DE102013108766A1

DE102013108766A1 - Polierverfahren zur Bearbeitung einer optischen Oberfläche einer optischen Linse und hierfür geeignete Polierwerkzeuge

Info

Publication number: DE102013108766A1
Application number: DE102013108766.3A
Authority: DE
Inventors: Roland Mandler; Sebastian STAHRINGER
Original assignee: Optotech Optikmaschinen GmbH
Current assignee: Optotech Optikmaschinen GmbH
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2033-08-14
Also published as: DE102013108766B4; CA2858341A1; US20150050864A1; EP2837464A1; EP2837464B1; US9421660B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Polierverfahren zur Bearbeitung einer optischen Oberfläche einer optischen Linse, mit einem Polierrad, das eine Radachse aufweist, welche radial von einer Polierfläche umgeben ist, und bei dem die Polierfläche des Polierrads auf die Oberfläche der Linse aufgelegt wird, das Polierrad relativ zur Linse über deren Oberfläche entlang eines spiralförmigen Bearbeitungspfades bewegt wird, das Polierrad um die Radachse rotiert wird, das Polierrad (gleichzeitig) um eine Drehachse, welche senkrecht zur Radachse ausgerichtet ist, gedreht wird, und bei dem die Drehzahl des Polierrades um die Radachse und/oder die Drehachse in der Spiralmitte des Bewegungspfades reduziert wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Polierwerkzeug zur Durchführung eines derartigen Polierverfahrens, wobei dem Polierrad eine Werkstückaufnahme zur Aufnahme einer optischen Linse gegenübersteht, und wobei die Werkstückaufnahme und das Polierrad relativ zueinander entlang eines spiralförmigen Bewegungspfades bewegbar gelagert sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Polierwerkzeug, bei dem die Drehzahl der Radachse kinematisch mit der Drehzahl der Drehachse gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Polierverfahren zur Bearbeitung einer optischen Oberfläche einer optischen Linse gemäß Anspruch 1 und Polierwerkzeuge zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 10 und 13.
Brillengläser und andere optische Linsen werden häufig durch eine spanende und oberflächenvergütende Bearbeitung aus einem Linsenrohling gewonnen. Nach einer spanenden Bearbeitung einer optischen Oberfläche weist diese eine verhältnismäßig große Rauigkeit auf, beispielsweise 200–300 nm. Diese wird mittels sich anschließendem Polieren verringert, um optische Fehler zu beheben.
Das Polieren dient dabei jedoch nicht nur der Reduktion der Rauigkeit, sondern auch der Feinkonturgebung der optischen Oberfläche. Insbesondere Brillengläser weisen eine unregelmäßige Oberflächentopografie auf, um verschiedene Sehfehler zu korrigieren. Auch aus anderen optischen Anwendungen wie Fernrohren, Mikroskopen und Fotoapparaten ist der Einsatz sogenannter atorischer Linsenoberflächen bekannt.
Geläufige Poliertechnologien sind unter anderem das Polierband ( DE 103 33 500 A1 ) und das Polierrad ( DE 100 31 057 B4 ). Ein Polierrad wird gemäß DE 100 31 057 B4 um seine Radachse rotiert und über die optische Oberfläche bewegt. Das Polierrad wird hierbei mittels eines Arbeitsdruckes elastisch verformt, sodass die Polierfläche des Polierrades mit einem sogenannten Fußabdruck bzw. Spot auf der Oberfläche der Linse aufliegt. Zusätzlich werden abrasive Mittel wie Schmirgel, Poliermittel, Diamantpaste und Ähnliches in die Polierzone eingebracht.
Durch Variierung des Anpressdrucks und der Vorschubgeschwindigkeit des Polierrades wird die gewünschte Höhe des Materialabtrags erzielt. Der Vorschub beträgt meist circa 0,01 m/s, wohingegen sich die rotierende Polierfläche des Polierrads mit circa 7 m/s relativ zur Oberfläche bewegt. Mithin wird der Materialabtrag nahezu ausschließlich durch die Drehzahl und den Anpressdruck des Polierrades bewirkt, die Höhe des Materialabtrags jedoch über den Vorschub und den Anpressdruck des Polierrades eingestellt. Vor Beginn des Polierens wird hierfür ein Abtragsfussabdruck erstellt, der als Basisinformation für die Abtragsleistung dient. Darauf aufbauend wird ein Geschwindigkeitsprofil für den Vorschub entlang des Bewegungspfades errechnet. Die Vorschubgeschwindigkeit ist dort gering, wo viel Material abzutragen ist. Umgekehrt ist sie an den Stellen hoch, an welchen wenig Material abgetragen werden soll. Im Ergebnis wird so die Oberfläche in die gewünschte Topographie gebracht und die Oberflächenrauigkeit verringert.
Problematisch ist im Stand der Technik, dass sich die Rautiefe (bei sprödharten Materialien) minimal auf 4–7 nm reduzieren lässt.
Außerdem besteht ein erhebliches Problem, wenn ein spiralförmiger Bewegungspfad des Polierrades über die Oberfläche gewählt wird. Im Zentrum tritt hier ein starker optischer Fehler auf. Weil in der Linsenmitte/Spiralmitte letztlich nur ein einziger Punkt zu bearbeiten ist, das heißt nur noch der Durchmesser des Fußabdrucks des Polierrades, wird hier übermäßig viel und kaum kontrollierbar Material abgetragen. Dies liegt insbesondere auch an der reduzierten Vorschubgeschwindigkeit vor dem Abheben des Polierrades in der Spiralmitte. Im Ergebnis beträgt der Fehler in der Linsenmitte circa 7–10 mal der Polierleistung des Polierrades. Bei 10 μm Polierleistung entsteht so regelmäßig ein Krater mit einer Tiefe von 70–80 μm (Mittenfehler).
