DE1228159B - Vorrichtung zum Feinschleifen vorgearbeiteter Linsen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Feinschleifen vorgearbeiteter Linsen Vorgearbeitete Linsen müssen vor dem Polieren fein geschliffen werden. Bei diesem Arbeitsgang soll der Abrieb über die gesamte Werkstückoberfläche möglichst gleichmäßig sein, da andernfalls das vorgearbeitete Linsenprofil verfälscht wird. Es kann aber auch sein, daß der vorgeschliffene Linsenrohling stellenweise noch nicht die vorbestimmte Kontur hat, so daß beim Feinschleifen an gewissen Bereichen noch Korrekturen angebracht werden müssen, soll Ausschuß vermieden werden.
• Zum Feinschleifen sphärischer und torusförmiger Oberflächen ist es bekannt, das Werkstück an einem komplementären Gegenstück abzureiben, wobei zwischen die beiden Flächen ein Schleifmittel gebracht wird, das die Werkstückoberfläche allmählich glättet. Bei asphärischen Oberflächen ist dieses Verfahren nicht anwendbar. Es wurden daher für diesen Zweck biegsame Schleifwerkzeuge benutzt, die örtlich mit Metallelementen besetzt sind, deren Oberfläche sich der zu bearbeitenden Oberfläche anpaßt.
• Da der Abrieb von dem jeweiligen Druck abhängt, besteht jedoch bei diesem Verfahren die Gefahr, daß die ursprünglich angearbeitete Werkstückoberflächenform nicht gleichmäßig geschliffen wird.
• Zum Schleifen von Linsen mit sphärischer Oberfläche von beliebigem Krümmungsradius ist es ferner bekannt, gegen das auf einer rotierenden Werkstückträgerspindel gelagerte Werkstück ein rotierendes ringförmiges Schleifwerkzeug anzudrücken, dessen Durchmesser kleiner als der Werkstückdurehmesser ist und das über einen Kurbeltrieb um den Krümmungsmittelpunkt der Linse zwangsgeführt hin und her schwenkbar ist. Diese Vorrichtung ist jedoch ebenfalls für die Bearbeitung asphärischer Oberflächen nicht verwendbar.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Feinschleifen vorgearbeiteter Linsen zu schaffen, die in der Lage ist, sich auch asphärischen Linsenformen ausreichend anzupassen, um deren vorgegebene Form durch den Vorgang des Feinschleifens nicht zu verfälschen, sondern eine an allen Stellen gleichmäßige Bearbeitung und Oberflächenvergütung zu gewährleisten.
• Das frei auf der Oberfläche des geschliffenen Rohlings unter entsprechendem Schleifdruck aufliegende und der Kontur folgende Werkzeug soll nach dem Gedanken der Erfindung an gewissen Oberflächenstellen jeweils kürzere oder längere Zeit angreifen können.
• Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Feinschleifen vorgearbeiteter Linsen mit sphärischer oder asphärischer Oberfläche mittels eines auf dem rotierenden Werkstück rotierenden kleinen Schleifwerkzeugs mit gekrümmter Schleiffläche, das an einem Träger angeordnet ist, welcher unter Verwendung eines Gelenkparallelogramms um den Hauptkrümmungsmittelpunkt der Linse hin- und herschwenkbar ist, wobei die Schwenkachse des Gelenkparallelogramms in Höhe des Hauptkrümmungsmittelpunktes der Linse liegt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antrieb des Gelenkparallelogramms durch einen die Verweilzeit des Schleifwerkzeugs an der jeweiligen Bearbeitungsstelle der Linsenoberfläche in Abhängigkeit von der zugehörigen Achsentfernung dieser Stelle steuernden Nocken erfolgt und das Schleifwerkzeug mit seiner Achse exzentrisch zu seiner Rotationsachse umläuft.
• Durch entsprechende Formgebung des Nockens kann in einfacher Weise erreicht werden, daß für beliebige vorgearbeitete Linsenformen die Verweilzeit des Schleifwerkzeugs an allen Bearbeitungsstellen der Linsenoberfläche entweder die gleiche ist, z. B. an den randseitigen Umkehrpunkten, oder daß stellenweise stärkere bzw. schwächere Abarbeitungen durch zeitlich unterschiedliche Angriffsdauer des Werkzeugs auftritt, z. B. für Korrekturzwecke. Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung nähei, erläutert, 'und zwar zeigt Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung, F i g. 2 eine Teilansicht- von 'oben auf 'das' --GelenkparaHelogramm, F i g. 3 in größerqm Maßstab. eine. - Ansicht- des unteren Teiles der Werkzeug#pindel und des Schleifwerkzeugs und, F i g. 4 eine abgewandelte AusfÜhrungsform zum Schleifen konkaver Oberflächen.
• Gemäß F i g. 1 ist eine Linse A auf einem Lagerteil B befestigt, das--mittels -eineg--Schifedkdnrades C und einer Schnecke D in Drehung gehalten wird, wobei auf die Schnecke eine mit konstanter Drehzahl angR#viebenQ,Rie,Ten.sglieibe.E-?tufgekeilt ist. Auf der mitte s einer Fiffi- rungsspitze a ein Schleifwerkzeug F gehalten. Die Führungsspitze G ist fest mit einer Spindel H verbunden, die axial drehbar-in- einem BI-ock-U gelagert ist, wobei die Achse der FühTungsspitze exzentrisch zur Achse der Spindel liegt.
• Diese Spindel H Wird - stpts-- parallel zu einem Schwingrahmen I gehalten" - und zwar über zwei Stangenpaare J und X,#on gleicher - Länge, die jeweils an der Spindel H und dem Rahmen I angelenkt sind. Der Rahmen I ist um # eine waagerechte, senkrecht zur Zeichnungsebe'n"e'yprlaufende-und mit uu'bezeichnete Achse schweük#är.- D-as L.ääertäil'B ist so angeordhä#'daß# -der#---'Haüptkrümmungsmittelp-unktL der Linäe* A--.auf gleiäher Höhe -liegt wie die SchWenkachse uu'. Andererseits ist die Länge der Führungsspitze G so eingestellt, daß die Stangenpaare J und K praktisch waagerecht verlaufen..
• Der Rahmen I trägt eine Rolle M und- wirÜ dadurch um die Achseüu' - versbliwenkt, daß diese Rolle M auf einer Nockenscheibe N läuft, die über eine Untersetzung 0 mit geringer. konstanter Drehzahl gedreht, wird.,.,deren Antriebsrad P von einer Kette Q äiigetridbeii '#vird. Die Achse Ly.',der Spindel H, die stets parallel zur Achse des Rahmens 1 verläuft (Winkel ß), fährt durch den Hauptkrüminungsmittelpunkt L. Ihr Schnittpunkt mit der Linsen-.9..' oberfläche ist in.F i - -,5 mit f- bezeichnet. Der Punkt f bildet den Mittelpunkt der jeweils bearbeiteten Oberflächenzone der Linse' A. Die Nockenscheibe N ist so ausgebildet, daß sie--be'i gegebener Größe und Form der anderen bewegbaren Teile eine Wischbewegung bewirkt'in deren-V#rIauf das SchleifwarkzeugF an sämtlichen Stellen der Oberfläche A unabhängig von der Entfernung a d(#g Mittelpunkts f der Bearbeitungszone von der Achse Lx z. B. die gleiche Verweilzeit hat. Das Profil der; Nockenscheibe N kann hierfür mindestens in erster -.Näherung errechnet und dann durch Anwendung eines Nockens mit einem derart errechneten Profil bei - einer sphärisdhen Oberfläche ,experimentell überprüft werden. Die sphärische Oberfläche muß nach einem nennenswerten Abrieb genau sphärisch bleiben. -Stellen sich nach dem Versuch Abweichungen hera'p's', kann das Profil des Nockens entsprechend nachgeärbeitet werden. Die Teile der Vorrichtung sind so, --ausgelegt, daß das Schleifwerkzeug F die gesamte Oberfläche der Linse A überstreichen kann, d. h' ., daß der Winkel ß, den die Achse Ly der Spindel H mit der Achse Lx des Lagerteiles B. bildet, d#n'-Höchstwert ec annehmen kann. Die Wischbewegung wird durch Verbindung der Drehbew6", ung des Lagerteiles B und damit der Linse A mit der Schwenkbewegung der Spindel B und damit des Schleifwerkzeugs F erhalten.
• Der- Wischbewqgung ist eine. Schleifbewegung überlagert, die durch schnelle Drehung der exzentrisdh angeordneten Führungsspitze G - entsteht, die ihre Drehbe ' wegung über eine biegsame WelleS erhält, welche die, Spindel H mit einem Motor R verbindet, dei#1#eispielsweise auf dem SchwingrahmenI gelagert ist. Praktisch liegt die Exzentrizität des Führungsstiftes G in der Größenordnung eines Mühmeters, wodurch eine schnelle Drehbewegung um die Achse der Spinde1H möglich ist. Mit Hilfe von Schleifmittel ' 'das in F i j. 1 nicht dargestellt ist,- känn so das SchleifwerkzeugF.die Oberfläche des Werkstücks 4, ob sie nun-...aus Metall, Glas. oder. keramischein' 'Material besteht, gleichmäßig und ohne Deformation bearbeiten.
• Zweckmäßigerweise enthält die Vorrichtuna zu- sätzlich ein Geg#Ükemklit Y, das gleiibar auf emie.ni mit -dem Schwingrahmen 1 starr verbundenen AüsL leger befestigt ist. Dieses Gegengewicht dient daz#U,' den von- deffi Schleffwerkieug F auf die'Oberfl#ächd *des zÜ schleifenden' Werkstü--#-kes ausgeübten Druck je nach dem auszuführenden- Arbeitsgang und ins besondere je nach dem.- Material 'des Werkstückes A und des verwendeten Schleifmittels einzustellen.
• In F'l g. 2 sind die verschiedenen den oberen beweglichen Teil der Maschine bildenden Teile ge7 zeigt, der Schwingrahinen I, die Rolle M' und das Stangenpaar J und K, die den Block U mit dem Rahmen verbinden. Die beiden Stangen sind im allgemeinen' einstückig ausgebildet, um eine große Starrheit der Einrichtung zu erreichen. Ein Bedienungsarm T kann vorgesehen sein, um die bewegbare Einheit zum Auswechseln des Werkstückes hochzuheben.
• Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab das Schleifwerkzeug im einzelnen mit der exzentrisch zur Achse Ly der Spindel H angeordneten Führungsspitze G und der Linse A. Ein Rohr W führt kontinuierlich Schleifmittel zu, während eine über das Werkzeug F gelegte Schutzhaube-V verhindert, daß dieses Schleifmittel in die Lagerung des Schleifwarkzeugs F eindringt.
• In F i g. 1 und 3 ist ein konvexes Werkstück dargestellt. Die Maschine kann jedoch so konstruiert werden, daß sie auch konkave Werkstücke fein schleift. F i g. 4 zeigt beispielsweise die Anordnung der bewegbaren Teile für eine konkave Oberfläche mit einem Radius von etwa 80 mm. Der HauptkrümmungsmittelpunktL von Linse und Werkzeug liegt in diesem Fall zwischen den Gelenken der Stangenpaare J und K. Infolgedessen liegen die Rolle M und die Achse uu' ebenfalls zwischen den anderen Anlenkstellen der Stangen.
• Um ein kontinuierliches Arbeiten zu gewährleisten, kann die oben beschriebene Vorrichtung mit einem Behälter X versehen werden, der das Schleifmittel auffängt und über eine Pumpe zurückführt.

Claims (1)

1. Patentanspruch-Vorrichtung zum Feinschleifen vorgearbeiteter Linsen mit sphärischer oder asphärischer Oberfläche mittels eines auf dem rotierenden Werkstück rotierenden kleinen Schleifwerkzeugs mit gekrümmter Schleiffläche, das an einem Träger angeordnet ist, welcher unter Verwendung eines Gelenkparallelogranims um den Hauptkrümmungsmittelpunkt der Linse hin- und herschwenkbar ist, wobei die Schwenkachse des Gelenkparallelogramms in Höhe des Hauptkrümmungsmittelpunktes der Linse liegt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Antrieb des Gelenkparallelogramms (I, J, K, U) durch einen die Verweilzeit des Schleifwerkzeugs (F) an der je- weiligen Bearbeitungsstelle der Linsenoberfläche in Abhängigkeit von der zugehörigen Achsentfernung (a) dieser Stelle steuernden Nocken (N) erfolgt und das Sähleifwerkzeug mit seiner Achse (G) exzentrisch zu seiner Rotationsachse (Ly) umläuft. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 668 226, 418 483; österreichische Patentschriften Nr. 163 455, 19 648; schweizerische Patentschrift Nr. 221552; französische Patentschriften Nr. 1045 228, 973 586; britische Patentschriften Nr. 655 306, 183 571; USA.-Patentschriften Nr. 2 799 975, 1639 012, 1551 140, 1331037, 1230 530.