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Schleitmaschine zum Bearbeiten torischer Linsen auf einem rotierenden,
der herzugtellendeil Torusfläche entsprechenden Werkzeug Die Erfindung bezieht sich
auf eine Schleifmaschine zum Bearbeiten torischer Linsen auf einem rotierenden,
der herzustellenden Torusfläche entsprechenden Werkzeug, an dessen Träger eine die
Linse bzw. ihren Halter synchron mitnehmende und auf die Torasmeridiane ausgerichtete
haltende Führungseinrichtung vorgesehen ist. Diese Führungseinrichtung setzt die
von einem exzentrisch in einer Antriebsspindel sitzenden Stift erzeugte kreisförmige
Umlaufbewegung des Linsenhalters in eine Hin- und Herbewegung längs der Torusmeridiane
um, wobei der die Antriebsspindel enthaltende Kopf als Ganzes um eine Achse schwenkbar
ist.
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Zum Schleifen torischer Linsen ist es erforderlich, zwischen Linse
und dem der herzusteRenden Torusfläche entsprechenden Werkzeug eine Relativbewegung
hervorzurufen, bei der aber die einander entsprechenden Torusmeridiane von Werkzeug
und Linse genau parallel gehalten werden müssen. Dies wird mittels der Führungseinrichtung
bewirkt, die die von dem exzentrischen Antriebsstift erzeugte kreisförmige Umlaufbewegung
des Linsenhalters in eine Hin- und Herbewegung längs der Torusmeridiane umsetzt.
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Diese Führungseinrichtung besteht bei bekannten Ausführungsformen
aus einer am Linsenhalter um eine Horizontalachse schwenkbar befestigten Gabel,
die an am Werkzeughalter befestigten Armen angreift und diesen mitnimmt, so daß
sich Linse und Werkzeug miteinander drehen. Durch die Gabel wird dabei die von dem
exzentrischen Stift erzeugte Umlaufbewegung längs des einen Torusmeridians in Schwenkrichtung
der Gabel und in eine senkrecht dazu gerichtete Bewegung längs des anderen Torusmeridians
auf der zu bearbeitenden Oberfläche umgesetzt.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich dadurch, daß die Schwenkachse
für die Gabel notwendigerweise unterhalb der zu bearbeitenden Linse angeordnet werden
muß, eine Ungenauigkeit beim torischen Schleifen ergibt, weil beim Schwenken der
Gabel während des Arbeitsvorganges von der einen Seite zur anderen und bei einer
Verschiebung des Schleifwerkzeuges senkrecht dazu -über die Oberfläche der Linse
eine geringe Verdrehung des Werkzeuges gegenüber der Linsenoberfläche auftritt,
da die Angriffspunkte der am Werkzeughalter befestigten Arme und der Gabel wegen
deren Neigung gegen die Vertikale nicht genau senkrecht übereinanderliegen.
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Weiter hat sich gezeigt, daß mit einer solchen Anordnung zwischen
Linse und Werkzeug vielfach der gleiche Schleifweg zurückgelegt wurde, was zu einer
Riefenbildung und =gleichmäßiger Abnutzung des Werkzeuges führte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die Gabelführungseinrichtung
hervorgerufenen Ungenauigkeiten zu vermeiden und eine Schleifeinrichtung
anzugeben, bei der mit Sicherheit ein Durchlaufen des gleichen Schleifweges
auf der zu bearbeitenden Linse vermieden wird, wodurch ein sehr schnelles, gleichmäßiges
-Schleifen mit hohem Wirkungsgrad erfolgen kann. -
Die Erfindung besteht
darin, daß dem die Antriebsspindel enthaltenden Kopf durch einen Trieb eine oszillierende
Schwingbewegung um eine zur Werkzeugachse parallele Achse erteilbar ist und die
Werkstück-Mitnahme- und Führungseinrichtung aus einer nur in Richtung der aufeinander
senkrecht stehenden Torusmendiane verformbaren Blattfederanordnung besteht.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt, wobei
zur Erleichterung der Darstellung Teile der Vorrichtung in verschiedenen Ebenen
gezeigt sind, F i g. 2 einen horizontalen Schnitt, F i g. 3 eine perspektivische
Ansicht einer Führungseinrichtung und
F i g. 4 eine Draufsicht
auf einen Teil der erfindungsgemäßen Schleifinaschine, gesehen aus einer Stellung,
die in F i g. 1 durch die Linie 4-4 angegeben ist, in Richtung der Pfeile.