Daher wird im Stand der Technik nahezu ausschließlich ein mäanderförmiger Bewegungspfad gewählt, das heißt ein Pfad entsprechend einer Rechteckfunktion. Bei einem solchen Pfad besteht keine Mitte mit einer zuvor beschriebenen Problematik. Es entstehen jedoch andere optische Fehler auf der Oberfläche. Die Rasterbewegung des Polierrades erzeugt hier nämlich lineare Polierlinien, die sich als eine Art Midfrequenz (Mid-Spatial Frequency) auf dem Werkstück abbilden. Diese Spurrillen sind mit 1 mm bis 2 mm Abstand zu groß, um als Rauigkeit bezeichnet werden zu können und zu klein, um sie einzeln mit einem Werkzeug korrigieren zu können. Des Weiteren lassen sich die Midfrequenzen nur sehr schwer glätten, da sie sich sehr hartnäckig in das Oberflächengedächtnis des Werkstücks verankern und auch unter der Oberfläche Materialveränderungen, sogenannte Spannungsdeformationen, aufweisen. Hinzu kommt, dass die erzeugte Mikrorauigkeit bei einem mäanderförmigen Bewegungspfad linear ausgerichtet ist.
Eine so erzeugte Oberfläche genügt jedoch nicht den Anforderungen hochpräziser optischer Linsen. Hier sind Rautiefen von unter 2 nm, vorzugsweise sogar unter 1 nm gefordert. Außerdem sind ungerichtete Mikrorauigkeiten erforderlich und Midfrequenzen optisch ungünstig.
Im Stand der Technik ist es daher notwendig, die polierten Linsen anschließend noch einer weitergehenden Glättung zu unterziehen. Diese ist sehr aufwendig. Gleichzeitig führt sie zu kaum beherrschbaren Einebnungen von Oberflächenstrukturen, sodass die Oberflächenstruktur von der Solltopographie abweicht.
In DE 100 31 057 B4 versucht man ein Nachglätten dadurch zu umgehen, dass man den mäanderförmigen Bewegungspfad mit einer Kreisbewegung überlagert, insbesondere mit einer orbitierenden Bewegung des Polierrades relativ zur Linse. Der Orbitationsradius ist dabei kleiner als der Abstand zweier benachbarter, paralleler Mäanderbahnen. Ganz egalisieren lassen sich die Midfrequenzen hiermit jedoch nicht.
Einen anderen Ansatz verfolgt EP 0 512 988 B1 . Hier lagert man die Radachse an einer Gabel, die um eine Drehachse rotierbar ist, welche senkrecht zur Radachse sowie der Werkstückoberfläche ausgerichtet ist. Dabei wird ein elektrischer Antrieb in der Gabel integriert, um das Polierrad um die Radachse rotieren lassen zu können. Die Drehachse ist von einem zweiten Elektromotor angetrieben. Mithin wird die Rotation des Polierrades um die Radachse von einer weiteren Rotation um die Drehachse überlagert. Nachteilhaft hieran sind jedoch die große Masse der rotierenden Gabel sowie Schwingungen der Gabel. Letztere resultieren insbesondere durch die Aufhängung des Elektromotors in der Gabel und verursachen in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit um die Drehachse und der Drehgeschwindigkeiten des Läufers des Elektromotors und des Polierrades unterschiedliche Vibrationen. Dies führen zu nicht kalkulierbarem Materialabtrag, sodass die erzeugte Oberfläche einer Linse Maßungenauigkeiten aufweist.
Des Weiteren muss eine Stromübertragung vom feststehenden Werkzeugteil in die rotierende Gabel vorgesehen werden. Dies ist technisch aufwändig, teuer und verschleißanfällig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welchen ein konturgebendes und oberflächenvergütendes Polieren einer Linse mit hoher Maßhaltigkeit, geringer Rautiefe und hoher optischer Qualität möglich ist. Dabei sollen diese jeweils einfach in der Handhabung, zuverlässig im Betrieb und kostengünstig sein.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1, 10 und 13 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9, 11 bis 12 und 14 bis 19.
Die Erfindung betrifft ein Polierverfahren zur Bearbeitung einer optischen Oberfläche einer optischen Linse, mit einem Polierrad, das eine Radachse aufweist, welche radial von einer Polierfläche umgeben ist, und bei dem die Polierfläche des Polierrads auf die Oberfläche der Linse aufgelegt wird, das Polierrad relativ zur Linse über deren Oberfläche entlang eines spiralförmigen Bearbeitungspfades bewegt wird, das Polierrad um die Radachse rotiert wird, das Polierrad (gleichzeitig) um eine Drehachse, welche senkrecht zur Radachse ausgerichtet ist, gedreht wird, und bei dem die Drehzahl des Polierrades um die Radachse und/oder die Drehachse in der Spiralmitte des Bewegungspfades reduziert wird.
Der Vorteil der spiralförmigen Bearbeitung liegt darin, dass keine linearen Midfrequenzen erzeugt werden. Die Drehung des Polierrades um die Radachse und die Drehachse vermeidet zudem lineare Mikrorauigkeiten. Vorzugsweise erfolgt die Bearbeitung dabei vom Linsenumfang in Richtung Linsenzentrum. Durch die verringerte Drehzahl in der Linsenmitte wird ein optischer Fehler durch überhöhten Materialabtrag im Zentrum der Linse verringert bzw. vermieden. In der Spiralmitte ist das Polierrad vorzugsweise von der Oberfläche der Linse abzuheben. Durch dieses Verfahren sind mithin Linsen mit hoher optischer Qualität fertigbar, insbesondere auch Brillengläser. Verfahrensgemäß können sowohl Linsen aus Glas als auch Linsen aus Kunststoff bearbeitet werden.
Während der Bearbeitung sollte die Radachse (stets) im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Linse ausgerichtet werden. Mit anderen Worten ist die Radachse dann eine Parallele zur Tangentenebene im Fußabdruck des Polierrades bzw. die Drehachse eine Lotrechte zur Tangentenebene. Hierdurch ist der Fußabdruck stets gleich geformt und hat keine ungleichmäßigen, einseitigen Druckstellen. Damit erzielt man eine gleichmäßig hohe Maßhaltigkeit und geringe Rautiefe.
Weil die zu bearbeitende Oberfläche einer Linse typischerweise konkav oder konvex ist, kann der spiralförmige Bearbeitungspfad auch als (kegelförmige/kegelähnliche) Raumspirale bezeichnet werden. Die dritte Dimension in Achsrichtung der Drehachse ist jedoch im Verhältnis zum Linsendurchmesser meist sehr klein, weswegen in dieser Anmeldung der Terminus spiralförmig verwendet wird.
