DE102009006156A1 - Linsenbearbeitungsvorrichtung - Google Patents

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DE102009006156A1
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Hideo Kojima
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Kojima Engineering Co Ltd
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Eine Linsenbearbeitungsvorrichtung (1) drückt ein zu bearbeitendes Linsenmaterial (6) gegen eine Bearbeitungsfläche (7a) eines rotierenden Linsenbearbeitungswerkzeugs (7) und führt eine spanende Bearbeitung sowie einen Poliervorgang an der Oberfläche des Linsenmaterials (6) aus, wobei das Linsenmaterial eine passive Rotation ausführen kann. Ein Linsen-Druckbeaufschlagungsmechanismus ist zwischen einem Linsenhalteinstrument (5) und einem unteren Endteil eines Linsenhalterungsschafts (3) der Linsenbearbeitungsvorrichtung (1) integriert. Der Linsen-Druckbeaufschlagungsmechanismus weist eine Druckbeaufschlagungsfeder (14) und eine Druckmutter (13) zum Einstellen des Kompressionsausmaßes der Feder auf. Das Gewicht des Linsenhalterungsschafts (3) wirkt nicht als Bearbeitungsdruck auf das Linsenhalteinstrument (5); auf diese Weise können sehr geringfügige Justierungen an dem Bearbeitungsdruck vorgenommen werden. Die Trägheit des Linsenhalterungsschafts (3) wirkt nicht auf das Linsenhalteinstrument (5); somit bewegt sich das Linsenhalteinstrument (5) in Abhängigkeit von Vibrationen sowie anderen Erscheinungen, die während des Bearbeitungsvorgangs auftreten können, nach oben und nach unten. Ferner kommt es zu keinen Situationen, in denen ein übermäßiger Druck auf das Linsenmaterial (6) oder andere Komponenten ausgeübt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Linsenbearbeitungsvorrichtung zum Drücken einer zu bearbeitenden Oberfläche eines Linsenmaterials gegen eine Bearbeitungsfläche eines rotierenden Linsenbearbeitungswerkzeugs sowie zum spanenden Bearbeiten und Polieren der Oberfläche des Linsenmaterials bei gleichzeitiger Ermöglichung einer passiven Rotation des Materials. Im Spezielleren befasst sich die vorliegende Erfindung mit einem Linsenhalte-/Druckbeaufschlagungsmechanismus einer Linsenbearbeitungsvorrichtung, die während des Bearbeitungsvorgangs äußerst geringfügige Justierungen an dem aufgebrachten Druck zum Drücken des Linsenmaterials gegen ein Linsenbearbeitungswerkzeug vornehmen kann, die Linse zur Ausführung einer Bewegung in Abhängigkeit von Vibrationen sowie anderer Phänomene während der Linsenbearbeitung veranlassen kann sowie die Linse während der Bearbeitung unter Vakuumeinwirkung einspannen kann, um die Linse unter Verwendung einer Saugwirkung an dem Linsenhalteinstrument festzuhalten.
  • Linsenbearbeitungsvorrichtungen mit einer Konstruktion, wie sie in 2 gezeigt sind, sind im Stand der Technik bekannt. Eine Hohlspindel 104 einer in der Zeichnung dargestellten Linsenbearbeitungsvorrichtung 100 ist an einem hohlen Teil eines hohlen Linsenhalterungsschafts 102 unter Zwischenanordnung von Lagern 103 in drehbarer Weise koaxial angebracht. Ein Linsenhalteinstrument 105 ist nach unten weisend an einem unteren Endbereich der Hohlspindel 104 koaxial befestigt.
  • Ein Linsenbearbeitungswerkzeug 106 ist in einem nach oben weisenden Zustand an der Unterseite von dem Linsenhalteinstrument 105 angeordnet. Das Linsenbearbeitungswerkzeug 106 ist mit einer gekrümmten Bearbeitungsfläche 106a versehen und wird durch eine nicht dargestellte Antriebsquelle um eine zentrale Achse 106b der Bearbeitungsfläche 106 rotationsmäßig angetrieben.
  • Ein nicht dargestellter Schwenkmechanismus veranlasst eine Schwenkbewegung des Linsenbearbeitungswerkzeugs 106, beispielsweise nach links und nach rechts um einen Schnittpunkt zwischen der zentralen Achse 106b und einer zentralen Achse 101 einer oberen Spindel, so dass ein durch die zentralen Achsen 106b und 101 gebildeter Winkel θ während der Bearbeitung modifiziert werden kann.
