DE3744116C2 - Maschine zum zentrierenden Randschleifen und Facettieren von optischen Linsen für die mechanische Halterung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 31 39 873 A1 ist eine gattungsgemäße Maschine bekannt, bei der Unregelmäßigkeiten eines Zahnradantriebes Relativbewegungen zwischen Linse und Spannglocken erzeugen können. Als Ausgleichseinrichtung ist deshalb ein Differen­ tialgetriebe in einem Kegelrad-Getriebezug zwischen den beiden Teilen einer zweiteiligen Zentrierspindel und An­ triebswelle vorgesehen. Auf eine Druckplatte der oberen, axialbeweglichen Spannspindel wirken zwei hydraulische Spannzylinder als Spanneinrichtung. Infolge der hohen Rei­ bung der der erfindungsgemäßen Pinole entsprechenden Spann­ spindel in ihrer Gleitlagerung ist jedoch eine feine Regu­ lierung des Einspanndruckes schwer zu realisieren, so daß diese Vorrichtung nur begrenzt anwendbar ist.

Aus der US-PS 3,599,377 ist ferner eine Maschine zum Zen­ trieren und zur Bearbeitung der Ränder von Linsen bekannt, bei der die Linse zwischen zwei Spindeln eingespannt ist. Bei dieser Maschine ist die obere Spindel in einem Luftla­ ger gelagert, das den Vorteil bietet, daß dieses einer Ver­ schiebung der Spindel nur einen geringen Widerstand entge­ gensetzt. Allerdings hat dieses bekannte Luftlager den Nachteil, daß es bei der Randbearbeitung der Linsen nur eine geringe Steifigkeit bietet, was sich negativ auf das Arbeitsergebnis auswirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die aus der DE 31 39 873 A1 bekannte Maschine so weiterzubilden, daß die Pinolen leichtgängig verschiebbar sind bei gleichzeitig feinfühlig dosierbarem Einspanndruck auf die Zentrierspin­ deln und damit leichter Justierbarkeit der Linsen zwischen den Spannglocken ohne die Gefahr mechanischer Beschädigun­ gen an den Linsen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 ge­ löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unter­ ansprüche 2 bis 10. Indem zumindest eine der beiden Pinolen in einem oder mehreren Luftlagern geführt ist und daß das oder die Luftlager in einer dünnwandigen, im Maschinenge­ stell gehalterten Führungshülse ausgebildet ist bzw. sind, welche die Pinole eng umschließt und ihrerseits von einem im Maschinengestell ausgebildeten und mit einem Druckmittel beaufschlagbaren Hohlraum umgeben ist, erzielt man erfin­ dungsgemäß in überaus einfacher Weise bei der Axialbewegung der Zentrierspindel einen leichten Übergang von der ruhenden Reibung zur Gleitreibung, weil die Reibungskräfte auf etwa ein Zehntel der ruhenden Reibung herabgesetzt werden. Hierdurch erhält man eine überaus weich ansprechende Anordnung, die es ermöglicht, daß der ganze Zentriervorgang während der Phase des leichten An­ pressens erfolgt. Des weiteren wird durch die dem Luftlager zugeordnete Klemmeinrichtung der Nachteil des Luftlagers bei der Bearbeitung, d. h. seine geringe Steifigkeit besei­ tigt, so daß ein qualitativ gutes Arbeitsergebnis erhalten wird.

Vorteilhaft kann auch für die andere Pinole ein Luftlager vorgesehen sein.

Im oberen Hohlraum kann der Druck mittels einer Stellschraube ein- oder nachstellbar sein. Zumindest für den un­ teren Hohlraum ist ein Anschluß für eine Druckmittelleitung mit steuer- oder einstellbarem Druck vorgesehen. Dadurch lassen sich die gewünschten Druckverhältnisse übersichtlich und genau herstellen.

Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die einander gegenüberliegenden Luftpolsterfelder der Luftlager wechselseitig mit höherem und niedrigerem Druck beaufschlagbar sind. Frequenz und Druck der Luftbeaufschla­ gung der Luftlager können dabei pneumatisch oder elektrisch regel- oder einstellbar sein. Die Pinole wird also in ihrer Luft­ lagerung zum Schwingen gebracht, indem zwei sich gegen­ überliegende Luftpolster wechselseitig unter erhöhten Druck gesetzt werden. Die Schwingungen können in an sich bekann­ ter Weise mit einem Vibrator erzeugt werden. Durch die über die Luftpolster auf die Pinole eingeleitete translatorische Schwingung wird auch die Spannglocke und die Linse in eine translatorische Bewegung versetzt. Da die Linse mit der Spannglocke nicht fest verbunden ist und nur mit dem eige­ nen Gewicht aufliegt, entstehen durch ihre Massenträgheit kleine Schiebebewegungen zwischen Linse und Spannglocke. Hierdurch wird die ruhende Reibung zu einer gleitenden Rei­ bung und damit auch der Reibungskoeffizient her­ untergesetzt. Trifft nun die sich bewegende Linse beim Aus­ richten auf die obere Spannglocke, werden durch den kleine­ ren Reibungskoeffizienten auch die Ausrichtkräfte wesent­ lich verringert. Der durch die ruhende Reibung festgelegte minimale Einspannwinkel von 16° kann dadurch wesentlich verkleinert und damit der Bereich der sich selbst zentrie­ renden Linse vergrößert werden. Speziell können die Luftla­ ger so gestaltet sein, daß die Innenwand der bzw. jeder Pinole Kanäle und/oder Taschen aufweist, insbesondere in Form von je vier Luftpolsterfeldern. In weiterer Speziali­ sierung ist vorgesehen, daß die Kanäle bzw. Taschen als achsparallele und/oder teilringförmige Nuten ausgebildet sind. Die sehr einfache Konstruktion gewährleistet eine ge­ naue Führung mit geringstmöglicher Reibung während der Be­ aufschlagung mit Druckluft, die auch während der Schleifbe­ arbeitung vorteilhaft ist, um Kühl- und Schmiermittel sowie Materialabrieb von der Spindellagerung fernzuhalten.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Maschine,

Fig. 2 einen vergrößerten Axialschnitt durch die obere Zentrierspindel-Lagerung der Maschine,

Fig. 3 einen vergrößerten Axialschnitt durch die unte­ re Zentrierspindel-Lagerung der Maschine,

Fig. 4 einen vergrößerten dargestellten Querschnitt entsprechend der Ebene A_i-A_i in Fig. 3 und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Druckmittel- Steuerung für die Lagerung gemäß Fig. 3 und 4.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Maschine hat ein Maschinengestell 10 mit einer Lagerung 12 für Antriebswellen 14, 14′, die über Getriebeelemente 16, 16′ auf Zentrierspindeln 18, 18′ wir­ ken, die in Achsrichtung A miteinander fluchten. Sie tragen an ihren freien Enden Spannglocken 20, 20′, zwischen denen eine Linse L ausricht- und einspannbar ist.

Ein Motor M treibt über einen Riementrieb R und einen Drehmomentteiler 50 die beiden Antriebswellen 14, 14′ syn­ chron an. Die Getriebeelemente 16 wirken auf ein Kupplungs­ stück 34 am unteren Ende der unteren Zentrierspindel 18, die auch Spannspindel genannt wird. Sie ist mittels einer Spanneinrichtung 24 in Achsrichtung A zustellbar, um eine Linse L auszurichten und während der Schleifbearbeitung me­ chanisch zu haltern.