Damit alle Bereiche zwischen zwei Spiralwindungen poliert werden, ist eine Auslegung der Spirale wenigstens näherungsweise an eine archimedische Spirale zu bevorzugen. Bei einer solchen Auslegung ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Spiralwindungen weitestgehend konstant. Der Abstand zwischen zwei Spiralwindungen sollte dabei (etwas) kleiner sein als der Durchmesser des Fußabdrucks des Polierrades.
Dem Verfahren vorgelagert sein können beispielhaft die Schritte:

• Herstellung einer (Roh-)linse durch ein formgebendes, nicht spanendes Herstellverfahren, und/oder
• Bearbeitung einer Linse durch spanende Bearbeitung wie Fräsen, Drehen und Schleifen.

Im Anschluss an das erfindungsgemäße Verfahren können sich Verfahren zur Oberflächenvergütung, Oberflächenbeschichtung und Außenkonturgebung der Linse anschließen, z. B. zur Herstellung einer verspiegelten Linse, einer gehärteten Linse und/oder einer Brillenglaskontur.
In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehzahl des Polierrades um die Radachse und/oder die Drehachse in der Spiralmitte des Bewegungspfades gegenüber einer Drehzahl des Polierrades um die Radachse und/oder die Drehachse am Außenradius der Spirale des Bewegungspfades reduziert wird. Damit ist die Drehzahl in der kritischen Spiralmitte auch absolut geringer als auf dem Außenradius, selbst wenn die Drehzahl in einem Bereich des Bewegungspfads zwischen dem Außenradius und der Spiralmitte aus technischen Gründen höher gewählt wird als auf dem Außenradius, z. B. um bereichsweise einen besonders hohen Materialabtrag zu erzielen.
Besonders zu bevorzugen ist eine Verfahrensvariante, bei der die Drehzahl des Polierrades um die Radachse und die Drehachse in der Spiralmitte des Bewegungspfades geringer gewählt wird als am Außenradius der Spirale des Bewegungspfades. Auf diese Weise wird die relative Geschwindigkeit zwischen der Oberfläche der Linse und der Polierfläche effektiv verringert. Gleichzeitig ist eine gleichmäßige Mikrorauigkeit erzielbar.
Besonders effektiv verringert bzw. verhindert werden kann ein Linsenfehler im Zentrum der Linse durch eine Verfahrensversion, bei der die Drehzahl des Polierrades um die Radachse und die Drehachse in der Spiralmitte des Bewegungspfades wenigstens annährend auf null reduziert wird. Weil der Mittelpunkt der Bearbeitungsfläche keinerlei Abtragsvolumen mehr bereithält genügt es, mit sehr geringer Poliergeschwindigkeit über diese Stelle zu fahren. Erst nach dem wenigstens beinahe Stillstand des Polierrades sollte dieses von der Oberfläche der Linse abgehoben werden. Weil die Drehzahl(en) des Polierrads und damit der Materialabtrag in der Spiralmitte sehr stark reduziert ist, kann auf ein schlagartiges Abheben des Polierrads in der Spiralmitte verzichtet werden. Entsprechend können die Abhebung bewirkende Aktuatoren klein und langsam gewählt werden. Deren Kosten sind damit gering. Dennoch ist der Materialabtrag in der Spiralmitte sehr gut vorhersagbar und einstellbar. Es entstehen Linsen ohne Mittenfehler und mit hoher optischer Qualität.
Ferner ist eine Vorgehensweise von Vorteil, bei welcher die Drehzahl des Polierrades um die Radachse und die Drehachse gemäß einer Funktion von dem Außenradius der Spirale des Bewegungspfades in Richtung Spiralmitte verringert wird. Damit ergeben sich langsame und gleichmäßige Veränderungen im Materialabtrag pro Zeit; mithin auch eine hohe Oberflächengüte. Überlagert werden kann die drehzahlreduzierende Funktion von einer Materialabtragsfunktion, welche die Drehzahl an die Höhe des gewünschten Materialabtrags anpasst.
Weil der optische Fehler vor allem im Zentrum der Spirale entsteht, ist es besonders günstig, wenn die Drehzahl des Polierrades um die Radachse und die Drehachse im Bereich der Spiralmitte und in Richtung Spiralmitte des Bewegungspfades exponentiell (stark) verringert wird. Damit ist im Außenbereich der Spirale weiterhin ein hoher Materialabtrag durch hohe Drehzahlen des Polierrades erreichbar und erst im Zentrum der Spirale ergeben sich signifikante Verringerungen in den Rotationsdrehzahlen zur Verhinderung eines Mittenfehlers.
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens wird das Polierrad entlang des Bewegungspfades mit einer konstanten Anpresskraft gegen die Oberfläche der Linse gedrückt. Durch diese Maßnahme lässt sich der Materialabtrag bzw. die Polierleistung sehr einfach und exakt vorausberechnen. Der Materialabtrag hängt von einer Vielzahl an Parametern ab; unter anderem von dem Anpressdruck des Polierrades, den Drehzahlen um die Rad- und Drehachse, die Vorschubgeschwindigkeit entlang des Bearbeitungspfades, dem Zustand der Polierfläche und des Poliermittels sowie dem Material der Linse. Die Reduktion der variablen Parameter auf teilweise unveränderliche (d. h. konstante) Parameter bietet Vereinfachungen bei der Berechnung und führt letztlich zu einer verbesserten optischen Eigenschaft der Linse.
Vorzugsweise erfolgt die Kraftbeaufschlagung federelastisch, und besonders bevorzugt durch elastische Ausgestaltung eines die Polierfläche tragenden Grundkörpers des Polierrades. Die Federung erfolgt somit so dicht wie möglich unter der Polierfläche und es bestehen nur geringe Masseträgheiten. Hierdurch sind eine hohe Maßhaltigkeit und geringe Rautiefen erzielbar.
Zur Einstellung der Polierleistung und damit dem Materialabtrag ist es besonders günstig, die Vorschubgeschwindigkeit entlang des Bewegungspfades zu regeln; vorzugsweise auf den Außenradien des spiralförmigen Bewegungspfads ausschließlich durch die Vorschubgeschwindigkeit. In Richtung Spiralmitte ist dann die Vorschubgeschwindigkeit zu reduzieren. Einem übermäßigen Materialabtrag wird verfahrensgemäß wirksam durch Reduktion der Drehzahlen des Polierrades um Rad- und Drehachse entgegengewirkt. Für die Berechnung und Regelung der Rotations- und Vorschubgeschwindigkeiten eignet sich eine Maschinensteuereinheit.
