкое шлифование, полирование, полирование до блеска), для чего применяются сменные шлифовальные круги. Шлифовальное устройство направляется вручную, что трудно выполнять, в частности, при больших поверхностях.
В основу данного изобретения положена задача создания устройства, указанного в начале рода, которое упрощает восстановление поврежденных поверхностей и обеспечивает максимально точную обработку также при применении на больших поверхностях в установленном состоянии с двух сторон в виде одиночного стекла или многослойного стекла почти в любом случае применения.
Задача решена согласно изобретению с помощью устройства с признаками пункта 1 формулы изобретения.
Другие предпочтительные варианты выполнения устройства согласно изобретению составляют предмет зависимых пунктов формулы изобретения.
Устройство согласно изобретению обеспечивает возможность простого и точного восстановления твердых поверхностей, таких как керамические, мраморные, гранитные и, в частности, стеклянные поверхности практически любого качества изготовления и отделки, плексигласа и пластмассового стекла, при этом обеспечивается точность также при больших поверхностях (окна, фасады, витрины, обшивка, стены, потолки, крыши, зимние сады и т.д.). Особенным преимуществом является мобильность устройства на месте. Однако оно пригодно также предпочтительно для стационарного применения.
Ниже приводится подробное описание изобретения со ссылками на чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - пример выполнения устройства согласно изобретению для шлифования твердых поверхностей, в частности стеклянных поверхностей, вид сверху;
фиг.2 - разрез по линии II-II на фиг.1;
фиг.3 - часть устройства по стрелке В на фиг.1;
фиг.4 - шлифовальная лента вместо шлифовального круга, согласно фиг.2, схематичный вид сбоку;
фиг.5 - шлифовальная лента согласно фиг.4, схематичный вид спереди;
фиг.6 - продольный разрез варианта выполнения устройства согласно изобретению;
фиг.7 - устройство согласно фиг.6, в котором снят электродвигатель, вид сверху;
фиг.8 - устройство согласно фиг.6, вид сверху;
фиг.9 - разрез качательного механизма устройства; и
фиг.10 - эксцентрик и взаимодействующее с ним колесо устройства.
На фиг.1 и 2 показано устройство 1 для шлифования твердых поверхностей, в частности стеклянных поверхностей. Обработке подлежит поверхность 2 (фиг.2), например стекла витрины, оконного стекла дома, стеклянной двери или разделительной стенки или т.п. Устройство 1 можно располагать на рабочем столе или же, как показано на фигуре, непосредственно на подлежащей обработке поверхности 2. С помощью присосок 3, 4 устройство 1 можно располагать как на горизонтальных, так и на иначе ориентированных поверхностях 2, например на проходящих вертикально оконных стеклах прямо на них или в непосредственной близости от них.
Устройство 1 содержит соединенное с приводным двигателем 5' с возможностью вращения шлифовальное устройство 5 со сменными шлифовальными кругами 6, которые согласно изобретению перемещаются не вручную, а с помощью перестановочного механизма 10 по двум координатам, при этом перестановочный механизм 10 имеет держатель 11 для шлифовального устройства 5, а также направляющие элементы, описание которых будет приведено ниже, для передвижения держателя 11 в направлениях XY.
Направляющие элементы для передвижения держателя 11 содержат направляющий вал 12, который с помощью предусмотренного, по меньшей мере, на одном конце нивелирного винта 13 можно приводить в положение, точно параллельное подлежащей обработке поверхности 2. Нивелирный винт 13 в свою очередь связан с присоской 14. Гаечная часть 13а соединена с присоской 3 или другим средством для позиционирования держателя для закрепления устройства 1. Другой конец направляющего вала 12 показан упрощенно, однако может также опираться через те же детали 13, 13а, 14 на подлежащую обработке поверхность 2.
Возможны также альтернативные держатели, которые вместо винтового нивелирного механизма содержат регулируемый поворотный или шпиндельный механизм.
