DE3814697C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtasten der Nut einer Brillengestellöffnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Zum Gewinnen von Koordinatenwerten in der Ebene einer Brillengestellöffnung ist es dem Fachmann bekannt, den Nutenboden abzutasten und die dabei gewonnenen Werte entweder zu speichern oder aber unmittelbar zur Herstellung eines Brillenglases zu nutzen. - Hierfür finden Finger- wie Rollentaster Anwendung, wobei der Taster gegenüber dem Brillengestell bewegt werden kann oder aber der Taster als feststehendes Element gestaltet ist und das Brillengestell sich relativ zu dem Taster dreht. - Dieser Gattung von Tastern stehen die berührungslosen Taster gegenüber.

So offenbart die US-PS 34 00 573 eine Vorrichtung zum Messen der Dicke eines Werkstücks, bei der dieses zwischen zwei sich gegenüberliegenden und je einen Luftstrahl gegen die beidseitigen Werkstückoberflächen richtenden Meßdüsen gehalten wird. Über- oder unterschreitet der Staudruck in den Meßdüsen eine vorher bestimmte Größe, so verstellt ein Motor die Meßdüsen auf einen Abstand von der Werkstückoberfläche, die dem vorbestimmten Staudruck der Düsen entspricht. - Durch die DE-OS 21 39 359 ist eine Abtastvorrichtung zum Erfassen der Gestalt einer Werkstückoberfläche bekannt, bei der eine Meßdüse über die Oberfläche geführt und hierbei das Einhalten eines konstanten Abstandes zwischen der Werkstückoberfläche und der Meßdüse durch einen Motor erfolgt, wobei die Staudruckdifferenz der Meßdüse einerseits zum Steuern eines Motors, andererseits zum unmittelbaren Steuern eines Kopierwerkzeuges dient. Durch die CH-PS 5 59 348, die DE-AS 16 23 271 sowie die DE-OS 32 47 697 sind Vorrichtungen zum Messen gekrümmter und ebener Werkstückoberflächen mit Hilfe von Meßdüsen bekannt.

Diesem Stand der Technik gegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die dem räumlichen Verlauf der Nut einer Brillengestellöffnung Rechnung trägt, die einer Raumkurve mit zueinander rechtwinkligen Koordinaten folgt. Die gewonnenen Werte sollen speicherbar sein oder unmittelbar der Herstellung eines Glases oder einer Schablone dienen können. Dies soll mit konstruktiv einfachen Mitteln erfolgen.

Ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruches sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor. Die Merkmale der Unteransprüche dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt sich darin, daß die Verstellung der Meßdüse in Achsrichtung einen Koordinatenwert angibt, der in bekannter Weise mit dem Wert eines Winkelmeßwertgebers koordiniert wird, so daß der radiale Abstand aufeinanderfolgender Meßpunkte der Nut gewonnen wird. Um die Raumkurve der Nut einer Brillengestellöffnung zu erfassen, werden gleichzeitig mit den vorstehend genannten Koordinatenwerten (X-Werte) mit Hilfe derselben Meßdüse die in hierzu senkrechter Richtung gelegenen Koordinatenwerte (Z-Werte) erfaßt und mit den X-Werten koordiniert, so daß diese Werte mit den entsprechenden Winkelwerten die Kontur der Nut der Gestellöffnung aufzeigen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf die Öffnung eines Brillengestelles,

Fig. 2 und 3 ein dieser Öffnung entsprechendes Brillenglas in Draufsicht und Seitenansicht,

Fig. 4 und 5 eine Abtastvorrichtung nach der Erfindung für das Ermitteln der Koordinatenwerte der Nut der Brillengestellöffnung.

Die Fig. 1 bis 3 dienen der Erläuterung des Begriffes "Raumkurve" einer Nut einer Brillengestellöffnung.

