DE10304388A1

DE10304388A1 - Zerspanbares Blockstück

Info

Publication number: DE10304388A1
Application number: DE10304388A
Authority: DE
Inventors: Gunter Schneider; Helwig Buchenauer; Klaus Krämer; Michael Thomas
Original assignee: Schneider GmbH and Co KG
Current assignee: Schneider & Co Kg De GmbH
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: DE10304388B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung (1) für schleif- und/oder spanbare Werkstücke 2, wie optisch aktive Linsen, mit einem der Werkzeugspindel zugeordneten Kupplungsteil 1.1 und einem dem Werkstück zugeordneten Halteteil 1.2, wobei das Halteteil 1.2 und/oder das Kupplungsteil 1.1 bei einem Vorschubwert f zwischen 0,1 mm und 2 mm eine spezifische Schnittkraft k¶c¶ kleiner als 9 È 10·2· N/mm·2·, insbesondere kleiner als 5 È 10·2· N/mm·2·, aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für schleif- und/oder spanbare Werkstücke wie optisch aktive Linsen mit einem der Werkzeugspindel zugeordneten Kupplungsteil und einem dem Werkstück zugeordneten Halteteil.
Es ist bereits ein als Blockstück ausgebildetes Aufnahmeteil für Werkstücke bzw. optische Linsen aus der US 5,763,075 bekannt. Das Blockstück wird hierbei zumindest teilweise aus einer niedrig schmelzenden Legierung gebildet, die als Kontaktmittel zwischen der Linse und dem Blockstück dient. Es ist auch vorgesehen, das ganze Blockstück aus der niedrig schmelzenden Legierung zu bilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufnahmeteil derart auszubilden und anzuordnen, dass ein einfaches Verbinden und Lösen vom Werkstück gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Halteteil und/oder das Kupplungsteil bei einem Vorschubwert f zwischen 0,1 mm und 2 mm eine spezifische Schnittkraft k_c kleiner als 9·10² N/mm², insbesondere kleiner als 5·10² N/mm² aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass das Halteteil bzw. das Kupplungsteil während der Bearbeitung des Werkstücks bzw. der Linse ohne übermäßigen Werkzeugverschleiß und ohne großen zeitlichen Aufwand bearbeitet bzw. abgearbeitet werden kann. Dabei wird das Halteteil bzw. das Kupplungsteil ganz oder zumindest teilweise im Verbindungsbereich bzw. Klebebereich zum Werkstück bearbeitet. Der Vorschub f bezieht sich auf jede Umdrehung des Werkstücks, wobei eine Variation des Vorschubs während der Bearbeitung vorgesehen ist. Das Halteteil bzw. das Kupplungsteil muss demnach nicht vom Werkstück entfernt werden, um die betreffende Seite A, B zu bearbeiten. Außerdem wird gewährleistet, dass die korrespondierende Anlagefläche zwischen dem Halteteil und dem Werkstück durchaus die Werkstückgröße erreichen kann, d.h. dass das Halteteil seitlich über das Werkstück hervorsteht und für eine Randbearbeitung span- bzw. schleifbar ist. Das Werkstück kann auf seiner dem Halteteil gegenüber liegenden Seite sowie an seiner Randseite C fertig bearbeitet werden, wobei eine ganzflächige Auflage des Werkstücks auf dem Halteteil gewährleistet ist. In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, dass die neben dem Vorschub den Spanquerschnitt definierende Spantiefe t zwischen 0,5 mm und 20 mm, insbesondere zwischen 1,0 mm und 10 mm bzw. zwischen 1,0 mm und 12 mm groß ist, wobei die maximale Tiefe durch die Form des Werkzeugs begrenzt ist.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass das Halteteil und/oder das Kupplungsteil eine spezifische Schnittkraft k_c zwischen 0,1·10² N/mm² und 6·10² N/mm², insbesondere zwischen 1·10² N/mm² und 4·10² N/mm² aufweist. Die Reduzierung der Schnittkraft k_c auf eine minimale Größe, die jedoch ausreichende Festigkeiten des Halteteils bzw. des Kupplungsteils gewährleistet, lassen eine zügige und verschleißfreie Bearbeitung des Halteteils bzw. des Kupplungsteils durch das Werkzeug zu.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung dass das Halteteil und/oder das Kupplungsteil aus Kunststoff oder aus einer Legierung gebildet ist und einen E-Modul zwischen 500 N/mm² und 7000 N/mm², insbesondere zwischen 1000 N/mm² und 4000 N/mm² aufweist. Die Biege- und Torsionssteifigkeit der Haltevorrichtung ist maßgeblich vom E-Modul des verwendeten Materials abhängig. Da die Schnittkraft k_c ebenfalls vom E-Modul abhängig ist bzw. proportional zu diesem ansteigt, gewährleistet ein E-Modul aus dem erfindungsgemäßen Intervall zum einen eine ausreichende Biege- und Torsionssteifigkeit und zum anderen eine optimale Zerspanbarkeit.
Ferner ist es vorteilhaft, dass das Halteteil form- und/oder kraftschlüssig mit dem Kupplungsteil verbindbar und/oder lösbar verbunden ist. Die Verbindung zwischen Halteteil und Kupplungsteil wird maßgeblich durch die verwendete Werkstoffpaarung zwischen Halteteil und Kupplungsteil beeinflusst. Wenn es sich bei dem Halteteil und dem Kupplungsteil erfindungsgemäß um gleiche oder ähnliche Werkstoffe handelt, können beide über einen Anschmelzvorgang miteinander verklebt bzw. verschmolzen werden. Sollte das Kupplungsteil jedoch aus Metall gebildet sein, so ist neben der Möglichkeit des Formschlusses auch ein An- bzw. Eingießen des Halteteils an das Kupplungsteil möglich. Das Halteteil und das Kupplungsteil können aber auch miteinander verklebt sein.
Vorteilhaft ist es auch, dass das Kupplungsteil, das Halteteil und/oder das Werkstück mit Bezug auf das verwendete Material gemeinsam wiederaufbereitbar und/oder als unkritischer Müll entsorgbar ist. Eine unproblematische Wiederaufbereitung der entstandenen Werkstück- und Werkzeugteile stellt eine Grundvoraussetzung für eine standortunabhängige Komplettbearbeitung von Linsen dar. Der entstandene Abfall könnte neben der Wiederaufbereitung auch in die haushaltsübliche Müllkette einfließen. Eine Verwendung von niedrig schmelzenden Schwermetall-Legierungen, wie sie bisher bei der Herstellung einer Haltevorrichtung verwendet werden, lassen dies auf keinen Fall zu.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass das Halteteil mehrere dem Werkstück zugeordnete und/oder an das Werkstück anlegbare Anlageelemente aufweist. Die Anformbarkeit des Halteteils an das Werkstück wird durch die Verwendung mehrerer Anlageelemente einfacher, da diese dem Anformprozess entsprechend der Anformkraft bzw. der Erwärmung ausgesetzt sind. Bei der Verwendung eines Ultraschallgenerators zur Erwärmung des Halteteils ist neben der durch den Generator gewährleisteten lokalen Einbringung der Wärmeenergie eine zusätzliche Begrenzung auf die einzelnen Anlageelemente gewährleistet. Die Anlageelemente können hierbei unmittelbar an das Werkstück angelegt sein oder mittelbar über eine Zwischenschicht wie z. B. eine Mantelfläche bzw. eine Klebefolie.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass das Halteteil und/oder das Anlageelement zumindest in einem ersten Temperaturbereich verformbar und in einem zweiten Temperaturbereich aushärtbar sind. Nach der Erwärmung des Halteteils kann das Werkstück angepresst bzw. das Halteteil angeformt werden. Zur Beendigung des Anformprozesses ist z.B. bei der Verwendung von Elastomeren lediglich ein Abkühlen des Halteteils bzw. des Werkstücks notwendig.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass das Halteteil und/oder das Anlageelement zumindest teilweise an das Werkstück anformbar und/oder am Werkstück haftbar ausgebildet sind. Neben der Anformbarkeit des Halteteils an das Werkstück muss dieses am Halteteil zusätzlich haften, so dass ein Bearbeitungsvorgang möglich ist. Diese Haftbarkeit kann zum einen durch Klebekräfte, bedingt durch den Anform-, Anwärm- oder Anschmelzprozess, generiert werden und zum anderen durch Einsatz zusätzlicher Klebstoffe. Die Haftbarkeit muss dabei zwischen dem Anlageelement und dem Werkstück bzw. zwischen dem Anlageelement und der Zwischenschicht sowie zwischen der Zwischenschicht und dem Werkstück gewährleistet sein. Es ist auch vorgesehen, die Haftbarkeit zwischen dem Halteteil und dem Werkstück durch lokalen Energieeintrag wieder zu reduzieren. Damit wird ein einfaches und schnelles Lösen des Werkstücks vom Halteteil bzw. vom Anlageelement gewährleistet.
