DE20219615U1

DE20219615U1 - Werkzeug zum formgebundenen Schleifen optischer Bauteile aus sprödharten Materialien

Info

Publication number: DE20219615U1
Application number: DE20219615U
Authority: DE
Original assignee: Loh Optikmaschinen AG
Current assignee: Satisloh GmbH
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2012-12-18

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum formgebundenen Schleifen optischer Bauteile aus sprödharten Materialien, wie Mineralglas oder Silizium, gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Werkzeug, mittels dessen Planflächen an optischen Bauteilen wie Prismen, Filtern oder Spiegeln oder flach konvex oder konkav gekrümmte Flächen an optischen Bauteilen wie Linsen sowohl fein- als auch feinstbearbeitet werden können.

Herkömmlicherweise werden derartige Flächen an optischen Bauteilen zunächst hinsichtlich ihrer Makrogeometrie, d.h. Form plan bzw. definiert konvex oder konkav gekrümmt - vorbearbeitet, wofür im Stand der Technik insbesondere Topfwerkzeuge mit diamantbesetzten Ringschneiden zum Einsatz kommen. Sodann erfolgt insbesondere im Hinblick auf eine Verbesserung der Mikrogeometrie bzw. Oberflächengüte der vorbearbeiteten Fläche üblicherweise eine Feinbearbeitung der Fläche mittels eines formgebundenen Werkzeugs, welches für einen vollflächigen Flächenabtausch zwischen Werkzeug und Werkstück eine zur gewünschten Flächengeometrie des Werkstücks im wesentlichen komplementäre Geometrie an seiner Stirn- bzw. Bearbeitungsfläche aufweist. Das formgebundene Werkzeug ist hierbei an seiner Stirnfläche in der Regel mit Schleifpellets besetzt oder mit einer Schleiffolie belegt. Schließlich kann das Werkstück den jeweiligen Erfordernissen entsprechend noch feinstbearbeitet werden, um eine Fläche von wenigstens annähernd Polierqualität zu erzielen, wozu im Stand der Technik ebenfalls ein formgebundenes Werkzeug eingesetzt wird, welches an seiner Stirnfläche mit Schleifpellets oder einer Schleiffolie feinerer Körnung besetzt bzw. be-

30 legt ist.

Loh Optikmaschinen AG I "&Idigr; ' I ·" * ^:..·.:!. 300/27

Wenn vorstehend und im folgenden von "Schleifen" bzw. einem "Schleif'-Element (etwa Schleifpellet oder Schleiffolie) die Rede ist, ist damit die spanende Bearbeitung mittels geometrisch unbestimmter Schneiden bzw. ein Element hierfür gemeint, unabhängig von den mit der Bearbeitung erzielten Oberflächengüten. Insofern soll der Begriff "Schleifen", soweit im Einzelfall nicht näher präzisiert, hier sämtliche in der optischen Industrie üblichen Bearbeitungsverfahren bzw. -schritte mit geometrisch unbestimmten Schneiden umfassen, d.h. Vorschleifen, Feinschleifen, Polieren und Läppen.

Ein Nachteil bei dem oben geschilderten Stand der Technik ist darin zu sehen, daß das Werkstück für die einzelnen Schleifbearbeitungsschritte, die in der Regel mit unterschiedlichen Werkzeugen auf verschiedenen Bearbeitungsmaschinen durchgeführt werden, umzuspannen ist, was zum einen der erzielten Bearbeitungsqualität abträglich sein kann und zum anderen zu insbesondere in der industriellen Optikfertigung unerwünscht langen Prozeßnebenzeiten führt.

In diesem Zusammenhang offenbart die DE 199 26 414 Al ein Kombinationswerkzeug zum Bearbeiten optischer Linsen, mit einem Zentralkörper, an dem ein Topfwerkzeug lösbar befestigt ist, das an seiner offenen Seite eine Ringschneide trägt, die mit Diamanten besetzt ist und zum Grob- oder Feinschleifen der Linsen dienen soll. In dem inneren, zylindrischen Hohlraum des TopfWerkzeugs ist ein Formwerkzeug untergebracht, das axiale Bewegungen relativ zu dem Topfwerkzeug ausführen kann, wofür mittig am Zentralkörper eine Membran mit einem zentralen Rückschlagventil angeordnet ist. Wird die Membran mit Druckluft beaufschlagt, so schließt das Rückschlagventil und die Membran wölbt sich in Richtung des Formwerkzeugs vor, um dieses gegen die Kraft von Rückstellfedern so nach vorne zu fahren, daß es über die Ringschneide des Topfwerkzeugs hinausragt und mit der

Loh Optikmaschinen AG

300/27

zu bearbeitenden Linse in Kontakt gebracht werden kann. Je nachdem ob das Formwerkzeug mit Schleifpellets oder Polierfolie belegt ist, sollen mit ihm dann feine Schleifarbeiten oder Poliervorgänge durchgeführt werden, welche sich an die vorausgegangenen Arbeitsgänge mit dem Topfwerkzeug anschließen. Wird nach dieser Bearbeitung an die Membran ein Unterdruck angelegt, so öffnet das Rückschlagventil und das Formwerkzeug wird unterstützt von der Rückstellkraft der Rückstellfedern wieder in das Topfwerkzeug hineingezogen. Nun kann eine weitere Linse bearbeitet werden.

Ein Problem bei diesem Stand der Technik besteht darin, daß, wenn eine Planfläche an etwa einem Prisma mittels des Topfwerkzeugs des Kombinationswerkzeugs feingeschliffen werden soll, sich der linienförmige Eingriff des Topfwerkzeugs mit dem Werkstück ungünstig auf die Geometrie der bearbeiteten Planfläche auswirken kann. Durch den linienförmigen Eingriff des Topfwerkzeugs mit dem Werkstück bringt das Topfwerkzeug während der Bearbeitung nämlich stets eine Kraft in etwa derselben Richtung am Werkstück auf. Da der Angriffspunkt dieser Kraft bei der Bearbeitung des Werkstücks mit dem Topfwerkzeug über die bearbeitete Fläche wandert, kommt es in einem mittleren Bereich des Werkstücks zu einer Umkehr des infolge dieser Kraft auf das Werkstück wirkenden Drehmoments, die ein Verkippen des Werk-Stücks in seiner Halterung zur Folge haben kann. Im Ergebnis entstehen dann statt einer Planfläche zwei geringfügig zueinander verkippte Planflächen. Derartige Geometriefehler der bearbeiteten Fläche können mit dem Formwerkzeug des Kombinationswerkzeugs in Abhängigkeit von dessen Belag im Folgeschritt nur mit hohem Zeitaufwand (Schleifpellets von im Verhältnis feiner Körnung) oder nicht mehr (Polierfolie) korrigiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum formgebundenen Schleifen optischer Bauteile aus sprödharten Materialien zu schaffen, mittels dessen am optischen Bauteil eine

Loh Optikmaschinen AG _#j_# *" * .·. .·*. " ·..· .!.. 300/27

-A-

möglichst feine Fläche in einer Aufspannung, einem Bearbeitungsprozeß sowie der gleichen Bearbeitungsmaschine insbesondere fein- und feinstbearbeitet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte und/oder zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Schutzansprüche 2 bis 15.

