Maschine zum Schleifen und Polieren einer konkav. oder konvextorisch gekrümmten Fläche Vorliegende Erfindung betrifft die Oberflächenbe- arbeitung von gekrümmten Flächen, z.
B. von Rohlin sen und ähnlichen Werkstücken, und ihr Gegenstand ist eine Maschine zum Schleifen und Polieren einer konkav oder konvex torisch gekrümmten Fläche eines linsenförmigen Werkstückes mittels eines Werkzeuges, das eine genannter Fläche des Werkstückes gleichende Bearbeitungsfläche besitzt, mit einer drehbaren Ein spannvorrichtung, die eine Grundplatte und eine elasti sche, zylindrische Windungen aufweisende Kupplung mit einem bezüglich genannter Grundplatte hin und her beweglichen und mit einem anderen, an genannter Grundplatte befestigen Ende umfasst.
Mittel sind zur Halterung genanntes Werkstückes und genanntes Werk- zeuges innerhalb genannter Windungen vorgesehen, wo bei das eine an genannter Grundplatte und das andere an genanntem beweglichen Ende genannter Kupplung gehaltert wird und wobei ferner genannte Flächen mit einander in Wechselwirkung stehen. Die Einspannvor- richtung ist um eine Achse drehbar angeordnet, die sich durch genannte Kupplung erstreckt und koaxial zu ge nannten Windungen ist, wenn die Kupplung sich in Ruhe zustand befindet, wobei Werkstück, Werkzeug, Grund platte und Kupplung zusammen in Gleichlauf drehen.
Die erfindungsgemässe Maschine weist ferner Mittel zum rotierenden Antrieb genannter drehbaren Einspannvor- richtung um genannte Achse und zum seitlichen Bewe gen des genannten beweglichen Endes genannter Kupp lung auf, die zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen genannten Flächen des Werkstückes und des Werkzeuges dienen.
Unter einer torisch gekrümmten Fläche wird eine Fläche verstanden, die eine zusammengesetzte Oberflä chenkrümmung besitzt, bei der also zwei zueinander senkrechte Meridiane verschiedene Krümmungen auf weisen, wobei einer der Meridiane in der Mittelebene eines Torus liegt, also kreisförmig ausgebildet ist. Die torischen Oberflächen können dabei positiv, d. h. kon vex, oder negativ, d. h. konkav geschliffen sein.
Bei der Herstellung torischer Oberflächen müssen die entsprechenden Haupt- und Nebenmeridiane oder Achsen der zusammengesetzten Oberflächenkrümmung auf einer zu bearbeitenden torischen Rohlinse ständig zu den entsprechenden Meridianen oder Achsen der vor geformten Oberfläche des Bearbeitungswerkzeuges pa rallel gehalten werden. Deshalb mussten bisher ver- hältnismässig komplexe und aufwendige Anordnungen verwendet werden, um die Rohlinse und die Werkzeuge während der Oberflächenbearbeitung in genau ausge richteter Beziehung zueinander zu halten.
Der komplexe Aufbau der gegenwärtig verwendeten Vorrichtungen zur axialen Ausrichtung macht es un- möglich, ein ausgewuchtetes Werkzeugteil zu schaffen, das mit überdurchschnittlich hohen Geschwindigkeiten betrieben werden könnte.
Das heisst, dass die üblichen Anordnungen zur axialen Ausrichtung verschiedene Armansätze und jochähnliche Halterungen oder der gleichen zum Einsetzen des Werkzeuges oder des Werk stückes enthalten haben und dass zumindest einige dieser Teile durch biegsame Arme oder gelenkige Verbin dungen oder dergleichen federnd oder sonstwie beweg bar gehalten wurden.
Wenn eine solche Anordnung mit verhältnismässig geringen Geschwindigkeiten gedreht wird, erfüllen Vorrichtungen dieser Art ihren Zweck, bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten jedoch ver ursachen die Zentrifugalkräfte und andere Effekte, wie eine Vibration, die auf eine Unwucht der Anordnung zurückzuführen ist, während der Oberflächenbearbei- tung eine Verdrehung des Werkstückhalters und Werk- zeuges,
was die Herstellung einer ungenau gekrümmten und schlecht ausgebildeten Oberfläche zur Folge hat oder sonstwie minderwertige Rohlinsen ergibt.
Um bei der Linsenherstellung mit dem ständig steigenden Verlangen nach wirksamerer und verstärkter Produktion Schritt zu halten, ist es notwendig, dass die Oberflächenbearbeitungsvorgänge an Rohlinsen schnel ler ausgeführt und verbessert werden, ohne dass die Qualität des Endproduktes darunter leidet, vielmehr soll die Qualität des Erzeugnisses auch noch verbessert werden.
Dies kann mit den üblichen Einrichtungen, die für verhältnismässig langsame Bearbeitungsvorgänge vor gesehen sind, offensichtlich nicht erfolgreich ausgeführt werden, da bei diesen den Problemen der Unwucht und anderen Bemessungsfaktoren, die für Bearbeitungsvor gänge mit hoher Geschwindigkeit von wesentlicher Be deutung sind, nicht genügend Beachtung geschenkt wor den ist.
Zweck vorliegender Erfindung, die sich mit Hoch- geschwindigkeits-Oberflächenbearbeitungsvorgängen be- fasst, ist nun,
die vorangehend erörterten Probleme auf dem Gebiet der Oberflächenbearbeitung der Rohlinsen zu überwinden und eine Maschine zum Schleifen und zum Polieren torisch gekrümmter Oberflächen zu schaffen,
die die feine Endbearbeitung der Oberflächen von Rohlinsen und ähnlicher Werkstücke mit erhöhter Leistungsfähigkeit und Genauigkeit ermöglicht.
Die erfindungsmässige Maschine zeichnet sich da durch aus, dass die Windungen der Kupplung das Werk stück und das Werkzeug umschliessen und etwa konzen trisch umkreisen und eine derart niedrige Torsionsnach- giebigkeit besitzen, dass gegebene Meridiane der Flä chen des Werkstückes und des Werkzeuges während der rotierenden und seitlichen Bewegung derselben wenig stens annähernd parallel zueinander gehalten werden.
Die nachfolgende Beschreibung, die die in vorlie gender Erfindung enthaltenen Lehren besser zu ver stehen erlaubt ist von einer Zeichnung begleitet. Da- rin. ist- Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Linse, die beispielsweise gemäss der Erfindung bearbeitet wer den soll;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines bevorzug ten Läppsteines oder Werkzeuges, das in Verbindung mit der Maschine nach der Erfindung zur Erzeugung einer Oberflächenkrümmung auf einer Rohlinse oder der gleichen, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet wird;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Aus- führungsform einer Oberflächenbearbeitungsmaschine, wobei Teile weggebrochen sind, um wesentliche Teile im Schnitt zu zeigen;
Fig. 4 ist eine Frontansicht der in Fig. 3 gezeigten Maschine; Fig. 5 ist ein vergrösserter Querschnitt im wesent lichen entlang der Linie <B>5-5</B> von Fig. 3 in Richtung der Pfeile gesehen;
Fig. 6 ist eine Ansicht eines Teiles der in Fig. 3 gezeigten Maschine entlang der Linie 6-6 von Fig. 3 und in der durch die Pfeile angezeigten Richtung ge sehen Fig. 7 ist ein vergrösserter Teilquerschnitt entlang der Linie 7=7 von Fig. 5;
Fig. 8 ist eine im wesentlichen der Fig. 7 ähnliche Ansicht und zeigt eine Anordnung dieses Teiles der Maschine; und die Fig. 9, 10, 11 und 12 sind Teilansichten verschie dener abgewandelter Ausführungsformen der vorliegen den Erfindung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich - allgemein auf eine Maschine zur Bearbeitung von gekrümmten Flä chen, wie Rohlinsen und dergleichen, und die Zeichnun gen erläutern eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Maschine, die durch eine neue Einspannvor- richtung 20 für Rohlinse und Werkzeug (siehe Fig. 3, 4 und 5) zum Einspannen einer Rohlinse und eines Werkzeuges in einer festen,
vorher festgelegten axialen Ausrichtung, die jederzeit erhalten bleibt, gekennzeich net ist. Es wird nachher klar werden, dass die Vorrich tung 20, die während der Oberflächenbearbeitung ins gesamt gedreht wird, eine gut ausgewuchtete Drehvor richtung bildet, die Bearbeitungsvorgänge mit hohen Ge schwindigkeiten bei geringster Vibration und anderer Unwuchtwirkungen auszuführen gestattet, welche der Genauigkeit der Krümmung und der Oberflächenquali tät des Endproduktes schaden könnten.