In Fig. 1 ist die Brillengestellöffnung 1 einer Brillengestellhälfte 2 dargestellt. Die Öffnung wird von einer Nut 3 begrenzt, deren Boden das Bezugszeichen 4 trägt. Aufgrund der unregelmäßigen Form der Brillengestellöffnung 1 besitzt der Nutenboden 4 unterschiedliche Abstände a₁, a₂, a₃, a₄ von dem optischen Mittelpunkt M des einzusetzenden Glases G nach Fig. 2 und 3. Dieses hat eine Facette 5, die parallel zu dem Brillenglasrand 6 verläuft und in die die im Querschnitt ungefähr giebelförmige Nut 3 des Brillengestelles 2 ragt.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, beschreibt die Facette 5 bzw. der Brillenglasrand 6 und dementsprechend auch die Nut 3 der Brillengestellöffnung 1 eine Raumkurve derart, daß sie zum Beispiel zwei in Bezug auf den optischen Mittelpunkt M diametral gegenüberliegende Punkte 7, 8 der Facette 5 oder des Randes 6 mit unterschiedlichem Abstand von dem Mittelpunkt M in Richtung der Normalen zur Ebene des Brillenglases einen Abstand K besitzen, der einem Z-Koordinatenwert dieser Punkte entspricht.

Jedem der Punkte 7-7 c und 8-8 c sowie a₁-a₄ der Facette 5 oder des Glasrandes 6 und der Öffnungsnut 3 des Gestells ist ein Winkelwert um den Mittelpunkt M zugeordnet, so daß jedem der genannten Punkte der Facette oder des Randes bzw. der Nut durch einen Winkelwert, einen X-Wert, der dem Abstand a₁, a₂, a₃, a₄ entspricht, und einen Z-Wert in Richtung der Achse 9 durch den Mittelpunkt M des Glases oder der Brillengestellöffnung (Abstand K) bestimmt ist.

Zum Ermitteln der X-Koordinatenwerte a₁, a₂, a₃ wird der Nutenboden 4 abgetastet und hierzu die Brillengestellhälfte 2 um den Mittelpunkt M gedreht. Das berührungslose Abtasten erfolgt mit Hilfe der mit der allgemeinen Bezugsziffer 10 versehenen Meßdüse, die aus einem Zylinder 11 besteht, der mit Hilfe der Gleitführungen 12, 13 in Richtung des Doppelpfeiles D verstellbar ist und der an seinem vorderen Ende 11 a mit seinem kegeligen Abschnitt 14 und der abgeflachten Spitze 15 eine Ausbildung aufweist, die der Nut 3 mit dem Nutenboden 4 und den beiden Wänden 16, 17 entspricht. In den mittleren Abschnitt des vorderen Düsenendes 10 a, der dem Nutenboden 4 gegenüberliegt, mündet eine axiale Druckluftbohrung 18, der über die Bohrung 19 und die flexible Leitung 20 eine konstante Luftmenge von einem Druckluftgeber DG₁ zugeführt wird. In dem Zwischenraum 21 zwischen dem Nutenboden 4 und der gegenüberliegenden Öffnung der Druckluftbohrung 18 bildet sich ein Luftpolster, das bei gegebenem, vorbestimmtem Abstand des Bodens 4 von der Öffnung der Bohrung 18 einen konstanten Staudruck entstehen läßt.

Ändert sich der Abstand des Nutenbodens 4 von dem Mittelpunkt M, z. B. von der Größe a₁ zur Größe a₂, so wird der Zwischenraum 21 zwischen den genannten Teilen verändert, wodurch auch der Staudruck in der Bohrung 18 eine Veränderung erfährt.

Die Bohrung 18 steht über eine weitere Bohrung 22 und eine flexible Leitung 23 mit einem Differenzdruckmesser DM₁ in Verbindung. Dieser steht mit einem Meßwertgeber LG₁ in Verbindung, der über die Leitung 24 mit einem kleinen Motor 25 mit einer Antriebswelle 26 verbunden ist (Fig. 5). Auf dieser Welle ist ein Ritzel 27 aufgebracht, das mit einer Zahnstange 28 des Zylinders 11 als Meßdüse zusammen­ wirkt. Hierdurch wird bei Ermitteln eines Differenzdruckes in der Bohrung 22 und dem Differenzdruckmesser DM₁ ein axiales Verstellen der Meßdüse 10 derart bewirkt, daß stets ein konstanter Zwischenraum 21 zwischen dem Nutenboden 4 und dem vorderen Ende des die Meßdüse 10 bildenden Zylinders 11 entsteht. - Die in dem Meßwertgeber LG₁ ermittelten Werte werden ferner über eine Leitung 29 einem Rechner R zugeleitet, der mit einer Werkzeugmaschine WM und/oder einem Datenspeicher DS in Verbindung steht.

