DE102008051833B4

DE102008051833B4 - Vorrichtung zum Spannen eines auf einem Blockstück geblockten optischen Werkstücks, insbesondere Brillenglases, für dessen Bearbeitung und/oder Beschichtung

Info

Publication number: DE102008051833B4
Application number: DE200810051833
Authority: DE
Inventors: Holger Schäfer; Herbert Wagner; Edward McPherson; Marc Savoie
Original assignee: Satisloh AG
Current assignee: Satisloh AG
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2028-10-18
Also published as: DE102008051833A1; WO2010043365A1; US8870628B2; EP2342048B1; US20110220018A1; EP2342048A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (10) zum Spannen insbesondere eines auf einem Blockstück geblockten Brillenglases für dessen Bearbeitung und/oder Beschichtung offenbart, die einen eine Mittelachse (M) aufweisenden Aufnahmeraum (34) für einen Spannabschnitt des Blockstücks und eine Mehrzahl von in einem Randbereich des Aufnahmeraums vorgesehenen Spannflächen (36) umfasst, welche mit dem Spannabschnitt des Blockstücks wahlweise in Eingriff bringbar sind, um das Blockstück zu spannen. Zur Vermeidung einer übermäßigen Verformung des gespannten Blockstücks stehen die Spannflächen paarweise mit radialem Abstand zur Mittelachse einander gegenüber und sind vermittels eines Spannstücks (38) wahlweise aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar, um den Spannabschnitt des Blockstücks durch Spannkräfte (F) zu spannen, die im wesentlichen in einer tangentialen Richtung mit radialem Abstand zur Mittelachse ausgerichtet sind, bzw. um das Blockstück freizugeben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung zum Spannen eines auf einem Blockstück geblockten optischen Werkstücks für dessen (weitere) Bearbeitung und/oder (weitere) Beschichtung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, welche Vorrichtung dazu dient, das geblockte Werkstück in der jeweiligen Bearbeitungsmaschine und/oder Beschichtungsanlage zu halten.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Spannen von geblockten Brillengläsern, die in sogenannten ”RX-Werkstätten” in der jeweiligen Bearbeitungsmaschine bzw. Beschichtungsanlage massenweise zu spannen sind, bevor das jeweilige geblockte Brillenglas an seiner Rück- oder Frontfläche im Hinblick auf seine optische Wirkung und/oder am Rand zur Einpassung in ein zugeordnetes Brillengestell mit geometrisch bestimmter (Fräsen/Drehen) oder geometrisch unbestimmter (Schleifen/Polieren) Schneide spanend bearbeitet und/oder auf seiner Rück- oder Frontfläche zur Erzielung zusätzlicher Wirkungen (Erhöhung der Kratzfestigkeit, Antireflexionseigenschaften, Verspiegelung, hydrophobe Eigenschaften, etc.) beschichtet wird.
STAND DER TECHNIK
In der Brillenglas-Rezeptfertigung (”RX-Werkstätten”; sind derzeit verschiedene Spannvorrichtungen im Einsatz, wie sie zum Beispiel in der gattungsbildenden deutschen Norm DIN 58739-5 ”Optikfertigung – Spannmittel für die Optik – Teil 5: Spannzangen zur Spannung der Blockstücke in der Brillenglasfertigung” gezeigt sind. Ein kennzeichnendes Merkmal der vorbekannten Spannzangen ist, dass sie das Blockstück an einem dafür vorgesehenen Spanndurchmesser durch Kräfte fixieren, die in radialer Richtung, d. h. in Richtung auf die Mittelachse des Blockstücks wirken. Diese Kräfte werden entweder über die Verbiegung eines Festkörpergelenks – ”Version B” gemäß der Norm – oder aber auf ”klassische” Weise mit Hilfe von zwei Schrägflächen – ”Version A” gemäß der Norm: die Spannzange ist als im Spannbereich geschlitzter Innenkegel ausgebildet, der sich an einem geschlossenen, etwas steileren Außenkegel einer ringförmigen, ortsfest mit der Werkstückspindel verbundenen Spannhülse abstützt – aufgebracht, wenn an einem zentralen Spannzapfen der Spannzange vermittels einer Zugstange gezogen wird.
Ein Problem bei diesem Stand der Technik besteht darin, dass, insbesondere wenn das Blockstück aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist, es infolge der von der Spannvorrichtung aufgebrachten, radial wirkenden Druckkräfte verformt werden kann, so dass das Blockstück eine Form annimmt, die sich von der Form unterscheidet, welche es normalerweise, d. h. ohne die Einwirkung solcher Kräfte aufweist. Diese Verformung des Blockstücks kann sich über das Blockmaterial auf den geblockten Brillenglasrohling übertragen, so dass etwa die Kurve, die bei der Flächenbearbeitung dem Brillenglas angearbeitet wird, sich verziehen oder verwinden kann, wenn das Blockstück mit Brillenglas aus der Spannvorrichtung genommen und das Brillenglas vom Blockstück abgeblockt wird, worauf es ohne äußere Krafteinwirkung seine ”natürliche” Form annimmt. Diese Verziehung/Verwindung der angearbeiteten, optisch wirksamen Fläche am Brillenglas ist insbesondere bei der Herstellung von Freiformflächen, die sehr enge Toleranzen erfordern, als kritisch zu beurteilen. Hier kann auch eine nur sehr geringfügige Verziehung/Verwindung der Kurve nach dem Abblocken des bearbeiteten Brillenglases vom Blockstück das bearbeitete Brillenglas aus dem zulässigen Tolezanzbereich herausführen, so dass es für den gewünschten Zweck unbrauchbar, mithin Ausschuss ist.
In der älteren europäischen Patentanmeldung 08 003 335.0 der vorliegenden Anmelderin wird ein Blockstück beschrieben, welches auf besondere Art und Weise ausgebildet ist, um (u. a.) der oben geschilderten Problematik zu begegnen. Dieses Blockstück hat einen Grundkörper mit einer Mittelachse, einen Werkstückbefestigungsabschnitt, an dem der Brillenglasrohling mittels eines Blockmaterials geblockt werden kann, und einen Spannabschnitt, über den das Blockstück und damit der geblockte Brillenglasrohling in einer Spannvorrichtung gehalten werden kann, wobei eine Besonderheit dieses Blockstücks darin besteht, dass der Spannabschnitt des Grundkörpers angepasst ist – etwa durch Ausbildung mit drei sich in radialer Richtung erstreckenden Spannvorsprüngen – vermittels Spannkräften gespannt bzw. gehalten zu werden, die im wesentlichen in einer Umfangsrichtung bezüglich der Mittelachse des Grundkörpers oder im wesentlichen in einer tangentialen Richtung mit einem Abstand bezüglich der Mittelachse des Grundkörpers ausgerichtet sind. Im Ergebnis können in Umfangsrichtung oder tangential am Blockstück aufgebrachte Spannkräfte nicht durch das gesamte Blockstück ”wandern”, wie im herkömmlichen Fall, bei dem radiale Druckkräfte am Spannabschnitt des Blockstücks aufgebracht werden, so dass übermäßige Verformungen des Blockstücks vermieden werden, d. h. solche Verformungen, die sich auf den geblockten Brillenglasrohling übertragen und dann eine unerwünschte Verziehung/Verwindung der fertigen Werkstückgeometrie zur Folge haben könnten. Eine hierfür geeignete Spannvorrichtung wird in der älteren europäischen Patentanmeldung 08 003 335.0 indes nicht beschrieben.