Weiterhin liefert die Vorrichtung, obwohl sie für Bearbeitungsvorgänge mit hoher Geschwindigkeit ausgewuchtet ist, ein grosses Mass an Bewegungsspielraum um in dem gewünschten Ausmass seitliche Schwingungen zwischen dem Werk stück und dem Werkzeug ausführen zu können, damit während der Oberflächenbearbeitung ein schnelles und wirksames Schleifen oder Polieren der Werkstückober- fläche erreicht wird,
während eine axiale Fehlausrich tung zwischen Werkstück und Werkzeug sicher vermie- den wird.
Die Vorrichtung 20 kann an Oberflächenbearbei- tungsmaschinen verschiedener Arten angebracht wer den und ist zur Erläuterung, wie dies in Fig. 3-7 ge zeigt ist, in Betriebsbereitschaft an einer bevorzugten Ausführungsform einer Bearbeitungsmaschine darge stellt. Die Kombination der gezeigten Maschine und der Vorrichtung 20 bildet dabei eine einzige, vollständige und hochwirksame Linsenbearbeitungsmaschine 22.
Die Maschine, an der die drehbare Vorrichtung 20 befestigt wird, wird, um ein besseres Verständnis der Konstruktion, der Aufgabe und der Wirkungsweise der Vorrichtung 20 zu ermöglichen, deren Beschreibung folgt, zuerst im einzelnen beschrieben. Aus den Fig. 3 und 4 kann man sehen, dass die Oberflächenbear- beitungsmaschine 22 einen Ständer 24 aufweist, der vorzugsweise ein hohles Inneres und einen vorstehen den Kopfteil 26 besitzt, welcher mittels H-förmiger Verbindungen 28 und 30 drehbar mit dem Ständer 24 verbunden ist.
Die H-förmigen Verbindungen sind an Gelenkblöcken 32 und 34 jeweils an den Kopf- und Ständerteilen der Maschine drehbar befestigt. Die Blöcke 32 und 34 und die entsprechenden Verbindungsstücke 28 und 30 sind miteinander durch Gelenkstifte 36 ver bunden @ und die Blöcke 34 sind mit Schrauben oder der gleichen an dem Ständer 24 befestigt.
Die Blöcke 32, die als ein Teil des Kopfes 26 anzusehen sind, sind durch horizontal angeordnete Stangen 38 und 40 mit einander verbunden, die in die Bohrungen 42 und 44 bzw. in die vergrösserten Augen 46 passen, die in dem Oberteil von jedem der Blöcke 32 vorgesehen sind.
Die Stangen 38 und 40 werden nahe an ihren entgegenge setzten Enden an den Augen 46 der Blöcke 42 durch Schrauben 48 oder dergleichen fest angeschraubt und sind so angeordnet (siehe Fig. 4), dass sie die obersten Enden der Verbindungsstücke 28 und 30 in einer Entfernung auseinanderhalten, die im wesentlichen gleich der Entfernung zwischen den untersten Enden der Ver bindungsstücke ist.
Die aus den Verbindungsstücken 28 und 30, den Lagerblöcken 32 und den Stangen 38 und 40 zusammen gesetzte Anordnung bildet einen Rahmen, an dem ein vorstehender Teil 50 des Kopfes 26 so befestigt ist, dass er sich um die Stange 38 bewegen kann. Der Rahmen bietet dadurch, dass er drehbar an dem Ständer 24 be festigt ist, eine Einrichtung für Schwingungen des Kop fes 26 während einer Oberflächenbearbeitung zur Sei- te oder in seitlicher Richtung, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird.
Der hervorstehende Teil 50 des Kopfes 26 enthält ein Haupteinspannteil 52 aus Guss, das mit einem Paar geteilter zu der vorderen Stange 38 passender Lager 54 versehen ist. Die Lager 54 sind so ausgebildet und an der Stange 38 angebracht, dass sie eine sichere vibrationsfreie Verbindung bilden wäh rend verhältnismässig leicht eine Kippbewegung des her vorstehenden Teiles 50 des Kopfes 26 um die Stange 38 möglich ist.
Der hervorstehende Teil 50 des Kop fes 26 ist, obwohl er sich um die Stange 38 frei drehen kann, gegen eine seitliche Bewegung die Stange 38 entlang, durch geeignete Begrenzungseinrichtun gen gesichert, die in der Zeichnung als ein Kragen 51, der die Stange 38 zwischen den geteilten Lagern 54 um gibt, dargestellt ist. Um den hervorstehenden Teil 50 des Kopfes 26 an einer gewünschten Stelle der Stange 38 zu befestigen, ist der Kragen 51 durch Schrauben 51a oder dergleichen an der Stange 38 angeschraubt.
Dabei ist zu erwähnen, dass alle drehbaren oder fe sten Verbindungen, die zwischen den verschiedenen Tei len der Maschine 22 vorgesehen sind, genau bearbei tet sein sollen, so dass sie enge feste und vibrations- freie Verbindungen ergeben. Weiterhin sollen die be reits näher beschriebenen einzelnen Teile und diejenigen Teile, die noch beschrieben werden, so ausgebildet sein dass sie eine genügende Festigkeit besitzen, um wäh rend des Betriebes Schwingungen der Maschine zu ver meiden.
Wenn man nun wieder auf den vorstehenden Teil 50 des Kopfes 26 zurückkommt, so sieht man aus Fig. 3 und 4, dass am vorderen Ende des Gussteiles 52 ein Wellengehäuse 56 befestigt ist, in dem eine drehbare Welle 58 (siehe Fig. 5) angeordnet ist. Die Welle 58 wird nachstehend als die obere Welle bezeichnet und wird von einem Motor 60 über Treibriemenscheiben 62 und 64 und den dazwischenliegenden Treibriemen 66 angetrieben. Der Motor 60 ist an dem Gussteil 52 nahe der Hinterseite des Kopfes befestigt, so dass er zum Teil ein Gegengewicht für den Teil des Kopfes 26 bildet, welcher an dem vorderen Teil der Maschine übersteht.
Das Wellengehäuse 56 ist mit einem dazugehörigen, sich nach hinten erstreckenden Befestigungsarm 68 ver sehen, der an dem Gussteil 52 mit einer Schraube 70 befestigt ist. Die benachbarten Oberflächen des Befesti gungsarmes 68 und des Teiles 52 sind bogenförmig ge formt und entsprechen in ihren Krümmungen einander.