На направляющем валу 12 расположена с возможностью сдвигания в продольном направлении (направлении X) направляющая втулка 18, на которой установлен держатель 19 для направленной под прямым углом к направляющему валу 12 направляющей штанги 20. На направляющей штанге 20, как показано на фиг.1 и 3, установлен роликовый держатель 21 с возможностью перестановки в продольном направлении Y направляющей штанги 20, который снабжен двумя роликами 22, 23 для опоры направляющей штанги 20 на подлежащую обработке поверхность 2. Оси роликов 22, 23 ориентированы параллельно продольному направлению Y направляющей штанги 20. Возможна также опора с помощью единственного ролика или аналогичного параллельного механизма. Однако показанный вариант выполнения является особенно предпочтительным в смысле устойчивой и мягкой опоры. Регулирование положения роликового держателя на направляющей штанге осуществляется в зависимости от величины подлежащей обработке поверхности и фиксируется не изображенным образом (например, с помощью установочных колец или фиксатора положения).
В зоне между роликовым держателем 21 и держателем 19 на направляющей штанге 20 расположен с возможностью сдвига в продольном направлении Y направляющей штанги 20 направляющий элемент 25, который соединен с указанным держателем 11 для шлифовального устройства 5. Направляющий элемент 25 в свою очередь установлен с возможностью фиксации в определенном положении Y с помощью не изображенного установочного кольца, соответственно установочного механизма, например, с установочным двигателем и шпинделем, при этом шлифовальное устройство 5 перемещается в направлении Х за счет перемещения всей направляющей штанги 20 вместе с направляемой направляющим валом 12 направляющей втулкой 18 вручную, хотя возможен также машинный привод. На направляющей штанге 20, которая удерживается с возможностью поворота в соединенном с направляющей втулкой 18 держателе 19, расположено без возможности проворачивания коромысло 27 (фиг.1), которое несет два расположенных в направлении Х по обе стороны направляющей штанги 20 ролика 28, 29, из которых один опирается на верхнюю, а другой на нижнюю сторону направляющего вала 12 (ср., в частности, фиг.2), так что направляющая штанга 20 и с ней также держатель 11 удерживаются в определенном, показанном на фиг.2, положении поворота и направляются в направлении X, в котором шлифовальный круг 6 находится в контакте с поверхностью 2. При этом шлифовальный круг 6 удерживается под (как можно меньшим) углом к поверхности 2, как несколько преувеличенно показано на чертеже.
Величина (диаметр) шлифовальных кругов 6 может изменяться в зависимости от величины и свойств подлежащей обработке поверхности.
Для ограничения движения в направлении X, соответственно длины шлифования в направлении X на направляющем валу 12 расположены две стопорные гильзы 32, 34, которые фиксированы в определенном положении и снабжены каждая наклонной поверхностью 31, 33 набегания для соответствующего ролика 28, 29 коромысла. В принципе эти поверхности набегания могут иметь также изменяемую форму изгиба, которая определяется по оптическим законам преломления света, для обеспечения управляемого хода поворотного отвода шлифовального устройства.
Когда держатель 11 с шлифовальным приспособлением 5 перемещается влево согласно фиг.1 и 2, то в конце этого перемещения верхний ролик 28 набегает на верхнюю поверхность 31 набегания стопорной гильзы 32, за счет чего направляющая штанга 20 с держателем 11 поворачивается в держателе 19, и шлифовальное устройство 5 с соответствующим управлением поднимается от поверхности 2. Аналогичное происходит при перемещении держателя 11 с шлифовальным устройством 5 вправо согласно фиг.1 и 2, при этом нижний ролик 29 набегает на нижнюю поверхность 33 набегания стопорной гильзы 34.
Между отдельными перемещениями в направлении Х происходит ступенчатая перестановка держателя 11 в направлении Y.
Перемещения шлифовального устройства в направлении Х и Y можно выполнять попеременно и с чередованием. За счет этого обеспечивается оптимальное шлифование поверхности.