Erfindungsgemäß begrenzt bei einem Werkzeug zum formgebundenen Schleifen optischer Bauteile aus sprödharten Materialien, das einen Schleifmittelträger hat, an dessen Stirnfläche eine Schleiffolie oder eine Mehrzahl von Schleifpellets als Schleifmittel anbringbar ist, der Schleifmittelträger einen Hohlraum, in dem ein Kolben verschiebbar aufgenommen ist, der eine Mehrzahl von Stößeln aufweist, die in im schleifmittelfreien Bereich der Stirnfläche des Schleifmittelträgers vorgesehene Durchgangsbohrungen des Schleifmittelträgers eingreifen und endseitig jeweils eine Trägerfläche für eine Schleiffolie oder ein Schleifpellet als weiteres Schleifmittel haben, wobei der Kolben wahlweise von einer ersten Position, in der sich die Trägerflächen der Stößel hinter der Stirnfläche des Schleifmittelträgers befinden, in eine zweite Position, in der sich die Trägerflächen der Stößel vor der Stirnfläche des Schleifmittelträgers befinden, und umgekehrt bewegbar ist.

Somit kombiniert das erfindungsgemäße Werkzeug zwei formgebundene, vollflächig arbeitende Werkzeuge, die wahlweise einsetzbar sind, ohne daß das Werkstück etwa auf eine weitere Bearbeitungsmaschine umgespannt oder das Werkzeug von der Bearbeitungsmaschine heruntergenommen werden müßte, um durch ein anderes Werkzeug ersetzt zu werden. Mittels des erfindungsgemäßen Kombinationswerkzeugs können also zwei verschiedene Bearbeitungsschritte in einer Aufspannung, einem Bearbeitungsprozeß und der gleichen Bearbeitungsmaschine durchgeführt werden, was

Loh Optikmaschinen AG _#;_# ..· .·. .%,. ·..* .!.. 300/27

gegenüber dem eingangs geschilderten Stand der Technik Zeit und Kosten spart und bereits einer guten Bearbeitungsqualität förderlich ist. Da hierbei beide Teilwerkzeuge des erfindungsgemäßen Kombinationswerkzeugs einen vollflächigen Flächenabtausch zwischen Werkzeug und Werkstück gestatten, besteht nicht mehr die oben im Zusammenhang mit der DE 199 26 414 Al diskutierte Gefahr der Erzeugung eines Geometriefehlers (etwa verkippte Planflächen).

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann insbesondere zur Fein- und Feinstbearbeitung der am Werkstück zu bearbeitenden Fläche eingesetzt werden, wobei die eine Bearbeitung in der ersten Kolbenposition durchgeführt wird, in der sich die Trägerflächen der Stößel hinter der Stirnfläche des Schleifmittelträgers befinden, so daß das an der Stirnfläche des Schleifmittelträgers angebrachte Schleifmittel mit der zu bearbeitenden Werkstückfläche in Kontakt kommen kann, während die andere Bearbeitung in der zweiten Kolbenposition durchgeführt wird, in der sich die Trägerflächen der Stößel vor der Stirnfläche des Schleifmittelträgers befinden, so daß das an den Trägerflächen der Stößel angebrachte weitere Schleifmittel, welches sich hinsichtlich seiner Körnung vorzugsweise von dem an der Stirnfläche des Schleifmittelträgers angebrachten Schleifmittel unterscheidet, mit der zu bearbeitenden Werkstückfläche in Kontakt treten kann. Grundsätzlich steht es dem Fachmann hierbei frei, den jeweiligen Bearbeitungserfordernissen entsprechend das Schleifmittel für die Stirnfläche des Schleifmittelträgers und das weitere Schleifmittel für die Trägerflächen der Stößel zu wählen. Bevorzugt ist es allerdings, wenn, wie im Schutzanspruch 15 angegeben, an der Stirnfläche des Schleifmittelträgers ein Schleifmittel angebracht ist, das eine feinere Körnung besitzt als das weitere Schleifmittel, welches an den Trägerflächen der Stößel angebracht ist, so daß die Feinbearbeitung (Beseitigung von Oberflächen- und Winkelfehlern) mittels des weiteren Schleifmittels an den Trägerflächen der Stößel er-

• ·

Loh Optikmaschinen AG

300/27

-&bgr;-

folgt, während die Feinstbearbeitung (Erzeugen einer Oberfläche von wenigstens annähernd Polierqualität) mit dem Schleifmittel an der Stirnfläche des Schleifmittelträgers durchgeführt wird. Diese Aufteilung der Schleifmittel wird bevorzugt, weil die Stirnfläche des Schleifmittelträgers großflächiger mit dem Schleifmittel belegt werden kann als die Trägerflächen der Stößel und der Schleifmittelträger zudem steifer ausgebildet werden kann als das Stößelwerkzeug, so daß mit dem Schleifmittelträger insgesamt höhere Bearbeitungsqualitäten erzielbar sind als mit dem Stößelwerkzeug.

Im übrigen ist daran gedacht, die gesamte Bearbeitung des Werkstücks - Vorbearbeitung, Feinbearbeitung, Feinstbearbeitung auf einer Bearbeitungsmaschine mit zwei Werkzeugspindeln durchzuführen, wie sie in der DE 100 29 967 Al der Anmelderin beschrieben wird, wobei an der einen Werkzeugspindel ein an sich bekanntes Topfwerkzeug zur Vorbearbeitung zum Einsatz kommt, während an der anderen Werkzeugspindel das erfindungsgemäße Kombinationswerkzeug zur Fein- und Feinstbearbeitung eingesetzt

20 wird.

Grundsätzlich ist es möglich, den Kolben des Werkzeugs mittels einer geeigneten Mechanik, z.B. einen Spindelantrieb, oder hydraulisch zu bewegen. Bevorzugt - weil vorrichtungstechnisch weniger aufwendig - ist es jedoch, wenn der Kolben gemäß dem Schutzanspruch 2 in dem Hohlraum eine Kammer begrenzt, die zum Halten oder Verschieben des Kolbens wahlweise mit Druckluft oder einem Vakuum beaufschlagbar ist.

Wenn der Kolben des Werkzeugs entsprechend dem Schutzanspruch mittels wenigstens eines Federelements in seine erste oder seine zweite Position vorgespannt ist, ist auf einfache Weise für eine definierte Grundstellung des Kolbens gesorgt.

Loh Optikmaschinen AG

300/27

Nach der Lehre des Schutzanspruchs 4 sind die Stößel zweckmäßig durch stiftförmige Teile ausgebildet, die in zugeordneten, in einem Grundkörper des Kolbens eingebrachten Sackbohrungen befestigt sind, etwa mittels einer Kleb-, Preß- oder Schraubverbindung.

Es ist von Vorteil, die Stößel den jeweiligen Bearbeitungserfordernissen entsprechend gegenüber den Durchgangsbohrungen im Schleifmittelträger abzudichten, um einen vorzeitigen Verschleiß des Werkzeugs zu verhindern. So kann z.B. für den Fall, daß mit dem Werkzeug eine Läppbearbeitung durchgeführt werden soll, während der zur Eingriffsstelle zwischen Werkzeug und Werkstück Schleifpartikel mit einer Flüssigkeit zugeführt werden, jeder Stößel mittels eines jeweils zugeordneten Faltenbalgs abgedichtet sein, wobei ein Ende des Faltenbalgs dicht am Stößel angebracht ist, während das andere Ende des Faltenbalgs dicht am Schleifmittelträger befestigt ist. Für andere Schleifbearbeitungen bevorzugt - weil vorrichtungstechnisch weniger aufwendig - ist die Ausgestaltung entsprechend dem Schutzanspruch 5, gemäß der jeder Stößel des Kolbens an seinem Außenumfang eine Ringnut aufweist, in der ein Dichtring aufgenommen ist, der gegenüber der Innenumfangsflache der dem jeweiligen Stößel zugeordneten Durchgangsbohrung im Schleifmittelträger abdichtet.

Nach der Lehre des Schutzanspruchs 6 ist der Schleifmittelträger von einem Ringteil umgeben, das den Schleifmittelträger mit einem definierten Radialspiel führt und mit einem definierten Axialspiel an einem Grundkörper des Werkzeugs hält. Diese mehrteilige Ausbildung des Werkzeugs ist besonders vorteilhaft, weil der Schleifmittelträger, an dessen Stirnfläche das eine Schleifmittel angebracht ist und an dem auch die Kolbenstößel mit ihren Trägerflächen für das weitere Schleifmittel vorgesehen sind, in der Lage ist, kardanische Ausgleichsbewegungen auszuführen, durch die sich das Werkzeug an die zu bearbeitende

Loh Optikmaschinen AG

300/27

Fläche des Werkstücks anpassen kann, um ggf. vorhandene Achsfluchtfehler oder Spiel zwischen bzw. in den Spindeln der Bearbeitungsmaschine auszugleichen und somit etwaige damit verbundene nachteilige Auswirkungen auf die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks von vornherein zu verhindern. Zweckmäßig weist hierbei das Ringteil eine Ringschulter auf, die einen Anschlag für einen Ringflansch des Schleifmittelträgers ausbildet, wie im Schutzanspruch 7 angegeben, so daß der Schleifmittelträger auf einfache Weise mit Axialspiel am Grundkörper gehalten ist bzw. sich nicht über ein bestimmtes Maß hinaus vom Grundkörper wegbewegen kann. In der anderen Richtung, d.h. in Richtung des Grundkörpers kann vorteilhaft eine flexible Abstützung des Schleifmittelträgers erfolgen. Dazu ist entsprechend dem Schutzanspruch 8 am Grundkörper des Werkzeugs wenigstens eine mit Druckluft beaufschlagbare, elastische Membran vorgesehen, mittels der der Schleifmittelträger bei der Schleifbearbeitung an das optische Bauteil anpreßbar ist.

Grundsätzlich kann es sich bei der elastischen Membran um eine ringförmige Membran handeln, die den Schleifmittelträger vorteilhaft in der Nähe seines Randes abstützt. Bevorzugt ist es jedoch, wenn entsprechend dem Schutzanspruch 9 eine Mehrzahl von in einer Draufsicht gesehen runden, elastischen Membranen am Grundkörper des Werkzeugs vorgesehen ist, die symmetrisch bezüglich einer Mittelachse des Grundkörpers angeordnet sind und einen Ring um die Mittelachse bilden. Derartige runde elastische Membranen können nämlich leichter und stärker ausgelenkt werden als eine einen abmessungsgleichen Ring bildende, ringförmige elastische Membran von gleicher Wandstärke und gleichem Werkstoff.

Der Schutzanspruch 10 sieht vor, daß der Schleifmittelträger mittels mindestens eines Federelements in Richtung der elastischen Membran vorgespannt ist. Ein solches Federelement sorgt in vorteilhafter Weise für eine definierte Grundstellung des

Loh Optikmaschinen AG

300/27

Schleifmittelträgers und gestattet unter Druckbeaufschlagung der elastischen Membran(en) ein feinfühligeres Anfahren des Schleifmittelträgers in Richtung der zu bearbeitenden Fläche des Werkstücks. Zweckmäßig ist hierbei entsprechend dem Schutzanspruch 11 eine Mehrzahl von bezüglich der Mittelachse des Grundkörpers des Werkzeugs symmetrisch verteilten Druckfedern vorgesehen, die sich mit ihrem einen Ende an der Ringschulter des Ringteils abstützen und mit ihrem anderen Ende auf der vom Grundkörper des Werkzeugs abgewandten Seite an dem Ringflansch des Schleifmittelträgers anliegen.

Nach der Lehre des Schutzanspruchs 12 ist in einer vorrichtungstechnisch vorteilhaft einfachen Ausgestaltung des Werkzeugs an dem Schleifmittelträger eine Mehrzahl von Stiften angebracht, die zur Drehmitnahme des Schleifmittelträgers mit einem definierten Radialspiel in zugeordnete Sackbohrungen im Grundkörper des Werkzeugs eingreifen, welche vorzugsweise symmetrisch bezüglich der Mittelachse des Grundkörpers angeordnet sind. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, eine entsprechende Drehmitnahme des Schleifmittelträgers über eine radialspielbehaftete Paßfeder/Nut-Verbindung, Verzahnung, Keilwellen-Verbindung oder dergleichen zwischen dem Außenumfang des Schleifmittelträgers und dem Innenumfang des Ringteils zu gewährleisten. Ein definiertes Radialspiel ist hierbei deswegen vorgesehen, damit die oben angesprochenen, kardanischen Ausgleichsbewegungen des Schleifmittelträgers nicht behindert werden.

Zweckmäßig ist der Grundkörper des Werkzeugs mittels eines Anschlußzapfens drehfest mit einer Werkzeugspindel der Bearbeitungsmaschine verbindbar, wie im Schutzanspruch 13 angegeben, um im Bedarfsfall einen möglichst raschen Wechsel des Werkzeugs zu gestatten. Die Werkzeugspindel der Bearbeitungsmaschine kann hier beispielsweise ein handelsübliches Dehnspannfutter zur Aufnahme des Anschlußzapfens aufweisen, welches hydraulisch

Loh Optikmaschinen AG

"308/27

- 10 -

nach radial innen zugespannt werden kann, um eine zylindrische Außenumfangsfläche des Anschlußzapfens kraftschlüssig drehfest mit der Werkzeugspindel zu verbinden.

Der Schutzanspruch 14 sieht schließlich vor, daß der Anschlußzapfen eine Längsbohrung zur Aufnahme eines ortsfesten Rohrs der Werkzeugspindel aufweist, über das die vom Kolben begrenzte Kammer zum Halten oder Verschieben des Kolbens wahlweise mit Druckluft oder einem Vakuum beaufschlagbar ist, wobei die Längsbohrung im Anschlußzapfen zusammen mit dem ortsfesten Rohr der Werkzeugspindel einen Ringkanal ausbildet, über den die elastische Membran am Grundkörper des Werkzeugs mit Druckluft beaufschlagbar ist. Im Ergebnis können sowohl der Stößelkolben im Schleifmittelträger zur Vorwahl des für den nächsten Bearbeitungsschritt zu verwendenden Teilwerkzeugs des Kombinationswerkzeugs durch entsprechende Beaufschlagung der an den Stößelkolben angrenzenden Kammer als auch die Membran(en) zur definierten Abstützung bzw. Anpressung des Schleifmittelträgers gegen die zu bearbeitende Fläche des Werkstücks durch Druckbeaufschlagung der Membran(en) auf einfache Weise durch die Werkzeugspindel der Bearbeitungsmaschine hindurch unabhängig voneinander betätigt bzw. angesteuert werden. In der Bearbeitungsmaschine kann hierfür eine handelsübliche Zwei-Medien-Einführung zum Einsatz kommen, wie sie beispielsweise von der Firma Deublin, 65719 Hofheim, Deutschland, unter der Artikel-Nr. 2520-418 erhältlich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten, teilweise schematischen Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen

Werkzeugs, das einen Kolben mit einer Mehrzahl von Stößeln aufweist, die in Durchgangsbohrungen eingrei

Loh Optikmaschinen AG

fen, welche in einem Schleifmittelträger des Werkzeugs vorgesehen sind, an dessen Stirnfläche ein erstes Schleifmittel angebracht ist, und die endseitig jeweils eine Trägerfläche für ein weiteres Schleifmittel haben, wobei der Kolben in einer ersten Position gezeigt ist, in der sich die Trägerflächen der Stößel hinter der Stirnfläche des Schleifmittelträgers befinden, und wobei, wie noch näher erläutert werden wird, zur Veranschaulichung einzelne Teile des Werkzeugs um die Längsachse des Werkzeugs in die Schnittebene gedreht dargestellt sind,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Grundkörper des Werkzeugs

gemäß Fig. 1 von unten in Fig. 1, wobei der Grundkörper zur Veranschaulichung isoliert dargestellt ist,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Grundkörpers des Kolbens

des Werkzeugs gemäß Fig. 1 entsprechend der Schnittverlauf slinie III-III in Fig. 1, wobei der Kolbengrundkörper zur Veranschaulichung isoliert dargestellt ist, und

Fig. 4 eine in der Darstellungsweise der Fig. 1 entsprechende Längsschnittansicht des Werkzeugs gemäß Fig. 1, wobei der Kolben aber in einer zweiten Position

gezeigt ist, in der sich die Trägerflächen der Stößel vor der Stirnfläche des Schleifmittelträgers befinden.

Gemäß den Fig. 1 und 4 hat ein mittels einer Werkzeugspindel (nicht gezeigt) drehend antreibbares Werkzeug 10 zum formgebundenen Schleifen eines optischen Bauteils (nicht dargestellt) aus einem sprödharten Material, wie Mineralglas oder Silizium, u.a. einen Schleifmittelträger 12, an dessen Stirnfläche 14 eine Mehrzahl von Schleifpellets 16 oder eine Schleiffolie

• «

• ·

Loh Optikmaschinen AG

(nicht dargestellt) in vorbestimmter Verteilung bzw. an vorbestimmter Stelle anbringbar ist. Wesentlich ist, daß, wie noch näher beschrieben werden wird, der Schleifmittelträger 12 einen Hohlraum 18 begrenzt, in dem ein Kolben 20 verschiebbar aufgenommen ist, der eine Mehrzahl von Stößeln 22 aufweist, die in im schleifmittelfreien Bereich der Stirnfläche 14 des Schleifmittelträgers 12 vorgesehene Durchgangsbohrungen 24 in dem Schleifmittelträger 12 eingreifen und endseitig jeweils eine Trägerfläche 26 für ein Schleifpellet 28 oder eine Schleiffolie (nicht gezeigt) als weiteres Schleifmittel haben. Dabei ist der Kolben 20 wahlweise von einer in Fig. 1 dargestellten ersten Position, in der sich die Trägerflächen 26 der Stößel 22 hinter bzw. in Fig. 1 oberhalb der Stirnfläche 14 des Schleifmittelträgers 12 befinden, in eine in Fig. 4 gezeigte zweite Position, in der sich die Trägerflächen 26 der Stößel 22 vor bzw. in Fig. 4 unterhalb der Stirnfläche 14 des Schleifmittelträgers 12 befinden, und umgekehrt beweg- bzw. verschiebbar, um entweder die Schleifpellets 16 an der Stirnfläche 14 des Schleifmittelträgers 12 oder die Schleifpellets 28 an den Trägerflächen 26 der Stößel 22 für einen Kontakt mit der zu bearbeitenden Fläche des Werkstücks von dem Werkzeug 10 vorstehen zu lassen.

In den Fig. 1 und 4 sind im übrigen vier der Durchgangsbohrun gen 24 im Schleifmittelträger 12 mit den zugeordneten Stößeln 22 und Schleifpellets 28 des Kolbens 20 zur Veranschaulichung um die Mittelachse M des Werkzeugs 10 in die Zeichnungsebene gedreht dargestellt (rechts unten in den Fig. 1 und 4). Entsprechendes gilt hier für die vier an der Stirnfläche 14 des Schleifmittelträgers 12 gezeigten Schleifpellets 16 (links unten in den Fig. 1 und 4). Auf eine Darstellung der übrigen Schleifpellets 16 an der Stirnfläche 14 des Schleifmittelträgers 12 bzw. der übrigen Stößel 22 und Schleifpellets 28 des Kolbens 20 wurde hier aus Gründen der Übersichtlichkeit verziehtet. Für die Schleifpellets 16 und Stößel 22 bzw. Schleif

Loh Optikmaschinen AG

- 13 -

pellets 28 gilt jedenfalls, daß diese tatsächlich in einer derartigen Anzahl und Verteilung vorgesehen sind, daß, je nach der Stellung des Kolbens 20, die Schleifpellets 16 (Fig. 1) bzw. die Schleifpellets 28 (Fig. 4) bei einer Drehung des Werkzeugs 10 um die Mittelachse M in einer Draufsicht gesehen eine vollständige Kreisringfläche am Werkstück abdecken bzw. bearbeiten können. An dieser Stelle ist zu den Schleifpellets 16 und 28 noch anzumerken, daß im dargestellten Ausführungsbeispiel die Stirnfläche 14 des Schleifmittelträgers 12 bzw. die Endflächen der daran mittels beispielsweise eines Klebstoffs angebrachten, in etwa gleich dicken Schleifpellets 16 zur Bearbeitung einer Planfläche an beispielsweise einem Prisma als Werkstück eben ausgebildet ist bzw. sind, während die planen Trägerflächen 26 der Stößel 22 bzw. die planen Endflächen der daran mittels beispielsweise eines Klebstoffs befestigten, in etwa gleich dicken Schleifpellets 28 in einer Ebene liegen. Für die Bearbeitung von leicht konvex oder konkav gekrümmten Werkstückflächen ist es aber auch denkbar, daß die Stirnfläche des Schleifmittelträgers bzw. die Endflächen der darauf angeordneten Schleifpellets eine entsprechende Krümmung aufweist / aufweisen, während die entsprechend gekrümmten Trägerflächen der Stößel bzw. Endflächen der daran angebrachten Schleifpellets in einer gedachten, entsprechend gekrümmten Fläche liegen. In letzterem Fall ist durch geeignete Maßnahmen natürlich dafür Sorge zu tragen, daß sich die Stößel in den zugeordneten Durchgangsbohrungen des Schleifmittelträgers nicht verdrehen können.