Diese bogenförmigen, aufeinander passenden Oberflä chen des Teiles 52 und des Armes 68 ermög lichen es, dass das Wellengehäuse 56 durch Entlang gleiten des Befestigungsarmes 68 für das Wellengehäu se nach der einen oder anderen Seite von einer Mittel stellung aus leicht gekippt werden kann, in der die Ge häuseachse normalerweise vertikal sein würde. Ein Schlitz 72 in dem Befestigungsarm 68 ermöglicht die gewünschte seitliche Einstellung des Wellengehäuses, und die Schraube 70 ist in dem Gussteil 52 unbeweglich be festigt,
so dass durch Lösen der Mutter 71 der Arm 68 für das Wellengehäuse frei beweglich wird und zur Ein stellung der Neigung des Wellengehäuses seitlich verscho ben werden kann. Wenn die gewünschte Einstellung vorgenommen ist, wird die Mutter 71 angezogen und die Einstellung bleibt aufrechterhalten.
Die entspre chenden Oberflächen 74 und 76 des Gussteiles 52 und des Befestigungsarmes 68 besitzen einen Krümmungs- radius r (siehe Fig. 4), der ungefähr der Entfernung zwi- schen den Oberflächen von einem darunterliegenden Punkt 77 entspricht, welcher etwa auf der Höhe des ungefähren Krümmungsmittelpunktes eines Linsenroh- linges liegt, der in der Anordnung 20 bearbeitet wer den soll. Dies wird nachstehend noch näher erläutert, wobei klar werden wird,
dass die Krümmungen der Oberflächen 74 und 76 jeweils so angeordnet sind, dass das Wellengehäuse ungefähr um den Mittelpunkt der mittleren Krümmung einer Oberfläche einer zu bearbei tenden Rohlinse gekippt werden kann. Dies soll bewir ken, dass die Achse der Welle 58 ungefähr senkrecht zu einer Tangente der Oberfläche des Linsenrohlings an einem Schnittpunkt der oberen Wellenachse mit der Rohlinsenoberfläche gerichtet ist und so bleibt der bei der Oberflächenbearbeitung von dem Kopf 26 auf die Rohlinse ausgeübte Druck während einer seitlichen Schwingung des Linsenrohlinges im wesentlichen
gleich- mässig. Dies wird nachher bei der Beschreibung der Wir kungsweise der Maschine nach der vorliegenden Erfin dung noch näher erläutert werden.
Um den vorstehenden Teil 50 des Kopfes 26 bei spielsweise für das Einsetzen oder Herausnehmen von Werkstücken aus der Einspannvorrichtung 20 zu heben und zu senken, ist ein Druckluftzylinder 78, der durch Schrauben 80 oder dergleichen an der Rückseite des Ständers befestigt ist, vorgesehen und die Kolbenstange 82 ist mit dem Gussteil 52 des Kopfes 26 durch ein biegsames Seil 84, Kabel oder dergleichen verbunden.
Wenn der Druckluftzylinder 78 betätigt wird, wird seine Kolbenstange 82 nach unten gezogen und bewirkt an dem Seil 84 einen Zug, so dass sich der überhängende Teil 50 des Kopfes um die Stange 38 dreht und das Wellengehäuse von der Einspannvorrichtung 20 ab hebt. Wenn die Maschine in Betriebsbereitschaft ist, steht die Kolbenstange 82 des Druckzylinders 78 oben, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Hierbei erfolgt ein Durch hängen des Seiles 34, wobei das Wellengehäuse in die Betriebsstellung gesenkt ist, in der das Werkzeug frei an der Rohlinse angreift.
Da es wünschenswert ist; dass ein gesteuerter Druck auf die Rohlinse oder das Werkstück, das oberflächenbearbeitet werden soll, ausge übt wird, ist eine Zugfeder 86 zwischen dem Ständer 24 und dem vorstehenden Teil 50 des Kopfes 26 vorge sehen. Die Feder 86 wird durch hakenförmige Glieder 88 und 90, die an den beiden gegenüberliegenden En den befestigt sind, unter Zugspannung gehalten und das hakenförmige Glied 90 ist über einen Arm 92 am Stän der 24 befestigt, während das Glied 88 vertikal einstell bar ist, um die Spannung cIer Feder 86 zu erhöhen oder zu verringern.
Diese Einstellung wird mittels einer mit Innengewinde versehenen Justierschraube 94 vorgenom men, in die das Glied 88 eingeschraubt wird (siehe Fig. 3). Die Schraube 94 ist ihrerseits in einer vertika len gleitlagerähnlichen Führung 96, die zu dem Teil 52 gehört, drehbar und verschiebbar.
Eine Drehung der Schraube 94 in der Führung 96 hat zur Folge, dass der mit Gewinde versehene Teil 98 des hakenförmigen Glie des 88 aus dem mit Innengewinde versehenen Teil der Schraube 94 herausgeschraubt oder hineingeschraubt wird, so dass ein Heben oder Senken des hakenähn lichen Teiles 88 erfolgt, das in der gewünschten Wei se eine Erhöhung oder eine Verringerung der Zugspan nung der Feder 86 bewirkt.
Die Maschine 22 ist mit einem unteren Wellenge häuse 100 versehen, das mit Schrauben oder auf an dere Weise an dem unteren Teil des Ständers 24 (siehe Fig. 3, 4 und 5) befestigt ist und das sich durch die Oberseite des Ständers 24 in Richtung auf die obere Welle 58 erstreckt.
In. dem Gehäuse 100 für die untere Welle ist eine untere Welle 102 gelagert (siehe Fig. 5), die von einem Motor 104 über eine Treibriemen- und Riemenscheibenanordnung - in Umdrehung versetzt werden kann. Diese Anordnung besteht aus einer Rie menscheibe 106 an dem Motor 104, einer mit der un teren Welle 102 verbundenen Riemenscheibe 108 und einem dazwischenangeordneten Treibriemen 110.
Die oberen und unteren Teile der unteren Welle 102 sind in dem Gehäuse 100 in Lagern, wie sie bei 112 in Fig. 5 gezeigt sind, gelagert und das oberste Ende der Welle 102 ist bei 114 mit Gewinde versehen: Ein erster Adaptor 116 ist durch Gewinde mit dem oberen En de der Welle 102 verbunden, so dass er sich mit dieser dreht und ein zweiter Adaptor 118 dient zur Aufnah me und zum Einspannen eines Werkzeuges und wird auch von der unteren Welle 102 gehalten und dreht sich mit dieser.
Der Adaptor 118 wird im folgenden als Werkzeugadaptor 118 bezeichnet und ist zur Auf nahme des Werkzeuges 120 mit einem zugespitzten oberen -Abschnitt 112 versehen. Der Werkzeugadaptor 118 besitzt in der Mitte einen ringförmigen Vorsprung 124 und daran anschliessend einen im- Querschnitt ver ringerten zylindrisch geformten unteren Teil 126, der in eine ähnlich geformte, in dem oberen Ende der Welle 102 vorgesehene Ausnehmung 128 passt.
Der Werk- zeugadaptor 118 wird mittels einer Schraube- 130 auf der Welle 102 festgehalten. Die Schraube 130 erstreckt sich im wesentlichen koaxial durch den Adaptor und greift mit dem Gewinde in der Nähe des Bodens der Ausnehmung 128 an der Welle 102 an. Der Kopf der Schraube 130 liegt in einem Einschnitt in dem Werk- zeugadaptor 118, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.
Ein Be- festigungsstift 132, der in der Welle 102 so befestigt ist, dass er sich in die Ausnehmung 128 nach oben erstreckt, ist so angeordnet, dass er in eine entsprechende Bohrung 134 in dem Werkzeugadaptor 118 eingreift, so dass der Adaptor in einer festen vorbestimmten Aus richtung gegenüber der Welle 102 gehalten wird.