  • Während der Bearbeitung wird eine Oberfläche eines von dem Linsenhalteinstrument 106 gehaltenen Linsenmaterials 111 durch den Linsenhalterungsschaft 102 gegen die Bearbeitungsfläche 106a des rotierenden Linsenbearbeitungswerkzeugs 106 gedrückt. Die Hohlspindel 104, an der das Linsenhalteinstrument 105 angebracht ist, ist durch den Linsenhalterungsschaft 102 drehbar gehaltert und dreht sich somit zusammen mit der Rotation des Linsenbearbeitungswerkzeugs 106 in passiver Weise um die zentrale Achse 101. Auf diese Weise wird die Linsenoberfläche einer spanenden Bearbeitung und einer Polierbearbeitung unterzogen, indem die Rotationsbewegung des Linsenbearbeitungswerkzeugs 106 um die zentrale Achse 106b, die passive Rotationsbewegung des Linsenmaterials 111 um die zentrale Achse 101 sowie die Schwenkbewegung des Linsenbearbeitungswerkzeugs 106 kombiniert werden.
  • Der Linsenhalterungsschaft 102 ist durch ein Lager 110 derart gehaltert, dass er nach oben und nach unten verschiebbar ist. Der während der Linsenbearbeitung aufgebrachte Bearbeitungsdruck wird unter Verwendung einer Feder, eines Zylinders oder einer anderen Druckbeaufschlagungseinrichtung (nicht gezeigt) erzielt, wobei diese Elemente an einem oberen Teil des Linsenhalterungsschafts 102 vorgesehen sind. Der durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung geschaffene Bearbeitungsdruck wird über den Linsenhalterungsschaft 102, ein Lager 103 und die Hohlspindel 104 auf das Linsenhalteinstrument 105 übertragen. Die Oberfläche des zwischen dem Linsenhalteinstrument 105 und dem Linsenbearbeitungswerkzeug 106 gehaltenen Linsenmaterials 111 wird gegen die Bearbeitungsfläche 106a gedrückt. Bei der Druckbeaufschlagungseinrichtung handelt es sich um eine universell bekannte Einrichtung, wie diese z. B. in der JP-A 2007-15074 offenbart ist.
  • Bei Linsenmaterial-Haltemechanismen und Druckbeaufschlagungsmechanismen herkömmlicher Linsenbearbeitungsvorrichtungen bestehen jedoch die im Folgenden genannten Probleme. Als Erstes sind der Linsenhalterungsschaft 102, das Lager 103 und die Hohlspindel 104 zwischen der Druckbeaufschlagungseinrichtung und dem Linsenhalteinstrument 105 angeordnet. Das Eigengewicht des Linsenhalterungsschafts 102 wird somit in Druckbeaufschlagungsrichtung aufgebracht, so dass es sehr schwierig ist, einen sehr geringen Bearbeitungsdruck auszuüben. Zum Ermöglichen des Aufbringens eines sehr geringen Bearbeitungsdrucks ist es notwendig, das Gewicht des Druckbeaufschlagungsmechanismus einschließlich des Linsenhalterungsschafts 102 zu reduzieren. Hierbei ist eine Gewichtsreduzierung beispielsweise unter Verwendung eines dünnen Rohres mit kleinem Durchmesser für den Linsenhalterungsschaft vorstellbar. Diese Vorgehensweise ist jedoch unerwünscht, da dies zu einer unangemessenen mechanischen Festigkeit und Steifigkeit des Linsenhalterungsschafts 102 führt, die Bearbeitungsgenauigkeit vermindert wird und es unweigerlich zu weiteren nachteiligen Wirkungen kommt.
  • Ferner wirkt das Eigengewicht des Linsenhalterungsschafts 102 beim Stand der Technik während der Linsenbearbeitung in kontinuierlicher Weise auf das Linsenhalteinstrument 105. Als Ergebnis hiervon ist in einem Fall, in dem Vibrationen oder ein anderes Phänomen entstehen und sich der Bearbeitungsdruck unmittelbar verändert, das Linsenhalteinstrument 105 aufgrund der Trägheit des Linsenhalterungsschafts 102 nicht in der Lage, sich in Abhängigkeit von der unmittelbaren Veränderung in dem Bearbeitungsdruck nach oben oder nach unten zu bewegen. Daher wirkt während der Bearbeitung eine übermäßig hohe Kraft auf das Linsenmaterial und weitere Komponenten, und es besteht ein Risiko, dass die Linse beschädigt oder deformiert wird oder dass andere unerwünschte Ereignisse auftreten.
