Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik,
wie er z.B. durch die
DE
102 50 856 A1 repräsentiert
wird, einen einfach aufgebauten Polierteller für ein Werkzeug zur Feinbearbeitung
von optisch wirksamen Flächen
an insbesondere Brillengläsern
zu schaffen, der bei Erzielung hoher Oberflächenqualitäten möglichst lange einsetzbar ist.
Diese
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte und/oder zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 15.
DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß ist bei
einem Polierteller für
ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an
insbesondere Brillengläsern, der
einen Trägerkörper aufweist,
an dem eine Schaumstoffschicht befestigt ist, der eine Polierfolie aufliegt,
die Polierfolie in einem mittleren Bereich mit wenigstens einer Öffnung versehen.
Die
erfindungsgemäße Öffnung in
der Polierfolie sorgt für
eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen einem Innenbereich der während der Bearbeitung schwammartig
mit Poliermittel vollgesaugten Schaumstoffschicht und der sich mit
der zu bearbeitenden Fläche
des Werkstücks
in Bearbeitungseingriff befindenden Außenfläche der Polierfolie. Somit kann
das flüssige
Poliermittel besser zirkulieren und auch aus dem Inneren des Poliertellers
zu den Eingriffsbereichen zwischen der Polierfolie und der zu bearbeitenden
Fläche
des Werkstücks
gelangen, wodurch an diesen Eingriffsbereichen infolge einer verstärkten Benetzung
der Polierfolie bzw. eines gleichmäßigeren Poliermittelfilms auf
dieser eine bessere Spülung
und Kühlung
gewährleistet
wird. Demgemäß kommt
es nicht mehr zu partiellen, der erzeugten Oberflächenqualität abträglichen
Verfestigungen der Polierfolie, so daß der Polierteller verglichen
zum obigen Stand der Technik länger
verwendet werden kann.
Darüber hinaus
nimmt die erfindungsgemäße Öffnung quasi
eine Ventilfunktion wahr: Um möglichst
formerhaltend zu polieren, muß die
polieraktive Oberfläche
des Poliertellers, mithin die Polierfolie eine verhältnismäßig hohe
Flexibilität
besitzen. Infolge dieser Flexibilität wird die Polierfolie insbesondere beim Übertritt
des Poliertellers über
den Rand des zu bearbeitenden Brillenglases aber auch bei der Bearbeitung
von beispielsweise torischen Flächen
während
einer Drehung von Werkzeug und Werkstück verhältnismäßig stark verformt. Einhergehend
mit dieser Verformung der Polierfolie wird der darunter liegenden,
mit dem flüssigen
Poliermittel vollgesaugten Schaumstoffschicht eine Walkbewegung
aufgezwungen; es entsteht ein Pumpeffekt zwischen verschiedenen
Bereichen der von oben und unten abgedeckten Schaumstoffschicht.
Konnte
im Stand der Technik dann das flüssige
Poliermittel nicht schnell genug seitlich aus einem Randbereich
der Schaumstoffschicht austreten, kam es insbesondere in weiter
innen liegenden Bereichen der Schaumstoffschicht zu Druckstaus.
Diese Druckstaus konnten im Stand der Technik dazu führen, daß partiell
die Poren der Schaumstoffschicht zerrissen und/oder die Schaumstoffschicht
an ihren Verbindungsstellen zum Trägerkörper und/oder zu der Polierfolie
von der jeweiligen Gegenfläche
wenigstens teilweise abriß,
so daß der
Polierteller ausgetauscht werden mußte.
Mit
der erfindungsgemäßen Öffnung in
der Polierfolie ist hier nun ein schnellerer Druckausgleich möglich, es
kommt insbesondere in den weiter innen liegenden Bereichen der Schaumstoffschicht
nicht mehr zu gefährlich
hohen Druckstaus, so daß auch dort
der Schaumstoff nicht mehr zerreißt bzw. sich nicht mehr von
den Gegenflächen
an Trägerkörper und/oder
Polierfolie ablöst.
Außerdem führt die
beschriebene, durch die Öffnung
in der Polierfolie bewirkte innere Zirkulation/Ventilation am erfindungsgemäßen Polierteller
zu einem verbesserten Austausch des flüssigen Poliermittels in der
Schaumstoffschicht, einhergehend mit einer vorteilhaften "Innenkühlung" des Poliertellers.
Im
Ergebnis wird ein denkbar einfach und kostengünstig aufgebauter Polierteller
vorgeschlagen, der verglichen zum Stand der Technik bei Erzielung
hoher Oberflächenqualitäten deutlich
langlebiger ist, wodurch er insbesondere für die industrielle Fertigung
von Brillengläsern
nach Rezept prädestiniert
ist.
