DE3934180C2 - Haltevorrichtung für eine zu schleifende optische Linse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 84 23 981 U1 ist bereits eine Haltevorrichtung für eine zu schleifende optische Linse bekannt, die einen im wesentlichen topfförmigen Grundkörper aufweist, in den die Linse einsetzbar ist. Der innere Wandungsdurchmesser dieses Grundkörpers entspricht hierbei dem äußeren Durchmesser der Linse. Außerdem ist zwischen dem Grundkörper und der Linse eine elastisch verformbare Zwischenlage vorgesehen. Diese Zwischenlage ist jedoch nicht der Dicke der jeweils zu bearbeitenden Linse im Auflagebereich angepaßt.

Herkömmliche Linsen, die unabhängig voneinander geschliffen werden können, wurden zumeist dem nichtblockierenden Schleifen unterworfen. Hierunter versteht man ein Verfahren, bei dem ein Gegenstand geschliffen wird, während er in einer Halterung ohne Klebemittel gehalten wird. Ein typischer Vertreter dieser Art ist in der Fig. 14 gezeigt. In dieser Figur ist eine Halterung 142 dargestellt, die den Körper einer Haltevorrichtung 141 bildet; sie ist mit einer Ausnehmung versehen, die eine Aufnahmefläche 143 auf­ weist, die mit einem Aufnahmeelement 144 aus elastischem Material, z. B. Gummi oder dergleichen, bedeckt ist. Eine Linse 145 als zu schleifendes Objekt ist in die Ausnehmung eingepaßt, wobei das Aufnahmeelement 144 zwischen der Linse 145 und der Aufnahmefläche 143 liegt. Mit dieser An­ ordnung ist ein nicht-blockierendes Schleifen möglich, ohne daß das äußere Erscheinungsbild oder die Qualität der Aufnahmefläche 146 der relativ dicken Linse 145 negativ beeinträchtigt wird.

Wird eine solche herkömmliche Haltevorrichtung in einer Schleifvorrichtung verwendet, so wird indessen der Gesamtbereich des elastischen Aufnahme­ elements 144 eingeschlossen und in einer Lage zwischen der Halterung 142 und der Linse gehalten, weil während des Schleifens der Linse 145 ein Druck auf diese ausgeübt wird. Als Folge hiervon erhält man keine hin­ reichende Entspannung der elastischen Kräfte, d. h. das elastische Element wird deformiert. Verzerrte Newton-Interferenzstreifen, die durch den Ein­ fluß der Änderung in der Stärke des Schleifdrucks entstehen können, z. B. durch eine außergewöhnliche Zunahme des Randdrucks oder des zentralen Drucks, werden in dicken Linsen nicht hervorgerufen. Wenn jedoch eine zu schleifende Linse eine besondere Konfiguration hat, werden Änderungen des Schleifdrucks durch nichtgleichförmige elastische Kräfte verursacht. Dies hat zur Folge, daß die Linse deformiert wird und unerwünschte Newton- Ringe entstehen, so daß man keine Grundfläche von hoher Genauigkeit erhält.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung zum Halten eines zu schleifenden optischen Elements zu schaffen, die das optische Element hält und gleichzeitig dessen Deformation selbst während hoher Schleifdrücke verhindert, ohne daß das äußere Erscheinungsbild oder die Qualität der Aufnahmefläche des zu schleifenden Elements negativ beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung für die Halterung eines zu schleifenden optischen Elements;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 8 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht, welche das Prinzip von der siebten bis zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

Fig. 9 einen Schnitt durch die siebte Ausführungs­ form;

Fig. 10 einen Schnitt durch die achte Ausführungs­ form;

Fig. 11a einen Schnitt durch die neunte Ausführungs­ form;

Fig. 11b eine vergrößerte Darstellung eines wesentlichen Bereichs der Ausführungsform nach Fig. 11a;

Fig. 12a einen Querschnitt durch die eine Hälfte der zehnten Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 12b die zehnte Ausführungsform im Längsschnitt und

Fig. 13a und b Längsschnitte durch Abwandlungen der zehnten Ausführungsform.

In der Fig. 1 ist eine Haltevorrichtung A dargestellt, in welcher eine Linsen­ aufnahmefläche 6a einer Linse 6 durch ein Halteelement B gehalten wird. Während des Schleifens der Linse 6 wird die Linsenaufnahmefläche 6a der Linse 6 einem gleichmäßigen Druck durch das Halteelement B aus­ gesetzt. Dementsprechend verändert sich die Elastizität des Halteelements B in radialer Richtung der Linse 6.