Zur vereinfachten Berechnung des Materialabtrags trägt auch eine Weiterentwicklung des Verfahrens bei, bei welcher das Polierrad mit einem festen Drehzahlverhältnis um die Radachse und die Drehachse rotiert wird. Entsprechend ist das Verhältnis zwischen den linearen Polierbewegungen durch Rotation um die Radachse und den rotierenden Polierbewegungen durch Rotation um die Drehachse konstant. Hierdurch ist die Polierleistung über der Fläche des Fußabdrucks einfach vorhersagbar und es ergibt sich eine homogene polierte Oberfläche.
Darüber hinaus ermöglicht eine derartige Verfahrensausgestaltung mit Drehzahlkopplung eine Ausgestaltung des Polierrades mit geringen Rotationsträgheiten, wodurch schnelle Drehzahländerungen, insbesondere in der Spiralmitte, erst (kostengünstig) möglich werden. Außerdem erlaubt eine feste Drehzahlkopplung einfache, kostengünstige und schwingungsfrei rotierende Ausgestaltungen des Polierrades inklusive Maschine, wodurch die Maßhaltigkeit und die Rautiefe der bearbeiteten Oberfläche besonders gut sind.
Gemäß einer näheren Ausgestaltung der Erfindung sind die Drehzahlen der Radachse und der Drehachse kinematisch miteinander gekoppelt. Damit muss das Drehzahlverhältnis nicht durch aufwendige Regelung konstant gehalten werden. Außerdem kann eine einzelne Antriebseinheit, insbesondere ein (Elektro-)Motor, das Polierrad in beide Rotationsrichtungen drehen, eine zweite Antriebseinheit ist entsprechend nicht notwendig.
Hierzu trägt auch eine nähere Verfahrensgestaltung bei, welche vorsieht dass der Antrieb des Polierades um die Radachse passiv durch einen aktiven Antrieb, vorzugsweise ein (Elektro-)Motor, der Drehachse bewirkt wird. Damit ist nur ein aktiver Antrieb notwendig und die diesbezüglichen Kosten gering. Der aktive Antrieb kann entsprechend feststehend, d. h. nicht mitrotierend, positioniert werden. Die Rotationsmasse ist dann gering und es werden wenige Schwingungen vom Antrieb auf das Polierrad übertragen.
In Praxistests hat sich eine Verfahrensdurchführung als besonders günstig erwiesen, bei der das Polierrad 2mal bis 10mal, vorzugsweise 3mal bis 9mal, und besonders bevorzugt 4mal bis 8mal, so schnell um die Radachse rotiert wird als um die Drehachse.
Ferner sieht ein besonderer Ablauf des Polierverfahrens vor, dass das Polierrad ausgewuchtet um die Drehachse rotiert wird. Damit sind mögliche Schwingungen des Polierrades auf ein Minimum reduziert, hohe Maßhaltigkeit und geringe Rautiefen werden erreicht. Zusätzlich sind hohe Drehzahlen um die Drehachse möglich.
Des Weiteren kann die Linse während des Polierverfahrens rotiert werden, insbesondere um eine Werkstückachse. Diese sollte im Wesentlichen parallel zur Drehachse sein, wenn die Mitte der optischen Linse bearbeitet wird. Zur Erzeugung des spiralförmigen Bewegungspfads genügt dann eine zusätzliche lineare Verschiebung des Polierrads relativ zur Linse in einer Ebene senkrechten zur Werkstückachse. Hierfür wird entweder das Polierrad linear verschoben oder die rotierende Linse linear verschoben. Die dritte Dimension ist bei konvexen und konkaven Linsen durch eine Zustellung zwischen Polierrad und Linse zu berücksichtigen.
Das Verfahren kann außerdem dahingehend ergänzt werden, dass der Bewegungspfad von einer rotierenden Bewegung überlagert wird. Der Radius der überlagernden Rotation sollte dabei kleiner sein als der Abstand zweier benachbarter Bahnen des Bewegungspfades. Damit ergibt sich eine nochmals verbesserte optische Eigenschaft der Linse durch verringerte gerichtete Mikrorauigkeiten. Diese rotierende Bewegung ist durch eine orbitierende Bewegung der Drehachse relativ zur Linse bewirkbar. Grundsätzlich kann die Drehachse um eine Mittelachse orbitieren bzw. kreisen. Bevorzugt wird jedoch die Linse um eine Orbitachse orbitiert, welche parallel zur Drehachse ist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Polierwerkzeug, insbesondere zur Durchführung eines wie zuvor beschriebenen Polierverfahrens, mit einem Polierrad, das eine Radachse aufweist, welche radial von einer Polierfläche umgeben ist, wobei die Radachse an einer Drehachse gelagert und die Radachse senkrecht zur Drehachse ausgerichtet ist, und mit einer dem Polierrad gegenüberstehenden Werkstückaufnahme zur Aufnahme einer optischen Linse, wobei die Werkstückaufnahme und das Polierrad relativ zueinander entlang eines spiralförmigen Bewegungspfades bewegbar gelagert, vorzugsweise angetrieben, sind.
Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich die zuvor beschrieben Vorteile des Verfahrens realisieren; dies insbesondere durch den spiralförmigen Bewegungspfad bei gleichzeitiger Rotation des Spiralrads um die Rad- und Drehachse. Mit der Vorrichtung sind mithin qualitativ hochwertige Linsen herstellbar.
In einer näheren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Werkstückaufnahme rotierbar um eine Werkstückachse gelagert ist. Damit müssen nicht alle Bewegungen des Bewegungspfads durch aktive Bewegung des Polierrades bewirkt werden. Die Rotation einer rotationssymmetrischen und im Verhältnis zum Polierrad leichten Linse ist sehr gleichmäßig und ruhig, sodass wenige Schwingungen entstehen. Außerdem kann die Vorschubgeschwindigkeit entlang des Bewegungspfades durch schnelle Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der wenig massebehafteten Werkstückaufnahme bewirkt werden. Hierdurch ist die Qualität des Polierens besonders hoch. Die Werkstückachse sollte dabei der optischen Achse einer aufgenommenen optischen Linse entsprechen. Die Werkstückachse ist dann im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Polierrades ausgerichtet, insbesondere wenn die Mitte der optischen Linse bearbeitet wird. Abseits der Mitte der optischen Linse wird die Drehachse vorzugsweise als Lotrechte zur Oberfläche der Linse ausgerichtet. Zusätzlich sollte das Polierrad oder die Werkstückaufnahme in einer Ebene senkrechten zur zweiten Drehachse linear verschiebbar gelagert sein. Durch Überlagerung der Rotation der Linse und die lineare Bewegung ist der spiralförmige Bewegungspfad abfahrbar.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehzahl der Radachse kinematisch mit der Drehzahl der Drehachse gekoppelt, bevorzugt mit festem Drehzahlverhältnis.