  • Ferner verläuft beim Stand der Technik ein Vakuum-Einspann- bzw. Beaufschlagungsweg von dem Linsenhalteinstrument 105 über einen Vakuumschlauch 112, der im Inneren der Hohlspindel 104 und des Linsenhalterungsschafts 102 angeordnet ist, damit das zu bearbeitende Linsenmaterial 111 mittels einer Saugwirkung an der Linsenhaltefläche des Linsenhalteinstruments 105 festgehalten werden kann. Während der Linsenbearbeitung ist die Hohlspindel 104 in dem Linsenhalterungsschaft 102 drehbar gehalten. Wenn das zu bearbeitenden Linsenmaterial 111 somit durch Saugwirkung an der Linsenhaltefläche gehalten wird, wird ein Ende des Vakuumschlauchs 112 unter Zwischenanordnung eines O-Rings 113 gegen ein Ende der Hohlspindel 104 gedrückt, und es wird ein luftdichter Vakuum-Beaufschlagungsweg gebildet. Wenn die Linse bearbeitet wird, wird der Vakuumschlauch 112 von der Hohlspindel 104 getrennt, so dass die Hohlspindel 104 sich zusammen mit dem Linsenbearbeitungswerkzeug 106 gleichmäßig drehen kann. Als Ergebnis hiervon kann das Linsenmaterial 111 während der Linsenbearbeitung nicht durch Saugwirkung an der Linsenhaltefläche des Linsenhalteinstruments 105 gehalten werden. Es gibt jedoch Fälle, in denen es wünschenswert ist, dass das der Bearbeitung unterzogene Linsenmaterial durch Saugwirkung an der Linsenhaltefläche gehalten wird, um einen Linsenbearbeitungsvorgang mit hoher Genauigkeit auszuführen; die Tatsache, dass das Linsenmaterial beim Stand der Technik während der Bearbeitung nicht durch Saugwirkung an der Linsenbearbeitungsfläche festgehalten werden kann, stellt jedoch eine Quelle für Unannehmlichkeiten dar.
  • In Anbetracht der vorstehend geschilderten Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Linsenbearbeitungsvorrichtung, mit der sich diese Probleme des Standes der Technik lösen lassen.
  • Zum Lösen der vorstehend geschilderten Probleme schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem Gesichtspunkt eine Linsenbearbeitungsvorrichtung zum Drücken eines Linsenmaterials gegen eine Bearbeitungsfläche eines rotierenden Linsenbearbeitungswerkzeugs sowie zum Schneid-Bearbeiten bzw. spanenden Bearbeiten und Polieren einer Oberfläche des Linsenmaterials, wobei das Linsenmaterial eine passive Rotation ausführen kann, wobei sich die Linsenbearbeitungsvorrichtung dadurch auszeichnet, dass sie Folgendes aufweist:
    einen Linsenhalterungsschaft, der relativ zu dem Linsenbearbeitungswerkzeug in Vertikalrichtung beweglich ist;
    ein Außenrohr, das sich von einer unteren Endfläche des Linsenhalterungsschafts koaxial nach unten erstreckt;
    ein Innenrohr, das in dem Außenrohr koaxial angeordnet ist und durch das Außenrohr derart abgestützt ist, dass es in einem vorbestimmten Ausmaß in einer Richtung entlang einer zentralen Achse des Linsenhalterungsschafts verschiebbar ist;
    eine Spindel, die in dem Innenrohr koaxial angeordnet ist und von dem Innenrohr um die zentrale Achse drehbar abgestützt ist;
    ein Linsenhalteinstrument, das an einem unteren Ende der Spindel koaxial angebracht ist; und
    eine Druckbeaufschlagungsfeder zum Vorspannen des Innenrohrs in Richtung nach unten in Relation zu dem Außenrohr.
  • Bei der Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine Federbasis verwendet werden, die ein inneres peripheres Segment, das an einem unteren Endteil des Innenrohrs befestigt ist, sowie ein äußeres peripheres Segment aufweist, das derart angebracht ist, dass es sich in Bezug auf einen unteren Endteil des Außenrohrs um ein vorbestimmtes Ausmaß entlang der zentralen Achse in entsprechender Weise nach oben bewegen kann, wobei ferner eine Druckmutter verwendet werden kann, die auf ein äußeres peripheres Oberflächensegment an einem oberen Ende des Außenrohrs aufgeschraubt wird. In diesem Fall ist das Innenrohr derart durch die Federbasis abgestützt, dass es in einem vorbestimmten Ausmaß in dem Außenrohr in Richtung der zentralen Achse verschiebbar ist. Die Druckbeaufschlagungsfeder kann zwischen der Druckmutter und der Federbasis derart angeordnet sein, dass sie das Außenrohr umgibt.
  • Bei der Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ein Außenrohr vorhanden, das sich von einem unteren Ende des Linsenhalterungsschafts koaxial weg erstreckt. Eine Spindel, die nach oben und nach unten verschiebbar ist, ist in dem Außenrohr drehbar angeordnet, und ein Linsenbearbeitungsdruck wird durch eine außenseitig von dem Außenrohr angeordnete Druckbeaufschlagungsfeder auf die Spindel aufgebracht. Durch Drehen der Mutter besteht die Möglichkeit, den Kompressionszustand der Druckbeaufschlagungsfeder zu regulieren und somit den Linsenbearbeitungsdruck zu verändern.
