DE1293638B - Fräs- oder Poliermaschine für optische Linsen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Fräs- oder Polier- werden. Wollte man annehmen, daß auch Stellungen maschine für optische Linsen mit einem die Schleif- zwischen den Arretierungslöchern möglich sind, so spindel für das Werkzeug tragenden, als Joch ausge- müßte bei einer Umstellung wie folgt vorgegangen bildeten, schwenkbaren Schleifspindelträger, der an werden. Zunächst muß die Hülse nach oben oder zwei achsparallelen Schwenkstangen verschieb- und 5 unten verschoben werden. Danach müßte man das arretierbar geführt ist, die mit je einem Gelenkkopf Joch in der richtigen Lage auf den Schwenkstangen versehen sind, die zur Einstellung ihrer gemeinsamen festklemmen. Beide Verstellungen müssen mit großer Schwenkachse auf den Linsen-Krümmungsmittel- Genauigkeit vorgenommen werden, wenn die Linsenpunkt von einem längs der Werkstückachse am krümmung später stimmen soll. Zum Auffinden der Maschinengestell vertikal verschieb- und festklemm- io genau richtigen Einstellung müssen, wie bereits erbaren Glied getragen sind. wähnt, in der Regel Probestücke angefertigt werden.

Beim Herstellen von optischen Linsen wird der Nach dem Arbeitsergebnis, das an diesen Proberohe Preßling zunächst mit einem Werkzeug, das eine stücken gemessen wird, muß dann die Maschine nachkreisringförmige Schneidkante hat, bearbeitet. Das justiert werden.

Werkzeug hat die Form einer Topfscheibe. Die schnei- 15 Bei einer anderen bekannten Maschine ist die denden Diamantkörner sind in einem Sinterbelag ge- Schleifspindel feststehend angeordnet, während die bunden. Diese Grobbearbeitung mit einem solchen Werkstückspindel geschwenkt wird. Bei der Einstel-Werkzeug wird meist als »Vorfräsen« bezeichnet. An lung der Maschine auf einen anderen Linsenradius diesen Arbeitsgang schließen sich zwei weitere Ar- wird ebenfalls die Lage der Schwenkachse relativ zum beitsgänge, nämlich das Läppfräsen (auch Feinfräsen ao Werkstück verändert. Auch hierbei muß naturgemäß genannt) und das Polieren an. Beide Arbeitsgänge die Lage der schwenkbaren Werkstückspindel relativ werden mit formschlüssigen Werkzeugen, also bei zu den Schwenkstangen verändert werden. Zu diesem konvexen Linsenflächen mit einer Hohlkugelschale Zweck sind die Schwenkstangen und am Joch be- und bei konkaven Linsenflächen mit einer Kugel- festigte Rohre teleskopartig ineinandergesteckt. Die kalotte ausgeführt. Damit sich das Werkzeug gut an 25 Verstellung ist stufenlos möglich. Auch bei dieser das Werkstück anpassen kann, muß das Werkstück Maschine müssen zwei Verstellungen nacheinander oder das Werkzeug kardanisch aufgehängt sein. Beim vorgenommen werden, nämlich erstens die Höhen-Läppfräsen wird ein formschlüssiges Werkzeug, bei Verlagerung der Schwenkachse und zweitens die richdem die schneidenden Diamantkörner mit einem tige Einstellung des Jochs relativ zu den Schwenk-Sinterbelag gebunden sind, verwendet, während beim 30 stangen, wobei die genau richtige Einstellung in aller Polieren ein suspendiertes Poliermittel zugeführt wird. Regel nur durch mehrfaches Probieren gefunden wer-

Beim Vorfräsen wird die sphärische Fläche da- den kann.

durch erzielt, daß die Achse des Fräswerkzeuges zu Bei einer weiteren bekannten Maschine, die auch der Achse, um die das Werkstück rotiert, so schräg zur Herstellung nicht sphärischer gekrümmter Fläch en gestellt wird, daß die Werkzeugachse die Drehachse 35 verwendet werden kann und die nur zum Schleifen des Werkstückträgers im Kugelmittelpunkt schneidet. bzw. Polieren, nicht aber zum Fräsen dient, ist die Soll eine konkave Linsenfläche hergestellt werden, obere schwenkbare Spindel, die entweder das Werkdann liegt — bei senkrechter Werkstückachse — der zeug oder das Werkstück trägt, in einer Hülse geSchnittpunkt zwischen Werkzeugachse und Werk- lagert, die sich um zwei sich kreuzende Achsen stückachse (sogenannter Kardinalpunkt) oberhalb des 40 schwenken läßt. Beim Übergang auf andere Radien Werkstücks. Bei Herstellung einer konvexen Fläche behalten die Schwenkachsen ihre Höhenlagen relativ liegt der Kardinalpunkt bei der genannten Voraus- zum Maschinengestell, während die untere Spindel setzung unterhalb des Werkstücks. höhenmäßig verstellt wird. Die dabei auftretende Ab-