Hierdurch ist die Materialabtragsleistung/Polierleistung sehr einfach berechenbar, denn das Verhältnis zwischen den linearen Polierbewegungen durch Rotation um die Radachse und den rotierenden Polierbewegungen durch Rotation um die Drehachse ist konstant. Durch die Drehzahlkopplung ist zudem eine Ausgestaltung des Polierrades mit geringen Rotationsträgheiten möglich, denn es kann auf einen mit dem Polierrad rotierenden Motor verzichtet werden. Hierdurch werden schnelle Drehzahländerungen möglich, welche insbesondere in der Spiralmitte zu einer Linsenoberflächen ohne Mittenfehler beitragen.
Bei fester Drehzahlkopplung ist eine einfache, kostengünstige und schwingungsfrei rotierende Ausgestaltung des Polierrades inklusive Maschine möglich, was die Bearbeitungsqualität der Oberfläche verbessert. Auf eine aufwendige Regelung auf ein konstantes Drehzahlverhältnis kann durch die kinematische (mechanische) Kopplung verzichtet werden. Die kinematische Kopplung sollte ein Drehzahlverhältnis aufweisen, bei dem das Polierrad 2mal bis 10mal, vorzugsweise 3mal bis 9mal, und besonders bevorzugt 4mal bis 8mal, so schnell um die Radachse rotiert als um die Drehachse. Hiermit werden besonders gute Polierleistungen in Qualität und Quantität erreicht.
Durch die kinematische Kopplung genügt eine einzelne Antriebseinheit, insbesondere ein (Elektro-)Motor, zur Rotationsanregung des Polierrades in beiden Rotationsrichtungen. Hierzu trägt auch eine Ausgestaltung bei, welche vorsieht, dass der Antrieb des Polierades um die Radachse passiv durch einen aktiven Antrieb, vorzugsweise mit einem (Elektro-)Motor, der Drehachse bewirkt ist. Damit ist nur ein aktiver Antrieb notwendig und die diesbezüglichen Kosten gering. Der aktive Antrieb kann entsprechend feststehend, d. h. nicht mitrotierend positioniert sein.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Polierwerkzeug, vorzugsweise zur Durchführung eines wie zuvor beschriebenen Polierverfahrens, mit einem Polierrad, das eine Radachse aufweist, welche radial von einer Polierfläche umgeben ist, wobei die Radachse an einer Drehachse gelagert und die Radachse senkrecht zur Drehachse ausgerichtet ist, und wobei die Drehzahl der Radachse kinematisch mit der Drehzahl der Drehachse gekoppelt ist, bevorzugt mit festem Drehzahlverhältnis.
Die Drehzahlkopplung erlaubt wiederum eine einfache, kostengünstige und schwingungsfrei rotierende Ausgestaltung des Polierrades inklusive Maschine. Gleichzeitig wird eine hohe Maßhaltigkeit und geringe Rautiefe der bearbeiteten Oberfläche erzielt.
Ein besonderer Vorteil liegt weiterhin darin, dass das Polierrad mit einer (standardisierten) Aufnahme einer Maschine koppelbar ist (z. B. ein Hydrodehnanschluss/-spannfutter), um die Rotationsanregung zu bewirken. Erfindungsgemäß sind nämlich nur ein Antriebsmotor auf der Maschinenseite und keine Stromversorgung in die rotierenden Teile hinein erforderlich. Damit ist das Polierrad einfach und kostengünstig nachrüstbar und austauschbar, wobei die eingesetzten Maschinen weiterhin für Bearbeitungen mit anderen Werkzeugen umrüstbar bleiben. Zur Umsetzung des Verfahrens ist die Bewirkung des spiralförmigen Bewegungspfades dann Maschinenseitig umzusetzen, d. h. durch Bewegungen der Werkzeugaufnahme, welche das Polierrad haltert und die Werkstückaufnahme, welche die Linse haltert. Das erfindungsgemäße Polierrad ist jedoch auch für Verfahrensausgestaltungen geeignet, bei welcher der Bewegungspfad mäanderförmig, bzw. entsprechend einer Rechteckfunktion ausgelegt ist. Durch die Überlagerung der Rotationen um die Radachse und die Drehachse wird eine lineare Ausrichtung der Mikrorauigkeit entgegengewirkt, wodurch auch hierbei die optische Güte der Linse hoch ist.
Vorzugsweise wird die kinematische Kopplung zum Schutz vor Verunreinigungen gekapselt.
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist die kinematische Kopplung zwischen Radachse und Drehachse wenigstens teilweise über Zahnräder bewirkt. Zahnräder sind verschleißfest, ermöglichen eine große Spannweite an Übersetzungsverhältnissen und erlauben eine schwingungsarme Kraftübertragung. Außerdem stehen sie in großer Auswahl kostengünstig als Halb- oder Fertigzeuge zur Verfügung.
Gemäß einer Variante des Polierwerkzeugs umfasst die kinematische Kopplung zwischen Radachse und Drehachse ein Kronenradgetriebe oder Kegelradgetriebe. Dies wird insbesondere den Ausrichtungen von Radachse und Drehachse gerecht, welche eine Richtungsänderung der Rotationsachse erfordert, die mit diesen Getrieben mit hohem Wirkungsgrad und geringem Verschleiß bewirkt werden kann.