Der Befestigungsstift 132 dient auch dazu, eine etwaige Ver drehung der Achsen gegeneinander oder einen Schlupf zwischen der Welle 102 und dem Werkzeugadaptor 118 zu verhindern und stellt so sicher, dass sich der Adaptor und die Welle zusammen als eine Einheit dre hen und dass sich die Befestigungsschraube 130 nicht lockert. Auch an dem Werzeugadaptor 118 ist ein Füh- rungsstift 136 (siehe Fig. 3) vorgesehen,
der in einer ge eignet ausgebildeten seitlichen Öffnung 137 in dem zugespitzten Teil 122 mit Pressitz oder auf andere Weise befestigt ist. Das Werkzeug 120, das eine axial ausge richtete, zugespitzte Öffnung 138 besitzt, die so ausge bildet ist, dass der zugespitzte Teil 122 des Adaptors 118 hineinpasst, ist mit einem Keilschlitz 140 (siehe Fig. 2 und 3) versehen, der, wenn das Werkzeug 120 auf den Adaptor 118 aufgesetzt wird, den Stift 136 umgreift.
Der Führungsschlitz 140 und der Stift 136 ver hindern, dass bei einer Drehbewegung zwischen dem Werkzeug 120 und dem Adaptor 118 Schlupf auftritt und die Kombination der obenbeschriebenen Teile be wirkt, dass sich wenn- die Welle 102 in Drehung ver- setzt wird, die Welle 120, die Adaptoren 116 und 118 und das Werkzeug 120 insgesamt oder als Einheit drehen.
Die Einspannvorrichtung 20, zu der man die Adap- toren 116 und 118 und das Werkzeug 120 als zugehö- rig betrachten kann, besitzt weiterhin eine ringförmi- ge Grundplatte 142, die auf eine Schulter 144 passt, die an dem ersten Adaptor 116 vorgesehen ist, wie dies am besten in Fig. 5 zu sehen ist.
Die Grundplatte 142 ist durch Schrauben 146 mit dem ersten Adaptor ver bunden und so ausgebildet, dass sie einen äusseren, ring förmigen, plattförmigen, plattformähnlichen Abschnitt 147 aufweist, der unterhalb der Befestigung an dem Adaptor <B>116</B> liegt.
Dieser plattformähnliche Abschnitt 147 ist zur Achse der Welle 102 konzentrisch und trägt eine aufwärtsgerichtete federnde Kupplung 148, die eine obere Werkstückhalterung 150 trägt und eine- Fe dernde Verbindung zur Grundplatte 143 der Einspann- anordnung 20 herstellt.
Die Kupplung 148 ist in ihrer bevorzugten Aus- führungsform, wie sie in den Fig: 3, 4 und 5 dargestellt ist, aus einem federnden Metall, wie beispielsweise kalt- gewalztem Stahl, rostfreiem Stahl oder anderen Legie rungen, die bei der Herstellung von Gegenständen, wie Sprungfedern verwendet werden, hergestellt und hat im wesentlichen die Form einer Spiral- oder Schrauben feder.
Die Kupplung 148 ist nach den bei der Herstel lung solcher Gegenstände üblichen Verfahren hergestellt, so dass sie das gewünschte Mass an Festigkeit besitzt, um die Werkstückhalterung 150 gegenüber dem Werk zeug 120 in der gewünschten Höhe zu halten. Trotz dem ist sie auch verhältnismässig frei beweglich und im wesentlichen in allen Meridianen gleichmässig oder gleich flexibel, so dass sich das oberste Ende nach der Seite bewegen und neigen kann, wie es bei der Ober Flächenbearbeitung: erforderlich ist.
Die Kupplung 148 ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass sie verhältnis- mässig leicht zusammendrückbar ist, und so ist es mög lich, dass das Werkstück jederzeit während der Ober flächenbearbeitung ständig mit dem Werkzeug in Be rührung bleibt wie dies nachstehend noch näher erläu tert wird.
Die Kupplung 148 ist zusätzlich zu den gera de erwähnten Merkmalen ferner dadurch gekennzeich net, dass sie gegen Drehmomente fast vollständig un empfindlich ist, die infolge des zwischen dem Werk stück und dem Werkzeug 120 hervorgerufenen Druckes oder infolge von Kräften, die von der Rotation der Ein spannungen bei verhältnismässig hohen Geschwindigkei ten während des Betriebes der Maschine herrühren, und die Windungen aufzuwickeln oder abzuwickeln suchen.
Diese Eigenschaften der Kupplung 148 werden durch eine richtige Bemessung der Form und Grösse der Win dungen 152 unter Berücksichtigung des für die Herstel lung verwendeten Materials erreicht. Beispielsweise wur de gefunden, dass eine Kupplung -148, wie sie in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt ist, die aus kaltgewalztem Stahl oder rostfreiem Stahl mit einem Aussendurch messer von ungefähr 150 mm (6 Zoll) hergestellt ist, Windungen haben sollte, die ungefähr eine Dicke von 3-4, 5 mm (1/8 bis 3/16 Zoll) und ungefähr eine Breite von 22 mm (7/8 Zoll) besitzen, wodurch die Kupp lung 148 einen Innendurchmesser von ungefähr 10;
6 mm (4 1/4 Zoll) aufweist. Wenn die Kupplung je doch aus anderen Metallen besteht, müssten diese Ab messungen zur -Anpassung an die besonderen Eigen schaften der gewählten Metalle entsprechend geändert werden. Die Kupplung 148 ist auch vorzugsweise so konstruiert, dass sie eine Rechtsschraube mit einer Stei gung von ungefähr 7,5 mm (5/16 Zoll) bildet.
Sie soll sich dabei, wenn man die Anordnung von oben betrach tet, im Uhrzeigersinn drehen, wenn sie von der unteren Welle 102 angetrieben wird, da gefunden worden ist, dass Gegenstände dieser Art axialen Verdrehungen an den ge genüberliegenden Enden gegenüber einen grösseren Widerstand bieten, wenn sie in Richtung ihrer Windun gen gedreht werden.
Die unterste Windung 154 der Kupplung 148 ist an der Grundplatte 142 durch Schrauben<B>156</B> oder dergleichen befestigt, und die Werkstückhalterung 150 ist an der obersten Windung 158 der Kupplung durch Schrauben 160 befestigt. Daher sieht man leicht, dass eine Drehung der Welle 102 eine Drehung der gesamten Einspannanordnung 20 einschliesslich des Werkzeuges 120 und der Werkstückhalterung 150 als Einheit bewirkt, wobei die Werkstückhalterung von der Grundplatte über die federnde Kupplung 128 angetrieben wird.
Die Werkstückhalterung 150 besteht im einzelnen aus einem Ring 162, der durch Schrauben 160 an der obersten Windung 158 befestigt ist. Der Ring 162 ist mit einer Ausnehmung 164 versehen, in die ein drehbarer, verstellbarer Kragen 166 koaxial eingepasst werden kann (siehe Fig. 4, 5 und 6).
Der Kragen 166 wird durch ein Paar Befestigungs schrauben 168 an dem Ring 162 befestigt, die sich durch in dem Kragen 166 vorgesehene Schlitze 170 nach unten erstrecken. Die Schrauben 168 grei fen mit ihrem Gewinde an der Ausnehmung des Rin- ges ein.
In Fig. 6 ist zu sehen, dass die Schlitze 170 bogenförmig ausgebildet sind und eine zur gemeinsamen Achse des Ringes 160 und des Kragens 166 konzen trische Krümmung aufweisen, so dass, wenn die Schrau ben 168 gelöst werden, der Kragen 166 auf dem Ring 162 innerhalb der durch die Schlitze 170 gegebenen Grenzen gedreht werden kann, um eine Ausrichtung des Kragens gegenüber dem Werkzeug 120 zu ermöglichen.
Bei der Herstellung dieses Teiles der Einspann anordnung 20 ist der Kragen 166 in den Ring<B>162</B> in einer vorbestimmten gegenüber dem Werkzeug 120 ausgerichteten Stellung eingesetzt und der Ring wird ge dreht und ungefähr in der Mitte zwischen den Enden der Schlitze festgeschraubt, so dass für eine Feinaus richtung oder genauere Ausrichtung des Werkstückhal- ters 150 gegenüber dem Werkzeug die obengenannte Justierung mit den Schrauben 168 und Schlitzen 170 bei der Endeinstellung der Einspannung 20 verwendet werden kann.
Dies wird genauer in der noch folgen den Beschreibung über die Einstellung und den Betrieb der Maschine 22 erläutert werden.
Der Kragen 166 ist mit einem Paar diametral ge genüberliegender erhöhter Abschnitte 172 versehen, wo bei durch jeden Abschnitt eine genau bearbeitete La geröffnung 174 geht. Diese Lageröffnungen 174 sind koaxial zu einem Durchmesser des Kragens 166. Ein das Werkstück haltender Bügel erstreckt sich zwischen den Öffnungen 174 und wird an seinen gegenüberlie genden Enden von Lagerschrauben 178 gehalten, die dort hinein eingeschraubt sind (siehe Fig. 5). Die ver breiterten Köpfe der Schrauben sind sorgfältig bearbei tet, so dass sie genau in die Öffnungen 174 passen, die als Lagerflächen für die Köpfe 180 dienen.
Der Bü gel 176 kann sich daher um die gemeinsame Achse der Öffnungen 174 frei drehen. Dabei sollte erwähnt wer den, dass der Kragen 166 und die Lagerungsschrau ben 178 zur Verringerung der Abnutzung vorteilhaft aus verschiedenen Metallen, d. h. beispielsweise, das eine Teil aus Bronze und das andere aus Stahl, hergestellt werden.
Es wird weiter darauf hingewiesen dass, ob wohl praktisch alle Teile der Maschine 22 vorteilhaft aus Metall hergestellt werden, die Wahl der verwendeten Materialien in der beim Maschinenbau üblichen Weise getroffen werden kann, damit bei geringster Abnutzung eine grösstmöglichste Vollkommenheit erreicht wird.
Der Bügel 176 hat ein verbreitertes Mittelteil 182, in dem eine kugelschalenförmige Ausnehmung oder Ku gelpfanne 184 zentral angeordnet ist, die das kugel förmige Ende eines Kurbelstiftes 186 aufnehmen soll, der an der oberen Welle 58 befestigt ist. Bei den Fig. 4 und 5 ist zu beachten, dass der Kurbelstift 186 an dem unteren Ende der oberen Welle 68 exzentrisch befestigt ist, so dass eine Drehung der Welle 58 zur Folge hat, dass der Kurbelstift 186 kreisförmige Bahnen beschreibt.
Wenn er in der Kugelpfanne des Bügels liegt, bewirkt er, dass sich die Werkstückhalterung 150 in entsprechen der Weise bewegt. Da die Werkstückhalterung 150 von der federnden Kupplung 148 getragen wird, kann sie na türlich den kreisförmigen Bewegungen des Kurbelstif tes 186 folgen.
Das Werkstück, wie beispielsweise eine Rohlinse L, wird eingespannt, indem die Oberfläche s, die geschlif fen werden soll, gegen die Oberfläche t des Werkzeu- ges 120 gerichtet wird. Die Rohlinse L wird normaler weise an einem Block 188, wie dies in den Fig. 5 und 7 gezeigt ist, befestigt sein und wird mit Hilfe von Aus richte- und Haltestiften 190 in dem Bügel 176, die in die Lagerschalen 192 in dem Block<B>188</B> eingreifen,
in Schleifstellung gegenüber dem Werkzeug 120 gehalten.
Die Rohlinse L kann entweder in der mehr übli chen Weise durch Befestigung mit Pech oder einem ähnlichen Klebstoff an einem vorgeformten Block, der dem Block 188 ähnelt und Lagerschalen besitzt, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind oder durch Giessen des Blockes 188 direkt auf die Rohlinse 11, befestigt werden, wie dies in den Zeichnungen gezeigt ist. Diese Technik ist in der Branche bekannt und hierfür werden bei nie drigen Temperaturen schmelzende Legierungen verwen det. Eine solche Legierung ist im Handel als Cerrolow bekannt.
Bei einer auf diese Weise erfolgenden Befe stigung wird für jede Oberflächenbearbeitung ein neuer Block hergestellt und die Lagerschalen 192 (siehe Fig. 7), die, wenn der Block gegossen wird gleichzeitiggebil- det werden, sind keiner besonderen Abnutzung unter worfen, da der Block nur einmal benutzt wird. Jedesmal, wenn eine Befestigung erforderlich ist, wird ein neuer Block mit neugebildeten Lagerschalen 192 an die Roh linse angegossen.
Wenn man nun auf die Einstellung und den Be trieb der Maschine 22 zu der Oberflächenbearbeitung einer zusammengesetzten oder torischen Krümmung auf einem Werkstück, wie beispielsweise einer Rohlinse L (Fig. 1), näher eingeht, ist zu beachten,
dass die vorlie gende Erfindung insbesondere die Feinbearbeitung der Oberfläche einer Rohlinse durch Polieren betrifft und dass die Oberfläche der Rohlinse dabei schon durch vorhergehende übliche Schleif- und Herstellungsvorgän ge auf eine genaue torische Oberflächenform vorbear beitet ist.
Eine solche Rohlinse (wie sie in Fig. 1 gezeigt ist) besitzt die zusammengesetzte Oberflächenkrümmung s, die einen Hauptmeridian und einen Zylindermeridian besitzt, die zur Erläuterung durch die entsprechenden Linien b und c schematisch eingezeichnet sind.
Die Haupt- und Zylindermeridiane werden in der Branche so bezeichnet, wobei natürlich selbstverständlich ist, dass die Achse einer torischen Oberfläche mit der ge ringeren Krümmung, die manchmal die sphärische Krümmung genannt wird,
den Hauptmeridian bildet und die Achse mit der grösseren oder stärkeren Krüm- mang als der Zylindermeridian bezeichnet wird. Diese Achsen oder Meridiane b und c sind natürlich unter rechten Winkeln zueinander angeordnet, die sich im Mittelpunkt 0 der Rohlinse- schneiden:
Bei der Befestigung einer Rohlinse, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, an einem Block 188 ist es allgemein üblich, die Zylinderachse c der Rohlinse parallel zu einer Linie, die zentral durch die Lagerschalen 192 läuft, anzuord nen, - so dass, wenn die befestigte Rohlinse in die Ein- spännvorrichtung eingespannt wird,
wobei die Halte- stifte 190 des Bügels 176 in die Lagerschalen 192 des Blockes eingreifen, der Zylindermeridian c der Rohlin- se senkrecht oder im rechten Winkel zur Achse der ge genüberliegenden Arme 175 des Bügels 176 und der Hauptmeridian der Rohlinse parallel zur Achse der ge genüberliegenden Arme 175 des Bügels 176 angeord net ist.
Dabei sollte man erwähnen, dass das übliche Ver fahren zur Herstellung torischer Rohlinsen darin besteht, die Rohlinsen vor der eigentlichen Herstellung oder dem Schleifen der torischen Oberfläche s mit einem Block 188 zu versehen und die torische Oberfläche wird dann hergestellt,
wobei die Haupt- und Zylindermeridiane in die obenerwähnte bekannte Vorrichtung gegenüber den Lagerschalen 192 in dem Block 188 gebracht wer den. Die Rohlinse ist ohne dass sie wieder neu befe stigt zu werden braucht, so für eine Oberflächenbearbei tung nach der vorliegenden Erfindung fertig.
Die Erfindung eignet sich daher nicht nur für die anfängliche Erzeugung der torischen Oberfläche s, son dern auch-für die Feinbearbeitung der Oberfläche durch eine Oberflächenbearbeitung, die entweder aus einem Feinschleifen oder einem Polieren oder beiden bestehen kann, wobei die letztere Bearbeitung der ersteren folgt.