Wie die Fig. 1 und 4 ferner zeigen, ist der Schleifmittelträger 12 zweiteilig ausgebildet, mit einem topfförmigen Teil 30, in dessen Boden die Durchgangsbohrungen 24 für die Stößel 22 des Kolbens 20 achsparallel eingebracht sind, und einer in einer Draufsicht gesehen runden Abschlußplatte 32, die auf ihrer dem topfförmigen Teil 30 zugewandten Seite mit einem ringförmigen Absatz 34 zur Zentrierung des topfförmigen Teils 30 an dessen Zylinderabschnitt versehen ist. Die Abschlußplatte 32 ist mit-

Loh Optikmaschinen AG

tels mehreren, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilten Schrauben 36 mit dem topfförmigen Teil 30 verschraubt, von denen in den Fig. 1 und 4 lediglich eine Schraube 36 zu erkennen ist, wobei die Schrauben 36 zugeordnete Stufenbohrungen 38 in der Abschlußplatte 32 durchgreifen und in zugeordnete Gewindebohrungen 40 im Zylinderabschnitt des topfförmigen Teils 30 eingeschraubt sind. Die Abschlußplatte 32 steht in radialer Richtung über den Außenumfang des Zylinderabschnitts des topfförmigen Teils 30 über und bildet dort einen Ringflansch 42 des Schleifmittelträgers 12 aus.

Wie bereits erwähnt, ist in dem Hohlraum 18 des Schleifmittelträgers 12 der Kolben 20 in Richtung der Mittelachse M des Werkzeugs 10 verschiebbar aufgenommen, wobei der Kolben 20 an seiner zylindrischen Außenumfangsflache mit zwei axial voneinander beabstandeten Ringnuten 4 4 versehen ist, die jeweils der Aufnahme eines elastomeren Dichtrings 46 dienen. Die Dichtringe 4 6 liegen an der Innenumfangsflache des Zylinderabschnitts des topfförmigen Teils 30 an, um eine Kammer 48 abzudichten, die der Kolben 20 auf seiner von den Stößeln 22 abgewandten Seite in dem Hohlraum 18 des Schleifmittelträgers 12 begrenzt. Die Kammer 48 ist zum Halten oder Verschieben des Kolbens 20 in einer bzw. eine seiner Endlagen, in der der Kolben 20 am Boden des topfförmigen Teils 30 des Schleifmittelträgers 12 (Fig. 4) oder am ringförmigen Absatz 34 der Abschlußplatte 32 des Schleifmittelträgers 12 (Fig. 1) anliegt, über ein bezüglich der Werkzeugspindel ortsfestes, aber zusammen mit dem Werkzeug 10 drehendes Rohr 50 der Werkzeugspindel, das sich abgedichtet durch eine zentrale Öffnung 52 der Abschlußplatte 32 des Schleifmittelträgers 12 in die Kammer 48 hinein erstreckt, wahlweise mit Druckluft oder einem Vakuum beaufschlagbar. Damit der Kolben 20 auch in seiner in Fig. 1 dargestellten, oberen Endlage nicht mit dem ortsfesten Rohr 50 der Werkzeugspindel kollidiert, ist der Kolben 20 auf seiner dem ortsfesten Rohr zugewandten Seite mit einer Sackbohrung 54 geeigneter Tiefe

Loh Optikmaschinen AG

versehen, in die das ortsfeste Rohr 50 eintauchen kann. Obgleich in den Figuren nicht dargestellt, kann der Kolben 20 mittels wenigstens eines Federelements, vorzugsweise einer Druckfeder, in seine erste oder seine zweite Position vorgespannt sein, um vor dem Einsatz des Werkzeugs 10 für eine definierte Stellung des Kolbens 20 im Schleifmittelträger 12 zu sorgen.

Wie die Fig. 1 und 4 des weiteren veranschaulichen, sind die Stößel 22 durch stiftförmige Teile ausgebildet, die in zugeordneten, in einem Grundkörper 56 des Kolbens 20 ausgehend von dessen dem Boden des topfförmigen Teils 30 des Schleifmittelträgers 12 zugewandter Stirnfläche eingebrachten Sackbohrungen 58 befestigt, im dargestellten Ausführungsbeispiel eingeklebt sind. Außerdem ist zu erkennen, daß die mit ihrem angefasten Ende am Boden der jeweiligen Sackbohrung 58 im Grundkörper 56 anliegenden Stößel 22 des Kolbens 20 jeweils am zylindrischen Außenumfang mit einer Ringnut 60 versehen sind, in der ein elastomerer Dichtring 62 aufgenommen ist, der gegenüber der Innenumfangsflache der dem jeweiligen Stößel 22 zugeordneten Durchgangsbohrung 24 im Boden des topfförmigen Teils 30 des Schleifmittelträgers 12 abdichtet. Die Fig. 3 zeigt in diesem Zusammenhang eine mögliche tatsächliche Verteilung der achsparallelen Sackbohrungen 58 im Grundkörper 56 des Kolbens 20. Das Lochbild der Durchgangsbohrungen 24 im Boden des topfförmigen Teils 30 des Schleifmittelträgers 12 und damit die Schleifpellets 28 an den Trägerflächen 26 der in die Durchgangsbohrungen 24 eingreifenden Stößel 22 zeigen in einer Draufsicht von unten in den Fig. 1 und 4 tatsächlich natürlich die gleiche Verteilung.

Gemäß den Fig. 1 und 4 ist der Schleifmittelträger 12 ferner außenumfangsseitig von einem im wesentlichen ringzylindrischen Ringteil 64 umgeben, welches weiterhin einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper 66 des Werkzeugs 10 eng umgibt und an

Loh Optikmaschinen AG

- 16 -

diesem mittels einer Mehrzahl von vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilten Madenschrauben 68 zug- und druckfest sowie verdrehsicher befestigt ist, wobei die Madenschrauben 68 passende Gewindebohrungen im Ringteil 64 durchgreifen und in zugeordnete Einsenkungen in der Außenumfangsflache des Grundkörpers 66 eingreifen. Das Ringteil 64 weist an seinem in den Fig. 1 und 4 unteren, zum Schleifmittelträger 12 hin leicht abgeschrägten Ende innenumfangsseitig einen nach radial innen vorspringenden Bund 70 auf, der eine dem Grundkörper 66 zugewandte Ringschulter 72 ausbildet. Die Ringschulter 72 bildet ihrerseits einen Anschlag für den Ringflansch 42 des Schleifmittelträger 12 aus. Da der lichte Abstand zwischen der Ringschulter 72 des Ringteils 64 und der dem Schleifmittelträger zugewandten Stirnfläche 7 4 des Grundkörpers 66 um einen vorbestimmten Betrag größer ist als die Dicke des Ringflanschs 42 bzw. der Abschlußplatte 32 des Schleifmittelträgers 12, wird der Schleifmittelträger 12 durch das Ringteil 64 mit einem definierten Axialspiel an dem Grundkörper 66 des Werkzeugs 10 gehalten. Des weiteren umgibt die zylindrische Innenumfangsfläehe 7 6 des Bunds 70 am Ringteil 64 die zylindrische Außenumfangsfläche des topfförmigen Teils 30 des Schleifmittelträger 12 mit einem vorbestimmten Abstand in radialer Richtung, der in den Fig. 1 und 4 zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt ist, so daß das Ringteil 64 den Schleifmittelträger 12 auch mit einem definierten Radialspiel führt. An der Innenumfangsfläche 76 des Bunds 70 am Ringteil 64 ist schließlich eine umlaufende Radialnut 78 eingebracht, die einen elastomeren Dichtring 80 aufnimmt, der dichtend an der Außenumfangsflache des topfförmigen Teils 30 des Schleifmittelträgers 12 anliegt.

