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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Rohlings für Brillengläser oder optische Linsen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bearbeitung eines derartigen Rohlings.
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Bei der Herstellung von Brillengläsern zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten des Auges wird heutzutage überwiegend als Material Kunststoff verwendet. Die dabei verwendeten Brechungsindizes reichen von 1,5 bis 1,72 und werden üblicherweise zur Korrektur von Brechwerten im Bereich von 8–10 Dioptrien verwendet. Den Großteil der hergestellten Brillengläser bilden Einstärkengläser sowie sogenannte Gleitsichtgläser, die heutzutage überwiegend durch rückflächenprogressive Freiformen realisiert werden. Diese Progressionsgläser werden in der Regel individuell angefertigt und angepasst. Früher wurden einfache mechanische Kopierverfahren eingesetzt, die über Schleifbewegungen den Progressionsbereich auf das Einstärkenglas übertragen haben. Auf diese Weise kann jedoch keine Freiformfläche realisiert werden. Momentan gängige Verfahren sehen Fräs- und Drehtechniken vor.
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Zur Bearbeitung des Brillenglasrohlings zur Herstellung der Progressionsflächen werden üblicherweise Dreh- oder Frästechniken eingesetzt. Beim Drehen wird der Linsenrohling in eine Rotationsbewegung versetzt. Eine spanabhebende Schneide wird über die zu bearbeitenden Rohlingoberfläche bewegt. Bei diese Anordnung ergeben bei konstanter Drehzahl des Blocks unterschiedliche Relativgeschwindigkeiten zwischen Schneide und Linsenrohling in Abhängigkeit vom Bearbeitungsradius. Dem kann durch eine bearbeitungsradiusabhängige Drehzahlsteuerung entgegengewirkt werden. Allerdings tritt insbesondere im Rotationszentrum des Linsenrohlings das Problem auf, dass dort die Relativgeschwindigkeit zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück und dem Werkzeug gegen Null geht.
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Bei einem Fräsbearbeitungsvorgang rotiert das Werkzeug und der Linsenrohling wird mittels des Blocks relativ zu dem rotierenden Werkzeug bewegt. Es wird die Oberfläche abgerastert und so die Freiformfläche erzeugt. Als spanabhebendes Werkzeug wird üblicherweise ein polykristalliner Diamant (PKD) eingesetzt, der beispielsweise als diamantbesetztes kugelförmiges Werkzeug, auch Ball genannt, ausgebildet sein kann. Polykristalliner Diamant bietet eine hohe Spanleistung, ermöglicht eine hohe Bearbeitungstiefe und eine lange Standzeit.
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Nach dem Strukturieren der Oberfläche wird die Oberfläche des Linsenrohlings poliert. Im Fall von Brillengläsern werden diese in der Regel anschließend gerandet, mittels eines Lasers markiert und gegebenenfalls gehärtet oder beschichtet.
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Zur Halterung des Linsenrohlings wird dabei das sogenannte Blocken angewendet. Die Einheit aus Rohling und Halter wird Block genannt und dient zur Bearbeitung und/oder Beschichtung des Rohlings. Für das Aufblocken wird eine niedrigschmelzende Metalllegierung, beispielsweise mit Bismut, verwendet. Diese auch als „Alloy” bezeichnete Metalllegierung wird im flüssigen Zustand in einen Zwischenraum zwischen dem zu halternden Rohling und dem Halter eingegossen. Dabei schützt eine Folie die Oberfläche des zu halternden Rohlings. Nach einem Abkühlschritt ist der Rohling bearbeitungsfest mit dem Halter verbunden und kann nach dem Bearbeiten von diesem, beispielsweise durch gezieltes Abklopfen, getrennt werden. Bei diesem Halterungsverfahren stellen die hohen Kosten des Alloys als Initialinvestition sowie der auftretende Schwund desselben einen erheblichen Kostenfaktor dar. Das aus diesem Grunde oftmals durchgeführte Recyceln des verwendeten Materials ist aufwändig. Zudem stellt der Blockvorgang einen Vorgang dar, der entweder von geschultem Personal in Handarbeit oder unter Einsatz vollautomatisierter Systeme mit hoher Anfangsinvestition durchgeführt werden muss.