Восстановление поврежденной поверхности, например поцарапанной стеклянной поверхности, осуществляется, как правило, в несколько стадий (например, вышлифовывание царапин, тонкое шлифование, полирование, полирование до блеска), для чего применяются различные шлифовальные круги. Для замены шлифовальных кругов 6 можно поворачивать вокруг продольной оси направляющего вала 12 соединенную с направляющей втулкой 18 направляющую штангу 20 и поднимать шлифовальное устройство 5 от поверхности 2.
Двухмерное перемещение XY держателя 11 шлифовального приспособления вдоль направляющих элементов 12, 18, соответственно 20, 25 перестановочного механизма 10 можно осуществлять вручную или же, например, с помощью управляемых подающих двигателей (не изображены на чертеже).
Устройство 1 согласно изобретению обеспечивает возможность простого и точного восстановления твердых поверхностей, таких как керамическая, мраморная, гранитная и, в частности, стеклянная поверхности, при этом обеспечивается точность также при больших поверхностях (окна, фасады, витрины и т.д.) (направляющий вал 12 может быть выполнен длиной около 3 м и предпочтительно телескопическим). Особым преимуществом является мобильность устройства на месте применения. Устройство 1 можно быстро устанавливать на подлежащей обработке поверхности (с помощью присосок 3, 4, которые предпочтительно находятся вне подлежащей обработке зоны), и желаемую величину перемещений XY можно задавать посредством регулирования направляющего вала 12, соответственно стопорных гильз 32, 33 и посредством позиционирования роликового носителя 21 на направляющей штанге 20. Направляющая штанга 20 может быть также выполнена телескопической.
На фиг.1 и 2 штрихпунктирной линией дополнительно показано положение 6' шлифовального круга. Таким образом, шлифовальный круг может быть расположен также на противоположной стороне направляющей штанги 20, что может быть необходимо в зависимости от расстояния царапин до рамы окна. Однако для этого необходимо также установить ролики в соответствующее положение 28', 29' и ориентировать соответствующим образом держатель 11 (не изображено).
Вместо шлифовального устройства с шлифовальными кругами можно в принципе применять устройства с шлифовальными валиками с бесконечными шлифовальными лентами, как схематично показано на фиг.4 и 5. Эта натянутая между валиками шлифовальная лента перемещается с устройством согласно фиг.1 и 2 аналогично шлифовальному кругу вдоль подлежащей обработке поверхности и соответственно поднимается на концевых сторонах.
Все шлифовальное устройство в рамках изобретения может быть расположено вместе с удерживающим его направляющим элементом 20 также на противоположной стороне направляющего вала 12. Кроме того, устройство можно использовать в любом положении с поворотом на 360°.
На фиг.6 и 8 показан вариант выполнения устройства с направляемым на перестановочном механизме шлифовальным устройством 65, при этом на последнее устанавливается двигатель 66, который имеет вал с четырехгранником 67, который соединяется с возможностью вращения с другим концом соединенного со шлифовальным кругом 6 приводного вала 68.
Шлифовальное устройство 65 тоже установлено с возможностью перемещения в направлении Х и Y, для чего предусмотрены направляющий вал 62 для направления Х и, в отличие от показанного на фиг.1 варианта выполнения, две проходящие параллельно друг другу направляющие штанги 70, 71 для направления Y. Между этими двумя направляющими штангами 70, 71 расположено выступающее между ними шлифовальное устройство 65, которое, с одной стороны, опирается с возможностью сдвига в продольном направлении через держатель 61 на направляющую штангу 71 и, с другой стороны, направляется по направляющей штанге 70 с помощью ходового колеса 63.
Направляющие штанги 70, 71, как показано на фиг.8, удерживаются одним концом в суппорте 69'. В направляющей втулке 69 в суппорте 69' установлен направляющий вал 62, который расположен под прямым углом к этим направляющим штангам. На другом конце эти направляющие штанги 70, 71 опираются, по меньшей мере, через один ролик 72 с роликовым держателем 72' на подлежащую обработке поверхность. В качестве альтернативного решения вместо этого роликового держателя 72' на этом конце может быть предусмотрена опора через суппорт, аналогичный суппорту 69'.
