DE10057228A1 - Verfahren zum Schleifen von optischen Linsen mittels Ring- und Formwerkzeugen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Schleifen von optischen Linsen mittels Ring- und Formwerkzeugen und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Es handelt sich um ein Verfahren zum Schleifen von optischen Linsen mittels Topf- und Formwerkzeugen, wobei die Linsen während der Bearbeitung mit den Ringschneiden der Topfwerkzeuge relativ zur Werkstückspindel unbeweglich festgespannt sind, während sie bei der Bearbeitung mit Formwerkzeugen relativ zur Werkstückspindel über eine kardanische Beweglichkeit verfügen. Es wird nur eine, aber umstellbare, Linsenspannvorrichtung benutzt, die während der Bearbeitung mit Topfwerkzeugen so eingestellt ist, daß die Linsen (4) relativ zur Werkstückspindel fest und unbeweglich eingespannt sind, während sie für die Bearbeitung mit Formwerkzeugen so eingestellt ist, daß die Linsen (4) relativ zur Werkstückspindel über eine kardanische Beweglichkeit verfügen und daß die Linsen (4) zwischen den Schleifvorgängen nicht umgespannt werden.
Description
Bei der vorgeschlagenen Erfindung handelt es sich um ein Verfahren entsprechend
dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ziel der Erfindung ist es, die Wirtschaftlichkeit des
Fertigungsvorgangs bei der Linsenherstellung zu steigern und gleichzeitig die Ge
nauigkeit der optisch aktiven Oberflächen der erzeugten Linsen zu steigern. Diese
Aufgaben werden mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 5 gelöst. Die
Nachteile der Verfahren nach dem Stand der Technik werden damit vermieden.
Optische Linsen werden aus Rohlingen in mehreren Arbeitsschritten hergestellt. Zu
nächst wird die Form der Linsen mittels verschiedener Schleifvorgänge erzeugt, an
die sich das Polieren der optisch aktiven Oberflächen anschließt. Für die Schleifvor
gänge kommen üblicherweise sogenannte Topfwerkzeuge mit Ringschneiden zum
Einsatz, mit denen das Grob- und Feinschleifen durchgeführt wird. Diese Werkzeuge
haben einen Diamantbesatz an ihrer Ringschneide, der entsprechend dem durch
zuführenden Schleifvorgang gröber oder feiner ausgeführt ist.
Die Ringschneide hat üblicherweise einen halbkreisförmigen Querschnitt, so daß sie
mit der erzeugten Linsenoberfläche nur über Linienberührung in Kontakt steht. Diese
Linienberührung ist kreisförmig und hat den Nachteil, daß nur relativ wenig Werk
zeugoberfläche mit der Linse in Kontakt ist. Dieser Nachteil wird ausgeglichen über
einen entsprechend groben Diamantbesatz in der Ringschneide, so daß sich trotz
der Linienberührung ein genügend großer Materialabtrag ergibt.
Vorteilhaft bei der Verwendung der relativ einfachen Topfwerkzeuge mit Ring
schneide ist es, daß sich die Oberflächen sphärischer Linsen mit den gewünschten,
verschiedenen Krümmungsradien über die Einstellparameter der zugeordneten
Schleifmaschine herstellen lassen, ohne daß das Werkzeug gewechselt oder geän
dert werden muß. Bei größerer Variation des Linsendurchmessers muß lediglich der
Durchmesser der Ringschneide angepaßt werden. Mit diesen sehr einfachen Werk
zeugen können daher die gewünschten sphärischen Oberflächen (Kugelkalotten) der
Linsen erzeugt werden, ohne daß Formwerkzeuge zum Einsatz kommen oder daß
die Schleifmaschine bahngesteuerte Bewegungen ausführen muß.
An das Feinschleifen kann sich ein Feinstschleifen anschließen, für das vorzugs
weise sogenannte Formwerkzeuge eingesetzt werden. Diese Formwerkzeuge haben
im Arbeitsbereich eine Formgebung, die in etwa dem Negativabdruck der zu bear
beitenden Linse entspricht. Dieser Bereich des Formwerkzeugs wird mit
sogenannten Pellets beklebt. Dies sind dünne, meist kreisförmige Plättchen eines
nachgiebigen Materials, in die sehr kleine Diamanten eingebettet sind. Durch
nachträgliches Abrichten der Formwerkzeuge mittels Ringschneiden wird erreicht,
daß die Geometrie ihrer Arbeitsfläche, d. h. die Oberfläche der Pellets, sehr genau
der zu erzeugenden Linsenoberfläche entspricht.
Die Formwerkzeuge haben den Vorteil, daß sie in flächiger Berührung mit der zu be
arbeitenden Linsenoberflächen stehen, so daß trotz der sehr feinen Diamantkörnung
in den Pellets noch ein genügend großer Materialabtrag entsteht. Dies hängt zu
sammen mit der Vielzahl von Diamantkörnern, die infolge der flächigen Berührung
von Werkzeug und Linse gleichzeitig im Eingriff sind und Material abtragen. Da die
Feinheit des Diamantbelags für die beim Feinstschleifen erzeugte, geringe Rauhtiefe
maßgebend ist, müßte auch eine Ringschneide mit einem entsprechend feinen Dia
mantbelag ausgerüstet sein, falls sie zum Einsatz käme. Da diese jedoch nur Linien
berührung mit der Linsenoberfläche hat, wäre der Materialabtrag nur gering und da
mit unvorteilhaft.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Benutzung von Formwerkzeugen aus der er
zeugten Bahngeometrie der Pellets auf der Linsenoberfläche, was zu einer sehr fei
nen Oberfläche führt. Hieraus und aus der erzeugten geringen Rauhtiefe ergibt sich
eine Verkürzung der Polierzeit um mindestens die Hälfte und ein sehr gutes Polierer
gebnis bezüglich der Oberflächengüte.
Neben den hier genannten Vorteilen haben die Formwerkzeuge jedoch den Nachteil,
daß für jeden Krümmungsradius der zu erzeugenden Linsen ein gesondertes Werk
zeug benötigt wird. Dementsprechend hoch sind die Werkzeugkosten im Vergleich
zu den Topfwerkzeugen mit Ringschneide, mit denen viele Radien erzeugt werden
können. Formwerkzeuge werden daher für das Grob- und Feinschleifen nicht
benutzt.
Das Aufteilen des Linsenschleifens in die genannten drei Arbeitsgänge Grob-, Fein-,
und Feinstschleifen hat erhebliche Vorteile, sowohl bezüglich der Wirtschaftlichkeit
als auch bezüglich der Linsenqualität. Mit den Ringschneiden der Topfwerkzeuge
lassen sich große Materialmengen abtragen, wenn der Diamantbesatz entsprechend
grob ist.