AUFGABENSTELLUNG
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik, wie er etwa durch die deutsche Norm DIN 58739-5 repräsentiert wird, eine möglichst einfach aufgebaute Vorrichtung zum Spannen eines auf einem Blockstück geblockten optischen Werkstücks, insbesondere Brillenglases, für dessen Bearbeitung und/oder Beschichtung bereitzustellen, die derart ausgebildet ist, dass eine übermäßige Verformung des gespannten Blockstücks und die damit einhergehenden, oben geschilderten Probleme weitestgehend vermieden werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte oder zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 19.
Erfindungsgemäß stehen bei einer Vorrichtung zum Spannen eines auf einem Blockstück geblockten optischen Werkstücks, insbesondere Brillenglases, für dessen Bearbeitung und/oder Beschichtung, die einen eine Mittelachse aufweisenden Aufnahmeraum für einen Spannabschnitt des Blockstücks und eine Mehrzahl von in einem Randbereich des Aufnahmeraums vorgesehenen Spannflächen umfasst, welche mit dem Spannabschnitt des Blockstücks wahlweise in Eingriff bringbar sind, um das Blockstück zu spannen, die Spannflächen paarweise mit radialem Abstand zur Mittelachse einander gegenüber und sind vermittels eines Spannstücks wahlweise aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar, um den Spannabschnitt des Blockstücks entweder durch Spannkräfte zu spannen, die im wesentlichen in einer Umfangsrichtung bezüglich der Mittelachse oder im wesentlichen in einer tangentialen Richtung mit radialem Abstand zur Mittelachse ausgerichtet sind, oder freizugeben.
Dadurch, dass die Spannflächen des wenigstens einen Spannflächenpaars mit Radialabstand zur Mittelachse einander zugekehrt sind, was bei z. B. im wesentlichen ebenen Spannflächen dazu führt, dass die Flächennormalen der Spannflächen auf einer Linie liegen, die nicht durch die Mittelachse des Aufnahmeraums bzw. der Spannvorrichtung – wie beim gattungsbildenden Stand der Technik – sondern deutlich seitlich beabstandet hiervon verläuft, wird beim Spannen des oben beschriebenen, geeignet ausgebildeten Blockstücks gemäß der älteren europäischen Patentanmeldung 08 003 335.0 auf ebenso einfache wie zuverlässige Weise vermieden, dass die Spannkräfte durch das gesamte Blockstück hindurch ”wandern” und dieses zusammen mit dem darauf geblockten optischen Werkstück während der Bearbeitung verbiegen oder anderweitig deformieren, so dass es nicht zu den eingangs geschilderten Goometrie(folge)fehlern am Werkstück kommen kann. Vielmehr können sich die durch ein Spannflächenpaar aufgebrachten Spannkräfte am dazwischen eingespannten Spannvorsprung des Blockstücks (im wesentlichen) gegeneinander aufheben oder auslöschen, ohne das Blockstück übermäßig zu verformen, insbesondere nicht an seinem Werkstückbefestigungsabschnitt. Da alle Spannflächen der Spannvorrichtung vermittels eines Spannstücks wahlweise aufeinander zu oder voneinander weg (relativ)bewegbar sind, um das Blockstück an seinem Spannabschnitt ohne Übertragung radialer äußerer Kräfte auf Blockstück und Werkstück zu spannen bzw. freizugeben, kann die Spannvorrichtung darüber hinaus auf einfache Weise für ein fernbetätigtes Spannen oder Lösen der Blockstücke, d. h. eine automatisierte Betätigung ausgebildet werden.
Wenngleich grundsätzlich auch nur ein oder zwei Paar Spannflächen vorgesehen sein können, ist es im Hinblick auf eine gute (Selbst)Zentrierung des Blockstücks und hohe Haltekräfte insbesondere beim Einsatz der Spannvorrichtung in spanenden Bearbeitungsmaschinen bevorzugt, wenn drei Paar Spannflächen vorgesehen sind, die über den Umfang des Aufnahmeraums für den Spannabschnitt des Blockstücks verteilt sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung sind die Spannflächenpaare ungleichmäßig über den Umfang des Aufnahmeraums verteilt, wodurch auf einfache Weise eine – für die Bearbeitung nicht-rotationssymmetrischer Geometrien benötigte – Drehwinkelorientierung des Blockstücks und damit des darauf geblockten Werkstücks um die Mittelachse erfolgen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist wenigstens eine Spannfläche jedes Spannflächenpaars mit einer Profilierung versehen, was einer hohen Haltesicherheit des gespannten Blockstücks förderlich ist.
Grundsätzlich kann das Spannstück zur Erzeugung der Relativbewegung an dem/den Spannflächenpaar(en) mittels eines rotativen Antriebs um die Mittelachse verdrehbar sein. Im Hinblick auf eine problemlose Austauschbarkeit herkömmlicher Spannvorrichtungen, d. h. eine einfache Um- bzw. Nachrüstung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung an bestehenden Bearbeitungsmaschinen oder Beschichtungsanlagen ist es allerdings bevorzugt, wenn das Spannstück zur Erzeugung der Relativbewegung der Spannflächen jedes Spannflächenpaars in Richtung der Mittelachse axial bewegbar ist, nachdem die vorbekannten Spannvorrichtungen an bestehenden Bearbeitungsmaschinen in der Regel mittels einer in der Werkstückspindel integrierten, meist federbetätigten und pneumatisch öffnenden Zugstange fernbetätigt werden, so dass die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ohne großen Umrüstungsaufwand eine herkömmliche Spannvorrichtung ersetzen kann.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung kann ferner wenigstens eine Spannfläche jedes Spannflächenpaars an einem – z. B. bezüglich eines Teils der Werkstückspindel einer Bearbeitungsmaschine – vorzugsweise ortsfesten Sockel der Spannvorrichtung ausgebildet sein.