Die Spanneinrichtung 24 weist ein als Platte ausgebildetes Joch 26 auf, in dem zentrisch ein Membrankolben 32 zur Ab­ stützung des unteren Endes der Spannspindel 18 angeordnet ist. Die Spanneinrichtung 24 befindet sich im unteren, vor­ ragenden Tragteil 100 des Maschinengestells 10, das ein Führungslager 22 für die Spannspindel 18 aufweist. Ein Spannlager 22′ für die obere Zentrierspindel 18′, die auch als Festspindel be­ zeichnet wird, ist in einem vorragenden Tragteil 100′ des Maschinengestells 10 angeordnet.

Diese Anordnung ist insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich. Man erkennt, daß im Tragteil 100′ des Maschinengestells 10 das Spannlager 22′ einen Hohlraum 78 aufweist, der eine Führungshülse 76 umgibt, welche an der Festspindel 18′ bzw. ihrer Pinole 19′ konzentrisch anliegt. Mittels einer als Kolben wirken­ den Stellschraube 80 kann der Druck im Hohlraum 78 wahl­ weise herabgesetzt oder erhöht werden. Durch Lösen der Stellschraube 80 ist es möglich, die Höhenlage der Zentrierspindel 18′ beim Einrichten der Maschine nach Be­ darf einzustellen. Sodann wird die obere Zentrierspindel 18′ durch Zudrehen der Stellschraube 80 in ihrer Höhenposi­ tion fixiert. Damit ist die obere Spannglocke 20′ höhenun­ veränderlich festgelegt.

Die Zustellung der Linse L, welche auf der unteren Spann­ glocke 20 ruht, erfolgt nun durch Aufwärtsbewegung der un­ teren Zentrierspindel 18. Deren Luftlager 90 geht aus Fig. 3 hervor. Dieses Luftlager 90 ist im unteren Tragteil 100 des Maschinengestells 10 oberhalb der Spanneinrichtung 24 angeordnet. Das Luftlager 90 weist eine Führungshülse 86 auf, welche eine Pinole 19 eng umschließt.

In den Endbereichen der Innenwandfläche der Führungshülse 86 sind für das Luftlager 90 Kanäle vorgesehen, die vorzugsweise achsparallel und/oder teilringförmig angeord­ net sind, um insbesondere einander diametral gegenüberlie­ gende Luftpolsterfelder zu bilden. Diese können über Steueröffnungen A und B mit Druckluft beaufschlagt bzw. entlüftet werden, vorzugsweise wechselseitig mit einem pneumatisch oder elektrisch gesteuerten (nicht dargestell­ ten) Vibrator. Durch Frequenz- und Druckregelung können die Schwingungen im Luftlager 90 nach Bedarf eingestellt und opti­ miert werden. Die leichtgängige Axialbewegung der Zentrier­ spindel 18 wird dann durch Druckbeaufschlagung des Membran­ kolbens 32 der Spanneinrichtung 24 bewirkt.

Zum Festspannen der Zentrierspindel 18 dient das Führungslager 22, das durch die Führungshülse 86 und einen die Hülse 86 umgeben­ den Hohlraum 88 gebildet wird, der über einen Anschluß mit einer Druckmittelleitung verbunden ist. Bei Erhöhung des Druckes im Hohlraum 88 verformt sich die Hülse 86 allsei­ tig gleichmäßig und klemmt die Spannspindel 18 exakt axial ausgerichtet fest.