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Insbesondere bei der Brillenfertigung haben sich für die verwendeten Rohlinge bestimmte Durchmesser durchgesetzt, beispielsweise 60, 70 oder 75 mm. Der entsprechende Durchmesser des Blocks ist üblicherweise 58 mm. Kleinere Blockgrößen sind üblicherweise nicht im Einsatz, da sonst der zu halternde Brillenglasrohling nicht ausreichend gestützt ist und die auftretenden Kräfte nicht ausreichend ableiten kann.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Bearbeitungsvorrichtung anzugeben, die eine kosteneffiziente Bearbeitung von Linsenrohlingen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung eines Rohlings für Brillengläser oder optische Linsen weist ein Werkzeug zur Bearbeitung eines Rohlings auf. Das Werkzeug dreht um eine Rotationsachse und ist so angeordnet, dass die Rotationsachse während der Bearbeitung außerhalb des Rohlings liegt. Des Weiteren weist die Bearbeitungsvorrichtung mindestens zwei Aufnahmen zur gleichzeitigen Bearbeitung zweier gehalterter Rohlinge durch das Werkzeug auf, die unabhängig voneinander bewegbar sind. Mit den Aufnahmen sind Zustellungs- und Bearbeitungsbewegungen des Rohlinghalters mit Bewegungskomponenten durchführbar, die parallel und senkrecht zu der Rotationsachse sind. Mit diesem Aufbau wird erreicht, dass mindestens zwei Rohlinge gleichzeitig unabhängig voneinander bearbeitet werden können. Dies ist insbesondere in der Brillenfertigung von Vorteil, da hier in der Regel ein Paar Brillengläser für eine Brille hergestellt werden müssen, die Linsengeometrien sich aber durchaus voneinander unterscheiden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die mindestens zwei Rohlinge Teile eines einzigen Rohlings sind. Somit kann als weiterer Vorteil aus einem einzigen Rohling, sofern es die zu erreichenden Größen der einzelnen Linsen es erlauben, zwei vollständige Linsen gefertigt werden. Dies erlaubt nicht nur einen besonders kostengünstige Verwendung des Rohlings, sondern garantiert auch eine gleichmäßige Linsenqualität beide Linsen relativ zueinander, da die Linsen einem einzigen Rohling entstammen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bearbeitung eines Rohlings für Brillengläser oder optische Linsen weist die folgenden Schritte auf:
Der Rohling wird auf einen Rohlinghalter aufgeblockt. Der Rohling und der Rohlinghalter werden im aufgeblockten Zustand in mindestens zwei Teile zerteilt. Die so entstehenden noch aufgeblockten Rohlingteile werden mit einem rotierenden Werkzeug bearbeitet.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass bei dem Zerteilen des Rohlings der Rohlinghalter zerteilt wird. Somit kann in einem Arbeitsschritt der Rohling in die weiterzuverarbeitenden Rohlingteile zerteilt werden, die nach dem Zerteilen gleichzeitig separat bereits auf Halterteile aufgeblockt sind.
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Insbesondere kann bei diesem Schritt vorgesehen sein, dass bei dem Zerteilen des Rohlings die endgültige Form des Brillenglases oder der optischen Linse weitgehend festgelegt wird.
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Es wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert:
Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Bearbeitungsmaschine;
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2 eine Draufsicht der Ausführungsform der 3;
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3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Halters, der mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden kann; und
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4 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der 3;
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Die 1 und 2 zeigen schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine 100. Diese weist ein rotierendes Fräswerkzeug 110 auf, das um die Rotationsachse C rotiert. Das Fräswerkzeug besitzt zwei Schneiden 112, 114. Die Bearbeitungsmaschine 100 weist weiterhin zwei Verschiebetische 116, 118 auf. Die Verschiebetische 116, 118 sind parallel zur Rotationsachse C, also in die Richtung x1 und x2 und senkrecht zur Rotationsachse C, also die Richtungen y1 und y2 separat und unabhängig voneinander bewegbar. Die Verschiebetische 116, 118 weisen Aufnahmen 120, 122 auf, in die die Anschlüsse 24 eines Rohlingshalters 10 eingeführt und arretiert werden können. Die Verschiebetische 116, 118 sind separat voneinander ansteuerbar und erlauben, synchronisiert mit der Rotationsbewegung des Bearbeitungswerkzeuges 110, gleichzeitig in einem Arbeitsgang, die Herstellung beispielsweise eines linken und eines rechten Brillenglases 22, 22'. Alternativ kann vorgesehen sein, die Verschiebetische 116, 118 gekoppelt zu verfahren oder als einen gemeinsamen Tisch auszubilden.
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Nach dem Bearbeitungsvorgang können die noch geblockten Linsen 22, 22' poliert, gehärtet, markiert und endverarbeitet werden, bevor sie von den Haltern 10 getrennt werden.
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Werden die Halter 10 bereits vor dem Fräsvorgang grob auf die endgültige Brillenglasform zugeschnitten, ist während des Bearbeitungsvorgangs zur Gestaltung der Freiformfläche ein geringerer Hub der Verschiebetische in x-Richtung und gegebenenfalls auch in y-Richtung notwendig. Dies ermöglicht eine einfachere und kostengünstigere Ausgestaltung der Bearbeitungsmaschine 100 und eine Verkürzung des Bearbeitungsvorganges.
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3 zeigt eine Draufsicht und 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Rohlinghalters 10. Der Halter 10 weist einen Grundkörper 12 mit einer Tragoberfläche 14 und Anschlussoberflächen 16, 16' auf. Der Grundkörper 12 kann beispielsweise aus einem präzisen thermoplastischen Kunststoff wie etwa POM hergestellt sein. Die Tragoberfläche 14 ist der Außenform eines Brillenglases angeformt. Das gezeigte Ausführungsbeispiel des Halters 10 ist zur Halterung eines Brillenglasrohlings 20 vorgesehen. Ein solches ist beispielhaft in den 1 und 2 abgeblockt dargestellt. 3 zeigt zusätzlich die endgültige Form der aus dem Rohling 20 zu schneidenden Brillengläser 22, 22' als gestrichelte Linien angedeutet. Obwohl, wie in 4 zu sehen ist, der Außendurchmesser des Rohlings 20 und des Halters 10 gleich sind, ist in der Zeichnung der 3 zur besseren Darstellung der Durchmesser des Rohlings etwas kleiner gewählt. Die haftvermittelnde Schicht zwischen dem Grundkörper 12 beziehungsweise dessen Tragoberfläche 14 und dem Brillenglas 20 bildet eine Schicht 18 aus UV-härtbarem Klebstoff. An den Anschlussflächen 16, 16' sind zylinderförmige Anschlüsse 24, 24' vorgesehen. Die Anschlussflächen 16, 16', welche die Anschlüsse 24, 24' umgeben, sind eben und stehen im Wesentlichen senkrecht auf den Achsen A, A', welche die Symmetrieachsen für die Anschlüsse 24, 24' darstellen. Im Inneren der Anschlüsse 24, 24' sind jeweils zwei Führungsbohrungen 26, 26' vorgesehen, die eine eindeutige Winkelorientierung der separierten Halterteile ermöglichen. An der Stelle, an der die Anschlussflächen 16, 16' aneinandergrenzen, bildet sich eine Kante 28, entlang derer die Zerteilung des Grundkörpers 12 entlang der Trennlinien X-X beziehungsweise Y-Y' erfolgen kann. Alternativ können, wie in 3 angedeutet, die Brillengläser 22, 22' bereits entlang ihrer endgültigen Form zusammen mit dem Halter 10 gerandet werden.
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Ein Aufblockvorgang gestaltet sich wie folgt:
Die Tragoberfläche 14 des Grundkörpers 12 wird mit einer festgelegten Menge eines UV-härtbaren Klebstoffs bedeckt. Die Außenfläche des zu bearbeitenden Rohlings 20, die mit einer geeigneten Trennfolie bedeckt ist, wird mit der Tragoberfläche 14 in Kontakt gebracht. Dabei bildet sich die Schicht 18 aus UV-härtbarem Klebstoff aus. Nach einem Postionier- und Zentriervorgang, der beispielsweise durch eine Vorrichtung durchgeführt werden kann, wird die Schicht 18 mit UV-Licht bestrahlt und härtet aus. Der so aufgeblockte Rohling 20 kann nun zusammen mit dem Halter 10 beispielweise entlang der Trennlinie X-X beziehungsweise Y-Y' zerteilt werden. Alternativ können direkt Grobformen der Brillengläser 22, 22' ausgeschnitten werden. Im Ergebnis erhält man zwei Rohlingteile, die separat über die Anschlüsse 24, 24' handhabbar sind und in einem einzigen Arbeitsschritt aufgeblockt und zerteilt worden sind. Bei den heutzutage üblichen Brillenglasgrößen ist es ohne weiteres möglich, aus einem Standardrohling mit den Abmessungen von etwa 60 mm Durchmesser zwei Brillengläser zu gewinnen.
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Hieraus ergibt sich noch ein weiterer Vorteil. Beide Brillengläser bestehen aus einem einzigen gleichen Rohling. Es kann somit eine optimale Übereinstimmung der Glasqualität zwischen linkem und rechtem Brillenglas sichergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Halter
- 12
- Grundkörper
- 14
- Tragoberfläche
- 16, 16'
- Anschlussoberfläche
- 18
- Klebstoffschicht
- 20
- Brillenglasrohling
- 22, 22'
- Brillenglas
- 24, 24'
- Anschluss
- 26, 26'
- Führungsbohrungen
- 28
- Kante
- 100
- Bearbeitungsvorrichtung
- 110
- Bearbeitungswerkzeug
- 112, 114
- Schneiden
- 116, 118
- Verschiebetische
- 120, 122
- Aufnahmen
- A, A'
- Symmetrieachsen der Anschlüsse
- C
- Rotationsachse des Bearbeitungswerkzeugs
- X, X, Y, Y'
- Trennlinie