In einer ersten konstruktiven Variante der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, die in besonders kostengünstiger und störunanfälliger Weise mit nur sehr wenigen Einzelteilen auskommt, weist der Sockel eine Mehrzahl von federnden Spannelementen auf, die paarweise einander gegenüberstehend am freien Ende jeweils mit einer Spannfläche versehen sind und mit dem Spannstück in Wirkverbindung stehen, so dass die einander gegenüberliegenden Spannflächen jedes Spannelementenpaars unter federnder Verformung der Spannelemente durch Relativbewegung des Spannstücks bezüglich des Sockels aufeinander zu bewegbar sind. Hierfür weist das Spannstück vorzugsweise einen im wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt auf, der mit Aussparungen zur Aufnahme jeweils eines Spannelementenpaars versehen ist, wobei das Spannstück im Bereich jeder Aussparung einander gegenüberliegende Schrägflächen besitzt, die mit von den Spannflächen abgewandten, rückseitigen Schrägflächen an den Spannelementen zusammenwirken, um Letztere bei axialer Relativbewegung zwischen Spannstück und Sockel in der Art eines Festkörpergelenks federnd zu verformen. Im Hinblick auf eine materialschonende und möglichst dauerfeste federnde Verformung der Spannelemente des Sockels ist es hierbei bevorzugt, wenn die im wesentlichen planebenen Schrägflächen an den Spannelementen des Sockels bezüglich der Mittelachse flacher verlaufen – mit beispielsweise einem Winkel von 10° – als die im wesentlichen planebenen Schrägflächen im Bereich der Aussparungen des Spannstücks – die mit der Mittelachse z. B. einen Winkel von 12° einschließen können – so dass die Spannkräfte über das Spannstück sicher ”von oben oder endseitig” in die Spannelemente einleitbar sind. Schließlich könnte die erste konstruktive Variante der Spannvorrichtung – wenngleich weniger bevorzugt – grundsätzlich auch so abgewandelt werden, dass von den Spannelementen jedes Spannelementenpaars am Sockel lediglich ein Spannelement federnd ausgebildet ist, während das andere Spannelement bezüglich des Sockels fest ist.
In einer zweiten, nur geringfügig aufwendigeren konstruktiven Variante der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung hat der Sockel einen im wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt, der zur Bildung mehrerer, jeweils eine Spannfläche aufweisender stationärer Spannbacken ausgehend von einer Stirnfläche mit mehreren Aussparungen versehen ist, in denen bewegbare Spannbacken mit jeweils einer Spannfläche aufgenommen sind, so dass – ähnlich einer Klauenkupplung – jedes Spannflächenpaar eine Spannfläche an einer stationären Spannbacke und eine Spannfläche an einer bewegbaren Spannbacke besitzt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die bewegbaren Spannbacken kronenartig an einem Ringteil angebracht sind, welches bezüglich des Sockels um die Mittelachse drehbar ist, was auf einfache Weise eine gemeinsame, synchrone Bewegbarkeit dieser Spannbacken gewährleistet. Für eine einfache Erzeugung der Drehbewegung des Ringteils kann das Spannstück mit dem Ringteil derart wirkverbunden sein, dass eine Axialbewegung des Spannstücks in Richtung der Mittelachse die Drehbewegung des Ringteils um die Mittelachse bewirkt. Dabei ist eine Ausgestaltung der Wirkverbindung bevorzugt, bei der das bezüglich des Sockels drehfest gehaltene Spannstück mindestens eine bezüglich der Mittelachse schräggestellte Steuerfläche aufweist, an der ein mit dem Ringteil verbundener Spannstift angreift, um bei Axialbewegung des Spannstücks die Drehbewegung des Ringteils hervorzurufen. Um fernerhin eine Schwergängigkeit oder ein Verkanten des Spannstücks und des Ringteils auf einfache Weise zu verhindern, können bezüglich der Mittelachse schräggestellte Steuerflächen auf bezüglich der Mittelachse diametral gegenüberliegenden Seiten des Spannstücks ausgebildet sein und mit zugeordneten Spannstiften am Ringteil zusammenwirken. Im Hinblick auf ein problemloses Lösen bzw. Öffnen dieser Spannvorrichtung kann schließlich vorzugsweise jedes Spannflächenpaar mittels einer Druckfeder auseinander gespannt sein, die zwischen den dem jeweiligen Spannflächenpaar zugeordneten stationären und bewegbaren Spannbacken angeordnet ist.
Insbesondere zum Schutz der Mechanik der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, und auch für eine Vorzentrierung des Blockstücks in der Spannvorrichtung, kann eine Außenhülse vorgesehen sein, die die Spannflächenpaare umgibt. Vorzugsweise weist diese Außenhülse an ihrem freien Ende innenumfangsseitig eine im wesentlichen konisch verlaufende (Vor)Zentrierfläche für das Blockstück auf. Ebenfalls kann die Außenhülse an ihrem freien Ende stirnseitig eine planebene Ringfläche zur Auflage des Blockstücks besitzen. Schließlich kann vorgesehen sein, dass sich durch die Außenhülse wenigstens ein Staudruckkanal hindurch erstreckt, der mit einer Öffnung an der (Auflage)Ringfläche endet, so dass insbesondere bei einer automatisierten Bearbeitungsmaschine vermittels einer Staudruck-Sensorik auf einfache Weise die korrekte Lage des Blockstücks erkannt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten, teilweise schematischen Zeichnungen näher erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. entsprechende Teile kennzeichnen. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung von schräg oben, mit einem in wesentlichen dreiteiligen Aufbau, umfassend eine Außenhülse, ein Spannstück und einen Sockel sowie diverse Kleinteile (Befestigungsmittel, Dichtungen, etc.),
2 eine perspektivische Ansicht der Spannvorrichtung gemäß 1 von schräg unten,
3 eine Draufsicht auf die Spannvorrichtung gemäß 1,
4 eine Schnittansicht der Spannvorrichtung gemäß 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie IV-IV in 3,
5 eine Schnittansicht der Spannvorrichtung gemäß 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie V-V in 3, in der ein mit gestrichelten Linien eingezeichnetes Blockstück gespannt ist,
6 eine perspektivische Darstellung der Spannvorrichtung gemäß 1 in auseinandergezogener Anordnung,
7 eine perspektivische Ansicht der Außenhülse der Spannvorrichtung gemäß 1 von schräg oben,
8 eine perspektivische Ansicht der Außenhülse der Spannvorrichtung gemäß 1 von schräg unten,
9 eine perspektivische Ansicht des Spannstücks der Spannvorrichtung gemäß 1 von schräg oben,
10 eine perspektivische Ansicht des Spannstücks der Spannvorrichtung gemäß 1 von schräg unten,
11 eine perspektivische Ansicht des Sockels der Spannvorrichtung gemäß 1 von schräg oben,
12 eine perspektivische Ansicht des Sockels der Spannvorrichtung gemäß 1 von schräg unten,