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Die Schleifmaschine besitzt ein Unterteil 10 mit dem Antriebsmechanismus
11.
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Die Schleifvorrichtung 12 besitzt eine vertikale Antriebswelle 14,
die in dem Unterteil 10 gelagert ist und sich in den hohlen Innenraum
10 a erstreckt, wo sie mit einer fest angeordneten Antriebsriemenscheibe
15 versehen ist, die über einen Riemen 16 und eine Scheibe
17 von einem Elektromotor 18 angetrieben wird. Auf der Welle 14 ist
eine Tragplatte 25 befestigt, auf der das Schleifwerkzeug 35 gehaltert
ist.
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Als Führungseiruichtung für die synchrone Mitnahme des Linsenrohlings
ist eine Blattfederanordnung vorgesehen, die im ganzen mit dem Bezugszeichen 42
bezeichnet ist.
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Bei der Herstellung von torischen Flächen auf Linsenrohlingen muß
die Fläche 35a des von der Welle 14 angetriebenen Schleifwerkzeugs 35 genau
die Krümmungen besitzen, die auf der Oberfläche des Linsenrohlings hergestellt werden
sollen, d. h. wenn eine konkave Fläche an einem Linsenrohling L hergestellt
werden soll, muß die Läppscheibe 35 eine entsprechend konvexe Oberfläche
35a mit den gewünschten zusammengesetzten Krümmungen besitzen und umgekehrt.
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Die Blattfederanordnung 42 der Erfindung hält den eingespannten Linsenrohling
L während der gesamten Bearbeitung genau parallel zu den Meridianen der torischen
Oberfläche35a der Schleifscheibe 35 und besitzt ein erstes Paar von Blattfedern
43, die mit einem Ende an einem Paar bearbeiteter Angässe 44 befestigt sind, die
an der von der Welle 14 gehaltenen Tragplatte 25 angeformt sind. Die Federn
43 sind mit ihren entgegengesetzten Enden an einem starren U-förmigen Bügel 45 befestigt.
Der Bügel 45 ist mit Endabschnitten 46 versehen, die bis etwa in die Höhe der Oberfläche35a
der Schleifscheibe35 nach oben ragen, nach dimen aufeinanderzu gebogen und mittels
eines verhältnismäßig starren Verstärkungsgliedes 47 verbunden sind.
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An den nach innen gebogenen Bügelenden 46 ist je eine flache
Feder 48 befestigt, welche parallel zu dem Federpaar 43 nach außen verlaufen und
an ihren anderen Enden durch ein zweites starres Verbindungsglied 49 verbunden sind,
das nach oben gebogene Enden 50 hat. An jedem Ende 50 des Gliedes
49 ist ein drittes Paar flacher Federn 51 befestigt, deren Breitseiten in
Vertikalrichtung liegen, d. h. im wesentlichen senkrecht zu den Breitseiten
der Federn 43. Die Federn 51 verlaufen hochkant parallel zu den Federn 43
und 48 und sind jeweils an ihren anderen Enden mit einem hülsenartigen Glied
52 versehen. Diese Glieder 52 besitzen jeweils eine innere Kugelgelenkpfanne
53, die vorzugsweise aus einem federnden, guinmiartigen Material besteht.
Die Federn 51 und Glieder 52 sind in Längsrichtung so angeordnet,
daß emie zwischen den Pfannen 53 verlaufende Achse durch -die Mittelachse
der Schleifscheibe 35 verläuft bzw. diese schneidet.
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Zwischen den Gliedern 52 verläuft eine Stange 54 mit einer
Kugel 55 an beiden Enden. Die Kugeln sind in die entsprechenden Pfannen
53 eingepaßt und bilden ein Universalgelenk. In der Mitte ist die Stange
54 mit einem nabenarägen Teil 56 versehen, der eine mittige Ausbohrung
57 hat. Die Ausbohrung bildet -,eiüen -Sitz 'für einen Antriebss.t.-if#59.