Für die wenigstens
eine Öffnung
in der Polierfolie sind verschiedene Geometrien denkbar. So kann
die Öffnung
kreuzförmig,
sternförmig,
geschwungen bzw. S-förmig,
elliptisch od.dgl. ausgebildet sein. Auch können mehrere Öffnungen
vorgesehen sein, in Form und Verteilung beispielsweise wie die Befestigungslöcher an
einem Knopf. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die wenig stens eine Öffnung in der
Polierfolie rund ist, mithin eine einfache und leicht herstellbare
Geometrie aufweist.
Untersuchungen
der Anmelderin haben ergeben, daß sich eine besonders gute
Zirkulation und Ventilation des flüssigen Poliermittels über die
wenigstens eine Öffnung
in der Polierfolie ergibt, und zwar ohne daß die Öffnung die polieraktive Oberfläche der
Polierfolie wesentlich verkleinert, wenn die wenigstens eine Öffnung in
der Polierfolie einen Flächenbereich
von 0,25 bis 2 % der gesamten Stirnfläche der Polierfolie einnimmt.
Es
ist ferner bevorzugt, wenn sich an die wenigstens eine Öffnung in
der Polierfolie in Richtung des Trägerkörpers eine Aussparung in der
Schaumstoffschicht anschließt.
Diese Aussparung kann vorteilhaft als Reservoir für das flüssige Poliermittel
dienen. Es ist aber auch denkbar, daß hier keine Aussparung vorgesehen
ist, vielmehr die Schaumstoffschicht unmittelbar und offenporig
an der wenigstens einen Öffnung
in der Polierfolie endet.
Ist
eine Aussparung in der Schaumstoffschicht vorgesehen, so kann sich
diese bis zum Trägerkörper erstrecken.
Eine solche durchgehende Aussparung ist nicht nur besonders einfach
herzustellen, sondern maximiert auch in vorteilhafter Weise das
Aufnahmevolumen des durch die Aussparung gebildeten Reservoirs für das flüssige Poliermittel.
Des
weiteren kann die Polierfolie über
einen Außenumfang
der Aussparung in der Schaumstoffschicht nach innen überstehen.
Infolge der an dem überstehenden
Bereich der Polierfolie fehlenden Abstützung der Polierfolie durch
die Schaumstoffschicht kann die Polierfolie in Richtung des Trägerkörpers leichter
nachgeben; es kommt dort zu einer Abrundung bzw. zu einem natürlichen
Radius an der Polierfolie. Im Ergebnis können so auf der vermittels
des Poliertellers bearbeiteten Fläche uner wünschte Abdrücke vermieden werden, die andernfalls
durch eine mehr oder weniger scharfe Kante der Polierfolie hervorgerufen
werden könnten,
welche entsteht, wenn die wenigstens eine Öffnung in der Polierfolie durch Ausschneiden
oder Stanzen hergestellt wird.
Auch
kann die Polierfolie über
einen Außenumfang
der Schaumstoffschicht nach außen überstehen.
Dadurch, daß die
Polierfolie in ihren radialen Abmessungen bewußt größer gehalten wird als die darunterliegende
Schaumstoffschicht, also einen gewissen Überhang bezüglich der Schaumstoffschicht
besitzt, spreizt sich die Polierfolie in diesem Bereich von der
zu bearbeitenden Fläche
leicht ab. Im Ergebnis werden zum einen unerwünschte Abdrücke vermieden, wie oben bereits
beschrieben; über
die Außenkante
der Polierfolie kann hierbei kein wesentlicher Polierdruck mehr
auf die zu bearbeitende Fläche ausgeübt werden.
Zum anderen führt
der Überhang der
Polierfolie bezüglich
der Schaumstoffschicht auch zu einer weiteren Verbesserung der Poliermittelversorgung:
Zwischen der gerade bearbeiteten Fläche des Brillenglases und dem
von dieser leicht abgeklappten, überhängenden
Teil der Polierfolie bildet sich ein nach radial außen öffnender
kapillarer Spalt, der selbst bei hohen Drehzahlen stets eine gewisse
Menge an Poliermittel mit sich führt.
Das so geschaffene zusätzliche
Poliermittelreservoir wird nicht abgeschleudert, vielmehr bei jeder
Bewegung mitgeführt
und steht somit ständig
zur Verfügung.
Ferner
kann der Trägerkörper mit
einer Vertiefung zur Orientierung der Schaumstoffschicht versehen
sein, was insbesondere die Anbringung der Schaumstoffschicht am
Trägerkörper vereinfacht. Der
diese Vertiefung begrenzende Rand definiert hierbei einerseits deutlich
den Anbringungsort für
die Schaumstoffschicht und dient somit auch als Hilfe bei der Aufbringung
eines Klebstoffs zum Befestigen der Schaumstoffschicht an dem Trägerkörper. Andererseits
sorgt der die Vertiefung begrenzende Rand auch für einen gewissen formschlüssigen Halt
der Schaumstoffschicht an dem Trägerkörper.