Zur Herstellung von Linsenflächen verschiedener Standsänderung zwischen Werkzeug bzw. Werkstück

Krümmung wird der Schnittpunkt zwischen Werk- 45 und der schwenkbaren Hülse wird durch die obere

stückachse und Werkzeugachse durch Verschwenken Spindel überbrückt, die mehr oder weniger weit aus

der Schleifspindel in einer die Werkstückachse ein- der schwenkbar gelagerten Hülse heraustritt. Bei die-

schließenden Ebene in der Höhe verlegt. Hierbei ser Maschine ist also die obere Spindel axial nicht

jedoch sind bei einer Neueinstellung immer Probe- fixiert, so daß das Problem einer Verstellung des

messungen und Nachregulierungen erforderlich. Bei 50 Spindelträgers relativ zu den Schwenkachsen nicht

dem anderen bekannten Weg wird die Schwenkachse auftritt.

der Schleifspindel in Richtung der Werkstückachse Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

verschoben. Die Erfindung betrifft eine Maschine Fräs- oder Poliermaschine der eingangs genannten

dieser Art. Gattung so auszubilden, daß das Verschieben des

Bei einer bekannten Maschine der eingangs ge- 55 Schwerpunkts nach einer Skala oder nach Endmaßen

nannten Gattung kann das Joch relativ zu den ausreicht, um die Maschine so genau einzustellen,

Schwenkstangen unabhängig von einem das Ma- daß ohne weitere Nachregulierung die erforderliche

schinengestell als Hülse umgebenden verschieb- und Herstellungsgenauigkeit gewährleistet ist, wobei nach

festklemmbaren Glied relativ zum Maschinengestell dieser Verstellung auch das Joch seine genau richtige

verschoben werden. Die Verschiebung des Joches 60 Lage relativ zum Maschinengestell einnehmen soll,

relativ zu den Schwenkstangen soll stufenweise er- Die erfindungsgemäße Fräs- oder Poliermaschine

folgen, zu welchem Zweck im Abstand voneinander der eingangs genannten Gattung ist gekennzeichnet

angeordnete Arretierungslöcher vorgesehen sind, in durch eine zusätzliche den Schleifspindelträger nach

die ein Arretierungsstift eingreift. Auch die Hülse Lösen seiner Arretierung an den Schwenkstangen

wird gegenüber dem säulenförmigen Maschinengestell 65 während des Verschiebens des Glieds am Maschinen-

stufenweise verstellt. Bei der Umstellung auf einen gestell arretierende Vorrichtung,

anderen Linsenradius kann der Abstand zwischen Beim Umstellen der Maschine für die Bearbeitung

Werkzeug und Werkstück nur stufenweise geändert von Linsen mit anderem Radius wird der Schleif-

spindelträger am Maschinengestell arretiert und von den Schwenkstangen, auf denen er festgeklemmt ist, gelöst. Danach wird das am Maschinengestell verschiebbare Glied in der Höhe verschoben, bis die Gelenkachse, mit der die Schwenkstangen am höhenverschiebbaren Glied angelenkt sind, die Achse des Schleifspindelträgers im gewünschten Kugelradius schneiden. Bei diesem Vorgang hat der Schleifspindelträger und damit das Werkzeug seine Höhenlage relativ zum Werkstückträger nicht verändert. Nach Vornehmen der Einstellung wird nun der Schleifspindelträger wieder auf den Schwenkstangen festgeklemmt und danach die Arretierung gelöst. Damit ist die Umstellung der Maschine auf das andere Werkstück beendet.

Mit Hilfe der Erfindung ist der Einstellvorgang außerordentlich vereinfacht, so daß eine beträchtliche Einsparung an Rüstzeiten gewonnen wird. Auch entfällt die Herstellung von Probestücken, wodurch die damit verbundenen Kosten eingespart werden. Bei der Verwendung als Läppfräs- oder Poliermaschine erhält man den Vorteil eines konstanten Arbeitsdrucks, was für ein gutes Arbeitsergebnis von großer Wichtigkeit ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine besteht die Arretierungsvorrichtung aus im Maschinengestell längsverschiebbaren, vorzugsweise konischen Stiften mit zugehörigen Rastbohrungen im Schleifspindelträger. Durch die Verwendung konischer Arretierstifte wird ein spielfreier Sitz auch noch nach eventueller Abnutzung der Arretierstifte erhalten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

A b b. 1 einen schematischen Aufriß der Hauptteile einer erfindungsgemäßen Maschine und

A b b. 2 einen Seitenriß der Maschine nach A b b. 1, wobei jedoch einige Teile weggelassen sind.