Der. A.ntriebsstift 59 mit seinem Arm 81 ist ein- Teil des dem Kopf
13 zugeordneten Antriebsmechanismus und be-#ätigt die Stange.54 in der. Weise,.daß
der Linsenrohling U über. die Oberfläche 35 a der Schleifscbeibe
35 in einer im folgenden noch näher beschriebenen Weise bewegt
-wird.
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Die Nabe56 der Stange54 besitzt beidseits der Bohrung57 auch ein Paar
nach unten ragender Zapfen60, die in der Querebene der Stange54 angeordnet sind.
Die Zapfen 60 passen in ein Paar entsprechender Ausnehmungen 61 in
einem Block 62,
auf welchem der Linsenrohling L angeordnet ist.
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Der Linsenrohling L wird zu Anfang in bezug auf den Block
62 ausgerichtet und an ihm in üblicher Weise befestigt. Die Zapfen
60 der Stange 54 werden in die zapfenlagerartigen Ausnehmungen
61 des Blockes eingesetzt. Wenn die durch die Zapfen 60
verlaufende
Ebene aus irgendeinem Grunde nicht genau parallel zu einer vorbestimmten Hauptachse
der torischen Krümmung der Schleifscheibe 35 ausgerichtet ist, kann
die gesamte Blattfederanordnung 42 um die Mittelachse der Schleifscheibe
35 (welche die Drehachse der Wvlle 14 ist) mittels der Platte 25
durch
Verdrehung nachgestellt werden.
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- Die Bewegung des Linsenrohlings L gegenüber der Schleifscheibe
35 wird durch den Antriebsstift 59
bewirkt, welcher mit dem Kopf
13 betätigt wird, wobei infolge der besonderen Anordnung der Federn 43, 48
und 51 und der anderen Teile der Blattfederanordnung 42 der Linsenrohling
L und sein zugehöriger Block 62 in jeder Richtung und beliebig stark über
die Oberfläche 35 a der Schleifscheibe 35 bewegt werden
kann, ohne daß die Parallelität der Hauptachse des Linsenrohlings L zur Hauptachse
der Oberflächenkrümmung 35a beeinträchtigt wird. Die Federn 51 werden sich
nur in einer horizontalen Richtung ausbiegen, um eine Seitwärtsbewegung der Stan-ge
54 zuzulassen, die an ihren Enden über Universalgelenklager mit den Federn
51 verbunden ist. Die gemeinsame Wirkung der Federn 43, 48, welche nur in
einer vertikalen Richtung ausfedern, ermöglicht es, die notwendige Vorwärts- und
Rückwärtsbewegung durchzuführen sowie die Auf- und Abbewegung auszugleichen, die
zwangläufig auftreten, wenn der Linsenrohling L über die gekrümmte Oberfläche
35 a
der Schleifscheibe 35 läuft. Infolge des Zusammen-
wirkens
der Federn 43, 48 und 51 und des Kugelgelenks 55 und 53 an
der Stange 54 bleibt die obenerwähnte Ausrichtung zwischen dem zu bearbeitenden
Linsenrohling und der Schleiffläche während des Betriebes der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ständig erhalten.
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Der gesamte Kopf 13 ist mittels einer Stütznabe 65
schwenkbar
an dem Unterteil 10 gelagert. Die Stütznabe 65 ist durch Befe-stigungsschrauben
66 an dem oberen Ende einer vertikal verlaufenden drehbaren Welle
67 befestigt, die im Unterteil 10 in Lagern 68
gelagert ist.