13 eine Draufsicht auf eine Spannvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit einem im wesentlichen vierteiligen Aufbau, umfassend eine Außenhülse, ein Ringteil, ein Spannstück und einen Sockel sowie diverse Kleinteile (Befestigungsmittel, Dichtungen, etc.),
14 eine Schnittansicht der Spannvorrichtung gemäß 13 entsprechend der Schnittverlaufslinie XIV-XIV in 13,
15 eine Schnittansicht der Spannvorrichtung gemäß 13 entsprechend der Schnittverlaufslinie XV-XV in 13,
16 eine Schnittansicht der Spannvorrichtung gemäß 13 entsprechend der Schnittverlaufslinie XVI-XVI in 13, in der ein mit gestrichelten Linien eingezeichnetes Blockstück gespannt ist,
17 eine perspektivische Darstellung der Spannvorrichtung gemäß 13 in auseinandergezogener Anordnung,
18 eine perspektivische Ansicht des Ringteils der Spannvorrichtung gemäß 13 von schräg oben,
19 eine perspektivische Ansicht des Ringteils der Spannvorrichtung gemäß 13 von schräg unten,
20 eine perspektivische Ansicht des Spannstücks der Spannvorrichtung gemäß 13 von schräg oben,
21 eine perspektivische Ansicht des Spannstücks der Spannvorrichtung gemäß 13 von schräg unten,
22 eine perspektivische Ansicht des Sockels der Spannvorrichtung gemäß 13 von schräg oben,
23 eine perspektivische Ansicht des Sockels der Spannvorrichtung gemäß 13 von schräg unten,
24 eine perspektivische Ansicht eines vermittels der erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen spannbaren Blockstücks gemäß der älteren europäischen Patentanmeldung 08 003 335.0 der vorliegenden Anmelderin von schräg oben und
25 eine perspektivische Ansicht des Blockstücks gemäß 24 von schräg unten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Den 1 bis 12 einerseits und 13 bis 23 andererseits sind ein erstes bzw. ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spannvorrichtung 10 bzw. 10' zu entnehmen, die in/an einer Bearbeitungsmaschine oder Beschichtungsanlage befestigbar ist – in den 4 und 14 ist hierfür beispielhaft ein Teil einer Werkstückspindel S einer Bearbeitungsmaschine mit gestrichelten Linien angedeutet – und denen ferner gemein ist, dass sie auf unten noch näher zu beschreibende Weise zur Aufnahme/zum Spannen eines Blockstücks B angepasst sind (vgl. die 5 und 16), welches in den 24 und 25 näher gezeigt ist und nachfolgend nur insoweit beschrieben werden soll, als es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich erscheint; im Übrigen sei bezüglich der Ausbildung/Funktion des Blockstücks B ausdrücklich auf die ältere europäische Patentanmeldung 08 003 335.0 der vorliegenden Anmelderin verwiesen, die u. a. dieses Blockstück B zum Gegenstand hat.
Gemäß den 24 und 25 hat das Blockstück B einen Grundkörper 12 mit einem Werkstückbefestigungsabschnitt 14, an dem z. B. ein Brillenglasrohling (nicht gezeigt) mittels eines Blockmaterials (ebenfalls nicht dargestellt) befestigt werden kann, und einem Spannabschnitt 16, über den das Blockstück B und damit der geblockte Brillenglasrohling in der Spannvorrichtung 10, 10' gehalten werden kann. Ausgehend vom Werkstückbefestigungsabschnitt 14 des Grundkörpers 12 schließt sich außenumfangsseitig eine im wesentlichen konische Übergangsfläche 18 an, die zu einer im wesentlichen ebenen Rückenfläche 20 auf der Rückseite des Blockstücks B führt. Ausgehend von der Rückenfläche 20 des Grundkörpers 12 ist dieser mit zwei Ringabschnitten 22, 24 unterschiedlichen Durchmessers versehen, die konzentrisch bezüglich einer Mittelachse A des Grundkörpers 12 angeordnet sind, wobei der radial innere Ringabschnitt 24 in axialer Richtung über den radial äußeren Ringabschnitt 22 vorsteht.
Ein hier wesentliches Merkmal dieses Blockstücks B besteht darin, dass der Spannabschnitt 16 des Grundkörpers 12 angepasst ist, vermittels Spannkräften gespannt bzw. gehalten zu werden, die im wesentlichen in einer Umfangsrichtung bezüglich der Mittelachse A des Grundkörpers 12 bzw. im wesentlichen in einer tangentialen Richtung mit einem Abstand bezüglich der Mittelachse A des Grundkörpers 12 ausgerichtet sind. Zu diesem Zweck weist der Spannabschnitt 16 wenigstens einen, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei sich in radialer Richtung erstreckende Spannvorsprünge 26 auf, die ungleichmäßig über dem Umfang verteilt sind und ausgehend von der Rückenfläche 20 des Grundkörpers 12 den Ringspalt zwischen dem radial äußeren Ringabschnitt 22 und dem radial inneren Ringabschnitt 24 überbrücken. Jeder Spannvorsprung 26 besitzt zwei voneinander abgewandte, jeweils in Umfangsrichtung zeigende Seitenflächen 28 für den Angriff der oben erwähnten Spannkräfte, die in den 24 und 25 für den vorderen Spannvorsprung 26 schematisch durch Pfeile F angedeutet sind. Es ist ersichtlich, dass sich die Spannkräfte F am jeweiligen Spannvorsprung 26 einander aufheben, ohne durch den gesamten Grundkörper 12 des Blockstücks B zu wandern. Deshalb kommt es infolge der Spannkräfte F nicht zu einer übermäßigen Verformung/Verbiegung des Blockstücks B und demgemäß nicht zu einer Verziehung/Verwindung des Werkstückbefestigungsabschnitts 14 und des darauf geblockten Brillenglasrohlings.
Wie weiterhin den 24 und 25 zu entnehmen ist, besitzt jeder Spannvorsprung 26 des Blockstücks B eine radial äußere Schrägfläche 30, die bezüglich der Mittelachse A des Grundkörpers 12 geneigt verläuft, wobei die radial äußeren Schrägflächen 30 gemeinsam einen äußeren konischen (Vor)Zentrierabschnitt des Grundkörpers 12 definieren, der an den Außenumfang des radial äußeren Ringabschnitts 22 anschließt. Schließlich weist jeder Spannvorsprung 26 einen vom Werkstückbefestigungsabschnitt 14 weggewandten axialen Endabschnitt 32 auf, der in radialer Richtung gesehen einen V-förmigen Querschnitt hat, um – wiederum für Zentrierzwecke in der Spannvorrichtung 10, 10' – ein ”dachförmiges” Ende auszubilden.
Die 1 bis 12 und 13 bis 23 zeigen nun die für die Aufnahme und zum Spannen des oben beschriebenen Blockstücks B speziell angepasste Spannvorrichtung 10, 10' beispielhaft in zwei Varianten bzw. Einzelteile hiervon. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist ein zentraler, eine Mittelachse M aufweisender Aufnahmeraum 34, 34' für den Spannabschnitt 16 des Blockstücks B vorgesehen, wobei sich in einem Randbereich des Aufnahmeraums 34, 34' Spannflächen 36, 36' befinden, die mit dem Spannabschnitt 16 des Blockstücks B, genauer den Seitenflächen 28 an den Spannvorsprüngen 26 wahlweise in Eingriff gebracht werden können, um das Blockstück B in der Spannvorrichtung 10, 10' zu spannen und zu halten (wie in den 5 und 16 angedeutet).
