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Schleifmaschine zur Randbearbeitung sphärischer Linsen
Die Erfindung bezieht sich auf das Facettieren und Randbearbeiten sphärischer Linsen und betrifft eine für billige Massenfertigung entwickelte Schleifmaschine.
Optische Linsen, gleichgültig welcher geometrischen Flächenform, werden zum Zwecke des Einbaues in die jeweilige Linsenfassung zentriert, d. h. die optische Achse der Linse wird mit der geometrischen der Achse durch Schleifen des Aussendurchmessers möglichst genau zusammengelegt. Jede Linse ist vor der
Randbearbeitung mit entsprechendem Ausmass zu versehen, so dass auch bei grösserer Differenz zwischen optischer und geometrischer Achse noch ein Bearbeiten zentrisch um die optische Achse möglich ist. Ausser der Durchmesserbearbeitung bzw. dem Zentrieren der Linse ist stets ein Facettieren der Linsenränder erfor- derlich. Dieses Facettieren kann dem Kantenschutz bei der Linsenmontage oder aber dem Verkleinern des Öffnungsdurchmessers dienen.
Weiterhin ist in vielen Fällen eine Facette zum Fassen der Linse notwendig.
In der Praxis wird die Linse von Hand in eine Glockenspannvorrichtung an der Maschine eingesetzt, in der sie zwischen zwei Zentrierglocken durch Selbstzentrieren infolge ihrer Flächenkrümmungen festgehalten wird. Während die Randbearbeitung vornehmlich von rotierenden Diamantschleifscheiben vorgenommen wird, erfolgt das Facettieren bei Schutzfacetten von Hand mittels Schleifschale und losem Car- borundumkorn. Bei Fassungsfacetten und Facetten zur Verkleinerung des Öffnungsdurchmessers bedient man sich der bekannten Facettierscheiben, die achsengleich mit den Diamantschleifscheiben für die Durchmesserbearbeitung laufen.
Damit lassen sichSchutzfacetten von wenigen Zehntelmillimetem weder gleichzeitig auf beiden Kanten der Linse noch einseitig exakt ausführen, weil in erster Linie die Profiltreue der Facettierscheibe nicht erhalten bleibt und insbesondere das Aussplittern der Facette nicht vermieden werden kann.
Bei einem bekannten Verfahren zum Schleifen oder Polieren von Facetten an runden Glaskörpern wird als Werkzeug eine umlaufende Kugel-oder Kugelringschale verwendet, deren Achse zur umlaufenden Werkzeugspindel geneigt ist und diese schneidet. Nach diesem Verfahren lassen sich jedoch, da die wirksame Fläche des Werkzeuges sphärisch-konkav ist, nur konvexsphärische Facetten schleifen, und das Werkzeug muss so dicht an die Werkstückspindel herangeführt werden, dass Glockenspannwerkzeuge dabei nicht verwendet werden können. Es eignet sich nur für plane runde Glaskörper, wie Uhrengläser und Taschenspiegel.
Ein anderes bekanntes Verfahren zur Randbearbeitung sphärischer Linsen benutzt als Werkzeug eine umlaufende Planscheibe, deren Achse ebenfalls zur umlaufenden Werkstückspindel geneigt ist und diese schneidet : Mit der Stirnfläche des Werkzeuges werden Facetten konischer Form geschliffen. Das Problem der Rationalisierung der Randbearbeitung wird dabei in der Weise angegangen, dass eine Anzahl Linsen auf einem Support aufgespannt und gemeinsam gegen die Stirnfläche einer notwendigerweise sehr grossen und schweren, ortsfest gelagerten Planscheibe angestellt wird.
Abgesehen davon, dass sämtliche Linsenhalter dabei sehr genau in einer Horizontalebene ausgerichtet sein müssen und die Scheibe auf Kreisringen, d. h. ungleichmässig abgenutzt wird, leidet auch diese Maschine unter dem Nachteil, dass das Werkzeug so dicht an die Werkstückspindel herangeführt wird, diese sogar übergreifen muss, dass nur recht umständliche Spannwerkzeuge möglich sind und die Linsen zum beiderseitigen Randbearbeiten umgespannt werden müssen.
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Die Erfindung führt hier auf dem Wege zur rationellen Massenfertigung einen wesentlichen Schritt weiter durch die Anwendung der an sich bekannten Glockenspannvorrichtung in Verbindung mit zu beiden Seiten ihrer Spannfläche angeordneten, anstellbaren Planscheiben kleiner Abmessungen, deren Achsen zur Achse der Glockenspannvorrichtung geneigt sind. Die erfindungsgemässe Schleifmaschine ist also gekennzeichnet durch eine Glockenspannvorrichtung als Werkstückhalter und zwei Schleifwerkzeuge zum Bearbeiten gegenüberliegender Linsenränder, deren Spindeln in Achsrichtung verstellbar und gegenüber der Achse der Glockenspannvorrichtung verschwenkbar und feststellbat sind.