Das Werkstück, in Abb. 1 eine plan-konvexe Linse, ist mit 1 bezeichnet. Diese Linse wird mit einem formschlüssigen Werkzeug 2 bearbeitet. Das Werkzeug 2 sitzt am Ende einer von einem Elektromotor 3 direkt angetriebenen Schleifspindel 4. Die Schleifspindel 4 ist in einem Schleifspindelträger 5 längsverschiebbar und in jeder Verschiebelage feststellbar gelagert. Der Schleifspindelträger 5 ist als Joch ausgebildet und verbindet zwei Schwenkstangen 6, 6' miteinander, wobei das Joch 5 die Schwenkstangen in Klemmhülsen aufnimmt, die mittels Klemmschrauben 7, 7' auf den Schwenkstangen festgeklemmt werden können. Der Schleifspindelträger 5 kann also relativ zu den Schwenkstangen 6, 6' eine beliebige Stellung einnehmen.

Die unteren Enden der Schwenkstangen 6, 6' tragen fest mit ihnen verbundene Gelenkbolzen 8, 8', die in Gelenkhülsen 9, 9' eingreifen. Diese Gelenkhülsen bilden die Köpfe von weiteren Stangen 10,10' (Verschiebestangen). Die Verschiebestangen 10, 10' sind an ihrem unteren Ende durch ein Joch 11 miteinander verbunden. Ihre Lagerung im Maschinengehäuse 12, von dem nur Teile dargestellt sind, erfolgt über am Gehäuse 12 befestigte Klemmhülsen 13, 13'. Diese Klemmhülsen können mittels Klemmschrauben 14, 14' zusammengezogen werden, wodurch die Verschiebestangen 10,10' in jeder beliebigen Höhenlage feststellbar sind. In der Mitte des unteren Jochs 11 ist eine Stange 15 angelenkt, die beispielsweise mittels einer Spindel oder eines hydraulischen Aggregats gehoben und gesenkt werden kann. Im oberen Teil des Maschinengehäuses 12 sind in waagerechter Richtung verschiebbare Arretierstifte 16,16' angeordnet. Die Arretierstifte 16 sind an ihren vorderen Enden (bei 17,17') konisch ausgebildet und können in im Schleifspindelträger 5 vorgesehene konische Vertiefungen 18, 18' eingreifen.

Wie aus dem Seitenriß (Abb. 2) ersichtlich, ist parallel zur Verschiebestange 10' eine Schubstange 19

ίο angeordnet. Diese ist mit ihrem oberen Ende (bei 20) an einen Schwinghebel 21 angelenkt, der seinerseits fest mit dem unteren Kopf 22' der Schwenkstange 6' verbunden ist. Das untere Ende der Schubstange 19 ist bei 23 an einen unteren Schwinghebel 24 angelenkt. Der Schwinghebel ist auf einer frei drehbaren, parallel zum unteren Joch 11 liegenden Welle 25 angeordnet. Auf der Schubstange 19 ist eine Klemmhülse 26 mit Schlitz 27 verschiebbar angeordnet. Die Klemmschraube 28, mit der die Hülse 26 zusammengezogen werden kann, ist mittels eines außerhalb des Maschinengehäuses 12 liegenden Handrades 29 verdrehbar. Das Handrad 29 ist über zwei Kardangelenke 30, 31 mit der Klemmschraube 28 gekuppelt. An der Klemmhülse 26 befindet sich ein Bolzen 32, an dem die Pleuelstange 33 eines Exzentergetriebes mit Exzenter 34 angelenkt ist. Der Hub der Pleuelstange 33 und damit der Ausschlag des Schwinghebels 21 und des damit verbundenen Schleifspindelträgers ist verstellbar, und zwar durch Verschieben des unteren Endes der Pleuelstange 33 in einem radialen Schlitz 35 des Exzenters 34. In der schematischen Darstellung ist entgegen den tatsächlichen Verhältnissen der Exzenter um 90° in die Zeichenebene gedreht.