Spezielle Ausführungen, die auf diesem Prinzip beruhen, werden im folgenden beschrieben.

In der Fig. 2 ist die geschnittene Seitenansicht einer Haltevorrichtung mit einem Grundkörper gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei besitzt der Grundkörper 4 eine obere Endfläche, die in einer Draufsicht kreisförmig und in einer Seitenansicht flach ist. Eine konische Aussparung 8 ist im oberen Bereich und im Zentrum des Grundkörpers 4 vorgesehen. Diese konische Aus­ sparung 8 ist mit einem nicht gezeigten aufrechten Antrieb verbunden und mit dem sphärischen Endbereich 7 eines stabförmigen Koppelelements 1 gekoppelt. Im unteren Endbereich des Grundkörpers 4 ist eine Ausnehmung 10 definiert, wobei drei Stufen 11, 12 und 13 konzentrisch in dieser Aus­ nehmung 10 vom Zentrum bis zum Randbereich in der Weise vorgesehen sind, daß alle drei Stufen dieselbe Höhe in Richtung der Längsachse der Vorrich­ tung besitzen.

In die Umfangswände der Stufen 11 und 12 sind elastische Ringe 5′ und 5′′ eingepaßt. Diese elastischen Ringe 5′ und 5′′ weisen eine Dicke auf, die geringfügig größer ist als die Höhe der Umfangswand der jeweiligen Stufe. Die Ringe 5′ und 5′′ sind beispielsweise aus Gummi oder Kunststoff hergestellt.

Die Oberfläche einer zu schleifenden Linse 6 wird in präzisem Kontakt mit den unteren Oberflächenbereichen der jeweiligen elastischen Ringe 5′ und 5′′ gehalten, wobei der innere Umfang des Grundkörpers 4 die Ausnehmung 10 definiert.

Eine Bohrung 15 ist im Zentrum des Grundkörpers 4 vorgesehen, so daß ein Fluid durchströmen kann. Eine Lüftungsbohrung 14, die mit einer nicht dargestellten Fluidzuführung verbunden ist, um ein Fluid wie z. B. Luft zuzuführen, erstreckt sich durch den sphärischen Endbereich 7, der mit dem Grundkörper 4 und dem Koppelelement 1 verbunden ist, entlang der Längs­ achse der Vorrichtung.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird die zu schleifende Linse 6 sowohl durch die elastischen Ringe 5′ und 5′′ als auch durch den unteren Endbereich der Grundkörper 4 gehalten, der die Ausnehmung 10 definiert. Hierbei ist ein Raum 16 als Druckkammer zwischen der Stufe 11 und der Linse 6 vorgesehen. Ein weiterer Raum 17 als Druckkammer befindet sich zwischen der Stufe 12 und der Linse 6. Schließlich ist noch ein dritter Raum 18 zwischen der Stufe 13 und der Linse 6 vorgesehen.

Eine ebene Sicherungsscheibe 2 ist auf der oberen Endfläche des Grundkörpers 4 mit Schraube 3 befestigt und zwar an einer Stelle, wo sie die Drehung des Endbereichs 7 des Koppelelements 1 nicht behindert. Diese Sicherungsscheibe 2 dient dazu, den Endbereich 7 daran zu hindern, daß er aus der konischen Aus­ sparung 8 in den oberen Endbereich des Grundkörpers 4 gelangt. Eine Staub­ dichtung 19 ist vorgesehen, um den Raum zwischen der Sicherungsscheibe 2 und der gegenüberliegenden Oberfläche des Koppelelements 1 abzudecken.

Im folgenden wird die Wirkungsweise dieser Ausführungsform beschrieben.

Der Grundkörper 4 ist an einem nicht dargestellten unteren scheibenförmigen Träger angeordnet und ein nicht dargestellter Antrieb wird eingeschaltet, um den Grundkörper 4 um seine Achse zu drehen.