Im
Hinblick auf eine auch bei geringen Polierdrücken vorhandene, möglichst
große
polieraktive Oberfläche
der Polierfolie ist weiterhin eine Ausgestaltung des Poliertellers
bevorzugt, bei der der Trägerkörper zur
Befestigung der Schaumstoffschicht eine Trägerfläche aufweist, die nach Maßgabe der Makrogeometrie
der zu bearbeitenden Fläche
vorgeformt ist, z.B. im Falle der Bearbeitung einer torischen Fläche eine
entsprechende torische Vorform aufweist.
Um
die Anpassungsfähigkeit
des Poliertellers an die Makrogeometrie der zu bearbeitenden Fläche über die
Elastizität
der Schaumstoffschicht hinaus zu verbessern, kann ferner der Trägerkörper aus
einem gummielastischen Werkstoff bestehen, mit einer Härte nach
Shore A in einem Bereich von vorzugsweise 60 bis 80.
Der
erfindungsgemäße Polierteller
kann vorteilhaft an einem Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch
wirksamen Flächen
an insbesondere Brillengläsern
zum Einsatz kommen, umfassend einen Grundkörper, der an einer Werkzeugspindel
einer Bearbeitungsmaschine anbringbar ist, ein Gelenkteil, das einen
bezüglich
des Grundkörpers
kipp- und längsbeweglich
geführten
Aufnahmeabschnitt aufweist, an den sich in Richtung des Grundkörpers ein Faltenbalgabschnitt
anschließt,
mittels dessen das Gelenkteil drehmitnahmefähig am Grundkörper befestigt
ist, und eine von dem Grundkörper
und dem Gelenkteil begrenzte Druckmittelkammer, die wahlweise mit
einem Druckmittel beaufschlagbar ist, wobei der Polierteller auswechselbar
an dem Aufnahmeabschnitt des Gelenkteils gehalten ist.
Um
bei einfacher Auswechselbarkeit des Poliertellers einen sicheren
Halt des Poliertellers an und eine Drehmitnahme des Poliertellers
mit dem Aufnahmeabschnitt des Gelenkteils zu gewährleisten, können an
den einander zugewandten Flächen
des Aufnahmeabschnitts und des Trägerkörpers des Poliertellers komplementär geformte
Strukturen ausgebildet sein, die formschlüssig ineinandergreifen. Hierbei
können
die komplementär
geformten Strukturen durch einen Vorsprung am Trägerkörper des Poliertellers und
eine zugeordnete Aussparung im Aufnahmeabschnitt des Gelenkteils
gebildet sein. Insbesondere im Hinblick auf eine einfache Handhabung
des Poliertellers ist es jedoch bevorzugt, wenn die komplementär geformten
Strukturen durch einen Vorsprung am Aufnahmeabschnitt und eine zugeordnete Aussparung
im Trägerkörper gebildet
sind.
In
einer insbesondere herstellungstechnisch einfachen Ausgestaltung
können
schließlich
der Vorsprung am Aufnahmeabschnitt und die Aussparung im Trägerkörper die
Form eines Pyramidenstumpfs aufweisen, der eine rechteckige, nicht-quadratische Grundfläche mit
einem längeren
Kantenpaar und einem kürzeren
Kantenpaar hat. Im Hinblick auf eine gute Kippstabilität des Poliertellers
bei der Bearbeitung ist es hierbei im Falle eines Poliertellers,
bei dem die Trägerfläche des
Trägerkörpers torisch
vorgeformt ist, mit einer Basisachse und einer Zylinderachse, bevorzugt,
wenn die pyramidenstumpfförmige Aussparung
im Trägerkörper derart
bezüglich
der Trägerfläche ausgerichtet
ist, daß das
längere
Kantenpaar parallel zur Basisachse verläuft.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
Im
folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert,
wobei gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen sind. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine
abgebrochene Längsschnittansicht
eines Werkzeugs zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an
Brillengläsern,
an dem ein Polierteller nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
lösbar
gehalten ist, der sich mit einer zu bearbeitenden Fläche in Bearbeitungseingriff befindet,
in einem gegenüber
der Realität
vergrößerten Maßstab,
2 eine
Draufsicht auf den vom Werkzeug abgenommenen Polierteller gemäß 1 von oben
in 1, in einem gegenüber der Darstellung in 1 etwas
verkleinerten Maßstab,
3 eine
Unteransicht des vom Werkzeug abgenommenen Poliertellers gemäß 1 von
unten in 1, im Maßstab von 1,
4 eine
abgebrochene Längsschnittansicht
eines Werkzeugs zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an
Brillengläsern,
an dem ein Polierteller nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
lösbar
gehalten ist, der sich mit einer zu bearbeitenden Fläche in Bearbeitungseingriff befindet,
in einem gegenüber
der Realität
vergrößerten Maßstab, und
5 bis 9 Draufsichten
auf vom Werkzeug abgenommene, erfindungsgemäße Polierteller, die sich von
den Poliertellern gemäß den 1, 2 und 4 hinsichtlich
der Form bzw. Anzahl von Öffnungen
in einer oberen Polierfolie des Poliertellers unterscheiden, im
Maßstab
von 2.