Vorteilhaft ist es ferner, dass das Halteteil und/oder das Anlageelement eine mit dem Werkstück korrespondierende Anlagefläche aufweist, die zumindest der Größe des Werkstücks im gefertigten Zustand entspricht. Die Ausbildung des Halteteils in der erfindungsgemäßen Größe, die mindestens der Größe bzw. dem Durchmesser des Werkstücks entspricht, gewährleistet eine einwandfreie und unproblematische Bearbeitung der dem Halteteil gegenüberliegenden Seitenfläche des Werkstücks. Eine Diskontinuität innerhalb der Anlagefläche, also ein Übergang zwischen unterstütztem und nicht unterstütztem Bereich, die Einfluss auf die herzustellende Oberflächenqualität hat, wird verhindert.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass dem Halteteil und/oder dem Anlageelement ein Verbindungsteil wie eine Klebefolie zugeordnet ist, wobei die Klebefolie zumindest auf einer dem Werkstück zugeordneten ersten Seite eine wahlweise aktivierbare Klebeschicht aufweist. Die Klebefolie kann hierbei entweder auf dem Halteteil oder auf dem Werkstück angeordnet bzw. angeklebt sein, bevor das Halteteil an das Werkstück angeformt wird. Je nach verwendetem Kleber ist eine Aktivierung des Klebers bzw. der Klebekraft durch den Wärmeeintrag beim Anformprozess möglich. Die Aktivierung ist dabei entweder von grundsätzlicher Art, d. h. die Klebefolie weist erst nach der Aktivierung klebende Eigenschaften auf. Es ist auch vorgesehen, dass es sich um eine zusätzliche Aktivierung handelt, d. h. die Klebefolie weist grundsätzlich klebende Eigenschaften auf, die nach der Aktivierung in der Regel verstärkt werden. Der Aktivierungsvorgang kann auch durch eine Anpresskraft generiert werden. Eine Verminderung der klebenden Eigenschaft durch den Aktivierungsvorgang ist auch vorgesehen, so dass das Werkstück vom Halteteil und/oder vom Anlageelement schnell und einfach entfernt werden kann.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Klebefolie mit einer zweiten Seite dem Halteteil und/oder dem Anlageelement zugeordnet ist, wobei auf der zweiten Seite wahlweise eine weitere Klebeschicht vorgesehen ist. Die weitere Klebeschicht dient der Verbesserung der Haltekraft zwischen dem Halteteil und der Klebefolie. Je nach verwendetem Werkstoff für das Halteteil ist eine zusätzliche Klebekraft an dieser Stelle notwendig.
Zudem ist es von Vorteil, dass das Anlageelement kugel- und/oder stabförmig ausgebildet und mit einer Energiequelle in Wirkverbindung oder in Kontakt bringbar ist. Die stabförmig ausgebildeten Anlageelemente sind hierbei parallel zur Anformkraft ausgerichtet und legen sich durch die Erwärmung während des Anformprozesses nach und nach an die Oberflächenstruktur des Werkstücks an bzw. werden an das Werkstück angedrückt. Zumindest ein Anlageelement ist dabei zentrisch zu einer Mittelachse des Halteteils und innerhalb einer Ausnehmung des Halteteils angeordnet, wobei die weiteren Anlageelemente koaxial dazu in entsprechenden Ausnehmungen angeordnet sind. Dem Halteteil bzw. den Anlageelementen ist ein als Klebefolie ausgebildetes Verbindungsteil zugeordnet, so dass eine ausreichende Haltekraft für die Bearbeitung gewährleistet ist. Die Haltekraft wird dabei neben der Klebekraft der Klebefolie durch die Anzahl der Anlageelemente und deren Anlagequerschnitt bestimmt. Über die Ausnehmung ist das jeweilige Anlageelement mit einer Energiequelle mittel- oder unmittelbar kontaktierbar.
Durch die Verwendung kugelförmiger Anlageelemente, die innerhalb einer Mantelfläche angeordnet sind, entsteht ein kissenförmiges Halteteil, welches den Anformprozess jederzeit gewährleistet. Während des Anformprozesses verteilen sich die verschiedenen Anlageelemente innerhalb der Mantelfläche der Oberflächenstruktur des Werkstücks nach. Die kugelförmigen Anlageelemente sind dabei von einer ersten Komponente Mantelfläche umgeben und enthalten selbst eine zweite Komponente. Beim Anformprozess bzw. durch den Anformdruck platzen die kugelförmigen Anlageelemente und die beiden Komponenten mischen sich und härten aus. Es ist auch vorgesehen die kugelförmigen Anlageelemente mit einer Membrane zu versehen, so dass die beiden Komponenten innerhalb der einzelnen kugelförmigen Anlageelemente gekapselt sind. Beim Anformprozess platzen dann das Anlageelement und/oder die Kugel und die Komponenten mischen sich. Mit der gekapselten Variante ist die Herstellung des kissenförmigen Halteteils einfacher, da lediglich die einzelnen Anlageelemente mit den darin eingeschlossenen Klebekomponenten in die Mantelfläche eingebracht werden müssen.
Schließlich ist es von Vorteil, dass dem Halteteil und/oder dem Anlageelement zum Anlegen an das Werkstück eine Wärme- und/oder Lichtquelle, ein Mikrowellengenerator und/oder ein Ultraschallgenerator zugeordnet sind. Die Verwendung eines Ultraschallgenerators gewährleistet einen lokal begrenzten Wärmeeintrag in das Halteteil bzw. die verschiedenen Anlageelemente, die Klebefolie und/oder das Werkstück. Durch die Verwendung eines Mikrowellengenerators ist der Wärmeeintrag abhängig vom jeweiligen Material. Bei einer günstigen Werkstoffkombination zwischen Werkstück, Halteteil und Anlageelement ist ein optimaler, lokal begrenzter Wärmeeintrag gewährleistet.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass zumindest das Halteteil, das Anlageelement, die Klebefolie, das Werkstück und/oder das Kupplungsteil zumindest teilweise für Licht und UV-Strahlung durchlässig ausgebildet sind. Bei der Verwendung von Wärme bzw. UV-Strahlung zur Generierung des Anformprozesses ist es notwendig, dass diese durch den verwendeten Werkstoffkomplex hindurchtreten kann.
Letztlich ist es von Vorteil, dass das Halteelement und/oder das Anlageelement als Kapsel ausgebildet sind, wobei die Kapsel eine Anformmasse und/oder einen Ein- oder Mehrkomponentenkleber aufnimmt. Bei der Verwendung einer Kapsel kann diese beim Anformprozess lediglich einen Verformungsprozess durchlaufen, der dann durch Abkühlen oder Aushärten der Komponenten innerhalb der Kapsel beendet wird. Daneben ist es denkbar, dass die Kapsel während des Anformprozesses, bedingt durch eine Anpresskraft, platzt und die darin enthaltenen Komponenten in zunächst fließfähiger Form den Anformprozess und letztlich den Klebeprozess unterstützen. Hierbei ist es denkbar, dass Kapseln mit verschiedenen Komponenten innerhalb des Halteteils angeordnet sind oder neben der Komponente innerhalb der Kapsel eine weitere Komponente um die Kapsel herum innerhalb der Mantelfläche vorgesehen ist.
Schließlich ist es von Vorteil, dass das Anlageelement oder die Kapsel mindestens zwei durch mindestens eine Membrane getrennte Kammern aufweist. Die Verwendung einer geteilten Kapsel gewährleistet eine einfachere Handhabbarkeit der Anlageelemente, so dass diese z.B. je nach verwendetem Anlageteil in das Halteteil eingefüllt bzw. dem Werkstück nach aufgefüllt oder reduziert werden können.
Vorteilhaft ist es außerdem, das Werkstück auf der ersten Seite A an dem ersten Halteteil und/oder an dem Anlageelement im Bereich der korrespondierenden Anlagefläche zu befestigen und die zweite Seite B des Werkstücks und/oder den Randbereich C zu bearbeiten und das erste Halteteil und/oder das erste Anlageelement mit dem Bearbeitungsprozess des Werkstücks zumindest teilweise mitzubearbeiten. Die Befestigung des Werkstücks am ersten Halteteil kann hierbei lediglich über einen Teil der korrespondierenden Anlagefläche erfolgen, wobei die Auflagefläche zwischen Werkstück und erstem Halteteil der korrespondierenden Anlagefläche entspricht.
Hierbei ist es von Vorteil, das Werkstück mit der fertig bearbeiteten zweiten Seite B an einem zweiten Halteteil und/oder an einem zweiten Anlageelement im Bereich der korrespondierenden Anlagefläche zu befestigen, und den Bezug zwischen dem Werkstück und dem ersten Halteteil auf das zweite Halteteil zu übertragen sowie das an der ersten Seite A angeordnete bzw. befestigte erste Halteteil und/oder Anlageelement durch das Werkzeug zu bearbeiten oder zu zerspanen. Die korrespondierende Anlagefläche ist die gemeinsame Anlagefläche zwischen der zweiten Seite B und dem zweiten Halteteil. Das zweite Halteteil wird dabei der zweiten Seite B und damit dem ersten Halteteil nach ausgerichtet. Der Bezug zwischen dem ersten Halteteil und dem Werkstück, also der ersten Seite A und der zweiten Seite B, ist so lange gegeben bzw. übertragbar, wie das erste Halteteil noch am Werkstück angeordnet ist. Nach dem Befestigen und Ausrichten des zweiten Halteteils ist ein neuer, aktueller Bezug, der alle Informationen betreffend die relative Lage zwischen dem Werkstück und dem zweiten Halteteil enthält, hergestellt. Das erste Halteteil kann entfernt und die erste Seite A bearbeitet werden.
Von Vorteil ist es auch, das zerspante Halteteil, das Anlageelement und/oder die zerspanten Werkstückteile gemeinsam wiederaufzubereiten oder gemeinsam als unkritischen Müll zu entsorgen.
Dabei ist es von Vorteil, das Halteteil und/oder das Anlageelement bei dem Anlegen des Werkstücks zu verformen und das Halteteil und/oder das Anlageelement wahlweise unmittelbar vor dem Anlegen oder mit dem Anlegen des Werkstücks zu erwärmen. Außerdem wird das Anlageelement wahlweise unmittelbar vor dem Anlegen oder mit dem Anlegen des Werkstücks aktiviert und anschließend wird das Anlageelement und/oder das Werkstück nach dem Anlegen wahlweise gekühlt.
Vorteilhaft ist es auch, auf das Halteteil und/oder auf das Anlageelement eine Klebefolie aufzulegen und das Werkstück mit einer Seite A, B unmittelbar auf die Klebefolie und mittelbar auf das Halteteil und/oder das Anlageelement aufzulegen, sowie das Halteteil und/oder das Anlageelement zu erwärmen und an die Seite A, B des Werkstücks anzuformen.
Schließlich ist es vorteilhaft, die Klebefolie an das Werkstück und wahlweise an das Halteteil und/oder an das Anlageelement zu kleben und die Klebeschicht der Klebefolie durch Erwärmen zu aktivieren.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass die Haftbarkeit zwischen dem Halteteil und dem Werkstück durch einen lokalen Energieeintrag aktivierbar und/oder deaktivierbar ausgebildet ist. Somit kann das Werkstück auf einfache und schnelle Art an das Halteteil angebracht und von diesem gelöst werden. Eine Abkühlphase vor einer dann ggf. anstehenden Weiterbearbeitung des Werkstücks ist dabei nicht notwendig.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
1 eine Haltevorrichtung mit Kupplungsteil und Halteteil;
2a eine Haltevorrichtung mit aufgesetztem Glas-Rohling;
2b eine einseitig bearbeitete Linse mit zwei Haltevorrichtungen;
2c eine Haltevorrichtung mit fertig bearbeiteter Linse;
3 ein Halteteil mit mehreren stabförmigen Anlageelementen;
4 ein Halteteil mit mehreren kugelförmigen Anlageelementen;
5 ein kugelförmiges Anlageelement mit Membrane.
Die Haltevorrichtung 1 gemäß 1 weist ein Kupplungsteil 1.1 mit einem angesetzten bzw. angeformten Halteteil 1.2 auf. Das Halteteil 1.2 ist hierbei zweiteilig ausgebildet und weist eine Mantelfläche 1.4 sowie einen Kern 1.6 auf. Die Mantelfläche 1.4 dient hierbei der Aufnahme des Kerns 1.6 bzw. der Kernmasse, die wie auch die Mantelfläche 1.4 an ein Werkstück 2 bzw. einen Linsenrohling, gemäß 2, anformbar ist. Sowohl die Mantelfläche 1.4 als auch der Kern 1.6 sind nach dem Anformen an das Werkstück 2 aushärtbar.
Gemäß 2a ist das unbearbeitete Werkstück 2 bzw. der Linsenrohling auf das Halteteil 1.2 aufgesetzt bzw. an diesem flächig angeordnet. Das Werkstück 2 ist mit einer ersten Seite A am Halteteil 1.2 angeordnet, wobei eine zweite Seite B und eine Seitenfläche C der Bearbeitung frei zugänglich sind.
In 2b ist die zweite Seite B bereits bearbeitet und mit einer weiteren Haltevorrichtung 1' versehen. Die weitere Haltevorrichtung 1' wird an der bearbeiteten zweiten Seite B angeordnet, während das Werkstück 2 bzw. die Linse über die erste Haltevorrichtung 1 noch in einem nicht dargestellten Aufnahmefutter platziert ist. Das zweite Halteteil 1.2' der weiteren Haltevorrichtung 1' ist hierbei an die konvexe Außenform der zweiten Seite B angeformt und wird über eine nicht dargestellte Wärmequelle bzw, einen nicht dargestellten Ultraschallgenerator ausgehärtet.
In einem weiteren Bearbeitungsschritt wird die erste Seite A, gemäß 2b, bearbeitet, wozu zunächst das erste Halteteil 1 über das nicht dargestellte Werkzeug abgearbeitet bzw. abgespant wird. Anschließend wird das Werkstück 2 bzw. die Linse gemäß 2c auf der ersten Seite A fertig bearbeitet. Daneben bzw. anschließend wird das Werkstück 2 auf der Seitenfläche C auf das fertige Durchmessermaß reduziert, bzw. bearbeitet. Hierbei wird gleichzeitig das Halteteil 1.2 der Haltevorrichtung 1 zerspant bzw. abgetragen, sodass gemäß 2c eine weitere Randbearbeitung durch ein weiteres Werkzeug 7, wie z.B, ein Schneid-, Schleif- oder Fräswerkzeug erfolgen kann. Je nach Werkzeugart ist die Zerspanung des Halteteils 1.2 nicht erforderlich.
Gemäß 2c liegt das im Wesentlichen fertig bearbeitete Werkstück 2 bzw. die Linse über seine gesamte Seitenfläche auf dem Halteteil 1.2 auf. Je nach Anwendungsfall kann das Halteteil 1.2 mit Bezug zur Anlagefläche des Werkstücks 2 auch wesentlich größer als das Werkstück oder wesentlich kleiner als das Werkstück ausgebildet sein.
Gemäß 3 weist das Halteteil 1.2 mehrere stabförmig ausgebildete Anlageelemente 1.3 – 1.3'' auf, wobei das Anlageelement 1.3 im Bereich der Mittelachse 8 des Halteteils 1.2 und die Anlageelemente 1.3', 1.3'' koaxial zur Mittelachse 8, um das Anlageelement 1.3 herum, angeordnet sind. Dem Halteteil 1.2 bzw. den Anlageelementen 1.3 – 1.3'' ist ein als Klebefolie ausgebildetes Verbindungsteil 4 zugeordnet, so dass eine ausreichende Haltekraft für die Bearbeitung gewährleistet ist. Die Haltekraft wird dabei neben der Klebekraft der Klebefolie durch die Anzahl der Anlageelemente 1.3 – 1.3'' bestimmt. Die Klebefolie 4 liegt hierbei mit einer Seite teilweise am Halteteil 1.2 sowie an den Anlageelementen 1.3 – 1.3'' auf. Die Anlageelemente 1.3 – 1.3'' bilden dabei den wesentlichen Teil der Anlagefläche 3, so dass mit der Verformung der Anlageelemente 1.3 – 1.3'' der Anformprozess des Werkstücks bzw. der Linse 2 erfolgen kann. Die Klebefolie 4 ist mit ihrer zweiten Seite dem Werkstück 2 zugeordnet.
Das Halteteil 1.2 weist zudem im Bereich des jeweiligen Anlageelements 1.3 – 1.3'' eine querschnittsgleiche Ausnehmung 1.7 auf, so dass jedes Anlageelement 1.3 – 1.3'' des Halteteils mit einer Wärmequelle oder einer Energiequelle in direkten Kontakt bringbar ist.
Die Klebefolie 4 weist wahlweise auf ihrer dem Halteteil 1.2 und/oder dem Werkstück 2 zugeordneten Seite einen Klebstoffbelag auf.
Zum Anformen des Halteteils 1.2 an das Werkstück 2 wird das Halteteil 1.2 bzw. werden die Anlageelemente 1.3 – 1.3'' erwärmt und entsprechend 2b an die Oberfläche des Werkstücks 2 angeformt. Nach dem Anformprozess härtet das Halteteil 1.2 bzw. härten die Anlageelemente 1.3 – 1.3'' in der dann aufweisenden Form, die dem Werkstück entspricht, aus. Das Kupplungsteil 1.1 ist hierbei mit dem Halteteil 1.2 ebenfalls über eine Klebeverbindung oder wahlweise über eine angeformte Formschlussverbindung verbunden.
Gemäß 4 weist das Halteteil 1.2 mehrere kugelförmige Anlageelemente 1.3 – 1.3'' auf. Die Anlageelemente 1.3 – 1.3'' bilden zusammen mit der Mantelfläche 1.4 des Halteteils 1.2 ein kissenförmiges Gebilde, das an die Oberfläche A, B des Werkstücks 2 anformbar ist. Die Anformbarkeit des Halteteils 1.2 bzw. der Anlageelemente 1.3 – 1.3'' kann hierbei durch eine Erwärmung unterstützt oder gefestigt werden.
Gemäß 5 ist das Anlageelement 1.3 kugelförmig ausgebildet und weist eine äquatorial angeordnete Membrane 6 auf. Durch die Membrane 6 wird das Anlageelement 1.3 in zwei Kammern 6.1 und 6.2 unterteilt. Innerhalb der Kammern 6.1 und 6.2 ist jeweils eine Klebekomponente angeordnet, die nach Aufbrechen der Membrane ineinander fließen und der Art eines Zweikomponentenklebers nach aushärten. Gemäß 4 wird durch den Anformprozess die Anformkraft derart erhöht, dass die Anlageelemente 1.3 – 1.3'' verformt werden und es zu einem Bruch der Membrane 6 und gegebenenfalls der einzelnen Anlageelemente 1.3 – 1.3'' bzw. deren Hülle kommt. Die sich dann mischenden Klebekomponenten härten in der dem Werkstück 2 entsprechenden Form des Halteteils 1.2 aus, so dass das Werkstück 2 über die gemeinsame Anlagefläche 3 unterstützt ist.
Die Klebefolie 4 gemäß 3, das Werkstück 2, das Halteteil 1.2 sowie die Anlageelemente 1.3 – 1.3'' weisen hierbei Idealerweise gleichartige Werkstoffeigenschaften auf, so dass sie nach dem Bearbeitungsprozess gemäß 2a – 2c unproblematisch entsorgt bzw. wiederaufbereitet werden können.
Die Klebeschicht der Klebefolie 4 kann hierbei ebenfalls durch Anpressdruck oder durch Wärmeeintrag auf zumindest einer oder beiden Seiten aktiviert bzw. erhöht werden.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Halteteil 1.2 an das Werkstück 2 und das Kupplungsteil 1.1 angegossen. In einem weiteren, nicht dargestellten Beispiel werden das Halteteil 1.2 und das Kupplungsteil 1.1 materialidentisch und einstöckig an das Werkstück 2 angegossen. Bei diesem Angießprozess ist wahlweise zwischen dem Werkstück 2 und dem Halteteil 1.2 die Klebefolie 4 bzw. eine Schutzfolie vorgesehen.
Der Wärmeeintrag zur Erhöhung bzw. Regenerierung der Verformbarkeit des Halbleiters 1.2 bzw. der Anlageelemente 1.3 – 1.3'' oder der Wärmeeintrag zum Aushärten der verwendeten Werkstoffe für das Halteteil 1.2 oder die Anlageelemente 1.3 – 1.3'' wird über eine Wärmequelle, einen Ultraschall-Generator oder einen UV-Strahlen-Generator erzeugt.

1: Haltevorrichtung
1': Haltevorrichtung
1.1: Kupplungsteil
1.2: Halteteil, erstes Halteteil
1.2': Halteteil, zweites Halteteil
1.3: Anlageelement, Kapsel
1.3': Anlageelement, Kapsel
1.3'': Anlageelement, Kapsel
1.4: Mantelfläche
1.6: Kern
1.7: Ausnehmung
2: Werkstück, Linse
3: Anlagefläche
4: Verbindungsteil, Klebefolie
6: Membrane
6.1: Kammer
6.2: Kammer
7: Werkzeug
8: Mittelachse

Claims

Haltevorrichtung (1) für schleif- und/oder spanbare Werkstücke (2) wie optisch aktive Linsen mit einem der Werkzeugspindel zugeordneten Kupplungsteil (1.1) und einem dem Werkstück (2) zugeordneten Halteteil (1.2), dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (1.2) und/oder das Kupplungsteil (1.1) bei einem Vorschubwert f zwischen 0,1 mm und 2 mm eine spezifische Schnittkraft k_c kleiner als 9·10² N/mm², insbesondere kleiner als 5·10² N/mm² aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (1.2) und/oder das Kupplungsteil (1.1) eine spezifische Schnittkraft k_C zwischen 0,1·10² N/mm² und 6·10² N/mm², insbesondere zwischen 1·10² N/mm² und 4·10² N/mm² aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (1.2) und/oder das Kupplungsteil (1.1) aus Kunststoff oder aus einer Legierung gebildet ist und einen E-Modul zwischen 500 N/mm² und 7000 N/mm², insbesondere zwischen 1000 N/mm² und 4000 N/mm² aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (1.2) form- und/oder kraftschlüssig mit dem Kupplungsteil (1.1) verbindbar und/oder lösbar verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (1.1), das Halteteil (1.2) und/oder das Werkstück (2) mit Bezug auf das verwendete Material gemeinsam wiederaufbereitbar und/oder als unkritischer Müll entsorgbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (1.2) mehrere dem Werkstück (2) zugeordnete und/oder an das Werkstück (2) anlegbare Anlageelemente (1.3 – 1.3'') aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (1.2) und/oder das Anlageelement (1.3) zumindest in einem ersten Temperaturbereich verformbar und in einem zweiten Temperaturbereich aushärtbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (1.2) und/oder das Anlageelement (1.3) zumindest teilweise an das Werkstück (2) anformbar und/oder am Werkstück (2) haftbar ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (1.2) und/oder das Anlageelement (1.3) eine mit dem Werkstück korrespondierende Anlagefläche (3) aufweist, die zumindest der Größe des Werkstücks (2) im gefertigten Zustand entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Halteteil (1.2) und/oder dem Anlageelement (1.3) ein Verbindungsteil (4) wie eine Klebefolie zugeordnet ist, wobei die Klebefolie (4) zumindest auf einer dem Werkstück (2) zugeordneten ersten Seite eine wahlweise aktivierbare Klebeschicht aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebefolie (4) mit einer zweiten Seite dem Halteteil (1.2) und/oder dem Anlageelement (1.3) zugeordnet ist, wobei auf der zweiten Seite wahlweise eine weitere Klebeschicht vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (1.3) kugel- und/oder stabförmig ausgebildet und mit einer Energiequelle in Wirkverbindung oder in Kontakt bringbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Halteteil (1.2) und/oder dem Anlageelement (1.3) zum Anlegen an das Werkstück (2) eine Wärme- und/oder Lichtquelle, ein Mikrowellengenerator und/oder ein Ultraschallgenerator zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Halteteil (1.2), das Anlageelement (1.3), die Klebefolie (4), das Werkstück (2) und/oder das Kupplungsteil (1.1) zumindest teilweise für Licht und UV-Strahlung durchlässig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (1.2) und/oder das Anlageelement (1.3) als Kapsel ausgebildet sind, wobei die Kapsel eine Anformmasse und/oder einen Ein- oder Mehrkomponentenkleber aufnimmt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (1.3) oder die Kapsel (1.3) mindestens zwei durch mindestens eine Membrane (6) getrennte Kammern (6.1, 6.2) aufweist.
Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (2) mit einem Werkzeug (7) auf einer ersten Seite A, mindestens einer zweiten Seite B und einem Randbereich C nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) das Werkstück wird auf der ersten Seite A an dem ersten Halteteil (1.2) und/oder an dem Anlageelement (1.3) im Bereich der korrespondierenden Anlagefläche befestigt, b) die zweite Seite B des Werkstücks (2) und/oder der Randbereich C des Werkstücks (2) werden bearbeitet, c) das erste Halteteil (1.2) und/oder das erste Anlageelement (1.3) wird mit dem Bearbeitungsprozess des Werkstücks (2) zumindest teilweise mitbearbeitet.
Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) das Werkstück (2) wird mit der bearbeiteten zweiten Seite B an einem zweiten Halteteil (1.2') und/oder an einem zweiten Anlageelement (1.3') im Bereich der korrespondierenden Anlagefläche befestigt b) der Bezug zwischen dem Werkstück (2) und dem ersten Halteteil (1.2) wird auf das zweite Halteteil (1.2') übertragen, c) das an der ersten Seite A angeordnete bzw. befestigte erste Halteteil (1.2) und/oder Anlageelement (1.3) wird durch das Werkzeug (2) bearbeitet oder zerspant, d) die erste Seite A wird bearbeitet.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Das zerspante Halteteil (1.2), das Anlageelement (1.3) und/oder die zerspanten Werkstückteile werden gemeinsam wiederaufbereitet oder gemeinsam als unkritischer Müll entsorgt.
Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) das Halteteil (1.2) und/oder das Anlageelement (1.3) wird bei dem Anlegen des Werkstücks (2) verformt, b) das Halteteil (1.2) und/oder das Anlageelement (1.3) wird wahlweise unmittelbar vor dem Anlegen oder mit dem Anlegen des Werkstücks (2) erwärmt, c) das Anlageelement (1.3) wird wahlweise unmittelbar vor dem Anlegen oder mit dem Anlegen des Werkstücks (2) aktiviert, d) das Anlageelement (1.3) und/oder das Werkstück (2) wird nach dem Anlegen wahlweise gekühlt.
Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) auf das Halteteil (1.2) und/oder auf das Anlageelement (1.3) wird eine Klebefolie (4) aufgelegt, b) das Werkstück (2) wird mit einer Seite A, B unmittelbar auf die Klebefolie (4) und mittelbar auf das Halteteil (1.2) und/oder das Anlageelement (1.3) aufgelegt, c) das Halteteil (1.2) und/oder das Anlageelement (1.3) werden erwärmt und an die Seite A, B des Werkstücks (2) angeformt.
Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) die Klebefolie (4) wird an das Werkstück (2) und wahlweise an das Halteteil (1.2) und/oder an das Anlageelement (1.3) geklebt, b) die Klebeschicht der Klebefolie (4) wird beim Erwärmen aktiviert.
Haltevorrichtung (1) für schleif- und/oder spanbare Werkstücke (2) wie optisch aktive Linsen mit einem der Werkzeugspindel zugeordneten Kupplungsteil (1.1) und einem dem Werkstück (2) zugeordneten Halteteil (1.2), dadurch gekennzeichnet, dass die Haftbarkeit zwischen dem Halteteil (1.2) und dem Werkstück (2) durch einen lokalen Energieeintrag aktivierbar und/oder deaktivierbar ausgebildet ist.