Darüber hinaus ist sieht eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Kronenradgetriebe oder Kegelradgetriebe die Radachse mit einem zweiten Koppelmittel verbindet, das mit einem feststehenden Maschinenteil verbindbar und/oder verbunden ist. Damit ist lediglich eine Schnittstelle zur Festlegung der zweiten Maschinenaufnahme an der Maschine notwendig. Das Vorsehen einer maschinenseitigen, feststehenden Aufnahme ist meist problemlos möglich. Darüber hinaus bildet das Polierwerkzeug eine funktionelle Einheit, deren Komponenten alle aufeinander abgestimmt sind. Bedienungs- und Handhabungsfehler werden so minimiert.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Polierrades umfasst die kinematische Kopplung zwischen Radachse und Drehachse einen Riementrieb. Der Vorteil eines Riementriebs liegt darin, dass eine längere Distanz zwischen zwei Riemenscheiben überbrückt werden kann, sodass eine leichte und kompakte Gestaltung möglich ist. Insbesondere bietet es sich an, eine Riemenscheibe auf der Radachse zu montieren, um in unmittelbarer Umgebung des Polierrades ein schlankes Werkzeug zu erhalten.
Zu einer schlanken Gestaltung trägt auch eine Ausführung derart bei, dass die Drehachse endseitig eine einseitige Einarmaufnahme (feststehende Einarmschwinge) für die Radachse aufweist. Die Einarmaufnahme kann dabei als Trägerelement für die kinematische Kopplung, z. B. als Lagerbock für Zahnräder oder Riemenscheiben dienen. Eine hohe Torsionssteifigkeit wird erreicht, wenn die Einarmaufnahme zur Aufnahme des kinematischen Antriebs wenigstens teilweise hohl ausgebildet ist. Besonders günstig ist es, die Einarmaufnahme als Teil einer Kapselung der kinematischen Kopplung zu nutzen, um diesen vor Verschmutzung zu schützen.
Ferner ist von einer Weiterentwicklung des Polierrades vorgesehen, dass die Drehachse ein erstes Koppelmittel für einen Rotationsantrieb ausbildet. Damit ist das Polierwerkzeug in einer Maschine einsetzbar, welche insbesondere einen Antrieb bereitstellt. Als Koppelmittel eignet sich insbesondere ein Schaft, vorzugsweise zylinderförmig oder mit mehr als fünf Kanten, oder ein Morsekegel. Damit ist das Polierwerkzeug austauschbar und die Maschine bleibt umrüstbar hinsichtlich anderer Werkzeuge. Die Kosten für das Polierwerkzeug sind hierdurch gering. Besonders bevorzugt wird ein Hydrodehnfutter eingesetzt. Diese sind genormt, womit das Polierwerkzeug in eine Vielzahl bestehende Maschinen einbaubar ist. Ein Hydrodehnfutter hat eine Metallmembran an der Spannstelle, die durch Öl aufgeweitet wird und dadurch spannt.
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung liegt der Masseschwerpunkt der rotierenden Teile des Polierrades auf der Drehachse. Mit anderen Worten sind die um die Drehachse rotierenden Bestandteile des Polierrads dann ausgewuchtet. Mithin entstehen keine Vibrationen durch eine Unwucht des Polierrades und die Bearbeitungsqualität der Oberfläche ist hoch. Darüber hinaus können hohe Drehzahlen um die Drehachse realisiert werden.
Die Polierfläche des Polierrades sollte elastisch verformbar sein, damit sie mit einer Auflagefläche auf einer Linse aufliegen kann. Als geometrische Ausgestaltungen der Polierfläche kommen eine schmale Radform, eine Fassform, eine Tonnenform oder eine Kugelform in Betracht. Die Drehachse sollte unabhängig von der Form der Polierfläche mittig zu dieser angeordnet sein, um eine Unwucht zu verhindern.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch ein Polierwerkzeug;
2 eine perspektivische Ansicht eines Polierrads mit Aufnahme;
3 eine perspektivische Ansicht eines Polierwerkzeugs;
4 einen spiralförmigen Bewegungspfad; und
5 einen mäanderförmigen Bewegungspfad.
1 zeigt ein Polierwerkzeug 1, das in eine Werkzeugmaschine einbaubar ist. Das Polierwerkzeug 1 hat ein Polierrad 2, welches auch vergrößert in einer perspektivischen Ansicht der 2 zu sehen ist.
Gemäß den 1 und 2 hat das Polierrad 2 eine Radachse A1 und eine die Radachse A1 radial umgebende Polierfläche 3. Zwischen der Radachse A1 und der Polierfläche 3 ist ein elastischer Grundkörper 6 angeordnet. Die Radachse A1 trägt ein zweites Zahnrad 31, welches insbesondere aufgesteckt und festgeschraubt ist.
Benachbart zum Grundkörper 6 des Polierrades 2 trägt die Radachse A1 ferner beidseitig jeweils ein Kugellager 16, 17 (in 2 nicht sichtbar). Mit diesen Kugellagern 16, 17 ist die Radachse A1 an einer Aufnahme 9, nämlich in einer Gabel einer Drehachse A2 gelagert.
Die Drehachse A2 ist senkrecht zur Radachse A1 ausgerichtet und setzt sich aus Montagegründen aus mehreren Achsabschnitten zusammen. Zunächst ist eine Gabelzinke 92 der Gabel lösbar an einer Brücke 93 der gegenüberliegenden Gabelzinke 91 befestigt. Hierdurch ist die Radachse A1 in die Gabel der Aufnahme 9 einsetzbar. Über die Brücke 93 ist die Gabel mit einem Steckabschnitt 94 in einen (zweigeteilten) Schaft 95 (nicht in 2 dargestellt) der Drehachse A2 eingesteckt.
Wie aus 1 hervorgeht, sind die beiden Achsabschnitte der Drehachse A2 an der Steckverbindung mittels einer Schraube 21 rotationsfest verbunden. Der Schaft 95 ist eine Spindel und bildet ein erstes Koppelmittel 4 aus. Mit dem ersten Koppelmittel 4 ist das Polierwerkzeug 1 mit einem Rotationsantrieb 10 verbindbar.
Das auf der Radachse A1 fixierte zweite Zahnrad 31 korrespondiert mit einem ersten Zahnrad 30, welches ein Kronenrad ist. Das erste Zahnrad 30 ist koaxial zur Drehachse A2 ausgerichtet. Mithin liegt hier ein Kronenradgetriebe 5 vor. Zur Festlegung des ersten Zahnrads 30 an einem feststehenden Maschinenteil 11 (d. h. einem nicht um die Drehachse A2 rotierenden Maschinenteil 11) bei stets korrekter Positionierung relativ zum zweiten Zahnrad 31, ist das erste Zahnrad 30 mit einem Außenschaft 18 verbunden. Innerhalb des Außenschafts 18 ist die Drehachse A2 über mehrere Kugellager 12, 13, 14, 15 axialfest sowie drehbar gelagert. Auch der Außenschaft 18 ist zur Montierbarkeit aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt. Der Außenschaft 18 bildet ein zweites Koppelmittel 8 aus, mit welchem das Polierwerkzeug 1 mit einem feststehenden Maschinenteil 11 gekoppelt werden kann. Auf der Seite des Polierrades 2 hat der Außenschaft 18 eine aufgeweitete Kuppel 19, welche mittels einer Fixierschraube 7 auf dem restlichen Außenschaft 18 fixiert ist. Die Kuppel 19 trägt stirnseitig das erste Zahnrad 30. Zur Betätigung der Schraube 21 zur Festlegung des Steckabschnitts 94 hat die Kuppel 19 eine seitliche Montageöffnung 20.
Durch die Verbindung des Polierwerkzeugs 1 über das erste Koppelmittel 4 mit einem Rotationsantrieb 10 und das zweite Koppelmittel 8 mit einem drehfesten Maschinenteil 11 ist die Drehzahl der Radachse A1 kinematisch mit der Drehzahl der Drehachse A2 gekoppelt. Das Drehzahlverhältnis richtet sich dabei nach den Durchmessern des ersten und zweiten Zahnrads 30, 31.
Dem Polierrad 2 steht eine Werkstückaufnahme 120 gegenüber, in welcher eine optische Linse 100 aufgenommen ist. Die Werkstückaufnahme 120 ist rotierbar um eine Werkstückachse A4 gelagert, welche koaxial zur optischen Achse 104 der optischen Linse 100 ausgerichtet ist.
In einer Abwandlung der gezeigten Ausführung könnten die Zahnräder 30, 31 als Kegelräder und/oder als Reibräder ausgeführt sein.
In 3 erkennt man in einer perspektivischen Ansicht eine andere Variante eines Polierwerkzeugs 1. Insbesondere ist der polierradseitige Abschnitt detailliert dargestellt. Dieser unterscheidet sich dahingehend von den Ausführungsvarianten nach den 1 und 2, dass die kinematische Kopplung zwischen Radachse A1 und Drehachse A2 abweichend bewirkt wird. So korrespondiert zwar auch hier ein zweites Zahnrad 31 mit einem ersten Zahnrad 30 (Kronenrad), jedoch ist das zweite Zahnrad 31 nicht auf der Radachse A1 aufgebracht. Vielmehr ist das zweite Zahnrad 31 auf einer Zahnradachse A3 fixiert, welche parallel zur Radachse A1 verläuft. Die Zahnradachse A3 schneidet dabei die Drehachse A2. Außerdem ist die Zahnradachse A3 zwischen dem ersten Zahnrad 30 und der Radachse A1, insbesondere auch dem Polierrad 2, angeordnet. Auf der anderen Seite der Drehachse A2 trägt die Zahnradachse A3 ein drittes Zahnrad 32. Das dritte Zahnrad 32 hat dabei einen kleineren Durchmesser als das zweite Zahnrad 31. Über eine Zahnradkette wird die Rotation des dritten Zahnrads 32 auf ein viertes Zahnrad 33 und ein verdecktes (d. h. nicht sichtbares) fünftes Zahnrad übertragen. Das fünfte Zahnrad ist auf der Radachse A1 montiert, sodass das Polierrad 2 rotierend angetrieben wird, wenn die Drehachse A2 rotiert und das erste Zahnrad 30 über ein zweites Koppelmittel 8 drehfest festgelegt wird. Das zweite Koppelmittel 8 kann dabei wie in 1 einen Außenschaft aufweisen.
Man sieht in 3 ferner, dass das Polierrad 2 an einer einarmigen Aufnahme 9 der Drehachse A2 gelagert ist. Dabei ist eine Gabel 91 der Aufnahme 9 über eine Brücke 93 mit dem Rest der Drehachse A2 verbunden. Die Brücke 93 ist nur mit gestrichelten Linien angedeutet, damit innenliegende Teile erkennbar sind. Innerhalb der Brücke 93 ist nämlich die Zahnradachse A3 über zwei Kugellager 16, 17 gelagert. Die Zahnradkette, umfassend das dritte bis fünfte Zahnrad 32, 33, ist innerhalb der teilweise hohlen Gabel 91 gelagert. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders schlankes vorderes Ende, sodass Kollisionen mit einem Werkstück, insbesondere einer optischen Linse, vermieden werden.
Je nach gewünschter Länge der Gabel 91 der Aufnahme 9, kann die Anzahl der Zahnräder in der Zahnradkette abweichend zu der im gezeigten Ausführungsbeispiel angepasst werden.
Alternativ kann die Zahnradkette durch einen Riementrieb ersetzt werden. Hierfür werden das dritte und fünfte Zahnrad jeweils durch eine Riemenscheibe ersetzt. Über diese wird ein Antriebsriemen gelegt. Dazwischen sind keine weiteren Zahnräder oder Riemenscheiben erforderlich. Es kann jedoch eine Spannrolle vorgesehen werden, um den Riemen zu spannen. Die Spannrolle wird dann vorzugsweise federnd gelagert.
4 zeigt eine optische Linse 100. Diese hat eine optische Oberfläche 101, einen Linsenumfang 102 und ein Linsenzentrum 103. Auf der Oberfläche 101 ist ein spiralförmiger Bearbeitungspfad P1 skizziert. Dieser entspricht einer archimedischen Spirale S. Eine dritte Dimension, nämlich bedingt durch eine konvexe oder konkave optische Oberfläche 101, ist nicht erkennbar. Benachbart zum Linsenumfang 102 hat die Spirale S des Bearbeitungspfades P1 einen Außenradius S2. Von letzterem führt der Bearbeitungspfad P1 in Form einer Spirale S bis zur Spiralmitte S1, welche nahe dem Linsenzentrum 103 liegt.
Abweichend zu 4 zeigt 5 einen mäanderförmigen Bearbeitungspfad P2, welcher sich entsprechend einer Rechteckfunktion von einer Anfangsseite 110 der Linse 100 zu einer Endseite 111 der Linse erstreckt. Die dritte Dimension ist hierbei wiederum nicht erkennbar.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Polierwerkzeug
2: Polierrad
3: Polierfläche
4: erstes Koppelmittel
5: Kronenradgetriebe
6: Grundkörper
7: erste Fixierschraube
8: zweites Koppelmittel
9: (Einarm-; Zweiarm-)Aufnahme
10: Rotationsantrieb
11: nicht rotierender Maschinenteil
12: erstes Kugellager
13: zweites Kugellager
14: drittes Kugellager
15: viertes Kugellager
16: fünftes Kugellager
17: sechstes Kugellager
18: Außenschaft
19: Kuppel
20: Montageöffnung
21: zweite Fixierschraube
30: erstes Zahnrad
31: zweites Zahnrad
32: drittes Zahnrad
33: viertes Zahnrad
91: erste Gabelzinke
92: zweite Gabelzinke
93: Brücke
94: Steckabschnitt
95: Schaft
100: optische Linse
101: optische Oberfläche
102: Linsenumfang
103: Linsenzentrum
104: optische Achse
110: Anfangsseite
111: Endseite
120: Werkstückaufnahme
A1: Radachse
A2: Drehachse
A3: Zahnradachse
A4: Werkstückachse
P1: Bearbeitungspfad (spiralförmig)
P2: Bearbeitungspfad (mäanderförmig)
S: Spirale
S1: Spiralmitte
S2: Außenradius

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

DE 10333500 A1 [0004]
DE 10031057 B4 [0004, 0004, 0011]
EP 0512988 B1 [0012]

Claims

Polierverfahren zur Bearbeitung einer optischen Oberfläche (101) einer optischen Linse (100), mit einem Polierrad (2), das eine Radachse (A1) aufweist, welche radial von einer Polierfläche (3) umgeben ist, umfassend die folgenden Schritte: • Auflegen der Polierfläche (3) des Polierrads (2) auf die Oberfläche (101) der Linse (100), • Bewegen des Polierrads (2) relativ zur Linse (100) über deren Oberfläche (101) entlang eines Bearbeitungspfades (P1), • Rotieren des Polierrads (2) um die Radachse (A1), • Rotieren des Polierrads (2) um eine Drehachse (A2), welche senkrecht zur Radachse (A1) ausgerichtet ist, und gekennzeichnet durch folgenden Schritt • Bewegen des Polierrads (2) entlang eines spiralförmigen Bewegungspfades (P1), • Reduzieren einer Drehzahl des Polierrades (2) um die Radachse (A1) und/oder die Drehachse (A2) in der Spiralmitte (S1) des Bewegungspfades (P1).
Polierverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein • Reduzieren der Drehzahl des Polierrades (2) um die Radachse (A1) und/oder die Drehachse (A2) in der Spiralmitte (S1) des Bewegungspfades (P1) gegenüber einer Drehzahl des Polierrades (2) um die Radachse (A1) und/oder die Drehachse (A2) am Außenradius (S2) der Spirale (S) des Bewegungspfades (P1).
Polierverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Polierrades (2) um die Radachse (A1) und die Drehachse (A2) in der Spiralmitte (S1) des Bewegungspfades (P1) wenigstens annährend auf null reduziert wird.
Polierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polierrad (2) in der Spiralmitte (S1) der Spirale (S) von der Oberfläche (101) der Linse (100) abgehoben wird.
Polierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polierrad (2) entlang des Bewegungspfades (P1) mit einer konstanten Anpresskraft gegen die Oberfläche (101) der Linse (100) gedrückt wird.
Polierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Rotieren des Polierrades (2) um die Radachse (A1) und die Drehachse (A2) mit einem festen Drehzahlverhältnis.
Polierverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Polierades (2) um die Radachse (A1) passiv durch einen aktiven Antrieb der Drehachse (A2) bewirkt wird.
Polierverfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Polierrad (2) 2mal bis 10mal so schnell um die Radachse (A1) rotiert wird als um die Drehachse (A2).
Polierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polierrad (2) ausgewuchtet um die Drehachse (A2) rotiert wird.
Polierwerkzeug (1) mit einem Polierrad (2), das eine Radachse (A1) aufweist, welche radial von einer Polierfläche (3) umgeben ist, wobei die Radachse (A1) an einer Drehachse (A2) gelagert und die Radachse (A1) senkrecht zur Drehachse (A2) ausgerichtet ist, und mit einer dem Polierrad (2) gegenüberstehenden Werkstückaufnahme (120) zur Aufnahme einer optischen Linse (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahme (120) und das Polierrad (2) relativ zueinander entlang eines spiralförmigen Bewegungspfades (P1) bewegbar gelagert sind.
Polierwerkzeug (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahme (120) rotierbar um eine Werkstückachse (A4) gelagert ist.
Polierwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Radachse (A1) kinematisch mit der Drehzahl der Drehachse (A2) gekoppelt ist.
Polierwerkzeug (1) mit einem Polierrad (2), das eine Radachse (A1) aufweist, welche radial von einer Polierfläche (3) umgeben ist, wobei die Radachse (A1) an einer Drehachse (A2) gelagert und die Radachse (A1) senkrecht zur Drehachse (A2) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Radachse (A1) kinematisch mit der Drehzahl der Drehachse (A2) gekoppelt ist.
Polierwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die kinematische Kopplung zwischen Radachse (A1) und Drehachse (A2) wenigstens teilweise über Zahnräder (30, 31, 32, 33) bewirkt ist.
Polierwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die kinematische Kopplung zwischen Radachse (A1) und Drehachse (A2) ein Kronenradgetriebe (5) oder Kegelradgetriebe umfasst.
Polierwerkzeug (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kronenradgetriebe (5) oder Kegelradgetriebe die Radachse (A1) mit einem zweiten Koppelmittel (8) verbindet, das mit einem feststehenden Maschinenteil (11) verbindbar und/oder verbunden ist.
Polierwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die kinematische Kopplung zwischen Radachse (A1) und Drehachse (A2) einen Riementrieb umfasst.
Polierwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (A2) ein erstes Koppelmittel (4) für einen Rotationsantrieb (10) ausbildet.
Polierwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseschwerpunkt der rotierenden Teile des Polierrades (2) auf der Drehachse (A2) liegt.