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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Blockstück zum Haltern
eines optischen Werkstücks
für dessen
Bearbeitung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
ein Blockstück
zum Haltern einer Brillenlinse für
deren Bearbeitung, wie sie massenweise in Rezeptwerkstätten, d.h.
Produktionsstätten
zur Fertigung von individuellen Brillenlinsen aus den gebräuchlichen
Materialien (Polycarbonat, Mineralglas, CR 39, HI-Index, etc.) nach
Rezept zum Einsatz kommen.
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In
Rezeptwerkstätten
werden in der Regel die folgenden Prozeßschritte durchlaufen: Zunächst wird
ein geeigneter rechter und/oder linker Brillenlinsenrohling aus
einem Halbfabrikatlager entnommen. Halbfabrikat insofern, als die
in einer Draufsicht gesehen in der Regel runden oder ovalen, noch
nicht gerandeten Brillenlinsenrohlinge bereits an einer ihrer jeweils
zwei optisch wirksamen Flächen
fertigbearbeitet sind. Sodann werden die Brillenlinsenrohlinge für den Blockvorgang
vorbereitet, nämlich
durch Aufbringen einer geeigneten Schutzfolie oder eines geeigneten
Schutzlacks zum Schutz der bereits fertigbearbeiteten optisch wirksamen
Fläche.
Als nächstes erfolgt
das sogenannte "Blocken" der Brillenlinsenrohlinge.
Hierbei wird der Brillenlinsenrohling mit einem geeigneten Blockstück, z.B.
einem Blockstück gemäß der deutschen
Norm DIN 58766 verbunden.
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Dazu
wird das Blockstück
zunächst
in eine vorgegebene Position gegenüber der geschützten, bereits
fertigbearbeiteten Fläche
des Brillenlinsenrohlings gebracht und in dieser Position so dann
der Raum zwischen Blockstück
und Brillenlinsenrohling mit einem geschmolzenen Material (Wood-Metall oder
Wachs) ausgefüllt.
Nach Erstarren des Füllmaterials
stellt das Blockstück
eine Aufnahme zur Bearbeitung des Brillenlinsenrohlings dar. Erst
dann können
die Brillenlinsenrohlinge je nach Werkstoff mittels Schleifen, Fräsen oder
Drehen vorbearbeitet werden, wobei die vorher noch nicht bearbeitete
optisch wirksame Fläche
des jeweiligen Brillenlinsenrohlings ihre Makrogeometrie gemäß Rezept
erhält.
Sodann erfolgt die Feinbearbeitung der Brillenlinsen, bei der die vorbearbeitete
optisch wirksame Fläche
der jeweiligen Brillenlinse die gewünschte Mikrogeometrie erhält. In Abhängigkeit
von u.a. dem Werkstoff der Brillenlinsen unterteilt sich die Feinbearbeitung
in einen Feinschleifvorgang und einen sich daran anschließenden Poliervorgang,
oder beinhaltet, falls bei der Vorbearbeitung bereits eine polierfähige Fläche erzeugt
wurde, lediglich einen Poliervorgang. Erst nach dem Poliervorgang
wird die Brillenlinse vom Blockstück getrennt bevor sich schließlich Reinigungsschritte
und ggf. weiterführende
Veredelungsschritte, z.B. eine Entspiegelung oder Hartbeschichtung
der Brillenlinsen anschließen.
Das Blockstück
verbleibt demnach bei mehreren Bearbeitungsvorgängen an der Brillenlinse und
muß diese
dabei zuverlässig
halten.
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Die 11 bis 14 zeigen ein vorbekanntes Blockstück 10,
welches gemäß der deutschen
Norm DIN 58766 ausgebildet ist. Das Blockstück 10 hat einen ringförmigen Grundkörper 12,
der spanend aus Stahl oder einer Aluminiumlegierung hergestellt
ist. Ausgehend von einer ebenen, ringförmigen Stirnfläche 14,
an der die Brillenlinse (nicht dargestellt) mittels des temporär verformbaren
Materials (nicht gezeigt) aufblockbar ist, weist der Grundkörper 12 außenumfangsseitig
eine zylindrische Spannfläche 16 auf, über welche
die auf dem Grundkörper 12 aufgeblockte
Brillenlinse an einer Spindel (nicht dargestellt) einer Bearbeitungsmaschine
festlegbar ist. An die Spannfläche 16 schließt sich
eine konische Zentrierfläche 18 an,
die sich zu einer ebenen Ringfläche 20 an
der Unterseite des Grundkörpers 12 hin
verjüngt.
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Der
Grundkörper 12 hat
des weiteren eine zentrische Durchgangsbohrung 22, die
in drei Längsabschnitte
unterteilt werden kann. Ausgehend von der Stirnfläche 14 weist
die Durchgangsbohrung 22 zunächst eine erste Konusfläche 24 auf,
die sich in Richtung der unteren Ringfläche 20 verjüngt. An
die erste Konusfläche 24 schließt sich
eine zweite Konusfläche 26 an,
die sich in Richtung der unteren Ringfläche 20 erweitert,
so daß die
zweite Konusfläche 26 von
der Stirnfläche 14 aus
gesehen einen ringförmigen
Hinterschnitt am Grundkörper 12 ausbildet.
Die zweite Konusfläche 26 geht
schließlich über eine
ebene Ringschulter 28 in eine dritte Konusfläche 30 über, die
deutlich länger
ist als die erste und zweite Konusfläche 24, 26 und
sich ebenfalls zur unteren Ringfläche 20 hin erweitert.