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Gemäß 1 hat
ein Polierteller 10 für
ein Werkzeug 12 zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen
Flächen
F an insbesondere Brillengläsern
L einen Trägerkörper 14,
an dem eine Schaumstoffschicht 16 befestigt ist, der eine
Polierfolie 18 aufliegt. Wesentlich ist, daß die Polierfolie 18 in
einem mittleren Bereich mit wenigstens einer Öffnung 20 versehen
ist, wie im folgenden noch näher
beschrieben werden wird.
Bei
der Polierfolie 18, auch "Polierpad" genannt, die gemäß 1 den bearbeitungsaktiven Werkzeugbestandteil
ausbildet, handelt es sich um einen handelsüblichen, elastischen und abriebfesten Feinschleif-
bzw. Poliermittelträger,
wie zum Beispiel eine PUR-(Polyurethan-)Folie, die eine Dicke von
0,5 bis 1,4 mm und eine Härte
zwischen 12 und 45 nach Shore D aufweist. Hierbei ist die Polierfolie 18 eher dicker
ausgebildet, wenn vermittels des Poliertellers 10 ein Vorpolieren
erfolgen soll, eher dünner
hingegen im Falle eines Feinpolierens.
Die
radialen Abmessungen der Polierfolie 18 sind vorzugsweise
so gewählt,
daß die
in der Draufsicht gemäß 2 gesehen
in diesem Ausführungsbeispiel
kreisrunde Polierfolie 18 mit einem Außenrandbereich 22 über einen
Außenumfang 24 der
hier zylindrisch zugeschnittenen Schaumstoffschicht 16 nach
außen übersteht
(siehe 1). Der Außendurchmesser
der Polierfolie 18 kann dabei z.B. so bemessen sein, daß der Außendurchmesser
der Schaumstoffschicht 16 etwa 85 bis 95 % des Außendurchmessers
der Polierfolie 18 ausmacht. Infolge dieses Überstands
der flexiblen Polierfolie 18 über die stützende Schaumstoffschicht 16 kommt
es zu einem natürlichen
Radius bzw. einer "Kantenabrundung", der/die in 1 mit 26 gekennzeichnet
ist und durch Vermeidung einer scharfen Kante für eine saubere Oberflächenstruktur
und damit eine hohe kosmetische Qualität der bearbeiteten Fläche F sorgt. Außerdem ergibt
sich während
der Bearbei tung am Rußenrandbereich 22 der
Polierfolie 18 zwischen der bearbeiteten Fläche F und
der Polierfolie 18 ein keilförmiger Spalt 28, der
aufgrund seiner Kapillarwirkung stets eine gewisse Menge an flüssigem Poliermittel
mit sich führt
und demgemäß auch als
ringförmiges
Poliermittelreservoir dient.
An
zentraler Stelle der Polierfolie 18 ist die durchgehende Öffnung 20 durch
Schneiden oder Stanzen hergestellt, die in dem in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel
eine kreisrunde Form hat. Vorzugsweise nimmt die Öffnung 20 in
der Polierfolie 18 einen Flächenbereich von 0,25 bis 2
% der gesamten der zu bearbeitenden Fläche F zugewandten Stirnfläche der
Polierfolie 18 ein.
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Polierfolie 18 mittels eines geeigneten Klebstoffs
an der Schaumstoffschicht 16 befestigt. Die Polierfolie 18 kann
aber auch auf andere Weise mehr oder weniger dauerhaft mit der Schaumstoffschicht 16 verbunden
sein, z.B. durch Aufvulkanisieren oder Aufkletten. Jedenfalls muß die Verbindung
zwischen der Polierfolie 18 und der Schaumstoffschicht 16 so
fest sein, daß zu
jeder Zeit während
der Bearbeitung eine Bewegungsmitnahme, insbesondere Drehmitnahme der
Polierfolie 18 mit der Schaumstoffschicht 16 gewährleistet
ist.
Bei
der Schaumstoffschicht 16 kann es sich z.B. um einen offenzelligen
PUR-(Polyurethan-)Schaumstoff handeln, wie er etwa unter dem Handelsnamen
Sylomer R von der Getzner Werkstoffe GmbH, Berlin, Deutschland erhältlich ist.
Dieser hat eine Härte
von etwa 60 nach Shore A. Die der Polierfolie 18 zugewandte
Oberseite der Schaumstoffschicht 16 kann, muß aber nicht
mit einer abschließenden,
herstellungstechnologiebedingten "Gießhaut" (Trennschicht zur
Gießform;
nicht dargestellt) versehen sein, die der Schaumstoffschicht 16 eine zusätzliche
Steifigkeit gibt. Die Dicke der Schaumstoffschicht 16 kann
den jewei ligen Bearbeitungserfordernissen entsprechend beispielsweise
zwischen 2 und 10 mm liegen. Für
den Fachmann ist ersichtlich, daß die Größe und Verteilung der Poren
in der Schaumstoffschicht 16 so zu wählen sind, daß die eingangs
bereits diskutierte, gewünschte
Spülung und
Kühlung
vermittels des flüssigen
Poliermittels über
die Öffnung 20 in
der Polierfolie 18 gewährleistet
ist.