Zur Drehmitnahme des Schleifmittelträgers 12 ist an dessen Abschlußplatte 32 eine Mehrzahl von, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei gleichmäßig über den Umfang verteilte, achsparallele Stifte 82 angebracht, wozu die Stifte 82 jeweils einen Gewindeabschnitt 84 aufweisen, mittels dessen sie in je-

Loh Optikmaschinen AG

►·" ·: soö?2*7

weils zugeordnete Gewindebohrungen 86 in der Abschlußplatte des Schleifmittelträger 12 eingeschraubt sind. Die sich rechtwinklig bezüglich der Abschlußplatte 32 vom Schleifmittelträger 12 in den Fig. 1 und 4 nach oben wegerstreckenden Stifte 82 greifen in jeweils zugeordnete Sackbohrungen 88 ein, die ausgehend von der Stirnfläche 74 des Grundkörpers 66 in symmetrischer Anordnung bezüglich der Mittelachse M achsparallel in den Grundkörper 66 eingebracht sind. Obgleich in den Fig. 1 und 4 zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt, ist der Innendurchmesser der Sackbohrungen 88 im Grundkörper 66 um einen vorbestimmten Betrag größer als der Außendurchmesser der Stifte 82 am Schleifmittelträger 12, so daß die Stifte 82 mit einem definierten Radialspiel in die Sackbohrungen 88 eingreifen. Im übrigen besitzen die Sackbohrungen 88 im Grundkörper 66 eine Tiefe, die gleich oder größer als die über die Abschlußplatte 32 des Schleifmittelträgers 12 überstehende Länge der Stifte ist.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß der Schleifmittelträger 12 über die Stifte 82 von dem Grundkörper 66 drehmitgenommen werden kann, wobei sich der Schleifmittelträger bezüglich des Grundkörpers 66 bzw. des Ringteils 64 sowohl um einen vorbestimmten Betrag in radialer Richtung als auch um einen vorbestimmten Betrag in axialer Richtung bewegen kann. Infolgedessen kann der Schleifmittelträger 12 in seiner Halterung am Grundkörper 66 auch leicht bezüglich des Grundkörpers 66 bzw. dessen Mittelachse M verkippen. Insgesamt ist der Schleifmittelträger 12 also in der Lage, bei Anlage der an der Stirnfläche 14 des Schleifmittelträger 12 angebrachten Schleifpellets 16 bzw. der an den Trägerflächen 26 der Stößel 22 angebrachten Schleifpellets 28 an der zu bearbeitenden Fläche des Werkstücks ggf. kardanische Ausgleichsbewegungen auszuführen.

Der Schleifmittelträger 12 ist in seinen Bewegungen aber nicht völlig frei, sondern wird an seiner in den Fig. 1 und 4 oberen

Loh Optikmaschinen AG .·. °/ ' .·. .·*. " ',."³JYJ?⁷

- 18 -

Seite mittels wenigstens einer wahlweise mit Druckluft beaufschlagbaren, elastischen Membran 90 abgestützt, die am Grundkörper 66 des Werkzeugs 10 vorgesehen ist und mittels der der Schleifmittelträger 12 bei der Schleifbearbeitung auch definiert an das Werkstück anpreßbar ist. Kräftemäßig in der entgegengesetzten Richtung wirkend ist am Schleifmittelträger 12 auch mindestens ein Federelement vorgesehen, mittels dessen der Schleifmittelträger 12 in Richtung der elastischen Membran 90 vorgespannt ist.

Genauer gesagt ist eine Mehrzahl von bezüglich der Mittelachse M des Grundkörpers 66 des Werkzeugs 10 symmetrisch verteilten Druckfedern 92 als Federelemente vorgesehen, die sich mit ihrem einen Ende an der Ringschulter 72 am Bund 70 des Ringteils 64 abstützen und mit ihrem anderen Ende auf der vom Grundkörper des Werkzeugs 10 abgewandten Seite an dem Ringflansch 42 des Schleifmittelträgers 12 anliegen. Hierbei sind die Druckfedern 92 jeweils mit ihrem ringflanschseitigen Ende in einer zugeordneten Sackbohrung 94 in der Abschlußplatte 32 des Schleifmittelträgers 12 aufgenommen. Die in symmetrischer Verteilung achsparallel in die Abschlußplatte 32 des Schleifmittelträgers 12 eingebrachten Sackbohrungen 94 dienen hierbei zum einen der zuverlässigen Positionierung der Druckfedern 92 im Werkzeug und verhindern zum anderen ein Ausknicken der Druckfedern 92 unter Last.

Wie die Fig. 1, 2 und 4 veranschaulichen, ist eine Mehrzahl von, im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs in einer Draufsicht gesehen kreisrunden, elastischen Membranen 90 am Grundkörper 66 des Werkzeugs 10 vorgesehen, die symmetrisch bezüglich der Mittelachse M des Grundkörpers 66 angeordnet sind und einen Ring um die Mittelachse M bilden. In den Fig. 1 und 4 ist eine um die Mittelachse M des Werkzeugs 10 in die Schnittebene gedrehte Membran 90 näher gezeigt. Zur Aufnahme der Membranen 90 weist der Grundkörper 66 des Werkzeugs 10 gestufte Ausspa-

Loh Optikmaschinen AG ,&diams;, ,.· * ,!..:!.* ',.'1^JP

- 19 -

rungen 96 auf, in denen die Membranen 90 jeweils mit Hilfe eines Einsatzes 98 formschlüssig befestigt sind. Hierbei klemmt der mittels einer eine zugeordnete Stufenbohrung 100 im Grundkörper 66 durchgreifenden Schraube 102 gegen den Grundkörper gezogene Einsatz 98 mit einem Absatz 104 einen ringförmigen Befestigungsflansch 106 der Membran 90 ausziehsicher gegen eine Ringschulter 108 der gestuften Aussparung 96 im Grundkörper 66 des Werkzeugs 10. Die schon in ihrer Ruhe- oder Grundstellung um einen vorbestimmten Betrag über die Stirnfläche 74 des Grundkörpers 66 in Richtung des Schleifmittelträgers 12 vorstehenden Membranen 90 begrenzen mit ihrer Oberseite jeweils eine kegelstumpfförmige Aussparung 110 im jeweiligen Einsatz 98, welche somit eine Kammer bildet, die über miteinander verbundene Kanäle 112 und 114 im Einsatz 98 bzw. im Grundkörper des Werkzeugs 10 wahlweise mit Druckluft oder einem Vakuum beaufschlagbar ist, wie noch näher beschrieben werden wird.

In den Fig. 1 und 4 oben ist ein Anschlußzapfen 116 zu erkennen, mittels dessen der Grundkörper 66 des Werkzeugs 10 und damit das gesamte Werkzeug 10 auf an sich bekannte Weise mit der Werkzeugspindel drehfest verbindbar ist. Der eine zylindrische Außenumfangsflache aufweisende Anschlußzapfen 116 ist eng in eine im Grundkörper 66 des Werkzeugs 10 mittig angebrachte Durchgangsbohrung 118 eingesteckt und liegt mit einem Ringflansch 120 an der vom Schleifmittelträger 12 abgewandten Stirnfläche 122 des Grundkörpers 66 an. In dieser Position ist der Anschlußzapfen 116 mittels mindestens einer Schraube 124 am Grundkörper 66 des Werkzeugs 10 drehfest gesichert, die eine Stufenbohrung 126 im Ringflansch 120 des Anschlußzapfens 116 durchgreift und in eine Gewindebohrung 128 im Grundkörper 66 eingeschraubt ist. Zwischen der dem Grundkörper 66 zugewandten Stirnfläche des Ringflanschs 120 des Anschlußzapfens 116 und der Stirnfläche 122 des Grundkörpers 66 ist schließlich ein elastomerer Dichtring 130 zur Abdichtung eingefügt, der in einer konzentrisch zur Mittelachse M in die Stirnfläche 122 des

Loh Optikmaschinen AG .·. ][· ' ,·, .;*. * &idigr;_&phgr;#&idigr;30(&Ggr;/27

- 20 -

Grundkörpers 66 eingesenkten, ringförmigen Axialnut 132 aufgenommen ist.

Der Anschlußzapfen 116 weist ferner eine Längsbohrung 134 zur Aufnahme des ortsfesten Rohrs 50 der Werkzeugspindel auf, durch die sich das ortsfeste Rohr 50 hindurch erstreckt, wobei am in den Fig. 1 und 4 unteren Ende der Längsbohrung 134 eine geeignete Abdichtung zwischen dem Außenumfang des ortsfesten Rohrs 50 und dem Innenumfang der Längsbohrung 134 vorgesehen ist. Wie bereits erwähnt, kann über das ortsfeste Rohr 50 die vom Kolben 20 im Schleifmittelträger 12 begrenzte Kammer 48 zum Halten oder Verschieben des Kolbens 20 wahlweise mit Druckluft oder einem Vakuum beaufschlagt werden. Außerdem bildet das ortsfeste Rohr 50 der Werkzeugspindel, genauer gesagt dessen Außenumfangsfläche, zusammen mit der Innenumfangsflache der Längsbohrung 134 im Anschlußzapfen 116 einen Ringkanal 136 aus, der über eine Querbohrung 138 im Anschlußzapfen 116 mit einer außenumfangsseitigen, umlaufenden Radialnut 140 am Anschlußzapfen 116 verbunden ist, die eine Ringkammer ausbildet. Die Radialnut 140 ist hierbei auf einer vorbestimmten Höhe am Anschlußzapfen 116 angebracht, so daß bei am Grundkörper 66 montierten Anschlußzapfen 116 die Kanäle 114 im Grundkörper 66 in der Radialnut 140 münden. Im Ergebnis können die elastischen Membranen 90 am Grundkörper 66 durch den Ringkanal 136, die Querbohrung 138 und die Radialnut 140 im Anschlußzapfen 116 sowie die Kanäle 114 im Grundkörper 66 und den Kanal 112 im jeweiligen Einsatz 98 hindurch über dessen Aussparung 110 mit Druckluft beaufschlagt werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß, wenn an das ortsfeste Rohr 50 ein Vakuum angelegt wird, dieses die Kammer 48 im Schleifmittelträger 12 evakuiert, wodurch der Kolben 20 in seiner in Fig. 1 gezeigten Endstellung gehalten bzw. in diese gezogen wird, so daß die Schleifpellets 16 an der Stirnfläche 14 des Schleifmittelträgers 12 mit der zu bearbeitenden

Loh Optikmaschinen AG

• <

! !300/27 ·· ····

- 21 -

Fläche des Werkstücks in Eingriff gebracht werden können. Wenn hingegen an das ortsfeste Rohr 50 Druckluft angelegt wird, beaufschlagt diese die Kammer 48 im Schleifmittelträger 12, wodurch der Kolben 20 in seiner in Fig. 4 gezeigten Endstellung gehalten bzw. in diese verschoben wird, so daß die Schleifpellets 28 an den Trägerflächen 26 der Stößel 22, die ggf. auch in Gleiteinsätzen (nicht dargestellt) in den Durchgangsbohrungen 24 des Schleifmittelträgers 12 geführt sein können, mit der zu bearbeitenden Fläche des Werkstücks in Eingriff gebracht werden können. Unabhängig davon können die elastischen Membranen 90 am Grundkörper 66 durch Anlegen von Druckluft an den Ringkanal mit Druckluft beaufschlagt werden, um den gesamten Schleifmittelträger 12 entgegen der Kraft der Druckfedern 92 definiert gegen die zu bearbeitende Fläche des Werkstücks zu drücken.

Infolge des oben näher beschriebenen, definierten Axial- und Radialspiels des Schleifmittelträgers 12 zu den benachbarten Bauteilen kann dieser hierbei kardanische Ausgleichsbewegungen ausführen, um ggf. vorhandene Achsfluchtfehler oder Spiel zwischen bzw. in den Spindeln der Bearbeitungsmaschine auszugleichen und somit etwaige damit verbundene nachteilige Auswirkungen auf die bearbeitete Fläche des Werkstücks zu verhindern.

Wie bereits eingangs erwähnt, steht es dem Fachmann grundsätzlich frei, den jeweiligen Schleifbearbeitungserfordernissen entsprechend Schleifpellets oder Schleiffolien von jeweils geeigneter Körnung an den zwei Teilwerkzeugen des beschriebenen Werkzeugs 10 einzusetzen. Im Hinblick auf ein möglichst gutes Schleifbearbeitungsergebnis bevorzugt wird jedoch eine Anordnung, bei der das an der Stirnfläche 14 des Schleifmittelträgers 12 angebrachte Schleifmittel eine feinere Körnung besitzt als das weitere Schleifmittel, welches an den Trägerflächen 26 der Stößel 22 angebracht ist.

Es wird ein Werkzeug zum formgebundenen Schleifen optischer Bauteile aus sprödharten Materialien offenbart, das einen

Loh Optikmaschinen AG

&idigr; &iacgr; 30(5/27 ·· ····

- 22 -

Schleifmittelträger aufweist, an dessen Stirnfläche eine Schleiffolie oder eine Mehrzahl von Schleifpellets als Schleifmittel anbringbar ist. Erfindungsgemäß begrenzt der Schleifmittelträger einen Hohlraum, in dem ein Kolben verschiebbar aufgenommen ist, der eine Mehrzahl von Stößeln aufweist, die in im schleifmittelfreien Bereich der Stirnfläche des Schleifmittelträgers vorgesehene Durchgangsbohrungen des Schleifmittelträgers eingreifen und endseitig jeweils eine Trägerfläche für eine Schleiffolie oder ein Schleifpellet als weiteres Schleifmittel haben, wobei der Kolben wahlweise von einer ersten Position, in der sich die Trägerflächen der Stößel hinter der Stirnfläche des Schleifmittelträgers befinden, in eine zweite Position, in der sich die Trägerflächen der Stößel vor der Stirnfläche des Schleifmittelträgers befinden, und umgekehrt bewegbar ist. Im Ergebnis wird ein Werkzeug geschaffen, mittels dessen am optischen Bauteil eine möglichst feine Fläche in einer Aufspannung, einem Bearbeitungsprozeß sowie der gleichen Bearbeitungsmaschine insbesondere fein- als auch feinstbearbeitet werden kann.

Loh Optikmaschinen AG

&Idigr; 300/27

- 23 -

Bezugszeichenliste

10	Werkzeug
12	Schleifmittelträger
14	Stirnfläche
16	Schleifpellet
18	Hohlraum
20	Kolben
22	Stößel
24	Durchgangsbohrung
26	Trägerfläche
28	Schleifpellet
30	topfförmiges Teil
32	Abschlußplatte
34	ringförmiger Absatz
36	Schraube
38	Stufenbohrung
40	Gewindebohrung
42	Ringflansch
44	Ringnut
46	Dichtring
48	Kammer
50	ortsfestes Rohr
52	zentrale Öffnung
54	Sackbohrung
56	Grundkörper
58	Sackbohrung
60	Ringnut
62	Dichtring
64	Ringteil
66	Grundkörper
68	Madenschraube
70	Bund
72	Ringschulter
74	Stirnfläche
	* I" .* &idigr; · · · · !·· ! • · .IJ, · ··· · · · ·. .... .... .. .... .;. _%m» ·_&phgr;>· ·**

Loh Optikmaschinen AG

- 24 -

76	• · < * · &igr; • · i	Innenumfangsfläche
78	Radialnut
80	Dichtring
82	Stift
84	Gewindeabschnitt
86	Gewindebohrung
88	Sackbohrung
90	Membran
92	Druckfeder
94	Sackbohrung
96	Aussparung
98	Einsatz
100	Stufenbohrung
102	Schraube
104	Absatz
106	Befestigungsflansch
108	Ringschulter
110	Aussparung
112	Kanal
114	Kanal
116	Anschlußzapfen
118	Durchgangsbohrung
120	Ringflansch
122	Stirnfläche
124	Schraube
126	Stufenbohrung
128	Gewindebohrung
130	Dichtring
132	Axialnut
134	Längsbohrung
136	Ringkanal
138	Querbohrung
140	Radialnut
M	Mittelachse
	·· * J ! J * I ·· ·** ·· .JJ .* ... ... a .ii." &igr; ··: : · ·

Claims

1. Werkzeug (10) zum formgebundenen Schleifen optischer Bauteile aus sprödharten Materialien, mit einem Schleifmittelträger (12), an dessen Stirnfläche (14) eine Schleiffolie oder eine Mehrzahl von Schleifpellets (16) als Schleifmittel anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittelträger (12) einen Hohlraum (18) begrenzt, in dem ein Kolben (20) verschiebbar aufgenommen ist, der eine Mehrzahl von Stößeln (22) aufweist, die in im schleifmittelfreien Bereich der Stirnfläche (14) des Schleifmittelträgers (12) vorgesehene Durchgangsbohrungen (24) des Schleifmittelträgers (12) eingreifen und endseitig jeweils eine Trägerfläche (26) für eine Schleiffolie oder ein Schleifpellet (28) als weiteres Schleifmittel haben, wobei der Kolben (20) wahlweise von einer ersten Position (Fig. 1), in der sich die Trägerflächen (26) der Stößel (22) hinter der Stirnfläche (14) des Schleifmittelträgers (12) befinden, in eine zweite Position (Fig. 4), in der sich die Trägerflächen (26) der Stößel (22) vor der Stirnfläche (14) des Schleifmittelträgers (12) befinden, und umgekehrt bewegbar ist.

2. Werkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) in dem Hohlraum (18) eine Kammer (48) begrenzt, die zum Halten oder Verschieben des Kolbens (20) wahlweise mit Druckluft oder einem Vakuum beaufschlagbar ist.

3. Werkzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) mittels wenigstens eines Federelements in seine erste oder seine zweite Position vorgespannt ist.

4. Werkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (22) durch stiftförmige Teile ausgebildet sind, die in zugeordneten, in einem Grundkörper (56) des Kolbens (20) eingebrachten Sackbohrungen (58) befestigt sind.

5. Werkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stößel (22) des Kolbens (20) an seinem Außenumfang eine Ringnut (60) aufweist, in der ein Dichtring (62) aufgenommen ist, der gegenüber der Innenumfangsfläche der dem jeweiligen Stößel (22) zugeordneten Durchgangsbohrung (24) im Schleifmittelträger (12) abdichtet.

6. Werkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittelträger (12) von einem Ringteil (64) umgeben ist, das den Schleifmittelträger (12) mit einem definierten Radialspiel führt und mit einem definierten Axialspiel an einem Grundkörper (66) des Werkzeugs (10) hält.

7. Werkzeug (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (64) eine Ringschulter (72) aufweist, die einen Anschlag für einen Ringflansch (42) des Schleifmittelträgers (12) ausbildet.

8. Werkzeug (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Grundkörper (66) des Werkzeugs (10) wenigstens eine mit Druckluft beaufschlagbare, elastische Membran (90) vorgesehen ist, mittels der der Schleifmittelträger (12) bei der Schleifbearbeitung an das optische Bauteil anpreßbar ist.

9. Werkzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von in einer Draufsicht gesehen runden, elastischen Membranen (90) am Grundkörper (66) des Werkzeugs (10) vorgesehen ist, die symmetrisch bezüglich einer Mittelachse (M) des Grundkörpers (66) angeordnet sind und einen Ring um die Mittelachse (M) bilden.

10. Werkzeug (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittelträger (12) mittels mindestens eines Federelements (92) in Richtung der elastischen Membran (90) vorgespannt ist.

11. Werkzeug (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von bezüglich der Mittelachse (M) des Grundkörpers (66) des Werkzeugs (10) symmetrisch verteilten Druckfedern (92) vorgesehen ist, die sich mit ihrem einen Ende an der Ringschulter (72) des Ringteils (64) abstützen und mit ihrem anderen Ende auf der vom Grundkörper (66) des Werkzeugs (10) abgewandten Seite an dem Ringflansch (42) des Schleifmittelträgers (12) anliegen.

12. Werkzeug (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schleifmittelträger (12) eine Mehrzahl von Stiften (82) angebracht ist, die zur Drehmitnahme des Schleifmittelträgers (12) mit einem definierten Radialspiel in zugeordnete Sackbohrungen (88) im Grundkörper (66) des Werkzeugs (10) eingreifen, welche vorzugsweise symmetrisch bezüglich der Mittelachse (M) des Grundkörpers (66) angeordnet sind.

13. Werkzeug (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (66) des Werkzeugs (10) mittels eines Anschlußzapfens (116) drehfest mit einer Werkzeugspindel verbindbar ist.

14. Werkzeug (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußzapfen (116) eine Längsbohrung (134) zur Aufnahme eines ortsfesten Rohrs (50) der Werkzeugspindel aufweist, über das die vom Kolben (20) begrenzte Kammer (48) zum Halten oder Verschieben des Kolbens (20) wahlweise mit Druckluft oder einem Vakuum beaufschlagbar ist, wobei die Längsbohrung (134) im Anschlußzapfen (116) zusammen mit dem ortsfesten Rohr (50) der Werkzeugspindel einen Ringkanal (136) ausbildet, über den die elastische Membran (90) am Grundkörper (66) des Werkzeugs (10) mit Druckluft beaufschlagbar ist.

15. Werkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche (14) des Schleifmittelträgers (12) ein Schleifmittel (16) angebracht ist, das eine feinere Körnung besitzt als das weitere Schleifmittel (28), welches an den Trägerflächen (26) der Stößel (22) angebracht ist.