Schleifkörperrohling Optische Linsen und Augengläser wurden bis jetzt durch genaues Schleifen eines Linsenrohlings auf eine vorbestimmte Krümmung hergestellt,
wodurch der Linse die gewünschten optischen Qualitäten verliehen werden. Geschliffen wurde bis jetzt im allgemeinen mit einem aus Gusseisen oder dergleichen hergestellten Werkzeug, das mit einer Läppfläche versehen ist, deren Krümmung genau derjenigen Krümmung entspricht, die die Lin senrohling-Oberflächen erhalten sollen.
Während des Schleifvorganges wird eine Schleifflüssigkeit auf die Läppfläche aufgebracht, und zwischen dem Linsenroh ling und der Läppfläche wird eine relative Drehbe wegung, eine oszillierende Bewegung oder eine kombi nierte Dreh- und oszillierende Bewegung erzeugt.
Da die Läppfläche des Schleifwerkzeugs sowie der Linsen rohling der Schleifwirkung der Schleifflüssigkeit unter- worfen sind, ist es ohne weiteres klar, d ass sie sich ziemlich schnell abnutzt, so dass in kurz aufeinander folgenden Intervallen ein, Abrichten oder Nachbear beiten erforderlich wird, damit die Läppfläche wieder die gewünschte Krümmung erhält.
Es. ist daher er- wünscht, eine austauschbare Schleiffläche für ein der artiges Schleifwerkzeug zu schaffen, und es wurden auch schon zahlreiche Versuche unternommen, einen passenden austauschbaren Körper herzustellen,
der eine solche Schleiffläche aufweist. .Diesen Versuchen haftet jedoch -allen oder eine oder andere Mangel an.
Die Hauptschwierigkeiten bestehen in der genauen Form- Aung des Körpers mit der gewünschten Krümmung, in der Aufrechterhaltung einer ausreichenden Bindung des Körpers ran dem Werkzeug und in der zu kurzen Lebensdauer solcher Körper.
Es besteht demzufolge ein Bedürfnis zur Herstel- lung eines wirtschaftlichen und leistungsfähigen aus tauschbaren Schleifkörpers für ein Linsenschleifwerk zeug, der leicht austauschbar ist, eine genaue Krüm mung hat und sicher bzw. einwandfrei ran Schleif werkzeugbefestigt werden kann.
Der erfindungsgemässe Schleifkörperrohling für einen Schleifkörper eines 'Schleifwerkzeuges zum Schlei- fen von Brillengläsern, ist gekennzeichnet durch ein flaches Stahlblech mit einer gleichförmigen Dicke von 0,125 bis 0,25 mm, das eine Schleiffläche und eine gegenüberliegende Oberfläche zum Haften am Schleif werkzeug aufweist und so deformierbar ist, d ass es bei Anwendung von Druck sich der Läppfläche dies Schleif werkzeugs anschmiegt und praktisch die gleiche Form und Krümmung wie d iese Läppflächeannimmt.
Man kann so eine kontrollierte bestimmte Ab nützung :dieser Läppfläche erreichen und damit die Krümmung der Läppfläche während der Lebensdauer des Schleifwerkzeugs praktisch unverändert erhalten, was ein Schleifen von wellenfreien Linsen in präziser und billiger Weise ermöglicht.
Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Abbildungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine auseinandergezogene Teilschnittansicht eines Prägeblocks und eines Prägestempels zur Her- stellung von Schleifkörpern, Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, nachdem der Körper ausgebildet ist, Fig. 3 eine Querschnittansicht des nach Fig. 2 hergestellten Körpers, Fig. 4 eine der Fig.