In
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel schließt sich
an die Öffnung 20 in
der Polierfolie 18 in Richtung des Trägerkörpers 14 eine Aussparung 30 in
der Schaumstoffschicht 16 an, die sich bis zum Trägerkörper 14 erstreckt.
Die vorzugsweise durch Stanzen ausgebildete Aussparung 30 hat
eine zylindrische Außenumfangsfläche 32,
deren Durchmesser dem Durchmesser der Öffnung 20 in der Polierfolie 18 entspricht.
Die Aussparung 30 dient bei der Bearbeitung ebenfalls als
Reservoir für
das flüssige
Poliermittel.
Die
Schaumstoffschicht 16 ist ihrerseits z.B. mittels eines
geeigneten Klebstoffs fest an dem Trägerkörper 14 befestigt,
der vorzugsweise aus einem gummielastischen Werkstoff besteht, wie
NBR (Elastomer auf Basis Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kautschuk), EPDM
(Elastomer auf Basis Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) oder einem PUR-(Polyurethan-)Elastomer,
mit einer Härte
nach Shore A in einem Bereich von 60 bis 80. Dabei ist der Trägerkörper 14 im
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 mit
einer Vertiefung 34 versehen, deren Rand 36 der
Orientierung der Schaumstoffschicht 16 dient. Der Boden
der Vertiefung 34 bildet die eigentliche Trägerfläche 38 aus,
an der die Schaumstoffschicht 16 befestigt ist. Im Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
die Trägerfläche 38 nach
Maßgabe
der Makrogeometrie der zu bearbeitenden Fläche F, hier eine torische Fläche, vorgeformt.
Außenumfangsseitig
weist der Trägerkörper 14 eine
im Querschnitt gesehen V-förmige
Ringnut 40 auf, die als Handhabe für einen Greifer (nicht gezeigt)
einer automatischen Polierteller-Wechselvorrichtung
(ebenfalls nicht dargestellt) dient. An einer planebenen Unterseite 42 des
Trägerkörpers 14 ist der
Polierteller 10 auf noch zu beschreibende Weise auswechselbar
an dem Werkzeug 12 gehalten.
Gemäß 1 weist
das Werkzeug 12 einen Grundkörper 44 auf, der an
einer in 1 mit gestrichelten Linien angedeuteten
Werkzeugspindel 46 einer Bearbeitungsmaschine (nicht gezeigt)
anbringbar ist. Ferner hat das Werkzeug 12 ein allgemein
mit 48 beziffertes Gelenkteil, das einen bezüglich des Grundkörpers 44 kipp-
und längsbeweglich
geführten Aufnahmeabschnitt 50 aufweist,
an dem der Polierteller 10 auswechselbar gehalten ist.
An den Aufnahmeabschnitt 50 schließt sich in Richtung des Grundkörpers 44 ein
Faltenbalgabschnitt 52 an, mittels dessen das Gelenkteil 48 drehmitnahmefähig am Grundkörper 44 befestigt
ist. Der Grundkörper 44 und
das Gelenkteil 48 begrenzen eine Druckmittelkammer 54, die über einen
Kanal 56 wahlweise mit einem geeigneten flüssigen oder
gasförmigen
Druckmittel (z.B. Öl
oder Druckluft) beaufschlagt werden kann, um während der Bearbeitung der optisch
wirksamen Fläche
F über
den Aufnahmeabschnitt 50 und den darauf aufliegenden Polierteller 10 einen
Bearbeitungsdruck aufzubringen. Längsverschieblich an dem Grundkörper 44 geführt ist
ein Führungsglied 58,
das mit dem Aufnahmeabschnitt 50 des Gelenkteils 48 wirkverbunden
ist, so daß der
Aufnahmeabschnitt 50 in Längsrichtung des Führungsglieds 58 bewegbar und
in Querrichtung zum Führungsglied 58 gehalten, gleichwohl
unter einer elastischen Verformung des Faltenbalgabschnitts 52 des
Gelenkteils 48 kippbeweglich bezüglich des Führungsglieds 58 ist.
Der
vorzugsweise metallische Grundkörper 44 hat
einen Befestigungsabschnitt 60, mittels dessen das Werkzeug 12 lösbar an
der Werkzeugspindel 46 montiert werden kann, sowie einen
sich an den Befestigungsabschnitt 60 anschließenden Kopfabschnitt 62,
an dem das Gelenkteil 48 vermittels des Faltenbalgabschnitts 52 auswechselbar
angebracht ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Befestigungsabschnitt 60 in
einer sehr einfachen Ausgestaltung eine zylindrische Außenumfangsfläche auf.
Für einen
automatischen Werkzeugwechsel kann der Befestigungsabschnitt aber
auch als Steilkegelanschluß ausgeführt sein,
mit z.B. einem Hohlschaftkegel gemäß der deutschen Norm DIN 69893. Den
jeweiligen Handhabungserfordernissen entsprechend ist es ebenfalls
denkbar, den Befestigungsabschnitt als Blockstückanschluß auszubilden, wie er in der
Rezeptfertigung von Brillengläsern
L üblich
und in der deutschen Norm DIN 58766 standardisiert ist. Dieser Anschluß kann für etwaige
Handhabungssysteme ggf. auch mit einer Greifrille versehen sein.
Der
Kopfabschnitt 62 des Grundkörpers 44 hat einen
zylindrischen Absatz 64, der mit einer Radialnut 66 zur
formschlüssigen
Befestigung des Faltenbalgabschnitts 52 des Gelenkteils 48 am
Grundkörper 44 versehen
ist. Dabei weist der Faltenbalgabschnitt 52 des Gelenkteils 48 einen
im wesentlichen hohlzylindrischen Befestigungsendabschnitt 68 auf, der
innenumfangsseitig mit einer nach radial innen vorspringenden, umlaufenden
Nase 70 versehen ist, die formschlüssig in die Radialnut 66 des
Absatzes 64 am Kopfabschnitt 62 eingreift. Außenumfangsseitig
ist der Befestigungsendabschnitt 68 seinerseits mit einer
Radialnut 72 versehen, die der formschlüssigen Aufnahme einer an sich
bekannten, metallischen Ringschelle 74 dient. Die Ringschelle 74 verspannt
den Befestigungsendabschnitt 68 gegen den Absatz 64.
Im Ergebnis ist das Gelenkteil 48 vermittels des Faltenbalgabschnitts 52 in
Zug- und Druckrichtung formschlüssig
und in Umfangsrichtung reibschlüssig,
mithin drehfest am Grundkörper 44 befestigt.
In
analoger Weise ist der Aufnahmeabschnitt 50 des Gelenkteils 48 am
Faltenbalgabschnitt 52 in Zug- und Druckrichtung formschlüssig und
in Umfangsrichtung reibschlüssig
befestigt. Hierbei weist der im wesentlichen tellerförmige Aufnahmeabschnitt 50 an
einer zylindrischen Außenumfangsfläche 76 eine
Radialnut 78 auf, in die eine an einem hohlzylindrischen
Befestigungsendabschnitt 80 des Faltenbalgabschnitts 52 innenumfangsseitig
umlaufend angebrachte, nach radial innen vorspringende Nase 82 formschlüssig eingreift.
Auch der Befestigungsendabschnitt 80 ist außenumfangsseitig
mit einer Radialnut 84 zur Aufnahme einer Ringschelle 86 versehen,
die den Befestigungsendabschnitt 80 mit dem Aufnahmeabschnitt 50 verspannt.
Der
im dargestellten Ausführungsbeispiel aus
einem Kunststoff bestehende Aufnahmeabschnitt 50 des Gelenkteils 48 ist
in einer Draufsicht von oben in 1 gesehen
kreisrund und hat auf seiner der Druckmittelkammer 54 zugewandten
Innenseite im wesentlichen mittig eine hinterschnittene Aufnahmekammer 88 zur
gelenkigen Anbindung des Aufnahmeabschnitts 50 an dem Führungsglied 58. Letzteres
ist durch einen Stift ausgebildet, der längsverschieblich und drehbar
in einer zentralen Aufnahmebohrung 90 im Grundkörper 44 geführt ist,
welche sich in Längsrichtung
durch den gesamten Grundkörper 44 hindurch
erstreckt. An seinem dem Aufnahmeabschnitt 50 des Gelenkteils 48 zugewandten
Ende hat das Führungsglied 58 einen
Kugelkopf 92, der über
einen konischen Übergangsabschnitt
mit einem in der Aufnahmebohrung 90 geführten zylindrischen Hauptteil 94 des
Führungsglieds 58 verbunden
ist. Der Kugelkopf 92 des Führungsglieds 58 ist
in die hinterschnittene Aufnahmekammer 88 des Aufnahmeabschnitts 50 in
der Art eines Kugelstiftgelenks eingeknüpft, so daß der Aufnahmeabschnitt 50 bezüglich des
Führungsglieds 58 verschwenken
kann und kardanische Ausgleichsbewegungen auszuführen vermag.
Wie
weiterhin der 1 zu entnehmen ist, ist der
Kanal 56 zur Druckbeaufschlagung der Druckmittelkammer 54 in
dem Führungsglied 58 ausgebildet, wobei
der Kanal 56 in dem Führungsglied 58 eine Längsbohrung 96 aufweist,
die über
eine Querbohrung 98 nahe dem Kugelkopf 92 mit
der Druckmittelkammer 54 kommuniziert. Ferner ist das Führungsglied 58 in
Richtung der zu bearbeitenden Fläche
F vermittels einer Schraubendruckfeder 100 vorgespannt,
die in 1 unterhalb des Führungsglieds 58 in
der Aufnahmebohrung 90 aufgenommen ist und sich an einer
Madenschraube 102 abstützt.
Die Madenschraube 102 ist schließlich in einen Innengewindeabschnitt 104 der
Aufnahmebohrung 90 im Grundkörper 44 eingeschraubt
und mit einer Durchgangsbohrung 106 für das Druckmittel versehen.
Es
ist ersichtlich, daß der
Aufnahmeabschnitt 50 des Gelenkteils 48 mittels
des Führungsglieds 58 in
Querrichtung gegenüber
dem Grundkörper 44 abgestützt ist.
Zugleich kann das Führungsglied 58 dem
Aufnahmeabschnitt 50 in axialer Richtung folgen und umgekehrt,
wenn die Druckmittelkammer 54 über den Kanal 56 mit
dem Druckmittel beaufschlagt bzw. der Aufnahmeabschnitt 50 durch äußere Einwirkung
entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder 100 in Richtung
des Grundkörpers 44 gedrückt wird.
Außerdem
kann der Aufnahmeabschnitt 50 des Gelenkteils 48 aufgrund
der Gelenkverbindung zum Führungsglied 58 an
dem Kugelkopf 92 des Führungsglieds 58 verkippen,
wobei der Faltenbalgabschnitt 52 des Gelenkteils 48 entsprechend verformt
wird.
Um
nun einen sicheren Halt des Poliertellers 10 an und eine
Drehmitnahme des Poliertellers 10 mit dem Aufnahmeabschnitt 50 des
Werkzeugs 12 zu gewährleisten,
sind an den einander zugewandten Flächen des Aufnahmeabschnitts 50 des
Gelenkteils 48 und des Trägerkörpers 14 des Poliertellers 10, d.h.
an einer in 1 oberen Stirnfläche 108 des
Aufnahmeabschnitts 50 und der Unterseite 42 des
Trägerkörpers 14 komplementär geformte
Strukturen ausgebildet, die formschlüssig ineinandergreifen. Diese Strukturen
sind im dargestellten Ausführungsbeispiel
durch einen Vorsprung 110 am Aufnahmeabschnitt 50 des
Gelenkteils 48 und eine zugeordnete Aussparung 112 im
Trägerkörper 14 des
Poliertellers 10 gebildet.
Gemäß den 1 und 3 weisen
sowohl der Vorsprung 110 am Aufnahmeabschnitt 50 als auch
die Aussparung 112 im Trägerkörper 14 die Form eines
Pyramidenstumpfs auf, der eine rechteckige, nicht-quadratische Grundfläche mit
einem längeren
Kantenpaar 114 und einem kürzeren Kantenpaar 116 hat.
Im Falle einer torisch vorgeformten Trägerfläche 38 am Trägerkörper 14,
die eine Basisachse BA und eine Zylinderachse ZA aufweist (siehe 3),
ist die pyramidenstumpfförmige
Aussparung 112 im Trägerkörper 14 derart
bezüglich
der Trägerfläche 38 ausgerichtet,
daß das
längere
Kantenpaar 114 parallel zur Basisachse BA verläuft, was
die Kippstabilität
des Poliertellers 10 bei der Bearbeitung erhöht. Einer
hohen Kippstabilität
des Poliertellers 10 förderlich
ist ferner der Umstand, daß das
durch die hinterschnittene Aufnahmekammer 88 im Aufnahmeabschnitt 50 des
Gelenkteils 48 und den Kugelkopf 92 des Führungsglieds 58 gebildete
Kugelgelenk sich wenigstes teilweise im Bereich des Vorsprungs 110 befindet,
wodurch der Punkt, um den der Aufnahmeabschnitt 50 verkippen
kann, dem Ort des Bearbeitungseingriffs zwischen dem Polierteller 10 und dem
Brillenglas L relativ nahe ist.
Bei
der Feinbearbeitung der zu bearbeitenden optisch wirksamen Fläche F des
Brillenglases L, die auf an sich bekannte Weise mittels nicht gebundenem
Korn erfolgt, welches durch eine geeignete Flüssigkeit zur Eingriffsstelle
zwischen Polierteller 10 und Brillenglas L zugeführt wird,
und zwar sowohl von radial außen
vermittels der eingangs erwähnten flexibel
justierbaren Schläuche
(nicht gezeigt) als auch von radial innen über die Schaumstoffschicht 16,
die Aussparung 30 in der Schaumstoffschicht 16 und
die wenigstens eine Öffnung 20 in
der Polier folie 18, werden das Werkzeug 12 und
das Brillenglas L in ebenfalls an sich bekannter Weise im wesentlichen synchron,
d.h. gleichsinnig und im wesentlichen mit der gleichen Drehzahl
angetrieben. Hierbei werden das Werkzeug 12 und das Brillenglas
L zugleich relativ zueinander verschwenkt, so daß sich der Eingriffsbereich
zwischen Polierteller 10 und Brillenglas L laufend ändert. Diese
Feinbearbeitungsverfahren, bei denen etwa im Fall der Bearbeitung
von Freiformflächen
die Schwenkbewegung in fester Einstellung um den Mittelpunkt eines "Best Fit Radius", d.h. eines angenährten Mittelpunkts
der zu bearbeitenden Fläche
F des Brillenglases L erfolgt oder aber die Relativbewegung zwischen
Werkzeug 10 und Brillenglas L durch ein bahngesteuertes
Verfahren in zwei CNC-Linearachsen und einer CNC-Schwenkachse erzeugt
wird, sind dem Fachmann hinlänglich
bekannt und sollen deshalb an dieser Stelle nicht näher beschrieben
werden.
