DE2736701A1

DE2736701A1 - Poliervorrichtung insbesondere zum polieren von linsenoberflaechen

Info

Publication number: DE2736701A1
Application number: DE19772736701
Authority: DE
Inventors: Leonard Bullock
Original assignee: Individual
Current assignee: Bullock Diamond Products Ltd Torpoint Cornwall
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1977-08-16
Publication date: 1978-02-23
Also published as: JPS5348295A; SE421882B; FR2361973B1; CH619882A5; FR2361973A1; GB1536304A; ES461771A1; NL7709165A; IT1084851B; SE7709358L; CA1070118A; BE857935A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Einrichtungen zum Polieren von Llnaenoburflachen. Die Erfindung wurde Im Zusarananhang mit am Pollaren von Brillenlinsen entwickelt, läßt sich jedoch allgemein auf das Folieren von Linsen oder linsenartigen Gegenständen anwenden.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Brillengläsern oder -Linsen umfassen normalerweise ein Vorschleifen, ein Feinschleifen und ein Polieren, wobei die feingeschliffene Gberflache auf höchste optische Perfektion gebracht wird. Das Feinschleifen wird normal als Feinschliff bezeichnet und gewöhnlich so durchgeführt, daß die Linsenoberfläche mit einem aus Gußeisen bestehenden Bearbeitungswerkzeug in Berührung gebracht wird, das eine Arbeitsfläche aufweist, das genau eine Gestalt besitzt, welche derjenigen der gewünschten Linsenoberfläche komplementär ist. Eine Schleime mit einem Schleifmittel In Form von Teilchen vorbestimmter Größe wird dann in den Zwischenraum zwischen dem Werkzeug und der Linse eingebracht und das Werkzeug relativ zur Linse in Schwingungen versetzt, so daß ein kontrollierter Abtrieb der Linsenoberfläche erfolgt.

Obwohl das erwähnte Verfahren im weiten anfange zum Einsatz kommt, weist es den Nachteil auf, daß die Oberfläche des Werkzeuges Im Betrieb abgeschliffen wird, so daß sie nicht länger die gewünschte Gberflächenkonfiguration aufweist. Es ist ffaphaiH allgemein üblich, eine awwwechggiHmt*» Oberfläche für das Bearbeitungswerkzeug vorzusehen, die aus einer Schicht aus dünnem gelochten Matertal besteht, welches der freien Oberfläche des Werkzeuges entsprechend ausgebildet und durch Klebstoff auf dem Werkzeug In Innigem Eingriff mit dieser freien Oberfläche befestigt ist. Am Ende dieses Polier- oder Feinschleifvorganges wird die Schicht vom Werkzeug abgenommen und waoen.

Trotz der Vorteile, die sich durch die Verwendung einer auswechselbaren Oberflächenschicht erzielen lassen, welche nur einmal benutzt und dann woen wird, gibt es auch bei diesem Verfahren noch eine Reihe von Nachteilen, von denen nicht der geringste der Kostenfaktor ist, für jede Linsenfelnschliffbearbeitung eine neue Abdeckschicht vorzusehen. Außerdem ist das Aufbringen und Entfernen der Abdeckschicht für jeden Peinschliffvargang ein zeitraubendes

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teueres Verfahren und es ist deshalb wünschenswert Vorrichtungen vorzusehen, die eine Abdeckschicht bilden, welche für eine beträchtliche Anzahl vcn Feinschliffvorgtogen eingesetzt werden kann und die für jeden Itinaehliftvorgang, für den sie eingesetzt wird, beträchtlich weniger teuer ist, als die Abdeckschichten, die zur Zeit in Benutzung sind.

Genuß der Erfindung wird eine Polier- oder Feinschliffvorrichtung vorgeschlagen, die ein Bearbeitungswerkzeug aufweist, das eine freie Flache von vorbestimnter Gestalt besitzt, das auf die gewünschte Kontur des feinzuschleifenden fferkstückes angepaßt ist. Außerdem ist eine Schicht aus gelochtem oder durchlässigem Material auf dem Bearbeitungswerkzeug so befestigt, daß die freie Flache abgedeckt wird. Dieses gelochte oder durchlässige Material weist eine feste Imprägnierung auf, in der die Schleif teilchen eingelagert sind.