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Der übrige Teil des Kopfes 13 besteht aus einem breiten, nach
vom gerichteten überhängenden Arm 77, der verschwenkbax an der Achse
72 angeordnet ist. An dem vorderen Ende des Aims 77 ist ein verschwenkbares
Lagergehäuse 79 für die Antriebsspindel 80 vorgesehen. Das untere
Ende der Antriebsspindel 80 weist einen einstellbaren exzentrischen Arm
81 auf, an welchem der Antriebsstift 59
befestigt ist. Die Antriebsspindel
80 ist oben mit einer
Riemenscheibe 82 versehen, die
durch einen Riemen 83 und eine Scheibe 84 von einem Elektromotor
85
angetrieben wird. Der Motor 85 ist unmittelbar an der Rückseite
des Arms 77 angeordnet und dient außer zum Antrieb der Spindel
80 mit seinem Gewicht auch zur Ausbalancierung des Gewichts des vorderen
Teils des Arms 77. Wenn die Antriebsspindel 80 bei Einschaltung des
Motors 85 umläuft, beschreibt der gegenüber der Drehachse der Spindel
80 versetzte Antriebsstift 59 einen kreisförmigen Weg mit dem eingespannten
Linsenrohling gegenüber der Oberfläche 35 a der Schleifscheibe
35.
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Die Exzentrizität des Antriebsstiftes 59 soll so eingestellt
werden, daß ein Weg des LinsenTohlings L auf einer kreisförinigen Bahn ermöglicht
wird, die so bemessen ist, daß ihre Rand-abschnitte die Ränder der Schleifscheibe
35 erreichen und über diese Ränder um etwa 4 mm hinausgehen. Dieser leichte
überhang des Linsenrohlings dient zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Abnutzung
der Schleifscheibe 35 und erzeugt daher eine genauere Flächenkrüm#mung auf
dem Linsenrohling.
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Gleichzeitig mit der Linsenbewegung ist noch zusätzlich eine oszillierende
Schwingbewegung für den Linsenrohling L gegenüber der Schleifscheibe 35
vorgesehen.
Die oszillierende Schwingbewegung wird erzeugt, indem der gesamte Kopf
13 der Vorrichtung um die Achse der Welle 67 fortlaufend hin- und
hergeschwenkt wird.
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Der Trieb zur Erzeugung der oszillierenden Schwingbewegung enthält
eine Riemenscheibe 100
am unteren Ende der Antriebswelle 14, -einen Riemen
101 und eine zweite Riemenscheibe 102 am Ende der Welle 104 eines Exzentertriebs
103. Die Welle 104 ist in dem Unterteil 10 gelagert und hat an ihrem
oberen Ende einen einstellbaren Hebelarm 105. Das andere Ende des Hebelarms
105 (s. F i g. 2) ist verschwenkbar an einem starren Antriebsann
106 befestigt, der zur Welle 67 führt.
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Der Antriebsann 106--wird durch die Welle 14 entsprechend deT Exzentrizität
von Hebelarm 105 und Welle 104 seitwärts hin- und hergeschwenkt.
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Wenn die Einstellung des Hebelarms 105 bisweilen nicht ausreicht,
um zu verhindern, daß die Ränder des Linsenrohlings zu weit über die Ränder der
Schleifscheibe 35 verlaufen oder daß die Ränder des Linsenrohlings nicht
weit genug (annähernd 4 mm) über die Ränder der Schleifscheibe 35 verlaufen,
kann der Arm 77 nach Lösen von Spannschrauben in der erforderlichen Richtung
längs der vertikalen Spindel 72 verschoben werden.
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Das Gehäuse 79 am Arm 77 ist einstellbar in einem Paar
Führungen 108 gelagert, so daß es gegenüber dem Arm 77 verschwenkbar
ist. Dies ermöglich4 daß der Antriebsstift 59 zu der gekrümmten Oberfläche
35a der Schleifscheibe 35 längs einer Achse ausgerichtet wird, die
ungefähr senkrecht zu einer Tangente an die gekrümmte Oberfläche an der Stelle des
Schnitts der Achse des Antriebsstifts 59 mit der gekrümmten Fläche
35 a liegt. Durch solche Einstellungen des Antriebsstifts
59 liegt der Wanderungsweg des Antriebsstifts 59 in einer Ebene, die
die Krümmung der Schleifscheibe tangiert. Dies trägt weiter zur Erzielung eines
gleichmäßigen Schleifens des Linsenrohlings bei, indem ein übermäßiges Abschleifen
an der einen oder anderen Seite des Linsenrohlings verhindert wird.