Naturgemäß weist die so erzeugte Oberfläche eine relativ große Rauhtiefe auf, so
daß sich an das Grobschleifen, mit dem die Linsenkontur hergestellt wurde, ein
Feinschleifen anschließt, mit dem die Rauhtiefe verringert wird.
Auch hierzu wird ein Topfwerkzeug mit Ringschneide benutzt. Die so erzeugte Ober
flächenqualität weist noch eine, wenn auch geringere, Rauhtiefe auf.
Würde sich an das Feinschleifen, wie früher üblich, direkt das Polieren anschließen,
so würden sich relativ lange Polierzeiten ergeben, da beim Polieren naturgemäß nur
sehr wenig Material abgenommen werden kann. Dies ist verfahrensbedingt, so daß
beim Polieren relativ rauher Oberflächen die Wirtschaftlichkeit der Fertigung beein
trächtigt würde. Der geringe Materialabtrag beim Polieren ist erforderlich, um die ge
wünschte feine Oberfläche mit geringstmöglicher Rauhtiefe zu erreichen. Hierzu wer
den beim Polieren zum Materialabtrag nur Poliersuspensionen eingesetzt, die
kleinste Partikel enthalten. Es ist daher sehr wichtig, daß vor dem Polieren die
Rauhtiefe der erzeugten Linsenoberflächen durch mindestens einen weiteren
Schleifvorgang verringert wird.
Dieser weitere Schleifvorgang wird als Feinstschleifen bezeichnet. Entsprechend
dem gewünschten Arbeitsergebnis mit geringer Rauhtiefe muß die Körnung des be
nutzten Diamantbelags sehr fein sein. Würde man das Feinstschleifen mit den Ring
schneiden von Topfwerkzeugen durchführen, so wäre der Materialabtrag wegen der
Feinheit des Diamantbelags der Ringschneide und vor allem wegen der Linien
berührung von Werkzeug und Linsenoberfläche nur gering. Daher werden für das
Feinstschleifen vorzugsweise Formwerkzeuge eingesetzt, die eine flächige
Berührung ermöglichen und damit trotz ihres feinen Diamantbelags pro Zeiteinheit
genügend Material abtragen können.
Es wäre sehr wünschenswert, wenn die genannten drei Schleifvorgänge in einer Auf
spannung der Linse durchgeführt werden könnten. Dies würde die Wirtschaftlichkeit
verbessern, da das Umspannen der Linse entfallen könnte und außerdem ließe sich
die Qualität der Linsen steigern, da alle Umspannvorgänge grundsätzlich mit Unge
nauigkeiten verbunden sind, die es zu vermeiden gilt.
Nach dem Stand der Technik ist es jedoch nicht möglich, Linsen mit Ringschneiden
und anschließend mit Formwerkzeugen ohne Umspannung der Linsen zu
bearbeiten. Die vorbeschriebenen Vorteile können daher bei den Verfahren
entsprechend dem Stand der Technik ohne Linsenumspannen nicht realisiert
werden.
Bei dem hier vorgeschlagenen, erfindungsgemäßen Verfahren wird eine spezielle
Spannvorrichtung für die Linsen benutzt, die sich für die beiden grundsätzlich ver
schiedenen Schleifvorgänge (Schleifen mit Ringschneide bzw. Schleifen mit Form
werkzeug) umstellen läßt. Damit ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mög
lich, die drei Schleifvorgänge Grob-, Fein-, und Feinstschleifen ohne Umspannen der
Linsen durchzuführen, wobei, wie erwähnt, nacheinander Ringschneiden und minde
stens ein Formwerkzeug zum Einsatz kommen. Das hier vorgeschlagene Schleifver
fahren bietet daher die vorgenannten Vorteile bezüglich größerer Wirtschaftlichkeit
beim Linsenschleifen und auch bezüglich besserer Qualität der erzeugten Linsen,
ohne daß die Nachteile im Zusammenhang mit dem Linsenumspannen in Kauf ge
nommen werden müßten, da dieses entfällt.
Das Umstellen der Spannvorrichtung, welche die Linsen während der verschiedenen
Schleifvorgänge festhält ist erforderlich, da die Linsen beim Bearbeiten mit Ring
schneiden grundsätzlich anders gespannt werden müssen, als beim Schleifen mit
Formwerkzeugen. Die entsprechenden Zusammenhänge werden nachstehend er
läutert:
- - Beim Linsenschleifen mit Ringschneiden müssen die Linsen unverrückbar und sehr präzise von der Linsenspannvorrichtung gehalten werden. Dies ist erforder lich, damit sich die Linse stets in genau definierter Lage befindet, da die Genauig keit der erzeugten Linsengeometrie hiervon und von der Genauigkeit der benutzten Schleifmaschine abhängt. Die Linsengeometrie ergibt sich bei der Bearbeitung mit Ringschneiden aus den Einstellungen der Schleifmaschine, was eine genau definierte Lage der Linsen in der Linsenspannvorrichtung voraussetzt. Die Genauigkeit der erzeugten Geometrie hängt ganz wesentlich von der Genauigkeit der benutzten Schleifmaschine ab, hierzu gehört, wie bereits erwähnt, auch eine präzise Fixierung der Linse in der Spannvorrichtung. Diese Fixierung der Linse in der Spannvorrichtung muß so stabil sein, daß damit die bei der Bearbeitung mit den Ringschneiden auftretenden großen Kräfte aufgenommen werden können.
- - Beim Linsenschleifen mit Formwerkzeugen wird die Genauigkeit der erzeugten Linsengeometrie vom Werkzeug erzeugt. Die Genauigkeit der Schleifmaschine spielt hier nur eine geringere Rolle. Wie vorbeschrieben bildet sich das Formwerk zeug beim Feinstschleifen sozusagen auf der Linsenoberfläche ab. Die sehr gute Genauigkeit des Formwerkzeugs wird durch Abrichten seines Diamantbelags mit einer Ringschneide erzeugt, bevor die Bearbeitung der Linse mit dem Formwerk zeug erfolgt. Umspannvorgänge mit dem Formwerkzeug zwischen dem Abrichten und dem Linsenschleifen werden aus Genauigkeitsgründen nach Möglichkeit ver mieden. Zum Abrichten des Formwerkzeugs und zum Feinstschleifen der Linsen bleibt das Formwerkzeug daher vorzugsweise an der gleichen Maschinenspindel eingespannt.
Damit die Berührung von Werkzeug und Linse ohne Zwängung erfolgen kann, ist
es zwingend erforderlich, daß die Linse für sich alleine oder mit Teilen ihrer
Spannvorrichtung über eine gewisse Beweglichkeit verfügt. Man spricht in diesem
Zusammenhang von einer kardanischen Aufhängung.
Ohne diese, würden alle Ungenauigkeiten in der Schleifmaschine und
insbesondere auch alle Abweichungen bei der Ausrichtung der Werkzeugspindel
mit dem Formwerkzeug einerseits und der Werkstückspindel mit der
Linsenspannvorrichtung und der Linse andererseits dazu führen, daß es zu
Zwängungen zwischen Linse und Formwerkzeug kommt. Die erwünschte flächige
Berührung zwischen Linse und Werkzeug ohne Zwängung wäre dann nicht
möglich. Diese ist jedoch Voraussetzung für ein einwandfreies Arbeitsergebnis.
Da es nach dem Stand der Technik zur Zeit keine Linsenspannvorrichtung gibt, die
sich von der festen Einspannung der Linse zur Bearbeitung mit Ringschneiden auf
die kardanische Einspannung der Linse zur Bearbeitung mit Formwerkzeugen um
stellen läßt, gibt es auch kein Verfahren, bei dem das Grob- und Feinschleifen mit
Ringschneiden und das anschließende Feinstschleifen mit Formwerkzeugen in einer
Aufspannung der Linse durchgeführt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, wie erwähnt, eine Linsenspannvorrich
tung benutzt, die sich von Festeinspannung auf kardanische Einspannung umstellen
läßt, so daß sich die genannten Vorteile ergeben. Das Verfahren wird vorzugsweise
unter Einsatz einer vierspindeligen Schleifmaschine durchgeführt, es ist jedoch
grundsätzlich auch möglich, mit Schleifmaschinen zu arbeiten, die über mehr oder
weniger Spindeln verfügen. Die vier Spindeln der Schleifmaschine sind dann wie
folgt angeordnet:
- - Im Oberteil der Maschine befinden sich zwei in Ruhestellung senkrechte Spindeln, die an einem gemeinsamen Schwenkkopf befestigt sind und mit diesem relativ zur vertikalen Achse schräggestellt werden können.
- - Im Unterteil der Maschine sind ebenfalls zwei senkrechte Spindeln angeordnet, die an Vorschubschlitten befestigt sind, mit denen sie gemeinsam in vertikaler und horizontaler Richtung translatorisch verfahren werden können.
Die genannten vier Spindeln sind wie folgt bestückt:
- - Links oben: Kombiwerkzeug mit zwei Ringschneiden für das Grob- und Fein schleifen, die durch Verstellen des Werkzeuges nacheinander zum Einsatz ge bracht werden können. Dieses Werkzeug verfügt an seinem Umfang über eine dritte Schneidfläche mit Diamantbesatz zum Bearbeiten des Linsenumfangs.
- - Rechts oben: Formwerkzeug mit diamantbestückten Pellets für das Feinstschlei fen.
- - Links unten: Erfindungsgemäße Linsenspannvorrichtung mit den Umstellmöglich keiten "Linse festgespannt" bzw. "Linse kardanisch" gespannt.
- - Rechts unten: Topfwerkzeug mit Ringschneide zum Abrichten des darüber ange ordneten Formwerkzeugs, nachstehend Abrichtwerkzeug genannt.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab:
- - Überschleifen der Linsenauflage der Linsenspannvorrichtung (links unten) mittels der Ringschneiden des Kombiwerkzeugs (links oben) um einen hochpräzisen Rundlauf der später aufgelegten Linse zu erzielen.
- - Abrichten des Formwerkzeugs (rechts oben) mit dem Abrichtwerkzeug (rechts un ten). Ein Umspannen des Formwerkzeugs vor dem Linsenschleifen erfolgt dann nicht mehr.
- - Auflegen des Linsenrohlings auf die luftdurchlässige Linsenauflage der Linsen spannvorrichtung, wo sie durch Anlegen von Unterdruck festgespannt wird. Der äußere Umfang des Linsenrohlings bleibt dabei frei.
- - Durchführen des Grob- und Feinschleifens, wozu die Werkzeug- und die Werk stückspindel in Rotation versetzt werden und das Kombiwerkzeug nach Schräg stellen des Schwenkkopfes in Kontakt mit dem Linsenrohling gebracht wird. Zu nächst wird das Grobschleifen und anschließend nach Umstellen des Kombiwerk zeugs das Feinschleifen mit der zweiten Ringschneide durchgeführt.
- - Zentrieren der Linse, wozu der Schwenkkopf wieder in die Nullage zurückgedreht wird (senkrechte Achsstellung der Werkzeugspindel), wobei mit dem nun um die senkrechte Achse rotierenden Kombiwerkzeug die Linse an ihrem Umfang bear beitet wird. Hierbei ist die dritte Arbeitsfläche am Umfang des Kombiwerkzeugs im Eingriff.
- - Umstellen der Linsenspannvorrichtung von der Einstellung "Festeinspannung der Linse" auf die Einstellung "kardanische Einspannung der Linse".
- - Feinstschleifen der Linse, wozu die beiden unteren Spindeln der Maschine zu nächst eine Horizontal- und eine Vertikalbewegung ausführen, wobei das Form werkzeug mit der Linse in Kontakt gebracht wird. Auch in diesem Fall ist die Werk zeugspindel mittels des genannten Schwenkkopfes schräggestellt. Das Feinst schleifen mit dem Formwerkzeug läuft unter Zugabe von Kühlflüssigkeit bei gleich sinniger Rotation beider beteiligter Spindeln ab. Das Formwerkzeug legt sich in folge der kardanischen Einspannung der Linse ohne Zwängung an diese an, was eine sehr wesentliche Voraussetzung für ein gutes Arbeitsergebnis ist.
Damit ist ein Arbeitszyklus beendet und die nächste Linse kann bearbeitet
werden.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Linsenspannvorrichtung zur Durchführung des
vorgeschlagenen Verfahrens wird nachstehend erläutert, wobei auch Spannvorrich
tungen mit anderen konstruktiven Merkmalen zur Durchführung des Verfahrens vor
gesehen sind.
Zur Aufnahme der Linse bzw. des Linsenrohlings befindet sich am oberen Ende der
Linsenspannvorrichtung eine Linsenauflage. Zur sprachlichen Vereinfachung wird
nachstehend nur noch von Linsen gesprochen unabhängig davon, ob es sich um ei
nen Linsenrohling oder eine in Bearbeitung befindlichen Linse handelt.
Die Linsenauflage besteht aus porösem Material, das luftdurchlässig ist und durch
Abrichten mit einer Ringschneide genau der Form der Linsenunterseite angepaßt
werden kann. Infolge der Luftdurchlässigkeit der Linsenauflage ist es somit möglich,
die auf die Oberseite der Linsenauflage aufgelegte Linse mittels Unterdruck an
dieser festzuspannen, wenn der Unterdruck an die Unterseite der Linsenauflage
angelegt wird.
Das Festspannen der Linse mittels Unterdruck ist insbesondere bei der Bearbeitung
mit den Ringschneiden wichtig, da hierbei sehr große Reaktionskräfte entstehen.
Beim Feinstschleifen mit einem Formwerkzeug kann unter Umständen auf das Span
nen mit Unterdruck verzichtet werden, da bei diesem Arbeitsschritt die Reaktions
kräfte nicht so groß sind.
Die Linsenauflage steht mit einem Abdichtgehäuse in Verbindung, das einerseits für
eine Abdichtung am Umfang der Linsenauflage sorgt und andererseits der Verteilung
des Unterdrucks an der Unterseite der Linsenauflage dient. Hierzu ist zwischen dem
Abdichtgehäuse und der Linsenauflage ein entsprechender Luftspalt vorgesehen.
Das Abdichtgehäuse ist seinerseits, mittels Schraubenverbindung, an einem Konus
befestigt, der axial verschieblich ist und sich in seiner unteren Endlage in einen Ge
genkonus setzt. Dieser ist im Inneren des Grundkörpers vorhanden, der entspre
chend ausgeformt ist. Zur Auslösung der genannten Axialbewegung nach oben hin
dient ein mit Druckluft beaufschlagter Kolben, der in einen Zylinder läuft, der eben
falls in den Grundkörper eingearbeitet ist und sich unterhalb des Konuses befindet.
Der Kolben und der Konus sind, mittels Schraubenverbindung, fest miteinander ver
bunden. Hierzu dient ein Befestigungsflansch, der an den Kolben angearbeitet ist.
Für die Axialbewegung in umgekehrter Richtung, d. h. nach unten, dient eine Rück
holfeder. Wenn keine Druckluft an den Kolben angelegt wird, so zieht die Rückhol
feder den Konus in den Gegenkonus.
Zur Bewegung des Konus in axialer Richtung sind jedoch auch andere Lösungen
vorgesehen, wie z. B. mechanische Gestänge oder elektromagnetische sowie hy
draulische Antriebe.
Wenn der Konus von der Rückholfeder fest in den Gegenkonus gezogen wird, so ist
in diesem Bereich keine Beweglichkeit mehr vorhanden, d. h. die Linse ist in der Lin
senspannvorrichtung relativ zur Werkstückspindel unverrückbar und unbeweglich
fixiert. Mit dieser Einstellung der Linsenspannvorrichtung (Konus angezogen) kann
die damit verbundene Linse mit den Ringschneiden der Topfwerkzeuge bearbeitet
werden.
Wenn der Konus durch die Axialbewegung des Kolbens jedoch von dem
Gegenkonus abgehoben hat, so entsteht in diesem Bereich eine gewisse
Beweglichkeit, die zu der gewünschten kardanischen Aufhängung der Linsen führt.
Mit dieser Einstellung der Linsenspannvorrichtung kann die mit ihr verbundene Linse
mittels eines Formwerkzeugs bearbeitet werden, da die erforderliche kardanische
Beweglichkeit gegeben ist.
Damit der vorerwähnte Unterdruck an die Unterseite der Linsenauflage angelegt
werden kann, sind die folgenden Bauteile mit einer Axialbohrung versehen: Abdicht
gehäuse, Konus, Befestigungsflansch und Kolben. Das gleiche gilt für die Kolben
schraube, welche eine Abstützscheibe an dem Kolben festhält. Die Abstützscheibe
dient der Kraftübertragung von der Rückholfeder auf den Kolben und die damit ver
bundenen Bauteile, wenn die Druckluft nicht zugeschaltet ist. Zu diesem Zweck
stützt sich die Rückholfeder einerseits gegen die Abstützscheibe und andererseits
gegen den Grundkörper ab.
Damit die angelegte Druckluft sich nicht durch die genannten Bohrungen bis zur Lin
senauflage fortsetzen kann, was zu einem Abheben der Linsen führen würde, befin
det sich im unteren Teil des Kolbens ein Rückschlagventil, das beim Anlegen von
Überdruck schließt und beim Anlegen von Unterdruck öffnet. Dieses
Rückschlagventil besteht aus einer Kugel mit Schraubenfeder, die sich in der
erweiterten Axialbohrung im unteren Kolbenbereich befinden. Die Kugel wird von der
Feder gegen einen Ventilsitz gepreßt. Dieser wird gebildet von der erweiterten
Axialbohrung und der weiter nach oben führenden kleineren Axialbohrung. Die
Schraubenfeder stützt sich gegen die genannte Kolbenschraube mit Axialbohrung
ab.
Bei dieser Ausführung der erfindungsgemäßen Linsenspannvorrichtung kann entwe
der die Linse mittels Unterdruck an der Linsenauflage festgesaugt werden oder der
Kolben wird durch Beaufschlagen mit Druckluft in axialer Richtung bewegt, wobei
das Rückschlagventil verhindert, daß die Druckluft bis zur Linsenauflage gelangt. In
diesem Fall, d. h. bei Beaufschlagung der Linsenspannvorrichtung mit Druckluft, ist
die Linse nicht angesaugt, sondern wird mittels der Reibungskräfte zwischen der
Linsenauflage und der Linse während der Bearbeitung mit dem Formwerkzeug
festgehalten.
Zur Befestigung an der Werkstückspindel trägt der Grundkörper an seinem unteren
Ende einen Spannzapfen, in dessen hohlgebohrten Innenraum sich das untere Ende
des Kolbens ebenso befindet, wie die Rückholfeder und die Abstützscheibe mit Kol
benschraube.
Der Spannzapfen wird fest und luftdicht mit der Werkstückspindel verbunden, so daß
über die hohlgebohrte Spindel sowohl Unterdruck als auch Überdruck mittels Druck
luft angelegt werden können.
Damit die Rotationsbewegung der von der Spindel angetriebenen Linsenspannvor
richtung von deren Grundkörper auf den Kolben und die damit verbundenen Bauteile
(insbesondere die Linsenauflage) übertragen werden kann, ist ein Mitnehmerstift vor
gesehen. Dieser sitzt in einer Durchgangsbohrung des Spannzapfens und durch
dringt den Kolben, der zu diesem Zweck über eine länglich ovale Ausnehmung ver
fügt. Dadurch bleibt die axiale Beweglichkeit des Kolbens erhalten, während Rotati
onsbewegungen relativ zum Grundkörper verhindert werden. Damit die axiale Boh
rung in dem Kolben von dem Mitnehmerstift nicht verschlossen wird, ist dieser in sei
nem mittleren Bereich mit einer Ringnut kleineren Durchmesser versehen.
Zur Abdichtung zwischen dem Grundkörper und dem axial verschieblichen Konus
dient ein Gummibalg, der über ringförmige Ausformungen verfügt, die in Ringnuten
des Grundkörpers bzw. des Konus eingreifen. An den beiden genannten Bauteilen
ist der Gummibalg jeweils mittels einer Schlauchschelle befestigt.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Funktion der Linsen
spannvorrichtung sind dann wie folgt:
Nachdem die Linse auf die Linsenauflage aufgelegt wurde, wird die Werkstückspindel mit Unterdruck beaufschlagt. Dieser setzt sich über die Bohrung in der Kolbenschraube bis zu dem Rückschlagventil fort, das infolge des Unterdrucks öffnet, wobei die Schraubenfeder etwas zusammengedrückt wird.
Nachdem die Linse auf die Linsenauflage aufgelegt wurde, wird die Werkstückspindel mit Unterdruck beaufschlagt. Dieser setzt sich über die Bohrung in der Kolbenschraube bis zu dem Rückschlagventil fort, das infolge des Unterdrucks öffnet, wobei die Schraubenfeder etwas zusammengedrückt wird.
Der Unterdruck pflanzt sich dann weiter fort über die axialen Bohrungen im Kolben
mit seinem Befestigungsflansch sowie in dem Abdichtgehäuse bis zur Rückseite der
Linsenauflage. Da diese porös ist, wirkt der Unterdruck auch an der Linsenrückseite,
wodurch diese durch Ansaugen unverrückbar festgespannt wird.
Gleichzeitig wird ebenfalls unter der Wirkung des Unterdrucks der Konus in den Ge
genkonus hineingezogen, so daß beide eine axial genau ausgerichtete Einheit
bilden. Damit ist die Linse in eindeutiger Lage und unverrückbar mit der
Linsenspannvorrichtung und damit auch mit der Werkstückspindel verbunden. Dies
ist, wie erwähnt, eine Grundvoraussetzung für das Linsenschleifen mit
Ringschneiden, das anschließend durchgeführt wird.
Auf das Grob- und Feinschleifen mit den Ringschneiden sowie auf das Zentrieren
der Linse folgt das Feinstschleifen mit einem Formwerkzeug. Hierzu muß die Linse
über eine kardanische Beweglichkeit verfügen. Dies wird erreicht durch
Beaufschlagen der Werkstückspindel mit Druckluft. Diese gelangt über die
hohlgebohrte Werkstückspindel in den ebenfalls hohlgebohrten Spannzapfen der
Linsenspannvorrichtung. Dort ist das Rückschlagventil geschlossen, da die Kugel
von der Schraubenfeder wieder gegen den Ventilsitz gedrückt wird, so daß die
Druckluft nicht in die weiter oben liegende axiale Bohrung des Kolbens und
diejenigen der anderen Bauteile eindringen kann.
Die Druckluft übt jedoch eine Kraft auf den Kolben aus und schiebt diesen nach
oben, wobei die Rückholfeder gespannt wird. Durch diese axiale Bewegung des Kol
bens wird der Konus vom Gegenkonus abgehoben und erhält dadurch die ge
wünschte kardanische Beweglichkeit infolge des Spiels zwischen Kolben und Zylin
der. Diese Beweglichkeit des Kolbens in seiner Führung kann noch unterstützt werden
durch das Anordnen einer Führungsbüchse zwischen Kolben und Zylinder, die
aus einem weichen, elastischen Material hergestellt sein kann.
Der erwähnte Gummibalg zum Abdichten der Linsenspannvorrichtung ist so ausge
legt, daß er der axialen Bewegung des Konus mit dem Abdichtgehäuse sowie der
Linsenauflage und der Linse folgen kann.
Das Feinstschleifen der Linse mit dem Formwerkzeug kann jetzt ohne Zwängung
durchgeführt werden, da nach dem Abheben des Konus von seinem Gegenkonus
keine starre Verbindung mehr vorhanden ist zwischen dem Grundkörper mit seinem
Spannzapfen und der Linsenauflage mit der Linse. Die benötige kardanische Beweg
lichkeit für das Feinstschleifen mit dem Formwerkzeug ist gegeben. Auf ein
Festsaugen der Linse mittels Unterdruck an der Linsenauflage kann in diesem Fall
verzichtet werden, da die Reaktionskräfte beim Feinstschleifen mit einem Farmwerk
zeug nur klein sind. Es genügen daher die Reibungskräfte zwischen Linse und Lin
senauflage, um die Linse festzuhalten.
Bei einer zweiten Variante der Linsenspannvorrichtung entfällt das Rückschlagventil
und wird durch eine Drehdurchführung ersetzt, in die ein Unterdruckrohr hineinragt.
Damit ist es möglich, die axialen Bohrungen bis hin zur Linsenauflage mit Unterdruck
zu beaufschlagen, während der Kolben gleichzeitig mit Druckluft beaufschlagt wird.
Daraus ergibt sich der Vorteil, daß die Linse auch beim Feinstschleifen mit Form
werkzeug mittels Unterdruck an der Linsenauflage festgesaugt werden kann. Die An
preßkraft zwischen Formwerkzeug und Linse kann dann etwas größer gewählt wer
den, da die entstehenden größeren Reaktionskräfte von der mit Unterdruck an der
Linsenauflage festgesaugten Linse aufgenommen werden können. Hieraus ergibt
sich eine weitere Verbesserung der Wirtschaftlichkeit, da der Materialabtrag infolge
der größeren Anpreßkraft entsprechend größer ausfällt.
Das genannte Unterdruckrohr kann zum Beispiel durch die hohlgebohrte Werkstück
spindel geführt werden, ohne das es rotiert, da in der Linsenspannvorrichtung eine
Drehdurchführung angeordnet ist.
Der Ringspalt, der von der Axialbohrung der Werkstückspindel und dem Unterdruck
rohr gebildet wird, kann dann mit Druckluft beaufschlagt werden, während in dem
Unterdruckrohr ein Unterdruck herrscht. Es sind grundsätzlich jedoch auch andere
Möglichkeiten vorgesehen, die Linsenspannvorrichtung mit Unterdruck und gleichzei
tig mit Druckluft zu beaufschlagen.
Die Vorteile des erfindungsgemäße Verfahrens lassen sich wie folgt
zusammenfassen:
- - Da sich an das Feinschleifen das Feinstschleifen mit Formwerkzeug anschließt, kann die Polierzeit mindestens halbiert werden. Das Polieren ist sehr kostenauf wändig, so daß sich durch die Einsparung von Polierzeit eine erhebliche Steige rung der Wirtschaftlichkeit ergibt.
- - Da das Formwerkzeug eine Flächenberührung mit der Linse hat, ergibt sich beim Feinstschleifen damit eine deutliche Leistungssteigerung und dementsprechend eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit, im Vergleich zu dem Schleifen mit einer Ringschneide, die einen ähnlich feinen Diamantbelag hätte.
- - Eine Steigerung der Linsenqualität ergibt sich aus dem Einsatz eines Formwerk zeugs für das Feinstschleifen, da dieses im Vergleich mit Ringschneiden eine gleichmäßigere Oberfläche an der Linse erzeugt.
- - Die genannten Vorteile ergeben sich bei dem vorgeschlagenen Verfahren ohne daß die Linse umgespannt werden muß. Denn durch die Verwendung der erfin dungsgemäßen Linsenspannvorrichtung kann das Umspannen der Linse zwischen dem Feinschleifen mit Ringschneiden und dem Feinstschleifen mit Formwerkzeugen entfallen, so daß auch diese sonst erforderliche Umspannzeit eingespart werden kann, was zu einer weiteren Steigerung der Wirtschaftlichkeit führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfah
rens werden nachstehend an Hand von zwei Beispielen und den Abb. 1 und 2 näher
erläutert. Es handelt sich hierbei nur um beispielhafte Ausführungen, es sind jedoch
auch andere Ausführungen vorgesehen.
Abb. 1 zeigt die Linsenspannvorrichtung mit Rückschlagventil.
Abb. 2 zeigt die Linsenspannvorrichtung mit Drehdurchführung.
An dem Grundkörper (1) ist im unteren Bereich der Spannzapfen (2) angeformt,
während sich im oberen Bereich die poröse Linsenauflage (3) mit der Linse (4)
befindet. Die Linsenauflage (3) ist in das Abdichtgehäuse (5) eingebettet, wobei
zwischen beiden ein Luftspalt (6) vorhanden ist. Dieser Luftspalt (6) dient der
Verteilung des Unterdrucks auf der Unterseite der Linsenauflage (3). Das
Abdichtgehäuse (5) umgibt die Linsenauflage (3) so, daß sie an ihrem äußeren
Umfang abgedichtet ist.
Das Abdichtgehäuse (5) ist mittels der Schrauben (7) mit dem Konus (8) fest ver
bunden, der in der Abb. 1 fest auf dem Gegenkonus (9) aufliegt. Der Konus (8) ist
mittels der Schrauben (10) fest mit dem Befestigungsflansch (11) verbunden, der an
dem Kolben (12) angeformt ist. Der Kolben (12) mit dem Befestigungsflansch (11)
sowie der Konus (8) und das Abdichtgehäuse (5) verfügen über Axialbohrungen (13).
Der bewegliche Konus (8) ist gegenüber dem Grundkörper (1) mittels eines axial be
weglichen Gummibalgs (14) abgedichtet. Der Gummibalg (14) verfügt über Ausfor
mungen (15), die in Ringnuten (16) eingreifen, die an dem Grundkörper (1) und dem
Konus (8) angeformt sind. Der Gummibalg (14) wird an den beiden genannten Bau
teilen mittels der Schlauchschellen (17) gehalten.
Der Kolben (12) ist axial verschieblich in einem Zylinder (18) angeordnet, der von ei
ner Bohrung in dem Grundkörper (1) gebildet wird. Zur Verbesserung der Führungs-
und Gleiteigenschaften aber auch zur Steigerung der Beweglichkeit des Kolbens (12)
relativ zu dem Zylinder (18) sind Führungsbüchsen (19) vorgesehen. Diese können
aus einem weichen Material bestehen, so daß der Kolben (12) eine gewisse Beweg
lichkeit außer in axialer auch in radialer Richtung erhält. Auch das Spiel zwischen
Kolben (12) und den Führungsbüchsen (19) trägt zu dieser Beweglichkeit bei.
In seinem oberen Bereich verfügt der Kolben (12) über eine Querbohrung (33) die
mit der Axialbohrung (13) in Verbindung steht und dazu dient, den Unterdruck in ei
nen flächigen Spalt (34) weiterzuleiten, der sich zwischen dem Grundkörper (1) und
dem Befestigungsflansch (11) befindet. Durch das Anlegen von Unterdruck an den
Spalt (34) entsteht eine zusätzliche Kraft an dem Befestigungsflansch (11) und dem
damit verbundenen Konus (8), so daß dieser mit großer Kraft in den Gegenkonus (9)
hineingezogen wird. Diese von dem Unterdruck erzeugte Kraft addiert sich zu der
Kraft der Rückholfeder (30).
In seinem mittleren Bereich ist der Kolben (12) mit einer länglich ovalen Ausneh
mung (20) versehen durch die ein Mitnehmerstift (21) hindurchgesteckt ist. Da dieser
über eine Durchgangsbohrung (22) mit dem Grundkörper (1) verbunden ist, verhin
dert er daß sich der Kolben (12) relativ zum Grundkörper (1) drehen kann, ohne daß
seine axiale Verschieblichkeit beeinträchtigt wird. Die länglich ovale Form der Aus
nehmung (20) gewährleistet diese Beweglichkeit.
In seiner Mitte verfügt der Mitnehmerstift (21) über eine Ringnut (23) die sicherstellt,
daß der in den Axialbohrungen (13) herrschende Unterdruck von dem unteren Teil
der Linsenspannvorrichtung in deren oberen Teil gelangen kann.
In seinem unteren Bereich verfügt der Kolben (12) über ein Rückschlagventil (24),
das in seinen beweglichen Teilen aus einer Kugel (25) und einer Schraubenfe
der (26) besteht, während der Ventilsitz von der erweiterten Axialbohrung (27) und
der Axialbohrung (13) gebildet wird. Die Schraubenfeder (26) stützt sich auf die Kol
benschraube (28) ab, die hohlgebohrt ist und gleichzeitig die Abstützscheibe (29) mit
dem Kolben (12) verbindet.
Auf die Abstützscheibe (29) stützt sich die Rückholfeder (30) ab, die mit ihrem ande
ren Ende mit einem Bund (31) in der Bohrung (32) in Verbindung steht, die in dem
Spannzapfen (2) vorhanden ist. Die Rückholfeder (30) zieht über die mit ihr verbun
denen Bauteile den Konus (8) in den Gegenkonus (9), wenn die Druckluft abge
schaltet wird.
Der Verfahrensablauf bzw. die Funktion der Linsenspannvorrichtung als Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens sind bei der Ausführung entsprechend der Abb. 1
dann wie folgt:
Nachdem die Linsenauflage (3) mit Hilfe einer Ringschneide abgerichtet wurde, wird die Linse (4) auf die Linsenauflage (3) aufgelegt und durch Anlegen von Unterdruck festgesaugt. Die Linse (4) ist damit an der Linsenspannvorrichtung unverrückbar festgespannt.
Nachdem die Linsenauflage (3) mit Hilfe einer Ringschneide abgerichtet wurde, wird die Linse (4) auf die Linsenauflage (3) aufgelegt und durch Anlegen von Unterdruck festgesaugt. Die Linse (4) ist damit an der Linsenspannvorrichtung unverrückbar festgespannt.
Beim Auflegen der Linse (4) steht diese mit ihrem äußeren Umfang etwas über die
Linsenauflage (3) bzw. das Abdichtgehäuse (5) hinaus, damit auch ihr Umfang
bearbeitet, d. h. zentriert werden kann, nachdem das Grob- und Feinschleifen mit
der festen Einspannung der Linse (4) durchgeführt wurde.
Der Unterdruck wird der Linsenspannvorrichtung über die hohlgebohrte Werkstück
spindel zugeführt. Dieser Unterdruck pflanzt sich dann durch die folgenden, jeweils
mit einer Axialbohrung (13) versehenen Bauteile fort: Kolbenschraube (28), Kol
ben (12), Befestigungsflansch (11), Konus (8) und das Abdichtgehäuse (5). Das
Rückschlagventil (24) wurde dabei infolge des anstehenden Unterdrucks geöffnet,
wobei die Schraubenfeder (26) etwas zusammengedrückt wurde. Der Unterdruck
verteilt sich auf der Rückseite (Unterseite) der Linsenauflage (3) gleichmäßig, da ein
Luftspalt (6) zwischen dem Abdichtgehäuse (5) und der Linsenauflage (3) vorgese
hen ist.
Die Bearbeitung der Linse (4) mittels der Topfwerkzeuge mit ihren Ringschneiden
kann nun beginnen, nach dem die Werkstückspindel und die Werkzeugspindel in
Rotation versetzt wurden und die Werkzeugspindel zusätzlich schräggestellt wurde.
Es werden mindestens zwei Bearbeitungsschritte durchgeführt (Grob- und Fein
schleifen), wobei der Konus (8) von dem Unterdruck und der Rückholfeder (30) fest
in den Gegenkonus (9) hineingezogen wird, so daß der Grundkörper (1) und der Ko
nus (8) fest miteinander verbunden sind. Somit ist zwischen dem Grundkörper (1) mit
seinem Spannzapfen (2) einerseits und dem Konus (8) mit dem Abdichtgehäuse (5),
der Linsenauflage (3) sowie der Linse (4) andererseits eine starre Verbindung her
gestellt, wie dies bei der Bearbeitung mit Ringschneiden erforderlich ist.
Nach Beendigung der vorgenannten Schleifvorgänge wird der Unterdruck abge
schaltet und statt dessen der Linsenspannvorrichtung Druckluft über die hohlge
bohrte Werkstückspindel zugeführt. Infolge des nun anstehenden Überdrucks
schließt das Rückschlagventil (24), so daß die Druckluft nicht bis zu der Linsenauflage
(3) gelangen kann. Die Druckluft bewirkt, daß sich der Kolben (12) in seiner
Führungsbüchse (19) axial bewegt, wobei die Rückholfeder (30) gespannt wird und
sich der Konus (8) von dem Gegenkonus (9) löst.
Damit sind der Konus (8) sowie die damit verbundenen Bauteile wie z. B. der Kol
ben (12), das Abdichtgehäuse (5) sowie die Linsenauflage (3) mit der Linse (4) rela
tiv zu dem Grundkörper (1) beweglich gelagert. Diese kardanische Lagerung ergibt
sich aus dem Spiel zwischen dem Kolben (12) und den Führungsbüchsen(19) sowie
aus den elastischen Eigenschaften der Führungsbüchsen (19). Die kardanische La
gerung der Linse (4) ist für die Bearbeitung mit einem Formwerkzeug eine der
wesentlichen Voraussetzungen, damit keine Zwängung entsteht.
Durch Verfahren der Maschinenachsen wird anschließend das Formwerkzeug mit
der Linse (4) in Kontakt gebracht. Die Werkzeugspindel, die mit dem Formwerkzeug
verbunden ist, wird vorher wieder schräggestellt. Anschließend wird das
Feinstschleifen mit dem Formwerkzeug durchgeführt. Da die Linse (4) kardanisch
gelagert ist, erfolgt die Berührung zwischen dem Formwerkzeug und der Linse (4)
ohne jede Zwängung, wie dies erforderlich ist. Während des Schleifvorgangs wird
die Linse (4) durch Reibungskräfte auf der Linsenauflage (3) gehalten.
Nach dem Feinstschleifen wird die Druckluft abgeschaltet und die fertiggeschliffene
Linse (4) von der Linsenauflage (3) entnommen. Damit ist ein Arbeitszyklus beendet
und das Bearbeiten einer nächsten Linse (4) kann erfolgen.
Die in dieser Abbildung dargestellte Linsenspannvorrichtung entspricht im wesentli
chen derjenigen, wie bereits in Abb. 1 dargestellt. Im Gegensatz dazu entfällt hier je
doch das Rückschlagventil (24) mit der Kugel (25) und der Schraubenfeder (26).
An Stelle des Rückschlagventils (24) ist bei dieser Ausführung in der
Linsenspannvorrichtung eine Drehdurchführung (35) vorgesehen, durch die ein
Unterdruckrohr (36) hindurchgesteckt ist. Diese Drehdurchführung (35) dichtet das
feststehende Unterdruckrohr (36) gegen die Drehbewegung des mit der
Linsenspannvorrichtung rotierenden Kolbens (12) ab.
Die Drehdurchführung (35) ist dabei so ausgeführt, daß sie auch die Axialbewegun
gen des Kolbens (12) relativ zu dem feststehenden Unterdruckrohr (36) aufnehmen
kann.
Durch diese Anordnung ist es möglich, den Unterdruck auch dann an die Linsenauf
lage (3) bzw. die Linse (4) anzulegen, wenn der Kolben (12) mit Druckluft beauf
schlagt wird. Dies hat den Vorteil, daß die Linse (4) auch bei der Bearbeitung mit
dem Formwerkzeug unverrückbar mit der Linsenauflage (3) verbunden ist.
Der Verfahrensablauf bzw. die Funktion der Linsenspannvorrichtung als Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens sind bei der Ausführung entsprechend der Abb. 2
dann wie folgt:
Die Linse (4) wird durch Anlegen von Unterdruck an der Linsenauflage (3) festge spannt, wobei der Unterdruck über das Unterdruckrohr (36) sowie die Drehdurchfüh rung (35) den nachfolgenden Axialbohrungen (13) zugeführt wird. Wie vorbeschrie ben, breitet sich der Unterdruck in dem Luftspalt (6) aus und durchdringt die Linsen auflage (3), wobei die Linse (4) festgesaugt wird. Die Bearbeitung mit den Ring schneiden kann dann durchgeführt werden, wie bei Abb. 1 erläutert.
Die Linse (4) wird durch Anlegen von Unterdruck an der Linsenauflage (3) festge spannt, wobei der Unterdruck über das Unterdruckrohr (36) sowie die Drehdurchfüh rung (35) den nachfolgenden Axialbohrungen (13) zugeführt wird. Wie vorbeschrie ben, breitet sich der Unterdruck in dem Luftspalt (6) aus und durchdringt die Linsen auflage (3), wobei die Linse (4) festgesaugt wird. Die Bearbeitung mit den Ring schneiden kann dann durchgeführt werden, wie bei Abb. 1 erläutert.