Um auch die parallel zu der Achse 9 gelegenen Z-Werte der Nut 3 der Brillengestellöffnung 1, die die Raumkurve beschreibt, zu ermitteln, ist der zentralen Längsbohrung 18 der zylindrischen und axial verstellbaren Meßdüse 10 eine parallele Bohrung 30 zugeordnet, der über eine Radialbohrung 31 und eine flexible Leitung 32 ebenfalls Luft mit konstantem Druck von einem zweiten Druckluftgeber DG₂ zugeführt wird, wobei die Bohrung 30 über eine weitere Radialbohrung 33 und eine flexible Leitung 34 mit einem zweiten Differenzdruckmesser DM₂ in Verbindung steht, dem über eine Leitung 24 a ein zweiter Meßwertgeber LG₂ zugeordnet ist, der mit einem zweiten Motor 35 und über eine Leitung 29 a wiederum mit dem Rechner R in Verbindung steht. - Das vordere, der Nut 3 der Öffnung 1 der Brillengestellhälfte 2 zugekehrte Ende 36 der Bohrung 30 ist gegen die Längsachse der Meßdüse 10 geneigt und senkrecht auf die Wand 17 der Nut 3 gerichtet, so daß auch hier ein Staudruck in dem Zwischenraum 21 zwischen dieser Wand und dem Ende der Bohrung 30 entsteht. Ändert sich die Größe des Zwischenraumes 21 infolge einer Bewegung der Wand 17 in Richtung der Z-Koordinate, so wird dem Motor 35 und dem Rechner R über die Bohrungen 30, 33 ein Differenzdruckmesser DM₂ und dem Meßwertgeber LG₂ ein Impuls entsprechender Größe vermittelt, wobei dem Rechner R ferner Winkelwerte der Drehbewegung der Brillengestellhälfte eingegeben werden.

Eine der Bohrung 30 entsprechende Bohrung 36 steht über Bohrungen 37, 38 und Leitungen 39, 40 mit einem dritten Druckluftgeber DG₃ sowie einem dritten Differenzdruckmesser DM₃ und einem Meßwertgeber LG₃ in Verbindung, der ebenfalls auf den Motor 35 geschaltet ist.

Die zylindrische Meßdüse 10 ist auf dem Oberteil 41 eines mit der allgemeinen Bezugsziffer 42 versehenen Kreuzschlit­ tens angebracht (Fig. 5), wobei dieser Oberteil in Richtung des Doppelpfeiles F rechtwinklig zur Längsachse L der Meßdüse 10 auf einem Schlittenunterteil 43 verstellbar und an Schienen 44 geführt ist. Die Meßdüse 10 ihrerseits ist auf dem Oberteil 41 in Richtung des Doppelpfeiles D ebenfalls verstellbar und in einer Büchse 45 geführt. Dem Längsverstellen der Meßdüse 10 dient der Motor 25, der auf dem Oberteil 41 fest angebracht ist und dessen Ritzel 27 durch eine Ausnehmung der Büchse 45 ragt, um mit einer Längsverzahnung 46 der Meßdüse 10 zu kämmen.

Unterhalb der Büchse 45 ist auf dem Unterteil 43 des Kreuzschlittens 42 der Motor 35 angeordnet, dessen Ritzel 47 mit der Verzahnung 48 des Oberteils 41 kämmt und diesen Teil mit der darauf angeordneten Meßdüse 10 quer zu deren Längsachse L verstellt.

Die Verstärkereinrichtungen DM₁, DM₂, DM₃ und LG₁, LG₂, LG₃ und die Hilfskraftvorrichtungen in Form der Motore 25, 35 mit ihren Teilen verstellen die Meßdüse 10 gleichzeitig in der X-Koordinatenrichtung und der Z-Koordinatenrichtung und erbringen hierdurch in dem Rechner die Daten der Raumkurve der Nut 3 der Brillengestellöffnung.