Bei dem durchlässigen oder gelochten Material kann es sich um ein Drahtnetz handeln, beispielsweise um ein Flußstahlnetz, ein Netz aus Aluminium oder Kupferdraht. Die feste Imprägnierung, die als Träger für die Schleifpartikel dient und die Zwischenräume des Tragnetzes ausfüllt, kann ein Kunststoffmaterial sein, Insbesondere ein elastisch deformierbares thermoplastisches Material. Gegebenenfalls kann die Imprägnierung auch aus einem Metall bestehen, dessen Schmelzpunkt wesentlich niedriger als derjenige des Metalls liegt, aus dem das Drahtnetz hergestellt ist. Als weitere Alternative kann die Imprägnierung ein gesintertes Metallprodukt sein, dessen Sintertemperatur wesentlich niedriger als der Schmelzpunkt des das Drahtnetz bildenden Metalls ist. Das bevorzugte Schleifmaterial besteht aus Industriediamanten von geringer Teilchengröße beispielsweise von 8 bis 15 Mikron oder von 10 bis 20 Mikron. Jedoch kann man selbstverständlich auch andere ficMMfwptffrlά 1 oder Mischungen solcher Schleifmaterialien verwenden.

Merkzeuge, auf denen Schichten aus gelochtem Material bereits befestigt sind, körnen auf einen Linsenfeinachleifapparat angewendet werden oder es lassen sich Schichten aus durchlässigem Material an einen Hersteller von Feinschliffwerkzeugen zur Befestigung liefern. Semit richtet sich die Erfindung auch auf eine an eine» Felnachl iffwerkzeug zu befestigende Abdeckung zur Verwendung beim Peinschleifen einer Linsenoberfläche, wobei eine Schicht aus gelochtem oder durch-

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lässigem Material vorgesehen ist, dessen Zwischenräume mit einem mit Schleifmittel beladenen festen Träger ausgefüllt sind.

Das Bearbeitungswerkzeug erhält eine varbestiitmte Gestalt In Abhängigkeit von der Gestalt der Linsen oder dergleichen, die feingeschliffen werden sollen und die Abdeckschicht, die ursprünglich in flacher Form vorliegt, wird dazu gezwungen, die Krümung der freien Fläche des Bearbeitungswerkzeuges anzunehmen, indem man diese Schicht gegen diese Fläche anpreßt, wobei man gewünschtenfalls ein Formwerkzeug verwendet, das eine Oberflächengestalt aufweist, die dieser Gberf lache Im allgemeinen entspricht. Die Abdeckschicht kann kontinuierlich sein, aber auch mit einer Reihe von radialen Schlitzen versehen werden, die sich zun Rande der Schicht erstrecken, um die nach auswärts gerichtete Strömung der Schlemme während eines Feinschliffvorganges zu erleichtern. Die Abdeckschicht kann an dem Bearbeitungswerkzeug mit Hilfe eines Klebstoffes beispielsweise eines Epoxyharze* befestigt sein. Man kann sie aber auch mit Hilfe mechanischer Klammern befestigen.

Ein bedeutender Vorteil der Erfindung besteht darin,daß die einer Schicht aus gelochtem Material, beispielsweise einem Flußeisendrahtnetz innewohnende Flexibilität es ermöglicht, dieser Schicht die gewünschte Gestalt zu verleihen, ohne daß komplexe Formvorgänge erforderlich sind. Wenn es sich dann bei dem Schleifmittel noch um Diamantteilchen handelt, kann ein Bearbeitungswerkzeug mit einer diamantimprägnierten Oberflächenschicht für eine große Anzahl von Feinschliffvorgängen verwendet werden, wodurch sich erhebliche Kosteneinsparungen gegenüber der Verwendung nicht imprägnierter Schichten aus Drahtnetz ergeben, wie sie für einen Felnschliffvorgang bereits jetzt Verwendung finden und anschließend verwarfen werden müssen.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bearbeitungswerkzeuges zum Polieren oder Feinschleifen einer Linse mit einer darauf befestigten Abdeckschicht;

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Fig. 2 eine Anfangsstufe bei der Herstellung einer solchen Abdeckschicht; und in

Fig. 3 die anschließende Stufe bei der Herstellung der Abdeckschicht.