Bezogen auf die Spindeln der Spannvorrichtung können die Schleifwerkzeuge auf derselben Seite angeordnet sein-dann müssen sie nacheinander gegen die Linsenränder eingestellt werden-oder auf gegenüberliegenden Seiten - dann können sie gleichzeitig eingesetzt werden. In keinem Falle muss umgespanntwerden ; die fertig bearbeitete Linse wird entnommen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemässen Maschine kann zum gleichzeitigen Massschlei - fen des Linsendurchmessers ein weiteres Schleifwerkzeug vorgesehen werden, dessen Spindel auf einem senkrecht zur Achse der Glockenspannvorrichtung verschiebbaren Schlitten gelagert ist.
Die Erfindung ermöglicht sowohl bei horizontal als auch bei vertikal angeordneten Werkstückspindeln ein Facettieren auch der kleinsten Facetten mit konstantem Facettenwinkel und ohne Aussplittern der Facettenkanten. Sie ermöglicht insbesondere die Bearbeitung kleinster, in Massen gefertigter Linsen, die wegen ihres kleinen Durchmessers keine Möglichkeit zum Ansatz der profilierten Facettierscheibe herkömmlicher Art geben. Während die stets scharfe Schneidkante der profillosen Planscheibe bzw. -glocke jede beliebige Facettengrösse herstellen kann, besteht daneben gleichzeitig die Möglichkeit, in bekann- ter Weise den Linsendurchmesser zu bearbeiten.
Die Erfindung ebnet so den Weg für eine kostensparende automatische Linsenrandbearbeitung in der Massenfertigung.
Bei selbsttätigem Anstellen der nach der Erfindung vorgeschlagenen Facettierwerkzeuge und entsprechender Anordnung derselben ergibt sich der weitere Vorteil, gleichzeitig zwei unterschiedlich grosse Facetten anbringen zu können. Planscheiben und Glockenscheiben mit planbezogener Stirnfläche sind gegen- über einteiligen wie zusammengesetzten Schleifscheiben mit Facettenprofil, aber auch gegenüber kalottenförmigen Schleifscheiben wesentlich genauer und einfacher und damit billiger herzustellen.
Einzelheiten und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung und ihre Vorteile erläutert die folgende Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 die schematische Darstellung der Werkzeuganordnung für aufeinanderfolgende Bearbeitung der Facetten, Fig. 2 die schleifende Kontaktfläche des Werkzeuges mit der Linse, Fig. 3 die schematische Darstellungder Werkzeuganordnung für gleichzeitige Bearbeitung der Facetten und Fig. 4 die schematische Darstellung des Aufbaues einer auto-
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Zentrierglocken sind gleichlaufend gemeinsam miteinander angetrieben. Im Winkel zur Glockenachse sind die beiden Schleifwerkzeuge 4 und 5 axial verschiebbar angeordnet. Das zylindrische Werkzeug 4 ist im Arbeitszustand dargestellt.
Es schneidet an der zylindrischen Stirnfläche und erzeugt so eine kegelige Facette, hervorgerufen durch Linsenrotation und Werkzeugrotation im entsprechenden Anstellwinkel. Das Werkzeug 5 ist für die zweite Facette in Ruhestellung dargestellt ; es wird angestellt, nachdem Werkzeug 4 zurückgezogen ist.
In Fig. 2 ist die Bearbeitungsfläche 6 zwischen Linsenrand und Werkzeug dargestellt. Es ist ersichtlich, dass auf diese Weise ein Kreuzschliff erzielt wird.
In Fig. 3 ist eine Anordnung gezeigt, bei der beide Werkzeuge 4 und 5 an gegenüberliegenden Seiten und Rändern der Linse angestellt werden und gleichzeitig in Tätigkeit sind. Auch hiebei werden durch
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In Fig. 4 ist eine Maschine mit vertikaler Arbeitsspindel dargestellt, die ausser den beiden Facetten auch den zylindrischen Linsendurchmesser bearbeitet und programmgesteuert wird.
Die Linse 1 ist wieder zwischen den beiden Zentrierglocken 2 und 3 gespannt, die ihrerseits gemeinsam über die Spindeln 7 und 8 von der Vorgelegewelle9 durch den Antriebsmotor 18 angetrieben werden.
Die beiden Facettierwerkzeuge 4 und 5 werden direkt von den Motoren 10 und 11 angetrieben. Diese sitzen auf Supporten, die über die Exzenter 12 und 13 nacheinander gegen die Linse vorgeschoben werden, wie dies bei Fig. 1 geschildert wurde. Das Werkzeug 14 für das Durchmesserschleifen wird direkt vom Motor 15 angetrieben, der zur Einstellung schwenkbar auf einem Support 16 sitzt. Das Werkzeug 14 wird von dem am Support 16 angreifenden Exzenter 17 gegen den Rand der Linse angestellt.