Die Anwendung der beiden Bohrungen 30, 36 mit den angeschlossenen Teilen hat den Vorteil einer sehr genauen Verstellung des gemeinsamen Motors 35.

Bezugszeichenliste P 38 14 697.5-52 Akte 6609a

1 Brillengestellöffnung
2 Brillengestellhälfte
3 Nut
4 Nutenboden
5 Facette
6 Brillenglasrand
7-7 c Punkt von 5 oder 6
8-8 c Punkt von 5 oder 6
9 Achse
10 Meßdüse
10 a vorderes Ende von 10
11 Zylinder
12 Gleitführung
13 Gleitführung
14 kegeliger Abschnitt
15 abgeflachte Spitze
16 Wand von 3
17 Wand von 3
18 Durckluftbohrung
19 Bohrung
20 flexible Leitung
21 Zwischenraum
22 weitere Bohrung
23 flexible Leitung
24 Leitung
25 erster Motor
26 Antriebswelle von 25
27 Ritzel auf 26
28 Zahnstange auf
29 Leitung
30 Bohrung
31 Radialbohrung
32 Leitung
33 Radialbohrung
34 flexible Leitung
35 zweiter Motor
36 Bohrung
37 Bohrung
38 Bohrung
39 Leitung
40 Leitung
41 Oberteil von 42
42 Kreuzschlitten
43 Schlittenunterteil
44 Schiene
45 Büchse
46 Längsverzahnung von 10
47 Ritzel von 35
48 Verzahnung von 41
M = optischer Mittelpunkt
G = einzusetzendes Glas
K = Abstand
a₁-a _x = X-Koordinatenwerte
D = Doppelpfeil
l = Längsachse von 10
DG₁, DG₂, DG₃ = Druckluftgeber
DM₁, DM₂, DM₃ = Differenzdruckmesser
LG₁, LG₂, LG₃ = Meßwertgeber
WM = Werkzeugmaschine
DS = Datenspeicher
F = Doppelpfeil

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Abtasten der Nut einer Brillengestellöffnung zum Speichern der gewonnenen Werte oder zum unmittelbaren Steuern der Bearbeitung eines Rohglases mit Hilfe dieser Werte, mit einer die Brillengestellöffnung relativ zu der Abtastvorrichtung um eine zu der Öffnung senkrechten Achse drehenden Vorrichtung, wobei die Abtastvorrichtung aus einer mittels einer Hilfskraftvorrichtung bei gleichbleibendem Staudruck und konstantem Meßabstand axial nachgeführten Meßdüse mit einem auf die abzutastende Kontur der Öffnungsnut gerichteten Druckluftaustritt und einem die Hilfskraftvorrichtung betätigenden Verstärker mit einem Ausgang zu einer Steuer- bzw. Recheneinheit besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdüse (10) außer einer koaxialen Düsenbohrung (18) mindestens eine weitere seitlich dieser Bohrung gegen eine der geneigten Wände (16, 17) der Gestellnut (3) gerichtete Düsenbohrung (30) aufweist, die Meßdüse (10) auf einem Kreuzschlitten (42) angeordnet ist und in axialer Richtung sowie senkrecht dazu mittels voneinander unabhängiger, mit Hilfe von durch den Staudruck der beiden Düsenbohrungen (18, 30) gesteuerter Verstärker (DM₁, DM₂) betätigter Hilfskraftvorrichtungen (Motore 25, 35) der abzutastenden Kontur der Nut (3) in zwei zueinander senkrechten Koordinatenrichtungen nachgeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenmundstück (10 a) dem Querschnitt der Nut (3) der Gestellöffnung (2) angepaßt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der seitlich der koaxialen Bohrung (18) angeordneten weiteren Bohrungen (30) am Düsenmundstück (10 a) im rechten Winkel auf die entsprechende geneigte Nutenwand (16) gerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzschlitten (42) einen Schlittenunterteil (43) mit der einen Hilfskraftvorrichtung (Motor 35) und einen Schlittenober­ teil (41) mit der zweiten Hilfskraftvorrichtung (Motor 25) aufweist und beide Hilfskraftvorrichtungen über Ritzel (27, 47) und Verzahnungen (28, 48) die Meßdüse (10) und den Schlittenoberteil (41) längsverstellen.