Nach Flg. 1 weist das Bearbeitungswerkzeug 10 einen Netallkörper 11 mit Befestigungsvorrichtungen 12 auf, mit deren Hilfe das Werkzeug an dem Tragann einer Üblichen Linsenpolier- oder - feinschllffmaschine befestigt werden kann. Die obere Oberfläche des Werkzeuges ist kuppeiförmig und so ausgebildet, daß sie der KrUmung entspricht, die am Linsenrohling erzeugt werden soll. Eine Schleifschicht 13 aus einem Flußstahldrahtnetz ist mit einem Schleifmittel In der unten näher beschriebenen Welse imprägniert und am Bearbeitungswerkzeug 10 so befestigt, daß die gewölbte obere Oberfläche abgedeckt wird.

Bei der Durchführung des Feinschliffes wird ein nicht gezeichneter Linsenrohling auf einem Balter der Poliermaschine befestigt und auf die Abdeckschicht 13 eingestellt. Dann wird dem Werkzeug 10 eine Schwingbewegung erteilt und der Linsenrohling ebenfalls zu einer Bewegung relativ zur Maschine veranlaßt, wahrend eine Schlemme auf die Abdeckschicht zugeführt wird, so daß die durch die Bewegung von Werkzeug 10 und Linsenrohling zeugt Abriebwirkung die Oberfläche des Rohlings soweit abreibt, daß er sich genau der Gestalt anpaßt, die durch die Abdeck- oder Schleif schicht 13 gegeben ist.

Fig. 2 zeigt eine flache Drahtnetzscheibe 14 aus !Flußstahl-Netz, welche in eine Form 15 auf der Oberseite eines Stempele 16 eingesetzt wird, der auf Abstandsstück 17 ruht. Nach dem Einsetzen der Scheibe 14 wird der zwischen 18 Innerhalb der Form 15 mit einem Gemisch aus Bindepulver und Schleifmittelteilchen gefüllt. Das Gemisch wird mit der oberen Oberfläche der Form 15 glatt abgestrichen, wobei man einen Metallstreicher verwendet, so daß überschUülge· Matial in einen Sanmeltrog fällt und vcn dort aus weiter verwendet werden kann.

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Nachdem der Raum 18 mit diesem Gemisch gefüllt ist, wird dieses Gemisch einer genau gesteuerten Zusanmendrückung ausgesetzt, indem men einen Stempel 19 innerhalb der Form 15 nach unten drückt. Das Abstandsstück 17 wird dann entfernt und die Stempel 19 und 16 werden in die Stellung nach Fig. 3 bewegt, In welcher die Abstände, durch die die beiden Stempel aus der Fco» vorstehen, gleich sind. Die Verrichtung wird dam in eine hydraulische Presse eingesetzt und die beiden Stempel werden mit einem Trog zwischen 2 und 3 Tonnen pro Quadratzoll zusannengedrückt.

Die gepreßte Scheibe wird dann einer Sinterbehandlung unterworfen, die das Einsetzen der gepreßten Scheibe in einen Ofen bei gewünschter Sintertemperatur in einer Wasserstoffatmosphäre umfaßt. Die Scheibe wird in dem Ofen für eine solche Zeit gehalten, die von dem gewünschten Ausmaß des Kornwachstums abhängt, das wiederum die Porosität der Scheibe bestimmt. Bei einem anderen Sinterprozeß wird die Form 15 zusammen mit den Stempeln 16 und 19 in einen Ofen der gewünschten Temperatur und mit Uasserstoffatmosphäre eingesetzt. Sobald die Form sich auf die Ofentemperatur erwärmt hat, wird sie herausgencranen und in die hydraulische Presse eingesetzt, wobei die Scheibe dann wieder mit einem Druck zwischen 2 und 3 Tonnen pro Quadratzoll gepreßt wird, der während des AbkUhlens der Scheibe aufrechterhalten bleibt. Der oben erwähnte zweite Sinterprozeß gibt ein dichteres Produkt, d.h. die Scheibe hat ein geringeres Ausmaß an Porösität.

Die Größe des Abstandstückes 17 wird so berechnet, daß der Raum 18 das gewUnte Volumen aufweist. Das Verhältnis des Volumens des lockeren Pulvers zum Volumen des fertigen gesinterten Produktes beträgt normalerweise ca. 3:1, jedoch hängt dies von der Korngröße des Metallpulvers und von seinen Sintereigenschaften ab. Das Bindemittel kann eine Legierung bestehend aus 70 Gew.% Kupfer, 27 Gew.-% Kobalt und 3 Gew.-% Zinn sein. Das Material kann eine Korngröße von 300 Maschen aufweisen und wird mit Industriediananten geeigneter Teilchengröße gemischt, wobei die Menge der Industriediamanten so gewählt ist, daß 4,4 Karat pro cm Endprodukt vorliegen.

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Das besondere oben diskutierte Bindemittel ist ziemlich hart und weist eine Sintertemperatur von ca. 900⁰C auf. Ein anderes Bindematerial besteht aus einer Kupfer-/Zinn-Legierung mit 85 Gew.-t Kupfer und 15 Gew.-I Zinn. Dieses Material weist eine Sintertemperatur von ca. 700°C auf. Nach der Sinterbehandlung besteht das erhaltene Produkt aus .Fluttstahl- Drahtnetz, dessen Zwischenräume mit dem Bindematerial gefüllt sind, welches mit den Schleif teilchen, beispielsweise Industriediamanten imprägniert ist. Dies stellt sicher, daß das Profil des Gegenstandes erhalten bleibt, wenn eine Reihe von Linsenpolitur oder Feinschliffvorgängen durchgeführt wird. Die Scheibe aus imprägniertem Drahtnetz wird auf einem Bearbeitungswerkzeug so befestigt, daß ein inniger Flächeneingriff damit entsteht. Diese Befestigung kann entweder durch mechanische Klammern oder unter Verwendung eines geeigneten Klebstoffes, wie eines Epaxyharzes hergestellt werden.

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AO L e e r s e i t e

Claims

4690 Hem· 1,

FreMlgrathatraB· 19 Postfach M40
M-An. IUiIIiIi Fernsprecher: 5 to 13 (1014

Tetogrsmmsnechrlft: Bahrpatanta H«rna Τ·Ιβ* Os 22«1(3

DIpL-Hg. P. H. 3ahr

Dlpl.-Phys. Eduard Betzier

DIpL-lng. W. Herrmann-Trentepohl

PATENTANWÄLTE

SOOO München 40,

Elsenacher StraSe 17

PaL-Anw. Betzier

Fernsprecher: 38 30 11

36 3012

38 3013

Telogrammanschrlfl: Babetzpat München Talax 5315360

Bankkonten:

Bayerische Vereinebank München 952 VT Dresdner Bank AQ Harne 7-520 4M Postscheckkonto Dortmund 558 ββ-4(7

16. August 1977

_n._f. MO 6066 B/Schn.

In der Antwort bitte angeben

Zuschrift bitte nach:

MUnchen

Leonard Bullock Cove Lodge, Wilccve Gorwall/ENGLAtO

Archibald Alfred Horace Sinclair

52, Merevale Road

doucester/ENQAND

Poliervorrichtung insbesondere zum Polieren von Linsenoberflächen

Patentansprüche

Poliervorrichtung mit einem Bearbeitungswerkzeug mit einer freien
Fläche von vorbestlmmter, auf die gewünschte Kontur des zu polierenden NerkstUckes abgestimmter Gestalt und mit einer Schicht aus gelochtem, auf dem Bearbeitungswerkzeug befestigten und seine freie Flache abdeenden Material mit fester, Schleifpartikel enthaltender Imprägnierung.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das gelochte Material ein Drahtnetz ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daB das Drahtnetz ein Flußeisendrahtnetz ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daB die Imprägnierung aus einem Metall oder einer Legierung mit einem Schmelzpunkt wesentlich unter dem vom Flußeisen besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daB die Imprägnierung aus einem gesinterten Metall besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Imprägnierung aus einer Kupferlegierung besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung aus einer Kupfer-/Zinn-Legierung besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifpartikel aus Industriediamanten bestehen.
9. Auf einem Bearbeitungswerkzeug zum Polieren von Linsenoberflächen zu befestigende Schleif schicht, gekennzeichnet durch ein gelochtes Material, dessen Zwischenräume mit einem schleifmittelbeladenen festen Träger gefüllt sind.
10. Schleifschicht nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das gelochte Material ein Flußeisendrahtnetz ist.
11. Schleif Schicht nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der feste Träger eine gesinterte Kupferlegierung ist.

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12. Schleifschicht nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Schleifmittel aus Industriediamanten besteht.

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