Anschließend wird der Kolben (12) mit Druckluft beaufschlagt, wodurch sich wieder
der Konus (8) von dem Gegenkonus (9) löst und die Linse (4) damit kardanisch ge
lagert ist.
Diese bleibt dabei an der Linsenauflage (3) festgesaugt, da der Unterdruck weiterhin
ansteht. Das Feinstschleifen wird dann wieder mit dem Formwerkzeug durchgeführt,
wobei in diesem Fall die Anpreßkraft zwischen dem Formwerkzeug und der Linse (4)
etwas größer gewählt werden kann, da diese infolge des Unterdrucks sehr fest mit
der Linsenspannvorrichtung verbunden ist. Aus der größeren Anpreßkraft ergibt sich
eine kürzere Bearbeitungszeit, was die Wirtschaftlichkeit weiter erhöht.
1
Grundkörper
2
Spannzapfen
3
Linsenauflage
4
Linse
5
Abdichtgehäuse
6
Luftspalt
7
Schraube
8
Konus
9
Gegenkonus
10
Schraube
11
Befestigungsflansch
12
Kolben
13
Axialbohrung
14
Gummibalg
15
Ausformung
16
Ringnut
17
Schlauchschelle
18
Zylinder
19
Führungsbüchse
20
länglich ovale Ausnehmung
21
Mitnehmerstift
22
Durchgangsbohrung
23
Ringnut
24
Rückschlagventil
25
Kugel
26
Schraubenfeder
27
Axialbohrung
28
Kolbenschraube
29
Abstützscheibe
30
Rückholfeder
31
Bund
32
Bohrung
33
Querbohrung
34
Spalt
35
Drehdurchführung
36
Unterdruckrohr
Claims (19)
1. Verfahren zum Schleifen von optischen Linsen mittels Topf- und Formwerkzeu
gen, wobei die Linsen während der Bearbeitung mit den Ringschneiden der
Topfwerkzeuge relativ zur Werkstückspindel unbeweglich festgespannt sind,
während sie bei der Bearbeitung mit Formwerkzeugen relativ zur Werkstück
spindel über eine kardanische Beweglichkeit verfügen, dadurch
gekennzeichnet, daß nur eine, aber umstellbare, Linsenspannvorrich
tung benutzt wird, die während der Bearbeitung mit Topfwerkzeugen so einge
stellt ist, daß die Linsen (4) relativ zur Werkstückspindel fest und unbeweglich
eingespannt sind, während sie für die Bearbeitung mit Formwerkzeugen so ein
gestellt ist, daß die Linsen (4) relativ zur Werkstückspindel über eine kardani
sche Beweglichkeit verfügen und daß die Linsen (4) zwischen den Schleifvor
gängen nicht umgespannt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (4)
während des Feinstschleifens an der Linsenauflage (3) mittels der entstehen
den Reibungskräfte gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (4)
während des Feinstschleifens an der Linsenauflage (3) mittels Unterdruck fest
gesaugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die
Umstellung von fester Linseneinspannung für die Bearbeitung von Ringschnei
den auf die kardanische Linseneinspannung für die Bearbeitung mit Formwerk
zeugen mittels Druckluft erfolgt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch
gekennzeichnet, daß die vorgesehene Linsenspannvorrichtung über
einen Grundkörper (1) verfügt, der mittels seines Spannzapfens (2) mit der
Werkstückspindel der Linsenschleifmaschine verbunden ist und daß im inneren
des Grundkörpers (1) mindestens ein Konus (8) vorhanden ist, der mit einem
Gegenkonus (9), der Bestandteil des Grundkörpers (1) ist, lösbar und axial ver
schieblich in Verbindung steht und daß der Konus (8) über weitere Bauteile mit
einer luftdurchlässigen Linsenauflage (3) verbunden ist, die ihrerseits die
Linse (4) trägt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Ko
nus (8) nach unten hin mit einem Befestigungsflansch (11) und einem Kol
ben (12) in Verbindung steht, während er nach oben hin mit einem Abdichtge
häuse (5) verbunden ist, in das die Linsenauflage (3) eingebettet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß im
Bereich des Befestigungsflansches (11) und des Konus (8) Schrauben (10)
vorhanden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß im
Bereich des Konus (8) und des Abdichtgehäuses (5) Schrauben (7) vorhanden
sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß im
Bereich des Konus (8) und des Grundkörpers (1) ein Gummibalg (14) vorhan
den ist, der an beiden Enden über Ausformungen (15) verfügt, die mit
Ringnuten (16) des Grundkörpers (1) bzw. des Konus (8) verbunden sind und
dort von Schlauchschellen (17) gehalten werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen dem Abdichtgehäuse (5) und dem Konus (8) ein Luftspalt (6) vorhanden
ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen dem Konus (8) und dem Grundkörper (1) ein Spalt (34) vorhanden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Grundkörper (1) ein Zylinder (18) vorhanden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen dem Zylinder (18) und dem Kolben (12) mindestens eine Führungs
büchse (19) vorhanden ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Grundkörper (1) eine Durchgangsbohrung (22) vorhanden ist, die mit ei
nem Mitnehmerstift (21) verbunden ist, der durch eine länglich ovale Ausneh
mung (20) des Kolbens (12) hindurchgesteckt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß der
Mitnehmerstift (21) über eine Ringnut (23) verfügt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß in
einer Bohrung (32) des Spannzapfens (2) eine Rückholfeder (30) angeordnet
ist, die sich einerseits gegen den Bund (31) und andererseits gegen die Ab
stützscheibe (29) abstützt, die ihrerseits über eine hohlgebohrte Kolben
schraube (28) mit dem Kolben (12) in Verbindung steht.
17. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß im
unteren Teil des Kolbens (12) ein Rückschlagventil (24) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Rückschlagventil (24) eine Kugel (25) und eine Schraubenfeder (26) vor
handen sind, die in einer erweiterten Axialbohrung (27) des Kolbens (12) ange
ordnet sind, wobei die erweiterte Axialbohrung (27) mit der kleineren Axialboh
rungen (13) den Ventilsitz bilden.
19. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß im
unteren Teil des Kolbens (12) eine Drehdurchführung (35) und ein Unterdruck
rohr (36) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000157228 DE10057228B4 (de) | 2000-11-18 | 2000-11-18 | Verfahren zum Schleifen von optischen Linsen mittels Ring- und Formwerkzeugen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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---|---|---|---|
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DE10057228B4 DE10057228B4 (de) | 2006-04-20 |
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---|---|
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- 2000-11-18 DE DE2000157228 patent/DE10057228B4/de not_active Expired - Fee Related
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CN117140203B (zh) * | 2023-10-27 | 2024-02-13 | 季华实验室 | 轻量化光学镜片的磁流变抛光固定装置以及固定方法 |
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