  • Bei der vorliegenden Erfindung hat das Gewicht des Linsenhalterungsschafts somit keine Auswirkung auf den Linsenbearbeitungsdruck. Dadurch ist es mög lich, einen sehr geringen Bearbeitungsdruck auf das Linsenhalteinstrument aufzubringen, und es ist auch möglich, sehr geringfügige Justierungen an diesem sehr geringen Bearbeitungsdruck vorzunehmen. Durch den Linsenhalterungsschaft bedingte Trägheit wirkt nicht auf das Linsenhalteinstrument ein, so dass es für das Linsenhalteinstrument möglich ist, sich unmittelbar ansprechend auf Änderungen beim Bearbeitungsdruck, die aus Vibrationen und anderen Ereignissen während der Linsenbearbeitung resultieren, nach oben oder nach unten zu bewegen. Darüber hinaus ist eine Reduzierung des Gewichts des Linsenhalterungsschafts nicht notwendig, so dass der Linsenhalterungsschaft eine angemessene mechanische Festigkeit und Steifigkeit aufweisen kann und die Linsenbearbeitungsgenauigkeit aufrecht erhalten werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt zeichnet sich die Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise dadurch aus, dass es sich bei der Spindel um eine Hohlspindel handelt; dass ein Vakuum-Einspann- bzw. Beaufschlagungsweg mit einem Verlauf von einer Linsenhaltefläche des Linsenhalteinstruments weg unter Durchlaufung eines hohlen Teils der Hohlspindel sowie in Verbindung mit einem hohlen Teil des Außenrohrs gebildet ist; und dass ein Dichtungsmechanismus in einem Bereich angeordnet ist, in dem der hohle Teil der Hohlspindel mit dem hohlen Teil des Außenrohrs in Verbindung steht, sowie die Hohlspindel derart abstützt, dass diese drehbar sowie nach oben und nach unten verschiebbar ist.
  • Mit dieser Konstruktion kann die zu bearbeitende Linse durch Saugwirkung über einen Vakuum-Beaufschlagungsweg an der Linsenhaltefläche des Linsenhalteinstruments gehalten werden. Ein Dichtungsmechanismus ermöglicht der Hohlspindel eine Rotationsbewegung sowie eine Verschiebebewegung nach oben und nach unten. Somit wird es möglich, die Linsenbearbeitung in einem Zustand auszuführen, in dem die Linse durch Saugwirkung an der Linsenhaltefläche festgehalten ist.
  • Bei der Linsenbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat das Gewicht des Linsenhalterungsschafts keine Auswirkung auf den Linsenbearbeitungsdruck. Dadurch ist es möglich, einen sehr geringen Bearbeitungsdruck auf das Linsenhalteinstrument aufzubringen, und es ist auch möglich, sehr ge ringfügige Justierungen an diesem sehr geringen Bearbeitungsdruck vorzunehmen. Durch den Linsenhalterungsschaft bedingte Trägheit wirkt nicht auf das Linsenhalteinstrument ein, so dass es für das Linsenhalteinstrument möglich ist, sich unmittelbar ansprechend auf Änderungen beim Bearbeitungsdruck, die aus Vibrationen und anderen Ereignissen während der Linsenbearbeitung resultieren, nach oben oder nach unten zu bewegen. Ferner ist eine Reduzierung des Gewichts des Linsenhalterungsschafts nicht notwendig, so dass der Linsenhalterungsschaft eine angemessene mechanische Festigkeit und Steifigkeit aufweisen kann und die Linsenbearbeitungsgenauigkeit aufrecht erhalten werden kann.
  • Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Konstruktionsdarstellung einer Linsenbearbeitungsvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung Anwendung findet; und
  • 2 eine schematische Konstruktionsdarstellung einer herkömmlichen Linsenbearbeitungsvorrichtung.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele einer Linsenbearbeitungsvorrichtung beschrieben, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird, unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine schematische Konstruktionsdarstellung eines Hauptteils einer Linsenbearbeitungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wobei die rechte Hälfte im Schnitt dargestellt ist. Die Grundkonstruktion einer Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 ist die gleiche wie die einer herkömmlichen Linsenbearbeitungsvorrichtung, wobei ein vertikal angeordneter Linsenhalterungsschaft 3 vorhanden ist. Eine Hohlspindel 4 ist an dem Linsenhalterungsschaft 3 unter Zwischenanordnung eines noch zu beschreibenden Druckbeaufschlagungsmechanismus angebracht. Die Hohlspindel 4 ist an dem Linsenhalterungsschaft 3 derart angebracht, dass sie um eine zentrale Achsenlinie 2 des Halterungsschafts 3 drehbar ist sowie in Richtung der zentralen Achsenlinie 2 (vertikal) verschiebbar ist. Ein Linsenhalteinstrument 5 ist nach unten weisend an einem unteren Ende der Hohlspindel 4 koaxial befestigt. Die nach unten weisende Oberfläche des Linsenhalteinstruments 5 ist als gekrümmte Linsenhaltefläche 5a ausgebildet, an der ein zu bearbeitendes Linsenmaterial 6 durch Saugwirkung festgehalten werden kann. Ein Linsenbearbeitungswerkzeug 7 ist der Unterseite der Linsenhaltefläche 5a gegenüber angeordnet. Das Linsenmaterial 6 wird in einem Zustand, in dem es durch Saugwirkung an dem Linsenhalteinstrument 5 gehalten ist, in eine Position unmittelbar über einer Linsenbearbeitungsfläche 7a des Linsenbearbeitungswerkzeugs 7 befördert und mit einem vorbestimmten Bearbeitungsdruck zwischen der Linsenhaltefläche 5a des Linsenhalteinstruments 5 und der Linsenbearbeitungsfläche 7a des Linsenbearbeitungswerkzeugs 7 eingeklemmt. In diesen Zustand führt eine Bearbeitungswelle 7b des Linsenbearbeitungswerkzeugs 7 eine Rotationsbewegung und Schwenkbewegung aus, so dass eine Linsenoberfläche des Linsenmaterials 6 einem Schleifvorgang unterzogen bzw. spanend bearbeitet und poliert wird.
  • Die Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 weist einen Linsen-Druckbeaufschlagungsmechanismus zum Aufbringen eines Bearbeitungsdrucks auf das Linsenmaterial 6 auf. Der Linsen-Druckbeaufschlagungsmechanismus ist folgendermaßen ausgebildet. Ein rohrförmiger Teil 3b des Linsenhalterungsschafts 3 ist derart ausgebildet, daß er sich von einer unteren Oberfläche 3a des Linsenhalterungsschafts 3 koaxial nach unten erstreckt. Ein feststehendes Rohr 11 mit kreisförmigem Querschnitt ist derart angebracht, dass es den rohrförmigen Teil 3b des Linsenhalterungsschafts 3 koaxial umgibt. Ein Außenrohr 12 mit kreisförmigem Querschnitt ist im Inneren des rohrförmigen Teils 3b des Linsenhalterungsschafts 3 koaxial befestigt. Ein oberer Endteil 12a des Außenrohrs 12 ist in eine untere Endöffnung des Linsenhalterungsschafts 3 fest eingepasst. Der rohrförmige Teil 3b des Linsenhalterungsschafts 3, das feststehende Rohr 11 und das Außenrohr 12 bilden eine Außenrohranordnung.
  • Das feststehende Rohr 11 und das Außenrohr 12 erstrecken sich weiter nach unten als ein unteres Ende des rohrförmigen Teils 3b des Linsenhalterungsschafts 3. Ein unteres Endsegment 11b des feststehenden Rohrs 11 und ein unteres Endsegment 12b des Außenrohrs 12 sind in gegenseitiger Verbindung miteinander befestigt. Eine Druckmutter 13 ist auf ein oberes Endsegment einer Außenumfangsfläche des feststehenden Rohrs 11 aufgeschraubt. Eine durch eine Schraubenfeder gebildete Druckbeaufschlagungsfeder 14 ist die Außenumfangsfläche des feststehenden Rohrs 11 umgebend angeordnet, und ein oberes Ende der Druckbeaufschlagungsfeder 14 drückt gegen die Unterseite der Druckmutter 13.
  • Ein Innenrohr 15 mit kreisförmigem Querschnitt ist im Inneren des Außenrohrs 12 koaxial derart angeordnet, dass es nach oben und nach unten verschiebbar ist. Die Hohlspindel 4 ist in dem Innenrohr 15 unter Zwischenanordnung von Kugellagern 16, 17 koaxial und drehbar gehaltert, wobei die Kugellager an Stellen angeordnet sind, die entlang der Richtung der zentralen Achsenlinie 2 (vertikal) voneinander beabstandet sind. Eine Federbasis 18 ist an einem unteren Ende des Innenrohrs 15 befestigt.