Die Zentrierspindel 18′ hat die Pinole 19′, die über Stützlager 74a, 74b gegenüber der inneren, eigentlichen Zentrierspindel 18′ axial und radial abgestützt ist. Entspre­ chende Stützlager 84a, 84b sind für die Pinole 19 vorgese­ hen, welche die innere eigentliche Zentrierspindel 18 um­ schließt. Im festgeklemmten Zustand sind die beiden Zen­ trierspindeln 18, 18′ ein geringes Stück bedingt durch Well­ federn 82, 82′ axial verschiebbar, so daß der geforderte Einspann­ druck eingestellt werden kann.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, sind die durch jeweils vier Kanäle gebildeten Luftlager 90 mit Abstand zu­ einander angeordnet und über Bohrungen B1 bis B4 und A1 bis A4 mit Druckluft versorgbar. In Fig. 5 ist eine Schaltung zur Versorgung der Luftlagerstellen mit Druckluft darge­ stellt. Die Anschlußbohrungen B1 bis B4 und A1 bis A3 sind ständig an eine Druckluftleitung angeschlossen. Von dieser Druckluftleitung sind gleichfalls die Anschlußbohrungen A2 und A4 mit Druckluft versorgbar, jedoch sind diese Leitun­ gen durch Absperrventile 94 von der die übrigen Lagerstel­ len versorgenden Druckluft abschaltbar. Während der norma­ len Zustellung der Pinole 19 werden alle Lagerstellen über die Anschlußbohrungen B1 bis B4 und A1 bis A4 gleichzeitig mit Druckluft versorgt. Hierzu sind die Absperrventile 94 in der geöffneten Stellung angeordnet. Für den Fall, daß die Pinole zu Schwingungen angeregt werden soll, werden die Bohrungen A2 und A4 mittels der Absperrventile 94 von der linken Druckluftversorgungsleitung abgetrennt, worauf ein Wegeventil 92 die Bohrungen A2 und A4 ständig wechselnd mit Druckluft versorgt, wobei hier eine Wechselfrequenz von ca. 20 bis 40 Hz gewählt wird. Durch diese Schwingungen wird das Zentrieren der Linse L wesentlich erleichtert.

Claims (10)

1. Maschine zum zentrierenden Randschleifen und Facettie­ ren von optischen Linsen für ihre mechanische Halterung, mit einem Maschinengestell (10) mit einer Antriebseinrichtung für den Antrieb zweier in Achsrichtung (A) fluchtender Zentrierspindeln (18; 18′), deren einander zugewandte Enden Spannglocken (20; 20′) tragen, zwischen denen zur Bearbei­ tung eine Linse (L) mittels einer auf zumindest eine (18) der Zentrierspindeln (18; 18′) bzw. Spannglocken (20; 20′) wirkenden Spanneinrichtung (24) einspannbar ist, wobei die Zentrierspindeln (18; 18′) jeweils in einer Pinole (19; 19′) angeordnet und durch Stützlager (84a, 84b; 74a, 74b) in diesen abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest eine (19) der beiden Pinolen (19; 19′) in einem oder mehreren Luftlager(n) (90) geführt ist und daß das oder die Luftlager (90) in einer dünnwandigen, im Maschinenge­ stell (10) gehalterten Führungshülse (76; 86) ausgebildet ist bzw. sind, welche die Pinole (19; 19′) eng umschließt und ihrer­ seits von einem im Maschinengestell (10) ausgebildeten und mit einem Druckmittel beaufschlagbaren Hohlraum (78; 88) umge­ ben ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die obere Pinole (19′) in einem Luftlager ge­ lagert ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hohlraum (78; 88) einerseits durch die Außenumfangsfläche der Füh­ rungshülse (76; 86) begrenzt und andererseits in vorragenden Trag­ teilen (100; 100′) des allgemein C-förmig gestalteten Maschinengestells (10) gebildet sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druck im oberen Hohlraum (78) mittels einer Stellschraube (80) ein- oder nachstellbar ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest der untere Hohlraum (88) einen Anschluß (98) für eine Druckmittelleitung aufweist.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Luftpolsterfelder der Luftlager (90) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Frequenz und Druck der Luftbeaufschlagung der Luftlager (90) pneumatisch oder elektrisch regel- oder einstellbar sind.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Führungshülse (76; 86) Kanäle und/oder Taschen zur Bildung der Luftlager (90) auf­ weist.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle und/oder Taschen als achsparallele und/oder teilringförmige Nuten ausgebildet sind.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pinolen (19; 19′) in den Führungshülsen (76; 86) zusätzlich gleitgelagert sind.