Diese Spannflächen 36, 36' sind auf besondere Art und Weise angeordnet und betätigbar, und zwar stehen/liegen sie paarweise mit radialem Abstand zur Mittelachse M einander gegenüber (wie insbesondere in den 3 und 13 gut zu erkennen ist) und sind vermittels eines Spannstücks 38, 38' (siehe hierzu insbesondere die Explosionsdarstellungen gemäß den 6 und 17) wahlweise aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar, um entweder den Spannabschnitt 16 des Blockstücks B, genauer dessen Spannvorsprünge 26 an deren Seitenflächen 28 durch Spannkräfte F (in den 1 und 5 für das erste Ausführungsbeispiel und ein Spannflächenpaar mit Pfeilen angedeutet) zu spannen, die im wesentlichen in einer tangentialen Richtung mit radialem Abstand zur Mittelachse M des Aufnahmeraums 34, 34' ausgerichtet sind, so dass sie nicht durch den gesamten Grundkörper 12 des Blockstücks B verlaufen und diesen nicht unzulässig deformieren können, oder um den Spannabschnitt 16 des Blockstücks B und damit das geblockte Werkstück freizugeben. Darüber hinaus kann auf diese Weise über die Spannvorrichtung 10, 10' eine formschlüssige Drehmitnahme des Blockstücks B erfolgen, ohne dass zu diesem Zweck weitere Maßnahmen vorzusehen wären. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist das Spannstück 38, 38' zur Erzeugung der Relativbewegung der Spannflächen 36, 36' jedes Spannflächenpaars in Richtung der Mittelachse M axial bewegbar, wie nachfolgend noch näher beschrieben werden wird, so dass die Spannvorrichtung 10, 10' ohne Weiteres anstelle einer herkömmlichen Spannvorrichtung, die üblicherweise über eine Zugstange axial betätigt wird, an z. B. einer Werkstückspindel S einer Bearbeitungsmaschine montiert werden kann.
Bei beiden Ausführungsbeispielen sind ferner drei Paar Spannflächen 36, 36' vorgesehen, die entsprechend der Anordnung der Spannvorsprünge 26 am Blockstück B (siehe hierzu insbesondere die 25) ungleichmäßig über den Umfang des Aufnahmeraums 34, 34' verteilt sind, z. B. ausgehend von dem in 3 oberen Spannflächenpaar oder ausgehend von dem in 13 unteren Spannflächenpaar im Uhrzeigersinn um die Mittelachse M gesehen mit einem Winkelabstand von 90°, 135° und nochmals 135° zwischen den am Umfang des Aufnahmeraums 34, 34' aufeinanderfolgenden Spannflächenpaaren, so dass das Blockstück B nur in einer vorbestimmten Winkelstellung in der Spannvorrichtung 10, 10' gespannt werden kann. Für eine bessere Kraftübertragung auf die verhältnismäßig weichen Spannvorsprünge 26 des hier aus Kunststoff bestehenden Blockstücks B ist weiterhin bei beiden Ausführungsbeispielen wenigstens eine, beim ersten Ausführungsbeispiel sogar beide Spannfläche(n) 36, 36' jedes Spannflächenpaars mit einer Profilierung P etwa in Form einer Riffelung versehen, wie insbesondere den 6, 11, 12, 17, 18 und 19 zu entnehmen ist. Schließlich ist beiden Ausführungsbeispielen gemein, dass wenigstens eine, beim ersten Ausführungsbeispiel wiederum beide Spannfläche(n) 36, 36' jedes Spannflächenpaars an einem bezüglich der Werkstückspindel S (siehe die 4 und 14) ortsfesten Sockel 40, 40' der Spannvorrichtung 10, 10' ausgebildet ist, und dass eine für beide Ausführungsbeispiele identische, deshalb auch nur zum ersten Ausführungsbeispiel in den 7 und 8 als Einzelteil dargestellte Außenhülse 42 vorgesehen ist, welche die Spannflächenpaare umgibt und die Mechanik der Spannvorrichtung 10, 10' schützt.
Beim ersten Ausführungsbeispiel weist der metallische Sockel 40 gemäß insbesondere den 6, 11 und 12 einen scheibenförmigen Flanschabschnitt 44 auf, von dessen Oberseite sich nahe einer zentralen Öffnung 46 eine Mehrzahl von, im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs federnde(n) Spannelemente(n) 48 im wesentlichen rechtwinklig zum Flanschabschnitt 44 wegerstrecken. Die federnden Spannelemente 48 sind – als solche Festkörpergelenke bildend – wie gezeigt einstückig mit dem Flanschabschnitt 44 ausgebildet, können alternativ dazu aber auch separat hergestellt und auf geeignete Weise (z. B. durch Schweißen oder Einkleben in zugeordnete Öffnungen) am Flanschabschnitt 44 befestigt sein. Die Spannelemente 48 sind ferner paarweise einander gegenüberstehend am freien Ende jeweils mit einer profilierten (Profilierung P) Spannfläche 36 versehen und stehen mit dem Spannstück 38 in Wirkverbindung, so dass die einander gegenüberliegenden Spannflächen 36 jedes Spannelementenpaars unter federnder Verformung der Spannelemente 48 durch Relativbewegung des Spannstücks 38 bezüglich des Sockels 40 aufeinander zu bewegbar sind.
Hierfür weist das Spannstück 38 gemäß insbesondere den 5, 6, 9 und 10 einen im wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt 50 auf, der mit den hohlzylindrischen Abschnitt 50 in Ringsegmente unterteilenden, radial durchgehenden Aussparungen 52 zur Aufnahme jeweils eines Spannelementenpaars versehen ist. Ferner hat das Spannstück 38 im Bereich jeder Aussparung 52, genauer an deren in den 5, 6 und 10 oberen Ende einander gegenüberliegende Schrägflächen 54, die mit von den Spannflächen 36 abgewandten, rückseitigen Schrägflächen 56 an den Spannelementen 48 zusammenwirken, um die Spannelemente 48 jedes Spannelementenpaars bei axialer Relativbewegung zwischen Spannstück 38 und Sockel 40 unter gleitender Anlage der einander zugeordneten Schrägflächen 54, 56 federnd zu verformen bzw. federnd aufeinander zu zu verbiegen, so dass der zwischen den Spannflächen 36 des jeweiligen Spannelementenpaars aufgenommene Spannvorsprung 26 des Blockstücks B gefasst bzw. gespannt wird. Um die Spannkräfte möglichst nahe dem freien Ende in die Spannelemente 48 einzuleiten, verlaufen die im wesentlichen planebenen Schrägflächen 56 an den Spannelementen 48 des Sockels 40 bezüglich der Mittelachse M flacher als die im wesentlichen planebenen Schrägflächen 54 im Bereich der Aussparungen 52 des Spannstücks 38 (siehe die 10 und 12: der Winkel a zwischen den Schrägflächen 56 an den nicht eingefederten Spannelementen 48 und einer zur Mittelachse M parallelen Linie ist kleiner als der Winkel b zwischen den Schrägflächen 54 am Spannstück 38 und einer zur Mittelachse M parallelen Linie).