  • Die Federbasis 18 weist ein scheibenförmiges Segment 18a, in dem eine zentrale Öffnung ausgebildet ist, ein ringförmiges Segment 18b, das von einem inneren peripheren Rand des scheibenförmigen Segments 18a nach oben ragt, sowie ein ringförmiges Segment 18c auf, das von einem äußeren peripheren Rand des scheibenförmigen Segments 18a nach oben ragt. Das innere ringförmige Segment 18b ist in die Unterseite eines inneren peripheren Oberflächensegments einer unteren Endöffnung des Innenrohrs 15 fest eingeschraubt, und der Raum zwischen dem ringförmigen Segment 18b und der Hohlspindel 4 ist mittels eines Dichtungsrings drehbar abgedichtet. Eine Anschlag-Einsetzöffnung 18d ist in dem äußeren ringförmigen Segment 18c in Radialrichtung verlaufend ausgebildet. Ein Anschlag 19 ist von außen her horizontal in die Anschlag-Einsetzöffnung 18d fest eingesetzt. Ein innerer Endteil des Anschlags 19 ist derart in eine Eingriffsnut 12c eingesetzt, dass er nach oben und unten verschiebbar ist; dabei weist die Eingriffsnut 12c eine feststehende vertikale Länge auf, und sie ist in einem unteren Endteil des Außenrohrs 12 ausgebildet. Eine ringförmige Lagerfläche 18e, auf der ein unteres Ende der Druckbeaufschlagungsfeder 14 aufliegt, ist an einem oberen Endsegment des äußeren ringförmigen Segments 18c gebildet.
  • Die Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 weist einen Vakuum-Beaufschlagungsweg für das Vakuum-Einspannen bzw. -Festhalten des Linsenmaterials 6 an der Linsenhaltefläche 5a des Linsenhalteinstruments 5 auf. Der Vakuum-Beaufschlagungsweg verläuft durch einen Luftschlauch bzw. Luftkanal 21 und ist mit einem Vakuum erzeugenden Mechanismus (nicht gezeigt) gekoppelt. Der Luftschlauch 21 führt von der Linsenhaltefläche 5a über einen hohlen Teil 4a der Hohlspindel 4 in den Linsenhalterungsschaft 3.
  • Ein oberer Endteil 4b der Hohlspindel 4 ist von dem oberen Endteil 12a des Außenrohrs 12 koaxial umschlossen. Ein O-Ring 22 ist zwischen einem Außenumfangsflächensegment des oberen Endteils 4b und einem Innenumfangsflächensegment des oberen Endsegments 12a eingeklemmt. Ein nach innen ragender ringförmiger Vorsprung 12d ist in dem oberen Endteil 12a des Außenrohrs 12 gebildet, und eine ringförmige Stufenfläche 12e ist an der Oberseite von diesem gebildet. Der O-Ring 22 kann sich zwischen dem ringförmigen Vorsprung 12d und der ringförmigen Stufenfläche 12e in Vertikalrichtung bewegen. Die Hohlspindel 4 ist durch den Dichtungsmechanismus dieser Konstruktion in einem Zustand gehalten, in dem sie sich drehen kann sowie sich nach oben und unten verschieben lässt.
  • Ein Verbindungsrohrsegment 12f mit kleinem Durchmesser ragt von einem oberen Ende des oberen Endteils 12a des Außenrohrs 12 nach oben. Der Luftschlauch 21 ist von oben her sicher in das Verbindungsrohrsegment 12f eingesetzt, wie dies erforderlich ist. Der Vakuum-Beaufschlagungsweg ist durch die Platzierung des Luftschlauchs 21 gebildet.
  • Bei der auf diese Weise ausgebildeten Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 wird der Linsen-Druckbeaufschlagungsmechanismus, der das feststehende Rohr 11, das Außenrohr 12, die Druckmutter 13 sowie die Druckbeaufschlagungsfeder 14 aufweist, an der Unterseite des rohrförmigen Teils 3b des Linsenhalterungsschafts 3 angebracht. Anschließend wird eine Spindeleinheit zusammengebaut, die das Innenrohr 15, die Federbasis 18, die Hohlspindel 4 und die Kugellager 16, 17 aufweist. Die Spindeleinheit wird von unten her in den Linsen-Druckbeaufschlagungsmechanismus eingesetzt, der Anschlag 19 wird in die Eingriffs nut 12c des Außenrohrs 12 eingesetzt, und die Spindeleinheit wird derart festgelegt, dass sie sich nicht löst oder dreht.
  • Das Innenrohr 15 lässt sich im Inneren des Außenrohrs 12 ohne Widerstand nach oben und nach unten verschieben. Durch Drehen und vertikales Verstellen der Position der auf dem Außenumfang des feststehenden Rohrs 11 angebrachten Druckmutter 13 wird ein Verstellen des Kontraktionsausmaßes der Druckbeaufschlagungsfeder 14 ermöglicht. Die Druckbeaufschlagungsfeder 14 übt über die Federbasis 18 einen nach unten gehenden Druck auf die Spindeleinheit aus. Somit kann die Druckbeaufschlagungsfeder 14 einen Bearbeitungsdruck zum Drücken des Linsenhalteinstruments 5 und des Linsenmaterials 6 gegen das Linsenbearbeitungswerkzeug 7 erzeugen, wobei der ausgeübte Druck durch Drehen der Druckmutter 13 eingestellt bzw. verstellt werden kann.