Шлифовальный круг 6 вместе с установленным в проходной втулке 58 приводным валом и смонтированным на нем двигателем 66 с помощью расположенной над шлифовальным кругом 6 шарнирной опоры 64 установлен с возможностью поворота в цилиндрическом корпусе 75 с держателем 61 для обеспечения его наклона на несколько угловых градусов в зависимости от направления подачи относительно вертикального положения, а именно так, что он поворачивается предпочтительно в направлении Х или Y, так что можно выполнять подачу в обоих направлениях, в то время как устройство согласно фиг.1 допускает подачу лишь в направлении X, поскольку предусмотрен поворот шлифовального круга 6 лишь в плоскости в этом направлении. При этом обработка подлежащей шлифованию поверхности осуществляется с успехом как в направлении X, так и в направлении Y, за счет чего обеспечивается лучшее шлифование.
Шлифовальный круг 6 вместе с двигателем 66 и поворотным приводным валом 66, включая шарнирную опору 64, может перемещаться в держателе 61 в направлении Z. Для этого в направляющем корпусе 75 расположена с возможностью продольной перестановки соединенная с осью 99 ходового колеса 63 направляющая втулка 98. На нижнем конце направляющей втулки 98 на внутренней стороне закреплена шарнирная опора 64. Тем самым обеспечивается возможность регулирования по отдельности, раздельного управления и одновременного приведения в действие шлифовального круга во всех направлениях X, Y и Z дополнительно к трем свободно выбираемым движениям качания и поворота.
Для поворота шлифовального круга 6 в направлении направляющих штанг 70, 71 шлифовальный круг 6 вместе с его приводным валом 68, а также двигателем 66 поворачивается в проходящей параллельно направляющим штангам 70, 71 плоскости, т.е. перпендикулярно плоскости изображения на фиг.6. С помощью винтового зажимного приспособления 85 обеспечивается фиксация приводного вала 68, причем поворачивается соединенная с рукояткой 86 гаечная гильза 87 на стороне двигателя и свинчивается с имеющей шаровидную поверхность 88', удерживаемой в цилиндрическом корпусе 75 гильзой 88.
Ходовое колесо 63, на которое опирается шлифовальное устройство 65, служит также для поднимания шлифовального круга 6 от подлежащей обработке поверхности, как показано на фиг.6 и 8. Соответствующие переставляемые на направляющей штанге 70 рампы фиксируются в желаемом положении с помощью крепежного рычага 91'. Когда шлифовальное приспособление 65 перемещается вручную с помощью его захватов 76, например, в направлении рампы 91, то шлифовальное устройство 65 и вместе с ним шлифовальный круг 6 поднимаются при наезде ходового колеса 63 в направляющей гильзе 98 в направлении Z. Это ходовое колесо 63 расположено с возможностью перестановки на цилиндрическом корпусе 75 так, что его можно фиксировать по меньшей мере в сдвинутом на 90° положении, как показано на фиг.6 с изображенным штрихпунктирной линией ходовым колесом 63'.
Кроме того, как показано на фиг.6, предусмотрено интегрированное в направляющую штангу весовое уравновешивание 77. Оно соединено с закрепленной на шлифовальном устройстве 65 тросовой тягой 78 (фиг.8), при этом эта тросовая тяга 78 проходит до конца направляющей штанги 71 и вокруг не изображенного направляющего колеса обратно к шлифовальному устройству 65. Это весовое уравновешивание 77 предпочтительно выполнено в виде газонаполненного амортизатора с тросовой тягой. Однако оно может быть предусмотрено также в виде пружин сжатия или растяжения.
На фиг.7 дополнительно показаны крепежные головки 79 на обеих сторонах цилиндрического корпуса 75. Их можно приводить в действие снаружи, и они обеспечивают разъемное крепление направляющей гильзы 98 и тем самым приводного вала 68 в цилиндрическом корпусе 75, т.е. приводной вал можно снимать вместе с двигателем после снятия шлифовального круга.