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Ausgehend
von der unteren Ringfläche 20 ist der
Grundkörper 12 ferner
mit zwei bezüglich
der Mittelachse M diametral gegenüberliegenden Aussparungen 32 versehen,
die sich in Längserstreckungsrichtung
des Grundkörpers 12 im
wesentlichen über die
gesamte Länge
der Zentrierfläche 18 erstrecken, in
einer Seitenansicht gemäß 12 gesehen im wesentlichen
V-förmig
sind und einer Zentrierung des Blockstücks 10 bezüglich der
Mittelachse der Spindel (nicht gezeigt) der Bearbeitungsmaschine
dienen. Weiterhin ist ausgehend von der unteren Ringfläche 20 eine
bezüglich
der Aussparungen 32 winkelversetzte weitere Aussparung 34 mit
parallelen Seitenwänden
in den Grundkörper 12 eingebracht,
die einer Winkelorientierung des Blockstücks 10 dient, d.h.
dafür sorgt,
daß das
Blockstück 10 nicht
um 180° verdreht
an der Spindel der Bearbeitungsmaschine gespannt wird. Schließlich sind
an bezüglich
der Mittelachse M diametral gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers 12 zwei
zur Mittelachse M parallele Sackbohrungen 36 in die Ringschulter 28 eingebracht.
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Im
aufgeblockten Zustand der Brillenlinse (nicht dargestellt) füllt das
schmelzbare Material die Durchgangsbohrung 22 zumindest
im Bereich der ersten und der zweiten Konusfläche 24, 26 sowie
die Sackbohrungen 36 im Grundkörper 12 aus. Infolgedessen
ist die Brillenlinse formschlüssig
am Blockstück 10 gehalten,
wobei das schmelzbare Material die zweite Konusfläche 26 hintergreift,
um die Brillenlinse in axialer Richtung am Blockstück 10 zu
fesseln, und in die Sackbohrungen 36 eingreift, um die
Brillenlinse gegen ein Verdrehen bezüglich des Blockstücks 10 zu
sichern.
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Ein
Nachteil dieser Festlegung der Brillenlinse am Blockstück 10 wird
jedoch darin gesehen, daß es
infolge einer wenn auch geringen Schrumpfung des sich nach dem Blockvorgang
abkühlenden schmelzbaren
Materials zu einem gewissen Bewegungsspiel zwischen der Brillenlinse
und dem Blockstück 10 kommen
kann, welches der Bearbeitungsgenauigkeit abträglich ist. Genauer gesagt schrumpft das
schmelzbare Material im Bereich der ersten und zweiten Konusfläche 24, 26 geringfügig in Richtung der
Mittelachse M des Grundkörpers 12,
so daß sich ein
kleiner Ringspalt zwischen dem Außenumfang des schmelzbaren
Materials und der ersten und zweiten Konusfläche 24, 26 ergeben
kann. Zugleich schrumpfen die in die Sackbohrungen 36 eingreifenden
Vorsprünge
am schmelzbaren Material geringfügig
in sich und bewegen sich mit der Schrumpfung des schmelzbaren Materials
im Bereich der ersten und zweiten Konusfläche 24, 26 der
Durchgangsbohrung 22 auch geringfügig nach radial innen. Im Ergebnis
kann es zu einer im wesentlichen linienförmigen Verpressung jeder der
in die Sackbohrungen 36 eingreifenden Vorsprünge des
schmelzbaren Materials mit einem bezüglich des Mittelachse M des Grundkörpers 12 radial
innen liegenden Flächenabschnitt
der jeweiligen Sackbohrung 36 kommen. Werden diesen Zwangskräften im
parallel zur Mittelachse M des Grundkörpers 12 liegenden,
im wesentlichen linienförmigen
Anlagebereich zwischen dem jeweili gen Vorsprung des schmelzbaren
Materials und dem radial innen liegenden Flächenabschnitt der zugehörigen Sackbohrung 36 während der
Bearbeitung der aufgeblockten Brillenlinse äußere, insbesondere in Umfangsrichtung
und nach radial innen gerichtete Kräfte überlagert, kann es zu einer
plastischen Verformung des schmelzbaren Materials an diesen Anlagebereichen
kommen, was letztendlich zu dem eingangs erwähnten gewissen Bewegungsspiel
zwischen der Brillenlinse und dem Blockstück 10 führt.
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DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach ausgebildetes
Blockstück
zum Haltern eines optischen Werkstücks, insbesondere einer Brillenlinse,
für dessen
Bearbeitung zu schaffen, an dem das optische Werkstück mittels
des temporär
verformbaren Materials möglichst
zuverlässig
und für den
Verbleib des optischen Werkstücks
am Blockstück
dauerhaft spielfrei festlegbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen. Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte bzw. zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 13.
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Bei
einem Blockstück
zum Haltern eines optischen Werkstücks, insbesondere einer Brillenlinse, für dessen
Bearbeitung, das einen Grundkörper
umfaßt,
der eine Stirnfläche
aufweist, an der das Werkstück
mittels eines temporär
verformbaren Materials aufblockbar ist, und der eine Spannfläche hat, über die
das auf dem Grundkörper
aufgeblockte Werkstück
an einer Spindel einer Bearbeitungsmaschine festlegbar ist, ist
erfindungsgemäß der aus
Kunststoff spritzgegossene Grundkörper an seiner Stirnfläche mit
wenigstens zwei Aussparungen zur Aufnahme des temporär verformbaren
Materials versehen, die zu beiden Seiten einer gedachten Ebene angeordnet sind,
welche die Mittelachse des Grundkörpers enthält, und deren der Mittelachse
des Grundkör pers
jeweils nächstgelegene
Begrenzungsfläche
einen Hinterschnitt ausbildet.
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Mit
anderen Worten gesagt liegen die hinterschnittenen Begrenzungsflächen der
Aussparungen zur Aufnahme des temporär verformbaren Materials auf
gegenüberliegenden
Seiten der gedachten Ebene bezüglich
der Mittelachse des Grundkörpers
radial innen. Durch diese Anordnung der hinterschnittenen Begrenzungsflächen entsteht
bei einer Schrumpfung des temporär
verformbaren Materials in Richtung der Mittelachse des Grundkörpers zwischen
der jeweiligen hinterschnittenen Begrenzungsfläche und dem daran angrenzenden
temporär
verformbaren Material im Gegensatz zu dem oben geschilderten Stand
der Technik kein Spalt. Im Gegenteil, das temporär verformbare Material wird
bei dessen Schrumpfung in Richtung der Mittelachse des Grundkörpers im
Sinne einer selbstverstärkenden Lösung gegen
die hinterschnittene Begrenzungsfläche jeder Aussparung zur Aufnahme
des temporär verformbaren
Materials gezogen, wobei die hinterschnittene Begrenzungsfläche der
jeweils anderen Aussparung als Widerlager fungiert. Dabei wird infolge
der Lage der hinterschnittenen Begrenzungsflächen und deren Winkelstellung
bezüglich
der Stirnfläche
des Grundkörpers
das temporär
verformbare Material auch gegen die Stirnfläche des Grundkörpers gezogen,
so daß jegliche
axiale Relativbewegung zwischen dem temporär verformbaren Material und
dem Grundkörper
unterbunden ist. Zugleich ergibt sich zwischen dem temporär verformbaren
Material und den hinterschnittenen Begrenzungsflächen der Aussparungen zur Aufnahme
des temporär
verformbaren Materials sowie der Stirnfläche des Grundkörpers ein
Reibschluß,
der einer unerwünschten
Relativverdrehung des temporär
verformbaren Materials gegenüber
dem Grundkörper
entgegenwirkt. Zudem erfolgt schon durch den Umstand, daß wenigstens
zwei Aussparungen zur Aufnahme des temporär verformbaren Materials vorgesehen,
mithin keine rotationssymmetrischen Eingriffsstrukturen vorhanden
sind, auch eine formschlüssige
Festlegung des temporär
verformbaren Materials gegen ein Verdrehen relativ zum Grundkörper, ohne
daß hierfür zusätzliche
Maßnahmen,
wie das Vorsehen der Sackbohrungen 36 im gattungsbildenden
Stand der Technik getroffen werden müßten.
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Da
des weiteren der Grundkörper
aus Kunststoff spritzgegossen wird, können die die hinterschnittenen
Begrenzungsflächen
aufweisenden Aussparungen zur Aufnahme des temporär verformbaren
Materials auf einfache Weise unter Zuhilfenahme von Querschiebern
in der Spritzgießform
ausgebildet werden, so daß es
im Gegensatz zum gattungsbildenden Stand der Technik keiner spanenden
Bearbeitung des Grundkörpers
bedarf. Darüber
hinaus ermöglicht
die Verwendung von Kunststoff als Werkstoff für den Grundkörper vorteilhaft
den Einsatz von flüssigen
Lösungs-
und Reinigungsmitteln für
das Blockstück,
die bis dato nicht verwendet werden konnten, weil sie den metallischen
Werkstoff des vorbekannten Blockstück-Grundkörpers angegriffen hätten. Nicht
zuletzt hat die Verwendung von Kunststoff als Werkstoff für den Grundkörper auch
den Vorteil, daß das
Blockstück
ein geringes Gewicht aufweist, so daß bei der Bearbeitung des aufgeblockten
optisches Werkstücks
verglichen zum gattungsbildenden Stand der Technik werkstückseitig
geringere bewegte Massen gegeben sind. Alles in allem wird ein außerordentlich
kostengünstig
herstellbares Blockstück geschaffen,
welches insbesondere bezüglich
des Festsitzes des temporär
verformbaren Materials und damit des aufgeblockten optischen Werkstücks am Blockstück keine
Probleme hervorruft.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Blockstücks ist
die der Mittelachse des Grundkörpers
jeweils nächstgelegene,
innere Begrenzungsfläche
der jeweiligen Aussparung zur Aufnahme des temporär verformbaren
Materials im wesentlichen eben und erstreckt sich von der Mittelachse
des Grundkörpers
beabstandet annähernd über die
gesamte Breite der Stirnfläche
des Grundkörpers.
Hieraus ergibt sich eine schlitzartige Gestalt der Aussparungen
zur Aufnahme des temporär
ver formbaren Materials, die insbesondere insofern vorteilhaft ist,
als sich die so ausgebildeten Aussparungen im Gegensatz zu den Sackbohrungen 36 gemäß dem gattungsbildenden
Stand der Technik (siehe die 11 und 12)
besonders gut mittels beispielsweise einer Bürste reinigen lassen, um etwa
nach dem Abblocken des optischen Werkstücks Reste des temporär verformbaren
Materials zu entfernen und somit das Blockstück für seinen nächsten Einsatz vorzubereiten.
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Ferner
kann vorgesehen sein, daß die
der inneren Begrenzungsfläche
gegenüberliegende äußere Begrenzungsfläche der
jeweiligen Aussparung zur Aufnahme des temporär verformbaren Materials von der
inneren Begrenzungsfläche
weggewölbt
ist, so daß sich
die jeweilige Aussparung taschenartig nach radial außen öffnet. Das
temporär
verformbare Material kann somit beim Blockvorgang von außen leicht in
die jeweilige Aussparung hineinfließen. Außerdem ist auch diese Ausgestaltung
einer guten Reinigungsmöglichkeit
der Aussparungen zur Aufnahme des temporär verformbaren Materials förderlich.
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Im
weiteren Verfolg des Erfindungsgedankens kann die innere Begrenzungsfläche mit
der äußeren Begrenzungsfläche der
jeweiligen Aussparung zur Aufnahme des temporär verformbaren Materials über nur
eine bogenförmige
Verbindungsfläche
verbunden sein, so daß die
jeweilige Aussparung an ihren Längsenden
zur Stirnfläche
des Grundkörpers hin
in vorteilhafter Weise stufenlos ausläuft. Die jeweilige Aussparung
bildet an dieser Stelle im Gegensatz zu den Sackbohrungen 36 beim
gattungsbildenden Stand der Technik also keine Stufe oder Ecke aus,
die sich mittels beispielsweise einer Bürste nur schwer reinigen läßt.
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Die
Anzahl der Aussparungen zur Aufnahme des temporär verformbaren Materials kann
auch mehr als zwei betragen, wobei allerdings zu berücksichtigen
ist, daß mit
zunehmender Anzahl der Aussparungen sowohl der Herstellungsaufwand
für das Blockstück als auch
der Reinigungsaufwand steigt. So kann der Grundkörper an seiner Stirnfläche etwa mit
drei Aussparungen zur Aufnahme des temporär verformbaren Materials versehen
sein, die in symmetrischer Anordnung um die Mittelachse des Grundkörpers herum
plaziert sind, so daß die
radial inneren Begrenzungsflächen
der Aussparungen in einer Draufsicht auf die Stirnfläche gesehen
die Form eines gleichschenkligen Dreiecks bilden. Bevorzugt ist jedoch
eine Ausgestaltung des Blockstücks,
bei der der Grundkörper
an seiner Stirnfläche
mit vier Aussparungen zur Aufnahme des temporär verformbaren Materials versehen
ist, die in symmetrischer Anordnung um die Mittelachse des Grundkörpers herum
angeordnet sind, so daß die
die Hinterschnitte bildenden inneren Begrenzungsflächen der
Aussparungen in einer Draufsicht auf den Grundkörper gesehen die Form eines
Quadrats bilden. Bei einer solchen Anordnung von vier Aussparungen
ist, verglichen zu einer dreieckförmigen Anordnung von drei Aussparungen,
die konstruktiv nutzbare freie Fläche zwischen den Aussparungen
vorteilhaft größer. Darüber hinaus
wird bei der quadratförmigen
Anordnung der Aussparungen der Reibschlußverbindung zwischen dem Grundkörper und
dem temporär
verformbaren Material, die durch ein Paar parallel ausgerichteter Aussparungen
wie oben beschrieben bewirkt wird und einer Querbewegung des temporär verformbaren
Materials bezüglich
des Grundkörpers
in Längserstreckungsrichtung
dieser Aussparungen entgegenwirkt, auf einfache Weise durch das
andere Paar parallel ausgerichteter Aussparungen ein Formschluß in Längserstreckungsrichtung
des ersten Paars überlagert,
so daß jegliche
Querbewegung des temporär
verformbaren Materials relativ zum Grundkörper selbst unter hohen, auf
das geblockte Werkstück
während
dessen Bearbeitung wirkenden äußeren Kräften zuverlässig unterbunden
ist.
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Grundsätzlich kann
der Grundkörper
des erfindungsgemäßen Blockstücks wie
beim gattungsbildenden Stand der Technik mit einer zentralen Durchgangsbohrung
versehen sein, wenn es z.B. die zum Aufblocken verwendete Vorrichtung
insofern erfordert, als das temporär verformbare Material durch das
Blockstück
hindurch der Verbindungsstelle zwischen Blockstück und Werkstück zuzuführen ist.
Bevorzugt ist jedoch eine "geschlossene" Ausbildung des Blockstücks, bei
der der Grundkörper
an seiner Stirnfläche
zwischen den Aussparungen zur Aufnahme des temporär verformbaren
Materials im wesentlichen mittig mit einer kugelkalottenförmigen Vertiefung
versehen ist, so daß das
aufgeblockte optische Werkstück
während
dessen Bearbeitung auch durch das Blockstück in einem oftmals kritischen,
mittleren Bereich gestützt
wird. Hierbei befindet sich, verglichen mit einem Blockstück, welches
in ebenfalls denkbarer Weise eine durchgehend plane Stirnfläche aufweist,
ein optisches Werkstück
mit einer blockstückseitigen
Konvexfläche
im aufgeblockten Zustand infolge der kugelkalottenförmigen Vertiefung
in der Grundkörperstirnfläche näher am Blockstück, so daß die aus
Werkstück,
temporär
verformbaren Material und Blockstück bestehende Bearbeitungsgruppe
im Verhältnis
vorteilhaft kurz baut. Um so näher das
Werkstück
am Blockstück
sitzt, um so weniger können
Probleme bei der mittels des Blockstücks bewirkten fliegenden Lagerung
des Werkstücks
durch Unwuchten entstehen, was wiederum der Erzielung einer hohen
Bearbeitungsgenauigkeit förderlich
ist.
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Des
weiteren kann der Grundkörper
an seiner Spannfläche
mit wenigstens zwei bezüglich
der Mittelachse des Grundkörpers
diametral gegenüberliegenden,
vorzugsweise kegelförmigen
Einsenkungen versehen sein. Diese Einsenkungen, die ebenfalls durch
Vorsehen geeigneter Querschieber in der Spritzgießform auf
einfache Weise während
des Spitzgießens
des Grundkörpers
mit ausgebildet werden können,
dienen der besseren automatisierten Handhabung des aufgeblockten
Werkstücks.
Genauer gesagt kann bei dieser Ausgestaltung des Blockstücks ein
Parallelgreifer eines Handhabungsgeräts mit Zentrierspitzen in die
Einsenkungen eingreifen, um das Blockstück an vorbestimmter Stelle
aufzunehmen, eine gewisse Strecke zu transportieren bzw. an vorbestimmter
Stelle wieder abzusetzen.
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Ferner
kann das Blockstück
gemäß der deutschen
DIN 58766 mit zwei von einer unteren Ringfläche des Grundkörpers ausgehenden
Aussparungen zur Zentrierung des Blockstücks an der Spindel der Bearbeitungsmaschine
versehen sein, die bezüglich der
Mittelachse des Grundkörpers
einander diametral gegenüberliegen
und in einer Seitenansicht des Grundkörpers gesehen im wesentlichen
V-förmig sind,
wobei die Aussparungen durch Vorsehen komplementärer Vorsprünge in der Spitzgießform während des
Spitzgießens
des Grundkörpers
vorteilhaft mit ausgebildet sind, ohne daß es hierfür einer spanenden Bearbeitung
des Grundkörpers
bedarf. Hierbei kann ausgehend vom Grund jeder Aussparung zur Zentrierung
des Blockstücks
ein Sackloch im Grundkörper
ausgebildet sein – was
zweckmäßig ebenfalls
während
des Spitzgießens
des Grundkörpers
erfolgt – in
das ein metallischer Lagereinsatz eingesetzt ist, der eine Kugelpfanne
od.dgl. aufweist, so daß das
Blockstück
auch an Bearbeitungsmaschinen aufgenommen werden kann, die mit Spitzen
an den Lagereinsätzen
angreifen, um eine Kippbewegung des Blockstücks um eine durch die Lagereinsätze definierte
Achse zu gestatten (siehe z.B. die
DE 40 00 291 A1 ).
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Darüber hinaus
kann das Blockstück
mit wenigstens einer von einer unteren Ringfläche des Grundkörpers ausgehenden
Aussparung zur Drehwinkelorientierung des Blockstücks um die
Mittelachse des Grundkörpers
versehen sein, wie sie z.B. aus der deutschen Norm DIN 58766 bekannt
ist, mit der Besonderheit, daß diese
Aussparung durch Vorsehen eines geeigneten Vorsprungs in der Spritzgießform wiederum
gleich während
des Spritzgießens des
Grundkörpers
mit ausgebildet ist, so daß ein
spanendes Anarbeiten der Aussparung am Grundkörper, wie es im gattungsbildenden
Stand der Technik vorgesehen ist, vorteilhaft entfällt.
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Im
weiteren Verfolg des Erfindungsgedankens kann der Grundkörper auch
eine Aussparung aufweisen, in die ein sogenannter "Transponder" eingesetzt ist.
Bei einem solchen Transponder handelt es sich um ein insbesondere
in der Rezeptfertigung von Brillenlinsen an sich bekanntes Halbleiterelement
zum Speichern und Senden von Informationen. Dieses kann nun zur
Identifizierung des Blockstücks bzw.
des aufgeblockten Werkstücks,
des aktuellen Bearbeitungszustands des Werkstücks, etc. hergenommen werden.
Beim gattungsbildenden Stand der Technik ist eine Integration solcher
Transponder im Blockstück
infolge der Abschirmwirkung des metallischen Grundkörperwerkstoffs
nicht möglich.
Zweckmäßig kann
die von einer unteren Ringfläche
des Grundkörpers
ausgehende Aussparung zur Aufnahme des Transponders wiederum während des
Spritzgießens
des Grundkörpers
gleich mit ausgebildet sein, indem die Spitzgießform für den Grundkörper an
dieser Stelle wiederum mit einem geeigneten Vorsprung versehen ist.
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Schließlich kann
der Grundkörper
des Blockstücks
aus einem glasfaserverstärkten
Polyamid bestehen. Dieser Kunststoff zeichnet sich insbesondere durch
eine hohe Schlagfestigkeit und Härte
sowie eine gute Temperaturbeständigkeit
aus. Durch die Glasfaserverstärkung
des Kunststoffs weist insbesondere die mechanisch hoch beanspruchte
Spannfläche
des Blockstücks
auch eine hohe Abriebfestigkeit auf, so daß hier zusätzliche Maßnahmen zur Verschleißminderung,
etwa das Einlegen einer ggf. metallischen Armierung im Bereich der
Spannfläche
des Grundkörpers
in die Spitzgießform – was grundsätzlich ebenfalls
denkbar wäre – entbehrlich
sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Blockstücks von schräg vorne/oben,
welches in einem gegenüber
den realen Abmessungen vergrößerten Maßstab dargestellt
ist,
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2 eine
perspektivische Ansicht des Blockstücks nach 1 von
schräg
hinten/unten im Maßstab
gemäß 1,
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3 eine
Draufsicht auf das Blockstück
gemäß 1 in
einem geringfügig
kleineren Maßstab, der
im Vergleich zu den realen Abmessungen des Blockstücks dennoch
eine Vergrößerung darstellt,
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4 eine
Seitenansicht des Blockstücks nach 1 im
Maßstab
gemäß 3,
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5 eine
Unteransicht des Blockstücks nach 1 im
Maßstab
gemäß 3,
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6 eine
Schnittansicht des Blockstücks gemäß 1 entsprechend
der Schnittverlaufslinie VI-VI in 5,
-
7 eine
Schnittansicht des Blockstücks gemäß 1 entsprechend
der Schnittverlaufslinie VII-VII in 5,
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8 eine
prinzipielle Schnittansicht einer Spritzgießform zur Herstellung eines
Grundkörpers für das Blockstück gemäß 1,
die veranschaulicht, wie mittels Querschiebern der Spritzgießform hinterschnittene
Aussparungen in einer Stirnfläche des
Grundkörpers
des Blockstücks
ausgebildet werden,
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9 eine
Seitenansicht des Blockstücks nach 1 in
einem gegenüber
der 3 noch kleineren Maßstab, der fast den realen
Abmessungen entspricht, mit einer darauf mittels eines temporär verformbaren
Materials aufgeblockten Brillenlinse als optisches Werkstück,
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10 eine
Schnittansicht des Blockstücks und
der darauf aufgeblockten Brillenlinse gemäß 9 entsprechend
der Schnittverlaufslinie X-X in 9, wobei
auch schematisch angedeutet ist, wie das Blockstück mittels Spannzangen an einer
Spindel einer Bearbeitungsmaschine aufnehmbar ist,
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11 eine
im Maßstab
gegenüber
den realen Abmessungen etwas vergrößerte Draufsicht auf ein Blockstück nach
dem Stand der Technik,
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12 eine
Schnittansicht des vorbekannten Blockstücks gemäß 11 entsprechend
der Schnittverlaufslinie XII-XII in 11,
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13 eine
Unteransicht des vorbekannten Blockstücks nach 11 im
Maßstab
gemäß 11 und
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14 eine
Schnittansicht des vorbekannten Blockstücks gemäß 11 entsprechend
der Schnittverlaufslinie XIV-XIV in 13.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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In
den 1 bis 7 ist ein wiederverwendbares
Blockstück 40 zum
Haltern eines optischen Werkstücks,
insbesondere einer Brillenlinse L (siehe die 9 und 10),
für dessen
Bearbeitung gezeigt, welches einen Grundkörper 42 umfaßt, der
eine Stirnfläche 44 aufweist,
an der die Brillenlinse L gemäß insbe sondere
der 10 mittels eines temporär verformbaren Materials 46 (z.B.
Wachs oder ein Wood-Metall, auch "Alloy" genannt) aufblockbar ist. Der Grundkörper 42 hat
ferner eine Spannfläche 48, über die
die auf dem Grundkörper 42 aufgeblockte
Brillenlinse L an einer Spindel einer Bearbeitungsmaschine festlegbar
ist, von der in 10 Spannzangen 50 schematisch
angedeutet sind. Wesentlich ist, daß, wie nachfolgend noch näher beschrieben
werden wird, der Grundkörper 42 aus
Kunststoff spritzgegossen und an seiner Stirnfläche 44 mit wenigstens
zwei Aussparungen 52 zur Aufnahme des temporär verformbaren
Materials 46 versehen ist, die zu beiden Seiten einer gedachten Ebene
angeordnet sind, welche die Mittelachse M des Grundkörpers 42 enthält, und
deren der Mittelachse M des Grundkörpers 42 jeweils nächstgelegene,
d.h. radial innere Begrenzungsfläche 54 einen Hinterschnitt
ausbildet, der im aufgeblockten Zustand der Brillenlinse L von dem
temporär
verformbaren Material 46 hintergriffen wird, wie insbesondere
in der 10 gut zu erkennen ist.
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Bei
der Stirnfläche 44 des
vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Polyamid, wie PA 6.6-GF30
bestehenden, im wesentlichen topfförmigen Grundkörpers 42 handelt
es sich gemäß insbesondere
den 4, 6, 7 und 8 um
eine Planfläche,
an bzw. ausgehend von der im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Aussparungen 52 zur Aufnahme
des temporär
verformbaren Materials 46 vorgesehen sind, die, wie die 1 und 3 zeigen,
in symmetrischer Anordnung um die Mittelachse M des Grundkörpers 42 herum
angeordnet sind. Dabei ist die innere Begrenzungsfläche 54 jeder
Aussparung 52 eben und erstreckt sich von der Mittelachse
M des Grundkörpers 42 beabstandet
annähernd über die
gesamte Breite der Stirnfläche 44 des Grundkörpers 42,
wie die 1 und 3 veranschaulichen,
so daß die
inneren Begrenzungsflächen 54 der
Aussparungen 52 in der Draufsicht gemäß 3 gesehen
die Form eines Quadrats bilden.
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In
den 1 und 3 ist weiterhin zu erkennen,
daß die
der inneren Begrenzungsfläche 54 jeder
Aussparung 52 gegenüberliegende,
radial äußere Begrenzungsfläche 56 der
jeweiligen Aussparung 52 von der inneren Begrenzungsfläche 54 nach außen weggewölbt ist,
so daß sich
jede Aussparung 52 taschenartig oder mundförmig nach
radial außen öffnet. Gemäß insbesondere 1 ist
die innere Begrenzungsfläche 54 jeder
Aussparung 52 mit deren äußerer Begrenzungsfläche 56 über nur
eine bogenförmige
Verbindungsfläche 58 verbunden,
so daß jede
der schlitzartigen Aussparungen 52 an ihren Längsenden
zur Stirnfläche 44 des
Grundkörpers 42 hin
stufenlos ausläuft.
Zwischen den Aussparungen 52 ist der Grundkörper 42 an
seiner Stirnfläche 44 schließlich im
wesentlichen mittig mit einer kugelkalottenförmigen Vertiefung 60 versehen.
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An
die Stirnfläche 44 des
Grundkörpers 42 schließt sich
außenumfangsseitig
die zylindrische Spannfläche 48 als
durchmessergrößter Abschnitt des
Blockstücks 40 an,
die sich annähernd über die halbe
Höhe des
Blockstücks 40 erstreckt.
An der Spannfläche 48 ist
der Grundkörper 42 mit
wenigstens zwei bezüglich
der Mittelachse M des Grundkörpers 42 diametral
gegenüberliegenden,
im dargestellten Ausführungsbeispiel
vier entsprechend den Aussparungen 52 um 90° bezüglich der
Mittelachse M winkelversetzten Einsenkungen 62 versehen,
die im Querschnitt gesehen (siehe die 6 und 10)
eine Kegelform aufweisen und dem Angriff von Handhabungs- bzw. Transportmitteln
(nicht dargestellt) am Blockstück 40 dienen.
Auch die Einsenkungen 62 werden vorzugsweise beim Spritzgießen des
Grundkörpers 42 unter
Zuhilfenahme von Querschiebern in der Spritzgießform mit ausgebildet, wenngleich
dies zur Vereinfachung der Darstellung in 8 nicht
gezeigt ist.
-
An
die Spannfläche 48 schließt sich
die an sich bekannte konische Zentrierfläche 64 des Grundkörpers 42 an
bevor der Grundkörper 42 nach
unten mit einer ebenen Ringfläche 66 endet.
-
Innenumfangsseitig
schließt
sich an die untere Ringfläche 66 ein
zentrales kegelstumpfförmiges Sackloch 68 an,
dessen Konusfläche 70 sich
zum ebenen Boden 72 des Sacklochs 68 hin verjüngt.
-
Wie
beim gattungsbildenden Stand der Technik ist das Blockstück 40 ferner
mit zwei von der unteren Ringfläche 66 des
Grundkörpers 42 ausgehenden
Aussparungen 74 zur an sich bekannten Zentrierung des Blockstücks 40 an
der Spindel der Bearbeitungsmaschine versehen, die bezüglich der
Mittelachse M des Grundkörpers 42 gemäß insbesondere den 2, 5, 8 und 10 einander
diametral gegenüberliegen
und in einer Seitenansicht (4) des Grundkörpers 42 gesehen
sich zur Spannfläche 48 hin
im wesentlichen V-förmig
verjüngen.
In der 4 ist auch zu erkennen, daß die Aussparungen 74 sich
annähernd über die
gesamte Höhe
der konischen Zentrierfläche 64 erstrecken
und mit den Einsenkungen 62 in der Spannfläche 48 axial ausgefluchtet
sind. Auch die Aussparungen 74 werden zweckmäßig während des
Spitzgießens
des Grundkörpers 42 durch
geeignete Vorsprünge
in der Spitzgießform
mit ausgebildet.
-
Wie
insbesondere die
6 zeigt, ist ausgehend vom Grund
jeder Aussparung
74 ein kegelstumpfförmiges Sackloch
76 im
Grundkörper
42 ausgebildet,
in das ein metallischer Lagereinsatz
78 fest eingesetzt,
vorzugsweise eingeklebt ist, der im dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Kugelpfanne
80 aufweist. Auch die Sacklöcher
76 werden
beim Spritzgießen
des Grundkörpers
42 gleich
mit ausgebildet. Die optionalen Lagereinsätze
78 dienen mit
ihren Kugelpfannen
80 der Aufnahme von spindelseitigen
Lagerspitzen (nicht dargestellt), die an bestimmten Bearbeitungsmaschinen
vorgesehen sind (siehe z.B. die
DE 40 00 291 A1 ), und definieren eine Schwenkachse,
um die in diesen Bearbeitungsmaschinen eine Kippbewegung des Blockstücks
40 möglich ist.
-
Des
weiteren ist der Grundkörper 42 ausgehend
von der unteren Ringfläche 66 mit
einer Codier-Aussparung 82 zur Drehwinkelorientierung des Blockstücks 40 um
die Mittelachse M versehen, wie sie eingangs unter Bezugnahme auf
die 11 bis 14 zum
gattungsbildenden Stand der Technik schon erläutert wurde. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel
hat das Blockstück 40 gemäß insbesondere den 5 und 7 auch
eine zweite, zylindrische Codier-Aussparung 84, die sich
ausgehend von der unteren Ringfläche 66 des
Grundkörpers 42 in
diesen parallel zur Mittelachse M hinein erstreckt und an einem
anderen Typ von Bearbeitungsmaschine zur Drehwinkelorientierung
des Blockstücks 40 um
die Mittelachse M dient. Beide Codier-Aussparungen 82, 84 werden
ebenfalls während
des Spritzgießens
des Grundkörpers 42 durch
geeignete Vorsprünge
in der Spitzgießform
mit ausgebildet.
-
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Blockstück 40 ferner
mit einem an sich bekannten, in 7 lediglich
schematisch eingezeichneten, sogenannten "Transponder" 86 zur Werkstückidentifizierung
ausgerüstet.
Zur Aufnahme des Transponders 86 hat der Grundkörper 42 eine
weitere, zylindrische Aussparung 88, welche sich ausgehend
von der unteren Ringfläche 66 des
Grundkörpers 42 parallel
zu dessen Mittelachse M in diesen hinein erstreckt und gemäß 7 fast
bis zu einer der Aussparungen 52 zur Aufnahme des temporär verformbaren
Materials 46 reicht. Auch diese Aussparung 88 wird
vorzugsweise während
des Spritzgießens
des Grundkörpers 42 durch
einen geeigneten Vorsprung in der Spitzgießform gleich mit ausgebildet.
-
Schließlich hat
der Grundkörper 42 in
seiner unteren Ringfläche 66 gemäß den 2 und 5 noch
eine ringsegmentförmige,
während
des Spitzgießens
des Grundkörpers 42 ausgebildete
Vertiefung 90 zwischen einer der Zentrieraussparungen 74 und
der Aussparung 88 für
den Transponder 86, die als Textfeld für eine Prägekennzeichnung od.dgl. des Blockstücks 40 dient.