  • In einem Fall, in dem die Linse durch Vakuum-Einspannen gehalten werden muss, ist es alternativ möglich, den Luftschlauch 21 in das Verbindungsrohrsegment 12f des oberen Endteils des Außenrohrs 12 einzuführen, um den Vakuum-Beaufschlagungsweg der 1 zu bilden, sowie den Vakuum-Einspannvorgang mittels eines nicht dargestellten, externen Vakuumerzeugungsmechanismus auszuführen.
  • Mit der Linsenbearbeitungsvorrichtung 1 mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist es möglich, äußerst geringfügige bzw. fein abgestufte Justiervorgänge bei dem Bearbeitungsdruck während der Bearbeitung vorzunehmen, eine Verformung von Linsen mit kleinem Durchmesser oder dünnen Linsen unter dem Bearbeitungsdruck zu verhindern sowie Verformung aufgrund von Wärme, die als Ergebnis exzessiver Reibung zwischen dem Linsenmaterial 6 und dem Linsenbearbeitungswerkzeug 7 erzeugt wird, zu verhindern.
  • Es kann eine klein dimensionierte, leichte Spindeleinheit gebildet werden; somit kann auf das Linsenhalteinstrument 5 einwirkende Trägheitskraft reduziert werden. Als Ergebnis hiervon ist es möglich, das Linsenhalteinstrument 5 unmittelbar ansprechend auf Stöße aufgrund von Vibrationen oder anderen Erscheinungen nach oben oder nach unten zu bewegen. Das Linsenmaterial 6 und das Linsenbearbeitungswerkzeug 7 können somit in einem kontinuierli chen Zustand eines engen Kontakts gehalten werden; dadurch kommt es nicht zum Auftreten von partiellem Verschleiß und Beschädigung des Linsenbearbeitungswerkzeugs 7, und die Bearbeitungsgenauigkeit und -qualität werden verbessert.
  • Zusätzlich dazu wirkt das Eigengewicht des Linsenhalterungsschafts 3 nicht als Bearbeitungsdruck; daher kommt es zu keinen Einschränkungen bei dem Gewicht des Linsenhalterungsschafts 3. Es ist somit möglich, einen Linsenhalterungsschaft mit hoher mechanischer Festigkeit und Steifigkeit anzubringen, wobei dies wiederum einen Vorteil für eine Linsenbearbeitung mit hoher Genauigkeit mit sich bringt.
  • Bei einer herkömmlichen Konstruktion führt der Linsenhalterungsschaft eine Verschiebebewegung in Vertikalrichtung aus, und in Fällen, in denen sich die Genauigkeit der Linsenbearbeitung aufgrund von Verschleiß an dem Linsenhalterungsschaft oder den Lagern verändert, muss die damit verbundene Reparatur durch einen kundigen Techniker ausgeführt werden, wobei dies beträchtliche Zeit und Kosten erfordert. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Austausch des Außenrohrs 12 und des Innenrohrs 15 notwendig; daher können Reparaturen von der Bedienungsperson sowie mit minimalem Aufwand hinsichtlich Zeit und Kosten vorgenommen werden.
  • Darüber hinaus kann das Linsenmaterial 6 während der Linsenbearbeitung durch Vakuum-Einspannen bzw. Ansaugen an dem Linsenhalteinstrument 5 festgehalten werden; daher ist eine Bearbeitung von Linsen mit unregelmäßiger Formgebung mit einem hohen Maß an Genauigkeit möglich. Es besteht keine Notwendigkeit für die Verwendung herkömmlicher Vakuumschläuche oder anderer mechanischer Bearbeitungskomponenten für den Vakuum-Einspannvorgang, und es ist kein Mechanismus zum Bewegen der Vakuumschläuche nach oben und nach unten nötig. Es lassen sich kostengünstige und einfach erhältliche Komponenten für den Luftschlauch 21 verwenden; die Komponenten können somit von der Bedienungsperson in einfacher Weise beschafft werden, wobei die Bedienungsperson auch in der Lage ist, diese auszutauschen oder andere Aufgaben ohne das Erfordernis spezieller Fähigkeiten zu erfüllen.