Die Bearbeitung beginnt somit mit einer am Block befestigten Rohlinse L, auf der eine torische Ober fläche t genau eingeschliffen ist.
Das Werkzeug 120 (Fig. 2), das zur Ausführung der Oberflächenbearbeitung vorgesehen ist, besitzt, wie oben erwähnt ist, eine genaue torische Bearbeitungsfläche t, die der gewünschten Endkrümmung der Rohlinse ent spricht und die auch aus praktischen Gründen der zu erst auf der Oberfläche eingeschliffenen zusammenge setzten oder torischen Krümmung s der Rohlinse genau gleicht.
Wie dies aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, besitzt die Bearbeitungsfläche t des Werkzeuges 120 einen Hauptmeridian mit einer Krümmung, die der Haupt krümmung der Rohlinse L entspricht- und einem Zylin- dermeridian mit einer Krümmung, die der Zylinder- krümmung der Rohlinse L entspricht.
Die Haupt- und Zylindermeridiane der Bearbeitungsfläche t des Werkzeu- ges 120 sind zur Veranschaulichtung durch entspre chende Linien b' und c' bezeichnet, und es sollte bei Fig. 2 beachtet werden dass die Lage des Zylinderme- ridianes c der Werkzeugoberfläche t durch eine Nut 196 an der Werkzeugkante bezeichnet ist.
Auch der Füh- rungsschlitz 140 in dem Werkzeug 120 ist parallel zu dem Zylindermeridian der Oberfläche t angeordnet, so dass, wenn das Werkzeug 120 in. den Werkzeugadap- tor 118 eingesetzt wird, der Führungsschlitz 140 über den Stift 136 passt und die Zylinderachse der Werkzeug oberfläche t in eine feste Ausrichtung parallel zu einer Linie durch die Stifte 190 in dem Bügel 176 bringt.
Dies hat daher eine parallele Ausrichtung der Meridia ne c und c der Rohlinsenoberfläche s und der Werkzeug oberfläche t zur Folge und die Rohlinse L und das Werkzeug 120 werden während der Oberflächenbearbei tung in dieser axialen Ausrichtung gehalten.
Für den Fall, dass diese parallele Ausrichtung der entsprechenden Meridiane der Rohlinse und des Werk- zeuges beim Einsetzen der Einspannung nicht erreicht wird, werden die Schrauben 168 an dem Kragen 166 gelöst und der Kragen 166 wird, wie oben beschrie ben, gedreht und so eingestellt, dass die Achse der Ar me des Bügels rechtwinklig oder senkrecht zu dem Meridian c' des Werkzeuges 120 ausgerichtet ist.
Dann werden die Schrauben angezogen und halten den Kra gen 166 ständig in dieser Stellung.
Es ist zu erwähnen, dass das Einsetzen der am Block befestigten Rohlinse in der Einspannvorrich- tung 20 einfach durch Heben des Bügels 166 um ein genügendes Stück von dem Werkzeug 120 weg erfolgt, so dass die Rohlinse mit dem Block zwischen dem Bü gel- und dem Werkzeug eingesetzt werden kann.
Die Lagerschalen 192 in dem Block 188 werden zu den Stiften 190 in dem Bügel ausgerichtet und der Bügel wird in die Stellung, in der die Stifte 190 in die entspre chenden Lagerschalen 192 im Block eingreifen, herun tergelassen und hält nun die Rohlinse gegenüber dem Werkzeug. Das Herausnehmen der fertigen Linse er folgt wieder durch Heben des Bügels 176, wobei sich die Stifte 190 aus den Lagerschalen 192 lösen und die Linse mit dem Block dann aus der Einspannanordnung zwischen dem Bügel und dem Werkzeug herausgenom men werden kann.
Aus den Zeichnungen ist zu entnehmen, dass sich während der Oberflächenbearbeitung die gesamte Ein- spanneng dreht, wobei der Bügel 176 die am Block be festigte Linse gegen eine Drehung in der Einspannvor- richtung 20 sichert und dass das Eingreifen des Stif tes 136 in den Führungsschlitz 140 das Werkzeug gegen eine Drehung in der Einspannvorrichtung sichert.
Bei Ausführung eines Poliervorganges mit der Ma schine nach der vorliegenden Erfindung wird auf die Oberfläche t des Werkzeuges 120 ein verhältnismässig dünnes Polierkissen 198 so aufgebracht dass es die Oberfläche bedeckt und zwischen dieser und der Ober fläche s der Rohlinse, die bearbeitet werden soll, liegt. Das Kissen 198 wird so gewählt, dass es der Werkzeug oberfläche t genau entspricht und wird vorzugsweise mit einem druckempfindlichen Klebstoff, einem Kitt oder dergleichen, der normalerweise für diesen Zweck ver wendet wird, befestigt.
Das Polierkissen wird vorzugs weise aus einem im Handel unter dem Namen Pel- lon bekannten oder einem ähnlich gearteten Material hergestellt.
Es kann auch ein allgemein bekanntes Po lierkissen aus Filz, oder es können andere, aus Kunst- stoff hergestellte Kissen verwendet werden:
Bei der Erzeugung einer relativen Bewegung zwi- schen der Rohlinse und dem Werkzeug zum Polieren wird die Einspannung 20 durch die untere Welle 102 als Ganzes gedreht, während die obere Welle 58 ge dreht wird, um kreisförmige Bewegungen des Kurbel- stiftes 186 und eine erste relative Seitenbewegung zwi schen der Rohlinse L und dem Werkzeug 120 hervor zurufen.
Der Kurbelstift bewirkt, indem er kreisförmige Bewegungen ausführt, während die Einspannung ge dreht wird eine im wesentlichen spiralförmige Bewe gung der Rohlinse über die Oberfläche des Werkzeuges 120.
Es wurde gefunden, dass ein gutes Polieren bei der Oberflächenbearbeitung der Mittelfläche der Rohlinse erfolgt, wenn die Achse der oberen Welle ungefähr 71/2 mm gegenüber der Achse des Werkzeuges versetzt ist, während zwischen dem Kurbelstift 186 und der obe ren Wellenachse ein Abstand von ungefähr 21/2 mm vorgesehen ist, der dem Kurbelstift eine kreisförmige Bahn von ungefähr 5 mm Durchmesser gibt. Diese Zahlen sind willkürlich und können natürlich beträcht lich verändert werden.
Es wurde auch gefunden, dass sich in Bezug auf die Oberflächenqualität gute Ergeb nisse erzielen lassen, wenn die obere Welle mit unge- fähr 60 Umdrehungen/Minute und die untere Welle und die Einspannvorrichtung 20 mit ungefähr 600 Um drehungen/Minute betrieben wird.
Es ist verständlich, dass es durch die Fähigkeit der Kupplung 148, sich in der gewünschten Weise zu bie gen, möglich ist, dass das obere Ende der Einspann vorrichtung 20 der Bewegung des Kurbelstiftes 186 frei folgt und zwischen der Rohlinse L und dem Werkzeug 120 eine seitliche Bewegung hervorruft. Durch ein Schwingen des gesamten Kopfes 26 der Maschine nach der Seite wird der Rohlinse L eine zusätzliche Bewe gung erteilt, wobei die obenbeschriebene Verbindung zwischen dem Kopf 26 mit dem Ständer 24 benutzt wird.
Aus Fig. 4 kann man sehen, dass das Verbin dungsteil 30 mit einem seitlichen Ansatz 200 versehen ist, an dem ein Kurbelarm 202 bei 204 drehbar befe stigt ist. Das untere Ende des Kurbelarmes 202 ist bei 206 in ähnlicher Weise drehbar an einer drehbaren Nockenscheibe 208 befestigt, die von einem Motor 210 angetrieben wird.
Ein Einstellschlitz 212 in der Nocken scheibe 208 ermöglicht eine Einstellung der Verbindung 206 auf einen vorbestimmten Abstand von der Rota tionsachse der Platte 208 so dass das Ausmass der Bewegung nach der Seite oder der Schwingung des Ma schinenkopfes 26 auf einen gewünschten Wert einge stellt werden kann, d. h., dass der von der Exzentri zität der Verbindung 206 gegenüber der Achse der Platte 208 herrührende Schub bei jeder Umdrehung der Platte 208 eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Kurbelarmes 202 bewirkt. Dadurch dreht sich die Verbindung 30 in den Lagerblöcken 32 und 34 und dem Kopf 26 wird eine Schwingung zur Seite oder eine Querbewegung erteilt, wenn der Motor 210 eingeschal tet wird.
Eine Querbewegung von ungefähr 5 mm lie fert, wie gefunden wurde, die gewünschten Ergebnisse. Wieder sollte erwähnt werden, dass die freie Biegsam keit der Kupplung 148 es möglich macht, dass der obe re Teil der Werkstückhalterung der Einspannung 20 allen Bewegungen, die diesem durch die Bewegung des Kopfes 26 und die Umdrehung der oberen Welle 58 gleichzeitig erteilt werden, folgen kann, und da die Kup plung 148 gegen Drehmomente oder andere Kräfte, die sich nach der einen oder anderen Seite verwinden wür den, unempfindlich ist, bleiben die entsprechenden Haupt- und Zylindermeridiane der Rohlinse L und des Werkzeuges 120 jederzeit zueinander parallel.
Es wurde gefunden, dass bei den meisten Poliervor gängen ein Druck von dem Werkstück oder der Roh linse L auf die Werkzeugoberfläche von ungefähr 0,25 kg/cm3 (35 lbs./sq.in.) die gewünschten Ergebnisse liefert, und dieser Druck wird, wie oben beschrieben durch entsprechende Einstellung der Feder 86 erzeugt.
Um den Druck im wesentlichen entlang einer Linie durch den Krümmungsmittelpunkt der Rohlinse zu füh ren, die auch im wesentlichen senkrecht zu der Mittel ebene der Hauptkrümmung der Werkzeugoberfläche am Schnittpunkt der Linie mit dieser ist, wird, wie be reits erwähnt, durch Einstellung des Ansatzarmes 68 auf der gekrümmt ausgebildeten Oberfläche 74 des Kopfes 26 das obere Wellengehäuse 56 gekippt oder geneigt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.
Sobald diese Einstellung vorgenommen ist, wird das obere Wellengehäuse von der Mutter 71 der Schraube 70 in dieser Stellung festgehalten.
Zum Polieren einer Rohlinse L wird, wenn die Ma schine 22, wie oben erwähnt, mit einem Polierkissen 198 auf der Werkzeugoberfläche t betrieben wird, ein flüssiges Poliermittel auf das Polierkissen 198 während des Poliervorganges vorzugsweise kontinuierlich aufge bracht, so dass es sich dann zwischen der Oberfläche der Rohlinse und dem Kissen befindet. Jedes von den an sich bekannten und im Handel erhältlichen Polier mitteln kann verwendet werden.
Die Wahl eines Poliermittels wird unter Berück sichtigung des für das Werkstück verwendete Materials getroffen, wobei das Werkstück eine Rohlinse aus Glas oder in einigen Fällen aus Kunststoff sein kann. Geeignete im Handel erhältliche Poliermittel für Kunst stoffe und Gläser sind in der Branche gut bekannt.
Das Poliermittel wird durch eine Zuführungsleitung oder ein Rohr 216 zu dem Werkzeug und der Rohlinse (siehe Fig: 4) geführt. Das Rohr 216 wird von dem Kopf 26 der Maschine gehalten und das Ende 280, an dem die Flüssigkeit austritt, ist in der Einspannvorrich- tung 20 auf die Bearbeitungsoberfläche des Werkzeu- ges 120 gerichtet. Das Rohr 216 ist an dem oberen Wellengehäuse 56 befestigt, kann aber auch an ir gendeinem anderen geeigneten Teil des Kopfes 26 be festigt werden.
Um die Seitenschwingung des Maschinenkopfes 26 nicht zu behindern, wird das Rohr 216 vorzugsweise aus den üblichen biegsamen Rohren oder Schlauch her gestellt und von dem Kopf 26 aus zu einer geeigneten Pumpe 220 geführt, die in einem Behälter 222 angeord net ist, der einen Vorrat an Poliermittel enthält. Der Behälter und die Pumpe können, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, innerhalb des Ständers der Maschine 24 an geordnet sein; die Unterbringung kann aber auch an jeder anderen passenden Stelle der Maschine vorgenom men werden.
Rund um die Einspannvorrichtung 20 ist ein Spritzschutz 224 vorgesehen, der dazu dienen soll, das gebrauchte Poliermittel zu sammeln und für einen neuen Umlauf in den Behälter 222 zurückzuführen. Eine Sammel- und Rückführrohrleitung 226 (Fig. 3) geht daher von dem Spritzschutz 224 aus.
Eine Abwandlung dieses Teiles der Erfindung ist in Fig. 12 gezeigt, wobei die Einspannvorrichtung 20 und die dazugehörigen Teile in einem Tank 228 angeordnet sind, der die Einspannvorrichtung 20 trägt und an der unteren Welle 102 der Maschine 22 befestigt ist, so dass er durch diese gedreht wird.
Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das flüssi ge Poliermittel in dem Tank angeordnet und durch die von der Rotation des Tankes herrührenden Zentrifu- galkräfte wird das Mittel gegen die Seitenflächen ge drückt.
An der Innenseite des Tankes ist mittels eines an dem Ständer 24 befestigten Armes 232 der Maschi ne ein stationärer Sammler oder Auffänger 230 befestigt und der Auffänger dient zum Auffangen oder Sammeln. des Poliermittels an den Seiten des Behälters und be wirkt, dass dieses durch ein Auslassrohr 234 nach aus sen zur Einspannvorrichtung 20 und auf das Werkstück und das Werkzeug gefördert wird.
Aus den obengemachten Ausführungen ergibt sich, dass die Einsnannvorrichtung 20 ein ausserordentlich gut ausgewuchtetes Machinenteil darstellt, das<B>_</B> mit ho her Geschwindigkeit gedreht werden kann,
wärend die entsprechenden Haupt- und Zylindermeridiane der zu gehörigen Oberflächen der Rohlinse und des Werkzeu- ges während des Betriebes der Maschine ständig ge nau parallel zueinander bleiben. Gleichzeitig ermöglicht die federnde Kupplung 148, die dazu dient;
diese Aus richtung des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück aufrechtzuerhalten, dass. sich das Werkstück gegenüber dem Werkzeug frei in Richtung zur Seite bewegen kann, wobei auf dem Werkstück eine Läpp- oder Polierwir- kung hervorgerufen wird.
Es ist zu erwähnen, dass; wenn die Maschine zum Feinschleifen oder Lappen der Oberfläche der Rohlin- se L und nicht für das Polieren der Oberfläche verwen det wird, dann das Polierkissen 198 nicht gebraucht würde, d. h.
die Rohlinse L würde mit der Werkzeug- oberfläche t in direkte Berührung gebracht werden und anstelle des Poliermittels würde ein flüssiges .Schleifmit tel, das beispielsweise in Wasser suspendierte Korund- teilchen enthält, verwendet werden. Im übrigen würde der Bearbeitungsvorgang in der gleichen Weise wie dies oben für das Polieren beschrieben ist, ausgeführt wer den.