1 ähnliche Ansicht, gemäss der eine sphärische Schale, d. h. ein vorgeformter Roh ling, verwendet wird, Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, :die die Herstellung des ;
Schleifkörpers zeigt, F zig. 6 eine Teil-Schnittansicht -eines Schleifwerk zeugs, an dem mittels eines Bindemittels ein Schleif körper befestigt ist, Fig. 7 eine Teil-Seitenansichteines Schleifwerk zeugs, das einen Schleifkörper -aufweist, der um die Läppfläche herum angeordnet ist, wobei der Körper ,mit einem Umfangsrand versehen ist, der ihn am Schleifwerkzeug festhält,
Fig. 7a eine Ansicht des Schleifkörpers gemäss Fig. 7 von unten, Fig. 8 eine Teilischn ittansicht eines Prägeblocks und eines Stempels zur Herstellung konkaver Schleifkörper, Fig. 9 :eine Draufsicht eines Werkzeugs, :
das mit einer Vielzahl von ausgesparten Nuten versehen ist, die durch einen Schleifkörper abgedeckt sind, Fig. 10 eine Draufsicht eines Metallrohlings, der besonders gut für die Herstellung eines austauschbaren Körpers zum Schleifen sphärischer Flächengeeignet ist, Fig. 11 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Metallrohlings, :
der besonders zur Herstellung eines austauschbaren Körpers zum Schleifen gekrümm ter Flächen geeignet ist, Fig. 12 eine Draufsicht einer weiteren Ausfüh rungsform eines Metallrohlings und Fig. 13 eine Draufsicht einer weiteren Ausfüh rungsform eines Metallrohlings.
In Fig. 1 wird ein Gerät 10 zur Herstellung von Schleifkörpern gezeigt. Das Gerät 10 enthält ein näh- elastisches Material 12, das in einem Form- oder Prägeblock 14 eingeschlossen ist. Das elastische Ma terial 12, das aus einem natürlichen nachgiebigen Ela stomer, etwa Gummi oder verschiedenen Gummiver bindungen oder aus einem synthetischen Elastomer, etwa Polyurethan, bestehen kann, bildet eine gegen überliegende Form, für das Schleifwerkzeug oder den Stempel 16.
Das Schleifwerkzeug kann den Stempel 16 ersetzen und kann hydraulisch :betätigt werden (die hydraulische Einrichtung ist nicht gezeigt), und es kann der Form- oder Prägeabschnitt 18 des Schleif- werkzeges oder des Stempels 16 eine sphärische, to rische oder irgendeine andere gewünschte Form und Krümmung haben.
Der Abstand zwischen dem Präge block- 14 und -dem Schleifwerkzeug oder Stempel 16 ist so festgelegt, dass das Schleifwerkzeug oder der Stempel 16 in das elastische Material 12 des Präge blocks 14 hineingedrückt wird, wenn die hydraulische Presse in Funktion tritt.
Zweckmässig wird ein ebener Schleifkörperrohling 20, der im wesentlichen aus einem :dünnen Plättchen oder einer Scheibe aus Stahl oder anderem Met ,1 1 be steht, zwischen -dem elastischen Material 12 und dem Stempel 16 eingelegt. Die Presse wird dann in Betrieb gesetzt, so dass sich der Stempel gegen den Prägeblock 14 vorschiebt, wobei der Rohling 20 so verformt wird, dass er mit der Form des unteren Abschnitts 18 des Stempels 16 übereinstimmt. Als Werkzeug 16 kann das Schleifwerkzeug selbst verwendet werden.
Es wurden kaltgewalzte, tiefgezogene Stahlblech- rohlinge mit einer :maximalen Rockwellhärte B 55 und einer Dicke zwischen 0,127 und 0,254 mim unter einem Druck zwischen 20 und 25 Tonnen zu Schleif körpern verformt. Das in dem Prägeblock 14 ent haltene elastische Material 12 bestand aus einem Elasta Cast Polyurethan Elastomer , das von der Acushnet Process Company of New-Bedford, Massa chusetts, USA, geliefert -wird.
Zufriedenstellende Er gebnisse wurden auch durch Verwendung einer hydro statischen Tasche erzielt, die aus einer flüssigkeits- dichten, nicht elastischen Hülle besteht, welche :mit einer nicht kompressiblen Flüssigkeit als elastisches Material gefüllt ist. Ein geeignetes Klebemittel wird von der Minnesota Mining and Manufacturing Com pany als Kleber Nr. 1357 geliefert.
Dies ist ein Kon taktkleber, der in flüssiger Form geliefert und auf die miteinander zu verbindenden Flächen des Werkzeugs und der Auflage nach den Vorschriften :des Herstel- lers aufgebracht wird.
Fig. 8 zeigt ein Gerät zur Herstellung konkaver Schleifkörper. Das in :dem Prägeblock 14b eingeschlos- sene elastische Material 12,b enthält eine halbkugelige Kuppe 40, :die gegen den Stempel 16b hervorsteht. Der Radius der Kuppe 40 ist kleiner als der kürzeste Ra dius, der am Körper 20b ausgebildet werden soll. In allen -anderen Hinsichten entspricht das Gerät und das Verfahren dem oben beschriebenen zur Ausbil- dung konvexer Körper.
Ein abgeändertes Verfahren hat sich als sehr nütz lich bei der Herstellung von verhältnismässig dicken Schleifkörpern oder solchen aus weniger biegsamen Materialien herausgestellt.
Bei diesem abgeänderten Verfahren wird zunächst als Zwischenstufe ein sphä rischer vorgeformter Rohling ausgebildet, und hierauf wird dieser weiter bearbeitet und in die gewünschte Form überführt. Hierbei kann in der oben beschrie- benen Weise ein sphärischer Rohling 30,
a unter Ver wendung eines sphärischen Stempels hergestellt wer den. Der sphärische Rohling 30a wird danach zwischen einem Werkzeug 16a und dem Prägeblock 14a einge legt, der mit einem elastischen Werkstoff 12,a gefüllt ist. Das. im zweiten Verfahrensschritt verwendete Werk zeug kann das gleiche sein wie das im ersten Ver fahrensschritt verwendete.
Das in diesem zweiten Pressschritt zweckmässiger weise verwendete Werkzeug 18a weist die gewünschte torische oder sphärische Krümmung 38 auf, und wenn -daher das Gerät 10a in die in Fig. 5 gezeigte Lage gebracht wird, ist der auf diese Weise hergestellte Körper 32 an die torische bzw. sphärische Krümmung ,des Werkzeugs 18a angepasst.
Gemäss den Fig. 4 und 5 ist der sphärische Roh ling 30a, der während des ersten Pressvorganges herge stellt wird, etwas grösser als das Schleifwerkzeug, das im zweiten Pressschritt als Stempel 18a dient. Wenn daher, wie in Fig. 5, 7 und 7a gezeigt, :der zweite Pressschritt abgeschlossen ist, ist der Befestigungsflansch 34 aus dem überschüssigen Material ausgebildet. Dieser Flansch 34 dient zur Befestigung des Körpers 32 am Ansatz 38, indem er mit Reibung an der Seitenwand des Schleifwerkzeugs anliegt.
Der Rohling 20, aus dem der Schleifkörper ausge- bildet wird, kann aus Stahlblech oder irgendeinem Werkstoff hergestellt werden, der die passende Ge schmeidigkeit zum Verformen und die geeigneten Ei genschaften zum Glasschleifen -aufweist.
Gestanzte Stahlblechrohlinge mit Dicken zwischen 0,127 Abis 0,254 mm haben besonders gute Ergebnisse gezeitigt. Dadurch, dass der Rohling 20 mit einer Vielzahl von Schlitzen und Ausschnitten in verschiedenen geometri schen Anordnungen versehen wird, können dem aus einem solchen Rohling hergestellten Schleifkörper er wünschte Ahnutzungs- und Schleifflüssigkeitsvertei- lun.gseigenscbaften verliehen: werden.
Es ist besonders erwünscht, einen Schleifkörper herzustellen, ,der ein Abnutzungsbild besitzt, dessen Krümmung während :
der Lebensdauer des Körpers -im wesentlichen unver ändert erhalten bleibt und der das Schleifen von wel- lenfreien Linsen ermöglicht. Die Fig. 10 bis 13 zeigen verschiedne Ausführungsformen, die der Rohling 20 vor seiner Umwandlung in einen Schleifkörper haben kann und mit denen zufriedenste:llende Ergebnisse er reicht wurden.
Die Fig. 9 zeigt ein mit einer Vielzahl von einge prägten Nuten 46 versehenes Linsenschle:ifwerkzeug, ,das mit einem -auf ihm ausgebildeten Schleifkörper 20a versehen ist. Die eingeprägten Nuten dienen als Kanäle zur Verteilung der Schleifflüssigkeit bzw. des Schleifschlammes.
Der in Fig. 10 gezeigte Rohling 20b ist besonders gut zur Herstellung sphärischer Schleifkörper geeignet. Er ist ziemlich kreisrund und symmetrisch um den Durchmesser saufgebaut, der durch die Schlitze 48b und 49b festgelegt ist. Eine Vielzahl von sich radial nach innen erstreckenden Schlitzen ist samt einem T-förmigen Schlitz vorgesehen, der Abschnitte 51b par allel zur Symmetrieachse und :
einen Abschnitt 50b senkrecht au. der Achse enthält.
Der in Fig. 11 dargestellte unregelmässig geformte Rohling 20e, der zum Herstellen eines Schleifkörpers für das Schleifen von Linsenfläcen vorgesehen ist, ist ebenfalls symmetrisch um die Hauptachse aufge baut, die durch die Mitte des Schlitzes 48c verläuft, und er enthält auch .eine Vielzahl von nach innen ge richteten Schlitzen und Ausschnitten einschliesslich der Schlitze 49c, die parallel zur Hauptachse verlaufen, sowie Schlitze 50c und Ausschnitte 51c, die gegen :
die Mitte der Auflage gerichtet sind. .Der Rohling 20c ist im wesentlichen achteckig :geformt, wobei die gegen überliegenden Seiten 53 und<B>55,</B> durch die die Haupt und Nebenachsen verlaufen, mit V-förmigen Ausschnit ten versehen sind, die gegen die Mitte zeigen. .Die ixt, den Seiten 55c und 55c' gelegenen Ausschnitte ver laufen vom einen Ende der entsprechenden Seite zum anderen, während die in (den Seiten 53c und 53c' ge- legenen Ausschnitte zwischen d en Enden auslaufen.
Der Rohling 20d, der in Fig. 12 gezeigt und zum Herstellen eines Schleifkörpers für das Schleifen tori- scher Flächen vorgesehen ist, besteht aus einem mm wesentlichen rechteckigen Körper .mit Haupt- und Ne benachsen sowie einer Reihe von Schleifflüssigkeitsver- teilungsschlitzen 48d, :
die um eine Diagonale sym metrisch angeordnet sind. Die Schlitze verlaufen ab- wechselnd nach innen, und zwar von der einen Seite der Symmetrieachse aus beginnend und dann von der anderen Seite aus. Der in Fig. 13 dargestellte Rohling 20e ist ähnlich demjenigen gemäss Fig. 12 .mit :der Ausnahme, dass die Schlitze 48e praktisch parallel zur Nebenachse ver laufen.
Ausser der Unterstützung bei der Verteilung der Schleifflüssigkeit im fertigen Schleifkörper erleichtern die oben beschriebenen Ausschnitte auch die genaue Anpassung des Körpers an den Prägestempel während des Pressschrittes.
Es hat sich gezeigt, dass bei An wendung solcher Ausschnitte die zur :richtigen Formung des Körpers erforderliche Kraft von 20 bis 25 t (ohne Ausschnitte) auf 5 bis 10 t (mit Ausschnitten) verrin gert werden kann.
Abrasive Blank Optical lenses and eyeglasses have been made by precisely grinding a lens blank to a predetermined curvature,
whereby the lens is given the desired optical qualities. Up to now, grinding has generally been carried out with a tool made of cast iron or the like and provided with a lapping surface, the curvature of which corresponds exactly to the curvature which the Lin senrohling surfaces are to receive.
During the grinding process, a grinding fluid is applied to the lapping surface, and a relative Drehbe movement, an oscillating movement or a combined rotary and oscillating movement is generated between the Linsenroh ling and the lapping surface.
Since the lapping surface of the grinding tool as well as the lens blank are subjected to the grinding action of the grinding fluid, it is readily apparent that they wears out fairly quickly, so that dressing or reworking is required at short intervals in succession so that the The lapping surface has the desired curvature again.
It. it is therefore desirable to create an exchangeable grinding surface for such a grinding tool, and numerous attempts have been made to produce a suitable exchangeable body,
which has such a grinding surface. However, these attempts are liable to all or one or other defects.
The main difficulties are in the precise shape of the body with the desired curvature, in maintaining a sufficient bond of the body to the tool and in the too short life of such bodies.
Accordingly, there is a need to produce an economical and powerful interchangeable grinding tool for a lens grinding tool, which is easily exchangeable, has a precise curvature and can be securely or properly attached to the grinding tool.
The inventive grinding wheel blank for a grinding wheel of a 'grinding tool for grinding spectacle lenses is characterized by a flat sheet steel with a uniform thickness of 0.125 to 0.25 mm, which has a grinding surface and an opposite surface for adhering to the grinding tool and is thus deformable is that when pressure is applied it hugs the lapping surface of this grinding tool and takes on practically the same shape and curvature as this lapping surface.
One can thus achieve a controlled, specific wear: this lapping surface and thus the curvature of the lapping surface is kept practically unchanged during the life of the grinding tool, which enables shaft-free lenses to be ground in a precise and inexpensive manner.
The invention will now be described with reference to the accompanying figures, for example. 1 shows an exploded partial sectional view of an embossing block and an embossing punch for the production of grinding bodies, FIG. 2 a view similar to FIG. 1 after the body has been formed, FIG. 3 a cross-sectional view of the body produced according to FIG , Fig. 4 one of the Fig.
1 similar view, according to which a spherical shell, d. H. a preformed blank is used, FIG. 5 is a view similar to FIG. 2, showing the manufacture of the;
Grinding wheel shows F zig. 6 is a partial sectional view of a grinding tool to which a grinding body is attached by means of a binding agent; FIG. 7 is a partial side view of a grinding tool which has an abrasive body which is arranged around the lapping surface, the body having is provided with a peripheral edge that holds it on the grinding tool,
7a shows a view of the grinding wheel according to FIG. 7 from below, FIG. 8 shows a partial sectional view of an embossing block and a stamp for producing concave grinding wheels, FIG. 9: a top view of a tool:
which is provided with a plurality of recessed grooves which are covered by an abrasive body, Fig. 10 is a plan view of a metal blank which is particularly well suited for the production of an exchangeable body for grinding spherical surfaces, Fig. 11 is a plan view of an embodiment of a metal blank, :
which is particularly suitable for producing an exchangeable body for grinding curved surfaces, FIG. 12 is a plan view of a further embodiment of a metal blank and FIG. 13 is a plan view of a further embodiment of a metal blank.
In Fig. 1, an apparatus 10 for the production of abrasive bodies is shown. The device 10 contains a sewing elastic material 12 which is enclosed in a forming or embossing block 14. The elastic material 12, which can consist of a natural, resilient elastomer, such as rubber or various rubber compounds, or a synthetic elastomer such as polyurethane, forms an opposite shape for the grinding tool or punch 16.
The grinding tool can replace the punch 16 and can be hydraulically operated (the hydraulic device is not shown), and the shaping or embossing section 18 of the grinding tool or punch 16 can have a spherical, cylindrical or any other desired shape Have curvature.
The distance between the embossing block 14 and the grinding tool or punch 16 is set so that the grinding tool or punch 16 is pressed into the elastic material 12 of the embossing block 14 when the hydraulic press comes into operation.
A flat grinding body blank 20, which consists essentially of a: thin plate or a disk made of steel or other Met, 11 be, inserted between the elastic material 12 and the punch 16 is expedient. The press is then put into operation so that the punch advances against the embossing block 14, the blank 20 being deformed so that it conforms to the shape of the lower section 18 of the punch 16. The grinding tool itself can be used as the tool 16.
Cold-rolled, deep-drawn sheet steel blanks with a maximum Rockwell hardness of B 55 and a thickness between 0.127 and 0.254 μm were formed into grinding bodies under a pressure of between 20 and 25 tons. The elastic material 12 contained in the embossing block 14 consisted of an Elasta Cast polyurethane elastomer supplied by the Acushnet Process Company of New-Bedford, Massachusetts, USA.
Satisfactory results have also been achieved by using a hydrostatic bag, which consists of a liquid-tight, non-elastic cover which: is filled with a non-compressible liquid as the elastic material. A suitable adhesive is available from Minnesota Mining and Manufacturing Company as # 1357 adhesive.
This is a contact adhesive that is supplied in liquid form and is applied to the surfaces of the tool and the support that are to be connected to one another in accordance with the manufacturer's instructions.
Fig. 8 shows an apparatus for making concave abrasive articles. The elastic material 12, b enclosed in the embossing block 14b contains a hemispherical dome 40,: which protrudes against the punch 16b. The radius of the dome 40 is smaller than the shortest radius that is to be formed on the body 20b. In all other respects the device and the method correspond to those described above for the formation of convex bodies.
A modified method has been found to be very useful in making relatively thick abrasive articles or those made from less flexible materials.
In this modified method, a spherical preformed blank is first formed as an intermediate stage, and this is then processed further and converted into the desired shape. Here, in the manner described above, a spherical blank 30,
a manufactured using a spherical punch. The spherical blank 30a is then inserted between a tool 16a and the embossing block 14a, which is filled with an elastic material 12, a. The. The tool used in the second step can be the same as that used in the first step.
The tool 18a expediently used in this second pressing step has the desired toric or spherical curvature 38, and when -therefore the device 10a is brought into the position shown in FIG. 5, the body 32 produced in this way is at the toric or spherical curvature of the tool 18a.
According to FIGS. 4 and 5, the spherical raw ling 30a, which is Herge during the first pressing process, is somewhat larger than the grinding tool which is used as a punch 18a in the second pressing step. Therefore, as shown in Figs. 5, 7 and 7a: when the second pressing step is completed, the mounting flange 34 is formed from the excess material. This flange 34 is used to attach the body 32 to the extension 38 by bearing against the side wall of the grinding tool with friction.
The blank 20, from which the grinding body is formed, can be made of sheet steel or any material which has the appropriate pliability for deforming and the appropriate properties for grinding glass.
Stamped sheet steel blanks with thicknesses between 0.127 and 0.254 mm have shown particularly good results. Because the blank 20 is provided with a large number of slots and cutouts in various geometrical arrangements, the grinding body produced from such a blank can be given the desired properties of use and grinding fluid distribution.
It is particularly desirable to make an abrasive article that has a wear pattern whose curvature during:
the lifespan of the body remains essentially unchanged and enables the grinding of shaft-free lenses. 10 to 13 show various embodiments that the blank 20 can have before it is converted into an abrasive body and with which the most satisfactory results have been achieved.
9 shows a lens loop provided with a plurality of grooves 46 embossed into it: if tool, which is provided with a grinding body 20a formed on it. The embossed grooves serve as channels for distributing the grinding fluid or the grinding sludge.
The blank 20b shown in FIG. 10 is particularly well suited for producing spherical grinding bodies. It is fairly circular and symmetrical about the diameter s defined by the slots 48b and 49b. A multiplicity of slots extending radially inward is provided including a T-shaped slot, the sections 51b parallel to the axis of symmetry and:
a section 50b perpendicularly au. the axis contains.
The irregularly shaped blank 20e shown in FIG. 11, which is intended for the production of an abrasive body for grinding lens surfaces, is also built up symmetrically about the main axis which runs through the center of the slot 48c, and it also contains inwardly directed slots and cutouts including the slots 49c, which run parallel to the main axis, as well as slots 50c and cutouts 51c, which oppose:
are directed towards the center of the support. The blank 20c is essentially octagonal in shape, the opposite sides 53 and 55, through which the main and secondary axes run, being provided with V-shaped cutouts which point towards the center. The cutouts located on the sides 55c and 55c 'run from one end of the corresponding side to the other, while the cutouts located in (the pages 53c and 53c' run out between the ends.
The blank 20d, which is shown in FIG. 12 and is intended for producing a grinding body for grinding toroidal surfaces, consists of a rectangular body with main and secondary axes and a series of grinding fluid distribution slots 48d,:
which are arranged symmetrically around a diagonal. The slots run alternately inwards, starting from one side of the axis of symmetry and then from the other side. The blank 20e shown in FIG. 13 is similar to that according to FIG. 12, with the exception that the slots 48e run practically parallel to the minor axis.
In addition to helping with the distribution of the grinding fluid in the finished grinding body, the cutouts described above also facilitate the precise adaptation of the body to the die during the pressing step.
It has been shown that when such cutouts are used, the force required for correct shaping of the body can be reduced from 20 to 25 t (without cutouts) to 5 to 10 t (with cutouts).