An den hohlzylindrischen Abschnitt 50 des Spannstücks 38 schließt sich ein mit einer gestuften Durchgangsbohrung 58 versehener, auch am verglichen zum Außendurchmesser des hohlzylindrischen Abschnitts 50 durchmesserkleineren Außenumfang gestufter, zapfenförmiger Fortsatz 60 an, der die Öffnung 46 im Flanschabschnitt 44 des Sockels 40 gemäß 4 eng durchgreift. Unterhalb des Sockels 40 ist der Fortsatz 60 mittels eines O-Rings 62 (nur in den 2, 4 und 5 gezeigt) abgedichtet in eine zugeordnete Bohrung 64 (siehe 4) der Werkstückspindel S eingesetzt und dort über eine die Durchgangsbohrung 58 durchgreifende zentrale Schraube 66 mit einer Zugstange (nicht gezeigt) in der Werkstückspindel S verschraubt. Insoweit ist ersichtlich, dass durch Ziehen des Spannstücks 38 mittels der Zugstange in den 3 und 4 nach unten die Spannbewegung der Spannelemente 48 in Richtung der Pfeile F in 5 erzeugt wird, wobei bei nicht eingelegtem Blockstück B die Relativbewegung zwischen Spannstück 38 und Sockel 40 durch Anschlag einer unteren, durch die Aussparungen 52 unterbrochenen Ringfläche 68 des hohlzylindrischen Abschnitts 50 des Spannstücks 38 an der Oberseite des Flanschabschnitts 44 des Sockels 40 ein Ende erfährt.
Wie des Weiteren insbesondere den 6, 11 und 12 zu entnehmen ist, ist der Flanschabschnitt 44 des Sockels 40 mit diversen durchgehenden Bohrungen versehen. Hierbei handelt es sich im Einzelnen um: drei Befestigungsbohrungen 70, die auf einem im wesentlichen mittleren Teilkreis verteilt sind und von Befestigungsschrauben 72 durchgriffen werden, die dazu dienen, den Sockel 40 fest an der Werkstückspindel S zu befestigen (siehe 4); zwei bezüglich der Mittelachse M diametral gegenüberliegende Aufnahmebohrungen 74 für je einen Zylinderstift (nicht dargestellt), der in eine jeweils zugeordnete Aufnahmebohrung 76 in der Ringfläche 68 des Spannstücks 38 eingreift, um das Spannstück 38 bezüglich des Sockels 40 axialbeweglich aber drehfest zu halten; zwei wiederum bezüglich der Mittelachse M diametral gegenüberliegende, durchmessergrößere Durchgangsbohrungen 78 für je einen Staudruckanschluss (bei 80 lediglich für das zweite Ausführungsbeispiel in 16 gezeigt), dessen Sinn und Zweck nachfolgend noch erläutert werden wird; und schließlich drei auf einem äußeren Teilkreis liegende Gewindebohrungen 82, in die gestufte Durchgangsbohrungen 84 in der Außenhülse 42 durchgreifende Befestigungsschrauben 86, 86' eingeschraubt sind, um die Außenhülse 42 fest am Sockel 40 zu befestigen.
Die in den 7 und 8 näher gezeigte metallische Außenhülse 42 der Spannvorrichtung 10 hat einen Hülsenabschnitt 88 und einen sich daran radial außen übergangslos bzw. verrundet anschließenden Flanschabschnitt 90, der von radial außen mit einem Schlitz 92 zur Drehorientierung der Außenhülse 42 an einem Indexstift (nicht gezeigt) der Werkstückspindel S versehen ist. Ausgehend von der Unterseite weist der Flanschabschnitt 90 eine Aussparung 94 zur Aufnahme des Flanschabschnitts 44 dass Sockels 40 auf, die ihrerseits am Boden mit Aussparungen 96 versehen ist, welche die Köpfe der Befestigungsschrauben 72 aufnehmen.
Am freien Ende des Hülsenabschnitts 88 weist die Außenhülse 42 stirnseitig eine planebene Ringfläche 98 zur Auflage des Blockstücks B auf. Wie insbesondere der 5 (bzw. 16 für das zweite Ausführungsbeispiel) zu entnehmen ist, liegt das in der Spannvorrichtung 10 korrekt gespannte Blockstück B mit einem Ringbereich seiner Rückenfläche 20, der sich radial außerhalb des Ringabschnitts 22 befindet, flächig auf der Ringfläche 98 auf. Innenumfangsseitig schließt sich an die Ringfläche 98 am freien Ende des Hülsenabschnitts 88 der Außenhülse 42 eine im wesentlichen konisch verlaufende Zentrierfläche 100 an, an der das Blockstück B beim Einsetzen in die Spannvorrichtung 10 über die Schrägflächen 30 an den Spannvorsprüngen 26 vorzentriert wird. Im übrigen umgibt der Hülsenabschnitt 88 der Außenhülse 42 mit seinem Innenumfang schützend die Spannflächen 36 und begrenzt somit auch den Aufnahmeraum 34 nach radial außen.
Schließlich ist bezüglich der Außenhülse 42 noch anzumerken, dass sich wenigstens ein, in den dargestellten Ausführungsbeispielen zwei diametral bezüglich der Mittelachse M gegenüberliegende Staudruckkanäle (beim zweiten Ausführungsbeispiel in 16 mit 102 angezogen) durch den Hülsenabschnitt 88 im wesentlichen parallel zur Mittelachse M hindurch erstrecken, die an der Ringfläche 98 mit jeweils einer Öffnung 104 enden. Zur Überprüfung des korrekten Sitzes des Blockstücks B können die Staudruckkanäle 102 mit Druckluft beaufschlagt werden; liegt das Blockstück B mit seiner Rückenfläche 20 flächig auf der Ringfläche 98 der Außenhülse 42 auf – was zugleich bedeutet, dass sich die Spannvorsprünge 26 des Blockstücks B zwischen den Spannflächen 36 befinden – und werden somit die beiden Öffnungen 104 der Staudruckkanäle 102 verschlossen, baut sich sodann ein Staudruck auf, der anzeigt, dass das Blockstück B richtig in der Spannvorrichtung 10 sitzt. Baut sich kein (oder nur ungenügend) Staudruck auf, spricht ein Druckwächter (nicht gezeigt) an und gibt Alarm.