Die erfindungsgemäße Maschine arbeitet wie folgt:

Die zu bearbeitende Linse 1 wird auf einen fest in der Maschine gelagerten drehbaren Werkstückträger aufgesetzt und dort festgehalten, was durch Ankitten der Linse, durch Festspannen oder auch andere Maßnahmen erfolgen kann. Der sogenannte Kardialpunkt,

d. h. der Schnittpunkt zwischen der Achse des rohrförmigen Werkzeugs 2 und der Achse des Werkstückträgers muß nun in die richtige Lage gebracht werden. Um diese Einstellung vornehmen zu können, werden zunächst die Arretierstifte 16,16' nach innen bewegt, so daß ihre konischen Enden 17,17' den Schleifspindelträger 5 spielfrei erfassen. Der Schleifspindelträger ist dadurch relativ zum Gehäuse in einer genau definierten Lage fixiert. Nun werden die Klemmschrauben 7, 7' und die Klemmschrauben 14,14' gelöst. Die Verschiebestangen 10,10' werden über die Stange 15 in den Hülsen 13,13' gleitend verschoben. Durch diese Verschiebebewegung werden die Gelenkköpfe der Verschiebestangen in eine solche Höhenlage gebracht, daß die Achse 36 die gewünschte Höhe des Kardinalpunktes KP einnimmt. Dieser Kardinalpunkt ist durch den Schnittpunkt der Achse 36 mit der Achse 37 des nicht dargestellten Linsenträgers definiert. Der Kardinalpunkt KP ist zugleich der Mittelpunkt der herzustellenden sphärischen Linsenfläche

38. Die genaue Höheneinstellung erfolgt mittels eines Endmaßes 40 und einer Meßuhr 41. Die Meßuhr 41 ist an einer Verlängerung des Gelenkbolzens 8 gehalten. Der Abstand zwischen dem gehäusefesten Abstützpunkt 42 des Endmaßes 40 und der Meßuhr ist ein Maß für die Lage des Kardialpunktes, da ja sowohl die Lage des Werkstückträgers als auch die Lage des Werkzeugs relativ zum Gehäuse gleichbleibt. Vor dem bereits beschriebenen Verschieben der Ver-

schiebestangen 10,10' wurde auch das Klemmstück 26 auf der Schubstange 19 durch eine Verdrehung des Handrades 29 gelöst, so daß bei der Verschiebebewegung die Schubstange 19 durch die Hülse hindurchgleiten konnte.

Nach der Einstellung des Kardinalpunktes KP auf die richtige Höhe werden sämtliche Klemmschrauben, d. h. die Schrauben 7, 7'; 14,14' und die Schraube 28 wieder angezogen. Die Arretierstifte 16 werden zurückgezogen, wonach die Maschine betriebsbereit ist. Der angetriebene Exzenter 34 erteilt über die Pleuelstange 33, die Klemme 26 und die Schubstange 19 und den Schwinghebel 21 den Schwenkstangen 6, 6' eine hin- und hergehende Bewegung. Diese hin- und hergehende Bewegung macht auch die jetzt fest mit den Schwenkstangen verbundene Schleifspindel mit. An Stelle eines Exzenterantriebs könnte auch ein hydraulischer Antrieb mit doppelt wirkendem, wechselweise beaufschlagtem Kolben verwendet werden. Die Zustellbewegung, die nötig ist, um das Werkzeug trotz Abschleifens in Berührung mit dem Werkstück zu halten, wird durch Anheben des Linsenträgers automatisch durchgeführt.

Wird die Maschine nicht mit hin- und hergehender Schleif spindelbewegung betrieben, beispielsweise beim Vorfräsen, dann wirkt die Schubstange 19 als Abstützung, die die Schwenkstangen 6, 6' in einer bestimmten Lage festhält.

Soll eine konkave Linsenfläche geschliffen werden, so muß der Kardinalpunkt oberhalb der zu bearbeitenden Fläche liegen, d. h., die Verschiebestangen 10, 10' müssen dann so weit angehoben werden, bis die Achse 36 über der zu bearbeitenden Fläche verläuft. Der Einstellvorgang ist dabei genauso wie oben beschrieben.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fräs- oder Poliermaschine für optische Linsen mit einem die Schleifspindel für das Werkzeug tragenden, als Joch ausgebildeten, schwenkbaren Schleifspindelträger, der an zwei achsparallelen Schwenkstangen verschieb- und arretierbar geführt ist, die mit je einem Gelenkkopf versehen sind, die zur Einstellung ihrer gemeinsamen Schwenkachse auf den Linsen-Krümmungsmittelpunkt von einem längs der Werkstückachse am Maschinengestell vertikal verschieb- und festklemmbaren Glied getragen sind, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, den Schleifspindelträger (5) nach Lösen seiner Arretierung (7, T) an den Schwenkstangen (6, 6') während des Verschiebens des Gliedes (10,10') am Maschinengestell (12) arretierende Vorrichtung (16,18,16', 18').

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungsvorrichtung aus im Maschinengestell (12) längsverschiebbaren, vorzugsweise konischen Stiften mit zugehörigen Rastbohrungen im Schleifspindelträger (S) besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen