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Schleif- und Poliermaschine für torische oder zylindrische
Linsenflächen
Die Erfindung betrifft eine Schleif-und Poliermaschine für torische und zylindrische Linsenflächen, mit einer Spindel zum Befestigen eines Schleif- oder Polierwerkzeugs und einer in derselben Richtung angetriebenen zweiten Spindel zum Befestigen der Linse, deren Drehachsen parallel und gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei eine der beiden Spindeln zum periodischen Veränderndes Abstands der Spindelachse in einem Schlitten gelagert ist, der durch eine Kurbel od. dgl. hin-und hergehend angetrieben ist.
Wie bekannt, müssen während des Schleifens und Polieren einer torischen oder zylindrischen Linsenfläche fortwährend die Achsen der torischen oder zylindrischen Fläche des Schleif- oder Polierwerkzeugs und der Fläche der geschliffenen oder polierten Linse parallel bleiben. Praktisch bedeutet das, dass die Drehzahl des Werkzeugs und der Linse gleichgehalten werden müssen. Dies kann auf verschiedene Art erzielt werden, z. B. dass sich entweder die Linse und das Werkzeug überhaupt nicht drehen, sondern sich lediglich gegeneinander verschieben, oder sie besitzen eine Drehbewegung, wobei die Linse auf einer Anordnung mit einer Führungsstange aufgekettet ist, die in einer um eine gegenüber der Drehachse des Werkzeugs senkrechte Achse drehbaren Gabel geführt ist, wie z. B. in der brit ; Patentschrift Nr. 553, 895 angeführt ist.
In beiden Fällen entstehen schädliche Schwingungen, die durch Einwirkung von Beharrungskräften die Schleifgeschwindigkeit begrenzen und die Güte der geschliffenen Fläche beeinträchtigen. Ausserdem hindert die erwähnte Anordnung das manuelle Auftragen der Schleifoder Polieremulsion und macht die Automatisation dieses wichtigen Arbeitsvorganges unmöglich.
Gemäss der USA-Patentschrift Nr. 881, 168 soll durch eine von Hand mittels eines Hebels ausgeführte Bewegung einer der Achsen des Schleifwerkzeugs oder des Linsenhalters verhütet werden, dass immer dieselbe Stelle des Schleifwerkzeugs mit der Linse in Kontakt kommt. Gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 344 812 sind die zusammenarbeitenden Schleifschalen an ihren Haltern ungelenkig befestigt, wobei die eine der Schalen an einem um das Krümmungszentrum der zu schleifenden Fläche schwingbaren, der Länge nach einstellbaren Arm, die andere hingegen an einer umlaufenden Welle befestigt ist.
Wie schon früher betont wurde, ist die grundsätzliche Bedingung für ein genaues Bearbeitender torischen Fläche das Einhalten der parallelen Lage der Achsen des Werkzeugs und der Linse. Bei bestehenden Anordnungen entsteht zwischen der Linse und dem Werkzeug namentlich nach längerem Arbeitseinsatz und schon bei geringer Abnutzung ein unerwünschtes Spiel, und die Genauigkeit der bearbeiteten Fläche verschlechtert sich.
Diese Schwierigkeiten und Mängel werden bei der eingangs näher bezeichneten Schleif- und Poliermaschine erfindungsgemäss dadurch behoben, dass jede der beiden Spindeln mit einem Zahnradgetriebe gekuppelt ist, welche Getriebe das gleiche Übersetzungsverhältnis aufweisen und miteinander durch eine Welle mit zwei Gelenken verbunden sind.
Eine erfindungsgemässe Anordnung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt, mit einem Schleifoder Polierwerkzeug 1, einer geschliffenen Linse 2, einer Spindel 3 für das Schleif- oder Polierwerkzeug 1, einer Spindel 4 für die Linse 2, die in einem horizontal verstellbaren Schlit-
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ten 20 gelagert ist, einem Zahnradgetriebe 5 und 6, das die Spindel 3 antreibt, und einem Zahnradgetriebe 7 und 8, das die Spindel 4 antreibt. Die Verbindung der Zahnradgetriebe 5, 6 und 7,8 ist durch die Gelenkwelle 9 ausgeführt. Auf einem exzentrischen Zapfen 11 an einem Zahnrad 12 ist eine Kurbelstange 10 gelagert, wobei das Zahnrad 12 durch ein auf der Welle des Motors 14 gelagertes Ritzel 13 angetrieben ist. Die Kurbelstange 10 erteilt dem Schlitten 20 eine periodische Hin- und Herbewegung.
Das entgegengesetzte Ende der Welle des Motors 14 trägt eine Riemenscheibe 15, die über einen Riemen eine weitere Riemenscheibe 16 antreibt. Eine Feder 17 drückt die Spindel 4 auf das Gelenk 18 mit der Kittscheibe, das mit einem Bolzen 19 versehen ist.
Die grundsätzliche Bedingung für eine richtige Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anordnung, d. i. die Aufrechterhaltung der parallelen Lage der Achsen des Schleif- oder Polierwerkzeugs 1 und der Linse 2, ist dadurch erfüllt, dass die Spindeln 3 und 4 miteinander über Zahnradgetriebe 5,6 und 7,8 mit gleichem Übersetzungsverhältnis gekuppelt sind, die miteinander durch eine Gelenkwelle 9 verbunden sind. Diese Gelenkwelle 9 ermöglicht der Spindel 4 eine periodische Bewegung auszuführen, die sehr langsam sein kann, lediglich damit die Linse 2 ihre Lage zum Werkzeug 1 ändern kann, um eine gewisse Stelle der Linse 2 nicht fortwährend mit der gleichen Stelle des Werkzeugs 1 zu bearbeiten, wie es beim Schleifen und Polieren üblich ist.
Diese Bewegung wird derart erzielt, dass der die Spindel 4 tragende Schlitten 20 mit der Kurbelstange 10 verbunden ist, die auf dem exzentrischen Zapfen 11 gelagert ist, dessen Exzentrizität einstellbar ist. Der exzentrische Zapfen 11 ist auf dem Zahnrad 12 befestigt, das durch ein auf der Welle des Motors 14 vorgesehenes Ritzel 13 angetrieben wird. Das gegenüberliegende Ende dieser Welle treibt über die Riemenscheiben 15 und 16 die Spindel 3 an. Die Spindel 4 wird durch die Feder 17 gegen das Gelenk 18 mit der Kittscheibe und Linse 2 gedrückt. Das Gelenk 18 mit der Kittscheibe ist kugelförmig und mit dem Bolzen 19 versehen, der der Linse 2 eine allseitige Bewegung mit Ausnahme einer Drehbewegung um die Längsachse der Spindel 4 gestattet.
Beim Schleifen oder Polieren wird die Achse der Spindel 4 der Linse 2 exzentrisch gegenüber der Achse der Spindel 3 des Werkzeugs 1 eingestellt, damit in jedem Fall beim Drehen eine gewisse relative Bewegung des Werkzeugs 1 und der Linse 2 zustandekommt. Im Falle einer Gleichachsigkeit würde diese Bewegung gleich null sein, und die Linse 2 würde keiner Bearbeitung unterzogen werden. Durch Anwendung der Zahnradgetriebe 5, 6 und 7, 8 wird erzielt, dass die Linse 2 mit hoher relativer Geschwindigkeit geschliffen und poliert werden kann, die schnellen Schwingungen behoben sind und das Werkzeug 1 und die Linse 2 beim Bearbeiten zwecks Auftragen der Schleif- oder Polieremulsion allseitig zugänglich sind, wobei das Auftragen sowohl von Hand als auch automatisch geschehen kann, was bei den bisher verwendeten Anordnungen unmöglich war.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung wird auch die Bedienung der Maschine wesentlich vereinfacht. Durch einfache Änderung kann die Maschine für Bearbeiten von Kugelflächen angepasst werden.
Die erfindungsgemässe Schleif- und Poliermaschine ist vor allem für die schnelle Erzeugung von torischen Linsen in kleineren Serien für individuelle Forderungen und für die Erzeugung von einzelnen Linsen grosser bis extremer optischer Brechungsvermögen geeignet, bei Erzielung maximaler Nutzleistung während der Erzeugung.