Infolge
der Relativbewegung von Werkzeug 12 und Brillenglas L wird,
wie eingangs bereits angesprochen, der Schaumstoffschicht 16 des
Poliertellers 10 über
die Polierfolie 18 eine Walkbewegung aufgezwungen, d.h,
die Schaumstoffschicht 16 wird zugleich örtlich zusammengedrückt und
an anderer Stelle entlastet, wodurch das flüssige Poliermittel in der Schaumstoffschicht 16 wandert
bzw. wie beim Ausdrücken
eines Schwamms von einem Bereich in einen anderen Bereich der Schaumstoffschicht 16 verdrängt wird. Überschüssiges Poliermittel
wird hierbei, wie in 1 mit Pfeilen in der Schaumstoffschicht 16 angedeutet,
sowohl nach radial außen
als auch nach radial innen verdrängt,
von wo es über
die Öffnung 20 in
der Polierfolie 18 die zu bearbeitende Fläche F des
Brillenglases L benetzen kann. Dabei kommt es – nach radial außen oder
radial innen – zu einer
Druckentlastung, die verhindert, daß die Poren in der Schaumstoffschicht 16 zerreißen oder
sich die (Klebe)Verbindung zwischen der Schaumstoffschicht 16 und
der Polierfolie 18 bzw. zwischen der Schaumstoffschicht 16 und
der Trägerfläche 38 des
Trägerkörpers 14 löst.
Die 4 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
eines Poliertellers 10, der an einem Werkzeug 12 zur
Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen F an insbesondere Brillengläsern L montiert
ist. Da letzteres sich nicht von dem Werkzeug 12 gemäß 1 unterscheidet,
wurde die Zeichnung nach unten abgebrochen. Der Polierteller 10 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem Polierteller 10 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
lediglich dahingehend, daß die
Polierfolie 18 über
die Außenumfangsfläche 32 der
Aussparung 30 in der Schaumstoffschicht 16 mit
einem Innenrandbereich 118 nach radial innen übersteht.
Auch hier entsteht bei 120 ein natürlicher Radius bzw. eine "Kantenabrundung", die bei der Bearbeitung
der optisch wirksamen Fläche
F keine unerwünschten
Bearbeitungsspuren hinterläßt.
Die 5 bis 9 veranschaulichen schließlich noch,
daß die Öffnung 20/Öffnungen 20 in einem
mittleren Bereich der Polierfolie 18 des Poliertellers 10 den
jeweiligen Bearbeitungserfordernissen entsprechend, beispielsweise
in Abhängigkeit
vom Polierdruck, der Größe und/oder
der Lage des Flächenbereichs
auf der zu bearbeitenden Fläche
F, der bei der Bearbeitung ständig
vom Polierteller 10 überdeckt
ist, eine unterschiedliche Lage, Größe, Form und/oder Anzahl besitzen
können.
Exemplarisch dargestellt sind eine kreuzförmige (5), sternförmige (6),
geschwungene bzw. S-förmige
(7) und längliche
bzw. elliptische (8) Öffnung 20 in der Polierfolie 18 sowie
mehrere Öffnungen 20 (9), die
in Form und Verteilung den Befestigungslöchern an einem Knopf ähneln.
Es
wird ein Polierteller für
ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an insbesondere
Brillengläsern
offenbart, der einen Trägerkörper aufweist,
an dem eine Schaumstoffschicht befestigt ist, der eine Polierfolie
aufliegt. Erfindungsgemäß ist die
Polierfolie in einem mittleren Bereich mit wenigstens einer Öffnung versehen.
Die Öffnung sorgt
bei der Bearbeitung für
einen Druckausgleich und stellt flüssiges Poliermittel aus dem
Inneren der Schaumstoffschicht zur Verfügung, wodurch eine bessere
Spülung
und Kühlung
sonst benachteiligter Poliertellerbereiche erzielt wird. Im Ergebnis
wird ein denkbar einfach und kostengünstig aufgebauter Polierteller
vorgeschlagen, der verglichen zum Stand der Technik bei Erzielung
hoher Oberflächenqualitäten deutlich
langlebiger ist.