Verhältnismässig dünne Schichten aus Siebmaterial oder dergleichen, die vorteilhaft auf der Werkzeugober- fläche t angebracht werden, können, wenn ein Korund- schleifmittel verwendet wird, dazu dienen, während der Oberflächenbearbeitung die Werkzeugoberfläche, falls gewünscht, zu schützen.
Solche Schichten- würden dann einfach das Polierkissen 198 ersetzen und so die Ober fläche t des Werkzeuges vor Abnutzung schützen.
Aus Fig. 1-7 ist zu sehen, dass die konkave oder negative Seite der Rohlinse poliert oder beabeitet wer den soll und dass der Linsenblock von dem Bügel 176 getragen wird.
Diese Anordnung kann umgekehrt wer den, wie Fig. 8 zeigt, so dass die konvexe oder positive Seite der Rohlinse mit der hier erwähnten Maschine leicht geschliffen oder poliert werden kann. In diesem Falle wird die Werkstückhalterung 236; die dem Werk zeug 120 in praktisch jeder Hinsicht entspricht, dafür verwendet dass sie das Werkstück oder- die Rohlinse L' hält.
Das Teil 236 wird in-die Einspannvorrichtung 20 in der gleichen Weise eingesetzt, wie dies oben für das Werkzeug 120 beschrieben ist. Die Rohlinse L' ist je doch mit einem geeigneten Klebstoff, wie Pech oder dergleichen oder einer bei niedrigen Temperaturen schmelzenden metallischen Legierung an einem Werk stückhalteteil 236 befestigt.
Das Werkzeug 240 ähnelt in diesem Falle praktisch in jeder Hinsicht dem Block 188 und wird von einem Bügel in genau der gleichen Weise, wie dieses bei dem Block 188 beschrieben ist, gehalten.
Die an der Rohlinse L' angreifende Oberfläche des Werkzeuges 240 besitzt eine torische Oberfläche, die der der positiv gekrümmten Seite der Rohlinse ent spricht und kann gegebenenfalls mit einem Polierkissen 242 versehen sein.
Beim Polieren würde das Polierkis- sen 242 verwendet werden und bei einer Oberflächen- bearbeitung durch Feinschleifen mit losem Schleifmit tel wie Korund und dergleichen jedoch nicht. Wenn Ko- rund oder dergleichen verwendet wird, kann gegebenen- falls ein Drahtnetz das Polierkissen ersetzen.
Bei der Oberflächenbearbeitung der positiven oder konvexen Seite der Rohlinse, wie sie in Fig. B gezeigt ist, ist die Wirkungsweise der Maschine die gleiche wie bei der Oberflächenbearbeitung der konkaven Seite der Rohlinse und es liegt in Wirklichkeit nur eine Umkeh- rang von Werkzeug und Werkstückhalterung vor.
Man sollte aber darauf hinweisen, dass die Oberflächenbe arbeitung einer positiven oder konvexen Seite einer Rohlinse auch ohne eine Umkehrung von Werkzeug und Werkstückhalterung ausgeführt werden kann, in dem man ein Werkzeug vorsieht, das anstelle der kon vexen Oberfläche t des Werkzeuges 120 eine konkave torische Bearbeitungsfläche besitzt.
Die Verwendung der beschriebenen Maschine zum Schleifen einer komplexen Oberfläche eines Gegenstan des besteht darin, dass der Gegenstand und ein Schleif werkzeug in Schleifstellung zueinander gebracht wer den, dass das Schleifwerkzeug und der Gegenstand re lativ zueinander auf unregelmässigen Bahnen bewegt werden während die Hauptmeridiane des Werkzeuges und des Gegenstandes zueinander parallel gehalten wer den und dass die Wirkungen der Zentrifugalkraft auf dieses Werkzeug und den Gegenstand ausgeglichen wer den, damit während des Schleifvorganges Schwingungen und eine axiale Verdrehung des Werkzeuges und des Gegenstandes vermieden werden,
was sich aus der Her stellung von Einrichtungen zur Ausrichtung des Gegen standes und des Schleifwerkzeuges in Bezug auf die Meridiane zueinander mit im wesentlichen um die Ro tationsachse der Einrichtungen gleichen geometrischen Abmessungen und gleichem Gewicht ergibt, so dass, wenn diese rotiert, ein besserer Unwuchtausgleich der Einrichtungen erreicht wird.
Die Fig. 9, 10 und 11 erläutern weitere Abwand lungen der vorliegenden Erfindung, wobei in Fig. 9 ein. Balg 244 für die Einspannvorrichtung 20' verwendet wird, der die federartige Kupplung 148 ersetzt. Die Einspannvorrichtung 20' ist im übrigen identisch mit der oben beschriebenen Einspannanordnung 20 und die Wirkungsweise der Vorrichtung von Fig. 9 entspricht der Einspannanordnung 20.
Der Balg 224 kann- aus ge- presstem Metallblech oder dergleichen in die in Fig. 9 gezeigte Form gebracht werden oder kann zur Erleich terung und Vereinfachung der Konstruktion in der durch Fig. 10 erläuterten Weise hergestellt werden.
Die Ausführung nach Fig: 10 besteht aus einer Anzahl von flachen Ringen 246, die als Stanzteile oder dergleichen aus Stahlblech oder anderen geeigneten Metallen herge stellt sind und die durch dazwischen liegende Drahtrin ge 248 im Abstand voneinander gehalten werden, wel che die flachen Ringe 246 einzeln voneinander trennen. Die Drahtringe 248 werden in zwei Grössen hergestellt.
Eine Gruppe besitzt einen Durchmesser, der nur ein klein wenig geringer als der Aussendurchmesser der fla chen Ringe 246 ist und die andere Gruppe besitzt ei nen Durchmesser, der ein wenig grösser als der Innen durchmesser der flachen Ringe ist. Die entsprechenden Durchmesser dieser Drahtringe sind so gewählt, dass es möglich ist sie zwischen die benachbarten oder einan der zugewandten Flächen der flachen Ringe 246 zu le gen, wenn die Ringe 246 koaxial übereinandergesetzt werden.
Diese balgartige Anordnung entstellt, wenn zu erst ein Drahtring 248 mit grossem Durchmesser, ein flacher Ring 246, ein Drahtring 248 mit kleinem Durch messer usw. koaxial übereinandergesetzt werden. Die Drahtringe und die flachen Ringe werden, um den Balg zu erzeugen, miteinander verschweisst oder auf an dere Weise miteinander verbunden.
Eine andere Ausführungsform eines balgförmigen Aufbaues ist in Fig. 11 gezeigt, wobei die Anordnung zur Erläuterung auseinandergezogen dargestellt ist. Die se Konstruktion enthält nur eine Anzahl von identisch ausgebildeten ursprünglich flachen Ringteilen 250, die den Teilen 246 in Fig. 10 ähnlich sind.
Die flachen Ringteile 250 werden vorzugsweise aus Stahlblech oder dergleichen hergestellt, das federgehärtet sein kann und sie werden koaxial übereinandergesetzt. Die dazwischen liegenden Verbindungen werden durch Nieten 252 oder dergleichen in der dargestellten Weise hergestellt, d. h.
ein erster Ring 250 wird mit einem zweiten Ring 250 durch Nieten verbunden, die an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind und der nächste Ring wird mit dem zweiten Ring in ähnlicher Weise verbunden, wobei jedoch die Nietverbindungen an einem Ringdurchmesser vorgenommen werden, der gegenüber dem Durchmesser durch die ersterwähnten Verbindungen unter einem rechten Winkel angeordnet ist. Die Verbindung zwischen jedem der nachfolgenden Ringe 250 und den bereits miteinander verbundenen Ringen wird weiterhin so vorgenommen, dass diese Verbindung abwechselnd parallel zu dem einen Durch messer und dann senkrecht zu dem vorhergehenden er folgt.