Bliebe zum eigentlichen Spannvorgang noch darauf hinzuweisen, dass das Blockstück B beim ggf. automatisierten Einsetzen in die Spannvorrichtung 10 zunächst vorzentriert wird, zum einen durch Zusammenwirken der radial äußeren Schrägflächen 30 an den Spannvorsprüngen 26 mit der Zentrierfläche 100 an der Außenhülse 42, zum anderen durch Zusammenwirken der dachförmigen Endabschnitte 32 der Spannvorsprünge 26 mit den Abschlusskanten der Spannflächen 36 an den freien Enden der Spannelemente 48, bevor die endgültige Zentrierung des Blockstücks B im Aufnahmeraum 34 durch die über die axiale Verlagerung des Spannstücks 38 bewirkte Spannbewegung der Spannelemente 48 (in Richtung der Pfeile F in den 1 und 5) erfolgt.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die 13 bis 23 das zweite Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung 10' nur insoweit beschrieben werden, als es sich wesentlich vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, wobei identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen ohne Strich, entsprechende bzw. funktionsähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen mit Strich (') und neue Teile mit weiteren Bezugszeichen versehen sind.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel hauptsächlich dadurch, dass der eigentliche Spannmechanismus zur Erzeugung der zum umfänglichen bzw. tangentialen Spannen des Blockstücks B benötigten Relativbewegung der Spannflächen 36' auf andere Weise ausgebildet ist. So hat zunächst der Sockel 40' gemäß insbesondere den 17, 22 und 23 einen sich an den Flanschabschnitt 44' anschließenden, im wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt 106, der zur Bildung mehrerer, jeweils eine glatte, d. h. unprofilierte Spannfläche 36' aufweisender stationärer Spannbacken 108 ausgehend von einer Stirnfläche 110 mit mehreren, im gezeigten Ausführungsbeispiel drei Aussparungen 112 versehen ist, in denen bewegbare Spannbacken 114 mit jeweils einer profilierten Spannfläche 36' aufgenommen sind, so dass jedes Spannflächenpaar eine Spannfläche 36' an einer im wesentlichen ringsegmentförmigen stationären Spannbacke 108 und eine Spannfläche 36' an einer im wesentlichen ringsegmentförmigen bewegbaren Spannbacke 114 besitzt.
Wie insbesondere den 17, 18 und 19 zu entnehmen ist, sind die bewegbaren Spannbacken 114 kronenartig an einem Ringteil 116 angebracht, welches bezüglich des Sockels 40' um die Mittelachse M drehbar ist. Dabei sind sowohl die stationären Spannbacken 108 des Sockels 40' als auch die bewegbaren Spannbacken 114 des Ringteils 116 innenumfangsseitig mit Radialnuten (lediglich in den 18, 19, 22 und 23 mit 118 angezogen) zur Aufnahme eines Sicherungselements 120 versehen, welches Sockel 40' und Ringteil 116 zusammenhält. Um die Reibung der bewegbaren Spannbacken 114 des Ringteils 116 in den Aussparungen 112 des Sockels 40' gering zu halten, sind die bewegbaren Spannbacken 114 gemäß den 18 und 19 auf ihrer Unterseite jeweils mit einer bogenförmigen Rippe 122 versehen, die gemeinsam auf einem gedachten Kreis liegen. Es ist ersichtlich, dass die erforderliche Spann(relativ)bewegung zwischen den Spannflächen 36' jedes Spannflächenpaars durch Verdrehen des Ringteils 116 um die Mittelachse M bezüglich des Sockels 40' erzeugt werden kann. Um das Lösen der Spannvorrichtung 10' zu erleichtern, ist jedes Spannflächenpaar mittels einer Druckfeder 124 auseinander gespannt, die zwischen den dem jeweiligen Spannflächenpaar zugeordneten stationären und bewegbaren Spannbacken 108 bzw. 114 angeordnet ist, wozu jede bewegbare Spannbacke 114 gemäß den 18 und 19 eine Aufnahmebohrung 126 für die jeweilige Druckfeder 124 aufweist.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist das Spannstück 38' mit dem Ringteil 116 derart wirkverbunden, dass eine Axialbewegung des Spannstücks 38' in Richtung der Mittelachse M eine Drehbewegung des Ringteils 116 um die Mittelachse M bewirkt. Hierfür weist das bezüglich dies Sockels 40' drehfest gehaltene Spannstück 38' – was vermittels Kugeln 128 (siehe die 15 und 17) bewerkstelligt wird, die in zugeordnete Axialnuten 130 an Spannstück 38' und Sockel 40' (vgl. die 20, 21, 22 und 23) eingelegt sind – an einem Kopfabschnitt 132 mindestens eine, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei bezüglich der Mittelachse M schräggestellte Steuerflächen 134 (siehe die 17, 20 und 21) auf, die gemäß insbesondere 20 auf bezüglich der Mittelachse M diametral gegenüberliegenden Seiten des Spannstücks 38' durch Nuten in dessen Kopfabschnitt 132 ausgebildet sind. An jeder Steuerfläche 134 greift ein mit dem Ringteil 116 verbundener, genauer in eine zugeordnete Radialbohrung 136 im Ringteil 116 eingesetzter Spannstift 138 an (siehe hierzu insbesondere die 14), um bei Axialbewegung des Spannstücks 38' in den 14 bis 16 nach unten die Drehbewegung des Ringteils 116 im Uhrzeigersinn in 13 hervorzurufen.
Es wird eine Vorrichtung zum Spannen insbesondere eines auf einem Blockstück geblockten Brillenglases für dessen Bearbeitung und/oder Beschichtung offenbart, die einen eine Mittelachse aufweisenden Aufnahmeraum für einen Spannabschnitt des Blockstücks und eine Mehrzahl von in einem Randbereich des Aufnahmeraums vorgesehenen Spannflächen umfasst, welche mit dem Spannabschnitt des Blockstücks wahlweise in Eingriff bringbar sind, um das Blockstück zu spannen. Zur Vermeidung einer übermäßigen Verformung des gespannten Blockstücks stehen die Spannflächen paarweise mit radialem Abstand zur Mittelachse einander gegenüber und sind vermittels eines Spannstücks wahlweise aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar, um den Spannabschnitt des Blockstücks durch Spannkräfte zu spannen, die im wesentlichen in einer tangentialen Richtung mit radialem Abstand zur Mittelachse ausgerichtet sind, bzw. um das Blockstück freizugeben.