-
Die 8 zeigt
die beiden Formhälften 92, 94 der
Spitzgießform
für den
Grundkörper 42 des Blockstücks 40 im
geschlossenen Zustand der Spitzgießform, mit bereits spitzgegossenem
Grundkörper 42.
In der oberen Formhälfte 92 der
Spitzgießform sind
geeignet profilierte Querschieber 96 schematisch eingezeichnet,
die der Ausbildung der hinterschnittenen Aussparungen 52 in
der Stirnfläche 44 des
Grundkörpers 42 dienen.
Die Doppelpfeile an den Querschiebern 96 veranschaulichen
die Bewegungsmöglichkeiten
der Querschieber 96. Für
den Fachmann ist ersichtlich, daß die Querschieber 96 während des
Spitzgießvorgangs
in den durch die Formhälften 92, 94 in
der Spitzgießform
begrenzten Hohlraum hinein vorstehen, um die hinterschnittenen Aussparungen 52 in
der Stirnfläche 44 des
Grundkörpers 42 auszubilden,
und nach Erstarren des Kunststoffs in der Spritzgießform aus
den am Grundkörper 42 erzeugten
Aussparungen 52 herausgezogen werden, so daß der Grundkörper 42 aus
der Spitzgießform
ausgeformt werden kann. Es bedarf an dieser Stelle für den Fachmann
keiner weiteren Erläuterung,
wie durch Vorsehen geeigneter Vorsprünge (bzw. weiterer Querschieber
für die
Einsenkungen 62) in der Spitzgießform neben den Aussparungen 52 an
der Stirnfläche 44 des
Grundkörpers 42 in
einem Spitzgieß-Arbeitsgang
auch sämtliche
weiteren Vertiefungen, Einsenkungen, Aussparungen, Sacklöcher etc.
(60, 62, 74, 76, 82, 84, 88, 90)
auf außerordentlich
kostengünstige
Weise mit ausgebildet werden können.
-
Zum
eigentlichen Blockvorgang, dessen Ergebnis in den 9 und 10 dargestellt
und dessen Ablauf dem Fachmann hinlänglich bekannt ist, so daß diesbezügliche Ausführungen
an dieser Stelle entbehrlich sind, sei lediglich noch angemerkt,
daß das
temporär
verformbare Material 46 bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
des Blockstücks 40 in
der Blockvorrichtung von radial außen zwischen die Brillenlinse
L und das Blockstück 40 zugeführt wird,
um diese Teile miteinander zu verbinden. Dabei fließt das temporär verformbare
Material 46 aufgrund der taschenartigen Öffnung der
Aussparungen 52 in der Stirnfläche 44 des Grundkörpers 42 leicht
in diese hinein. Die mit der Erstarrung des temporär verformbaren
Materials 46 einhergehende Schrumpfung desselben führt aufgrund
der beschriebenen Anordnung der hinterschnittenen Flächen 54 sodann
zu einer festen Verankerung bzw. Verklammerung des temporär verformbaren
Materials 46 am Blockstück 40.
-
Es
wird ein Blockstück
zum Haltern eines optischen Werkstücks, insbesondere einer Brillenlinse, für dessen
Bearbeitung offenbart, das einen Grundkörper umfaßt, der eine Stirnfläche aufweist,
an der das Werkstück
mittels eines temporär
verformbaren Materials aufblockbar ist, und eine Spannfläche hat, über die
das auf dem Grundkörper
aufgeblockte Werkstück
an einer Spindel einer Bearbeitungsmaschine festlegbar ist. Erfindungsgemäß ist der Grundkörper aus
Kunststoff spritzgegossen und an seiner Stirnfläche mit wenigstens zwei Aussparungen
zur Aufnahme des temporär
verformbaren Materials versehen, die zu beiden Seiten einer gedachten Ebene
angeordnet sind, welche die Mittelachse des Grundkörpers enthält, und
deren der Mittelachse des Grundkörpers
jeweils nächstgelegene
Begrenzungsfläche
einen Hinterschnitt ausbildet. Im Ergebnis wird ein einfach und
sehr kostengünstig
ausgebildetes Blockstück
geschaffen, an dem das Werkstück
mittels des temporär
verformbaren Materials zuverlässig und
für den
Verbleib des Werkstücks
am Blockstück dauerhaft
spielfrei festlegbar ist.
-
- 10
- Blockstück
- 12
- Grundkörper
- 14
- Stirnfläche
- 16
- Spannfläche
- 18
- Zentrierfläche
- 20
- Ringfläche
- 22
- Durchgangsbohrung
- 24
- erste
Konusfläche
- 26
- zweite
Konusfläche
- 28
- Ringschulter
- 30
- dritte
Konusfläche
- 32
- Aussparung
- 34
- Aussparung
- 36
- Sackbohrung
- 40
- Blockstück
- 42
- Grundkörper
- 44
- Stirnfläche
- 46
- temporär verformbares
Material
- 48
- Spannfläche
- 50
- Spannzange
- 52
- Aussparung
- 54
- innere
Begrenzungsfläche
- 56
- äußere Begrenzungsfläche
- 58
- Verbindungsfläche
- 60
- Vertiefung
- 62
- Einsenkung
- 64
- Zentrierfläche
- 66
- Ringfläche
- 68
- Sackloch
- 70
- Konusfläche
- 72
- Boden
- 74
- Aussparung
- 76
- Sackloch
- 78
- Lagereinsatz
- 80
- Kugelpfanne
- 82
- Aussparung
- 84
- Aussparung
- 86
- Transponder
- 88
- Aussparung
- 90
- Vertiefung
- 92
- Formhälfte
- 94
- Formhälfte
- 96
- Querschieber
- L
- Brillenlinse
- M
- Mittelachse