  • 1
    Linsenbearbeitungsvorrichtung
    2
    zentrale Achse
    3
    Linsenhalterungsschaft
    3a
    unterer Endteil
    3b
    Zylinderteil bzw. rohrförmiger Teil des Halterungsschafts
    4
    Hohlspindel
    4a
    hohler Teil
    4b
    oberer Endteil
    5
    Linsenhalteinstrument
    5a
    Linsenhaltefläche
    6
    Linsenmaterial
    7
    Linsenbearbeitungswerkzeug
    7a
    Linsenbearbeitungsfläche
    7b
    Bearbeitungswelle
    11
    feststehendes Rohr
    12
    Außenrohr
    12a
    oberer Endteil
    12b
    unteres Endsegment
    12c
    Eingriffsnut
    12d
    ringförmiger Vorsprung
    12e
    Stufenfläche
    12f
    Verbindungsrohrsegment
    13
    Druckmutter
    14
    Druckbeaufschlagungsfeder
    15
    Innenrohr
    16, 17
    Kugellager
    18
    Federbasis
    18a
    scheibenförmiges Segment
    18b
    ringförmiges Segment
    18c
    ringförmiges Segment
    18d
    Anschlag-Einsetzöffnung
    18e
    Lagerfläche
    19
    Anschlag
    21
    Luftrohr
    22
    O-Ring
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2007-15074 A [0006]

Claims (3)

  1. Linsenbearbeitungsvorrichtung (1) zum Drücken eines Linsenmaterials (6) gegen eine Bearbeitungsfläche (7a) eines rotierenden Linsenbearbeitungswerkzeugs (7) sowie zum spanenden Bearbeiten und Polieren einer Oberfläche des Linsenmaterials (6), wobei das Linsenmaterial (6) eine passive Rotation ausführen kann; dadurch gekennzeichnet, dass die Linsenbearbeitungsvorrichtung (1) Folgendes aufweist: einen Linsenhalterungsschaft (3), der relativ zu dem Linsenbearbeitungswerkzeug (7) in Vertikalrichtung beweglich ist; ein Außenrohr (12), das sich von einer unteren Endfläche des Linsenhalterungsschafts (3) koaxial nach unten erstreckt; ein Innenrohr (15), das in dem Außenrohr (12) koaxial angeordnet ist und durch das Außenrohr (12) derart abgestützt ist, dass es in einem vorbestimmten Ausmaß in einer Richtung entlang einer zentralen Achsenlinie (2) des Linsenhalterungsschafts (3) verschiebbar ist; eine Spindel (4), die in dem Innenrohr (15) koaxial angeordnet ist und von dem Innenrohr (15) um die zentrale Achsenlinie (2) drehbar abgestützt ist; ein Linsenhalteinstrument (5), das an einem unteren Ende der Spindel (4) koaxial angebracht ist; und eine Druckbeaufschlagungsfeder (14) zum Vorspannen des Innenrohrs (15) in Richtung nach unten in Relation zu dem Außenrohr (12).
  2. Linsenbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist: eine Federbasis (18) mit einem inneren peripheren Segment (18b), das an einem unteren Endteil des Innenrohrs (15) befestigt ist, sowie mit einem äußeren peripheren Segment (18c), das derart angebracht ist, dass es sich in Bezug auf einen unteren Endteil des Außenrohrs (12) um ein vorbestimmtes Ausmaß entlang der zentralen Achsenlinie (2) in entsprechender Weise nach oben bewegen kann; und eine Druckmutter (13), die auf ein äußeres peripheres Oberflächensegments an einem oberen Ende des Außenrohrs (12) aufgeschraubt ist; wobei das Innenrohr (15) derart durch die Federbasis (18) abgestützt ist, dass es in einem vorbestimmten Ausmaß in dem Außenrohr (12) in Richtung der zentralen Achsenlinie (2) verschiebbar ist; und wobei die Druckbeaufschlagungsfeder (14) zwischen der Druckmutter (13) und der Federbasis (18) derart angeordnet ist, dass sie das Außenrohr (12) umgibt.
  3. Linsenbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Spindel um eine Hohlspindel (4) handelt; dass ein Vakuum-Beaufschlagungsweg mit einem Verlauf von einer Linsenhaltefläche (5a) des Linsenhalteinstruments (5) weg unter Durchlaufung eines hohlen Teils (4a) der Hohlspindel (4) sowie in Verbindung mit einem hohlen Teil des Außenrohrs (12) gebildet ist; und dass ein Dichtungsmechanismus (4b, 12a, 12d, 12e, 22) in einem Bereich angeordnet ist, in dem der hohle Teil (4a) der Hohlspindel (4) mit dem hohlen Teil des Außenrohrs (12) in Verbindung steht, sowie die Hohlspindel (4) derart abstützt, dass diese drehbar sowie nach oben und nach unten verschiebbar ist.
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