Как показано на фиг.8-10, на задней стороне суппорта 69' предусмотрено качательное приспособление 80 в корпусе 83 для поднимания, соответственно опускания шлифовального круга 6 на подлежащую обработке поверхность, когда происходит движение подачи этого шлифовального круга вдоль направляющего вала 62 в направлении X. Это качательное приспособление 80 имеет коромысло 84, которое может откидываться на определенный угол α на одну, соответственно другую сторону. Это коромысло 84 соединено с возможностью поворота с зубчатым сегментом 81, который в свою очередь находится в зацеплении с закрепленным коаксиально на направляющей штанге 70 зубчатым колесом 82. При перестановке суппорта 69' до одного из фиксированных на направляющем валу 62 с помощью винта 91', 92' концевых упоров 91, 92 коромысло 84 поворачивается из одного отклоненного положения 84', 84" в другое, и вместе с ним поворачиваются зубчатый сегмент 81, зубчатое колесо 82 и направляющий вал 70. Направляющий вал 70 в свою очередь поворачивает, как показано на фиг.7, соответственно 10, смонтированный на нем эксцентрик 95, который переставляет проходящее по периметру эксцентрика 95 колесо 96, а с ним приводной вал 68 и тем самым шлифовальный круг 6 в направлении Z за счет того, что это колесо 96 установлено на закрепленном на цилиндрическом корпусе 75 рычаге 97. На фиг.7 ходовое колесо расположено со смещением на 90° или 180°, что, однако, не изображено. Таким образом, обеспечивается поднимание и опускание шлифовального круга 6 при возвратно-поступательном сдвигании шлифовального приспособления 65 в направлении X. Кроме того, предусмотрено еще установленное с возможностью поворота в держателе 61 направляющее колесо 59, которое входит в продольную канавку направляющей штанги 70.
В показанном исходном положении коромысла 84 вертикально вниз можно работать в другом направлении (Y).
Направляющий вал 62 предназначен для крепления с помощью присосок 3, 4 - аналогично показанным на фиг.1 - на подлежащей обработке поверхности, при этом эти присоски в зависимости от применения устанавливаются обе на наружной стороне на направляющем валу 62 или одна на наружной стороне, а другая приблизительно в середине, а направляющая гильза устанавливается на другой стороне этого направляющего вала, так что направляющую гильзу можно сдвигать приблизительно до конца этого направляющего вала. Размеры этих выполненных в виде блоков вакуумных присосок, крепящихся универсально во всех положениях относительно устройства присосок 3, 4, выбираются так, что они обеспечивают достаточную силу крепления устройства даже при шлифовании оконного стекла или подобных поверхностей.
Ручное колесо 92 соединено с расположенным коаксиально в суппорте 69' пальцем 93, с помощью которого обеспечивается фиксация этого суппорта 69' на направляющем валу, чтобы при обработке в направлении Y не происходило перемещения в направлении X. Кроме того, предусмотрен еще зажимной рычаг 94 для закрепления двигателя 66. За счет этого обеспечивается дополнительное преимущество возможности крепления двигателя с различными размерами и мощностью. Выбор размера двигателя задается свойствами стекла, размерами подлежащей обработке поверхности и диаметром применяемого шлифовального круга 6.
Расстояние от подлежащей обработке поверхности до направляющих валов можно переменно регулировать так, что присоски крепятся на другой плоскости, чем рабочая плоскость, как, например, при раздвижных дверях, перемычках рам витрины, перемычках кузова в железнодорожных вагонах и т.д.
Само собой разумеется, можно шлифовать не только плоские поверхности, как, например, в современных железнодорожных поездах и трамваях. При этом устройство можно также устанавливать стационарно в месте стоянки такого поезда и позиционировать посредством поворотного движения или т.п. на подлежащем обработке окне. За счет поворотного расположения шлифовального круга можно его поднимать, соответственно опускать во время движения подачи в соответствии с формой стекла.
Дополнительно к этому с помощью соответствующих приспособлений можно обеспечивать автоматическую или полуавтоматическую работу устройства. Для этого, как указывалось выше, необходимо предусматривать для подачи шлифовальных кругов, например, подходящие вращающиеся шпиндели и управляемые приводные двигатели.