Bezugszeichenliste

10, 10': Spannvorrichtung
12: Grundkörper
14: Werkstückbefestigungsabschnitt
16: Spannabschnitt
18: Übergangsfläche
20: Rückenfläche
22: Ringabschnitt
24: Ringabschnitt
26: Spannvorsprung
28: Seitenfläche
30: Schrägfläche
32: Endabschnitt
34, 34': Aufnahmeraum
36, 36': Spannfläche
38, 38': Spannstück
40, 40': Sockel
42: Außenhülse
44, 44': Flanschabschnitt
46, 46': Öffnung
48: Spannelement
50: hohlzylindrischer Abschnitt
52: Aussparung
54: Schrägfläche
56: Schrägfläche
58, 58': Durchgangsbohrung
60, 60': Fortsatz
62: O-Ring
64: Bohrung
66, 66': Schraube
68: Ringfläche
70, 70': Befestigungsbohrung
72, 72': Befestigungsschraube
74: Aufnahmebohrung
76: Aufnahmebohrung
78, 78': Durchgangsbohrung
80: Staudruckanschluss
82: Gewindebohrung
84: Durchgangsbohrung
86, 86': Befestigungsschraube
88: Hülsenabschnitt
90: Flanschabschnitt
92: Schlitz
94: Aussparung
96: Aussparung
98: Ringfläche
100: Zentrierfläche
102: Staudruckkanal
104: Öffnung
106: hohlzylindrischer Abschnitt
108: stationäre Spannbacke
110: Stirnfläche
112: Aussparung
114: bewegbare Spannbacke
116: Ringteil
118: Radialnut
120: Sicherungselement
122: Rippe
124: Druckfeder
126: Aufnahmebohrung
128: Kugel
130: Axialnut
132: Kopfabschnitt
134: Steuerfläche
136: Radialbohrung
138: Spannstift
a: Winkel
b: Winkel
A: Mittelachse
B: Blockstück
F: Spannkraft
M: Mittelachse
P: Profilierung
S: Werkstückspindel

Claims

Vorrichtung (10, 10') zum Spannen eines auf einem Blockstück (B) geblockten optischen Werkstücks, insbesondere Brillenglases, für dessen Bearbeitung und/oder Beschichtung, mit einem eine Mittelachse (M) aufweisenden Aufnahmeraum (34, 34') für einen Spannabschnitt (16) des Blockstücks (B) und einer Mehrzahl von in einem Randbereich des Aufnahmeraums (34, 34') vorgesehenen Spannflächen (36, 36'), die mit dem Spannabschnitt (16) des Blockstücks (B) wahlweise in Eingriff bringbar sind, um das Blockstück (B) zu spannen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannflächen (36, 36') paarweise mit radialem Abstand zur Mittelachse (M) einander gegenüberstehen und vermittels eines Spannstücks (38, 38') wahlweise aufeinander zu bewegbar sind, um den Spannabschnitt (16) des Blockstücks (B) durch Spannkräfte (F) zu spannen, die im Wesentlichen in einer Umfangsrichtung bezüglich der Mittelachse (M) oder im Wesentlichen in einer tangentialen Richtung mit radialem Abstand zur Mittelachse (M) ausgerichtet sind, oder voneinander weg bewegbar sind, um den Spannabschnitt (16) des Blockstücks (B) freizugeben.
Spannvorrichtung (10, 10') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Paar Spannflächen (36, 36') vorgesehen sind, die über den Umfang des Aufnahmeraums (34, 34') verteilt sind.
Spannvorrichtung (10, 10') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannflächenpaare ungleichmäßig über den Umfang des Aufnahmeraums (34, 34') verteilt sind.
Spannvorrichtung (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Spannfläche (36, 36') jedes Spannflächenpaars mit einer Profilierung (P) versehen ist.
Spannvorrichtung (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannstück (38, 38') zur Erzeugung der Relativbewegung der Spannflächen (36, 36') jedes Spannflächenpaars in Richtung der Mittelachse (M) axial bewegbar ist.
Spannvorrichtung (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Spannfläche (36, 36') jedes Spannflächenpaars an einem vorzugsweise ortsfesten Sockel (40, 40') der Spannvorrichtung (10, 10') ausgebildet ist.
Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (40) eine Mehrzahl von federnden Spannelementen (48) aufweist, die paarweise einander gegenüberstehend am freien Ende jeweils mit einer Spannfläche (36) versehen sind und mit dem Spannstück (38) in Wirkverbindung stehen, so dass die einander gegenüberliegenden Spannflächen (36) jedes Spannelementenpaars unter federnder Verformung der Spannelemente (48) durch Relativbewegung des Spannstücks (38) bezüglich des Sockels (40) aufeinander zu bewegbar sind.
Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannstück (38) einen im wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt (50) aufweist, der mit Aussparungen (52) zur Aufnahme jeweils eines Spannelementenpaars versehen ist, wobei das Spannstück (38) im Bereich jeder Aussparung (52) einander gegenüberliegende Schrägflächen (54) aufweist, die mit von den Spannflächen (36) abgewandten, rückseitigen Schrägflächen (56) an den Spannelementen (48) zusammenwirken, um Letztere bei axialer Relativbewegung zwischen Spannstück (38) und Sockel (40) federnd zu verformen.
Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die im wesentlichen planebenen Schrägflächen (56) an den Spannelementen (48) des Sockels (40) bezüglich der Mittelachse (M) flacher verlaufen als die im wesentlichen planebenen Schrägflächen (54) im Bereich der Aussparungen (52) des Spannstücks (38).
Spannvorrichtung (10') nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (40') einen im wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt (106) hat, der zur Bildung mehrerer, jeweils eine Spannfläche (36') aufweisender stationärer Spannbacken (108) ausgehend von einer Stirnfläche (110) mit mehreren Aussparungen (112) versehen ist, in denen bewegbare Spannbacken (114) mit jeweils einer Spannfläche (36') aufgenommen sind, so dass jedes Spannflächenpaar eine Spannfläche (36') an einer stationären Spannbacke (108) und eine Spannfläche (36') an einer bewegbaren Spannbacke (114) besitzt.
Spannvorrichtung (10') nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbaren Spannbacken (114) kronenartig an einem Ringteil (116) angebracht sind, welches bezüglich des Sockels (40') um die Mittelachse (M) drehbar ist.
Spannvorrichtung (10') nach wenigstens den Ansprüchen 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannstück (38') mit dem Ringteil (116) wirkverbunden ist, so dass eine Axialbewegung des Spannstücks (38') in Richtung der Mittelachse (M) eine Drehbewegung des Ringteils (116) um die Mittelachse (M) bewirkt.
Spannvorrichtung (10') nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das bezüglich des Sockels (40') drehfest gehaltene Spannstück (38') mindestens eine bezüglich der Mittelachse (M) schräggestellte Steuerfläche (134) aufweist, an der ein mit dem Ringteil (116) verbundener Spannstift (138) angreift, um bei Axialbewegung des Spannstücks (38') die Drehbewegung des Ringteils (116) hervorzurufen.
Spannvorrichtung (10, 10') nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Mittelachse (M) schräggestellte Steuerflächen (134) auf bezüglich der Mittelachse (M) diametral gegenüberliegenden Seiten des Spannstücks (38') ausgebildet sind und mit zugeordneten Spannstiften (138) am Ringteil (116) zusammenwirken.
Spannvorrichtung (10') nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise jedes Spannflächenpaar mittels einer Druckfeder (124) auseinander gespannt ist, die zwischen den dem jeweiligen Spannflächenpaar zugeordneten stationären und bewegbaren Spannbacken (108, 114) angeordnet ist.
Spannvorrichtung (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Außenhülse (42), die die Spannflächenpaare umgibt.
Spannvorrichtung (10, 10') nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (42) an ihrem freien Ende innenumfangsseitig eine im wesentlichen konisch verlaufende Zentrierfläche (100) aufweist.
Spannvorrichtung (10, 10') nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (42) an ihrem freien Ende stirnseitig eine planebene Ringfläche (98) zur Auflage des Blockstücks (B) aufweist.
Spannvorrichtung (10, 10') nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch die Außenhülse (42) wenigstens ein Staudruckkanal (102) erstreckt, der mit einer Öffnung (104) an der Ringfläche (98) endet.