Zur selben Zeit, wenn der Grundkörper 4 sich zu drehen beginnt, wird die nicht dargestellte Fluidzuführung, die mit der Lüftungsbohrung 14 in Ver­ bindung steht, aktiviert. Das Fluid, das durch die Fluidzuführung herangeführt wird, wird durch die Bohrung 15 des Grundkörpers 4 in den Raum 16 gegeben, der sich zwischen dem Grundkörper 4 und der zu schleifenden Linse 6 befindet. Das eingeführte Fluid übt einen Druck auf die Oberfläche 6a der Linse 6 aus, bei der es sich um die linsenseitige Empfangsoberfläche handelt. Auf diese Weise wird der Fluid­ druck auf denjenigen Bereich der linsenseitigen Linsenaufnahmefläche 6a ausgeübt, der sich um die optische Achse herum befindet - die z-Achse ist in der Fig. 2 nicht gezeigt - und der leicht deformiert werden kann, und zwar derart, daß die Deformation der Linse 6 ein Minimum wird. Auf diese Weise wird die Linse 6 ohne Deformation mit hoher Präzision ge­ schliffen.

In der Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Haltevorrichtung in einem Längsschnitt gezeigt. Es sind hierbei dieselben Bezugszahlen wie in der Fig. 2 verwendet, um gleiche Bauelemente gleich zu bezeichnen. Auf die erneute Beschreibung dieser Bauelemente wird verzichtet.

Der Grundkörper 4 dieser Vorrichtung besitzt eine obere Endfläche, die in der Draufsicht kreisförmig und in der Seitenansicht eben ist. In dem oberen Bereich des Grundkörpers 4 und in dessen Zentrum befindet sich eine konische Aussparung 8. Diese konische Aussparung 8 ist mit einem nicht dargestellten aufrechten Antrieb verbunden und mit einem sphärischen Endbereich 7 des Koppelelements 1 gekoppelt. Im unteren Endbereich des Grundkörpers 4 ist eine Aussparung 10 vorgesehen, die drei konzentrische Stufen 11, 12 und 13 von der Zentralachse bis zur Peripherie aufweist. Alle diese Stufen haben, bezogen auf die Längsachse der Vorrichtung, die gleiche Höhe.

In die Umfangswände der Stufen 11 und 12 sind elastische Ringe 5′ und 5′′ eingelassen. Beide Ringe 5′, 5′′ weisen eine Dicke auf, die geringfügig größer ist als die Höhe der Wand der jeweiligen Stufe.

Die Oberfläche der zu schleifenden Linse 6 wird in präzisem Kontakt mit den unteren Oberflächenbereichen der jeweiligen elastischen Ringe 5′ und 5′′ und der inneren Peripherie des Grundkörpers 4 gehalten, welche die Ausnehmung 10 definiert.

Ein Raum 16 ist als Druckkammer hermetisch zwischen dem elastischen Ring 5′ und der Linse 6 eingeschlossen. Eine Sicherungs­ scheibe 2 befindet sich auf der oberen Endfläche des Grundkörpers 4 an einer Stelle oberhalb des Endbereichs 7 des Koppelelements 1. Das nächste Ende des Koppelelements 1, d. h. der obere Bereich des in der Fig. 3 dargestellten Koppelelements 1, ist mit einer Welle 20 verbunden, die ihrerseits mit einem nicht dargestellten Antrieb in Verbindung steht.

Eine Belüftungsbohrung 21 erstreckt sich durch die Welle 20 entlang der Zentralachse der Welle 20, während sich ein Fluiddurchlaß 21′ durch das Koppelelement 1 entlang der Welle 20 erstreckt. Eine Bohrung 15 ist im Zentrum des Grundkörpers 4 vorgesehen. Die Belüftungsbohrung 21 und der Grundkörper 4 sind mittels einer flexiblen Röhre 22 miteinander verbunden, die sich durch den Fluiddurchlaß 21′ und die Bohrung 15 erstreckt. Das obere Ende der flexiblen Röhre 22 ist mit einem Verbindungselement 23 gekoppelt, das an einem Ende der Belüftungsbohrung 21 der Welle 20 befestigt ist, während das untere Ende der flexiblen Röhre 22 über eine Drehverbindung 24 mit dem Grundkörper 4 verbunden ist, die sich um die z-Achse des Grundkörpers 4 dreht, so daß während des Schleif­ vorgangs eine Evakuierung ermöglicht wird.

Der erwähnte Fluiddurchlaß 21 kommuniziert mit dem Raum 16, der im zentralen Bereich des unteren Endes des Grundkörpers 4 definiert ist.

Ein Fluiddurchlaß 25 erstreckt sich entlang der Längsachse der Welle 20 und kommuniziert mit dem Luftzwischenraum um die äußere Peripherie der flexiblen Röhre 22. Dieser Luftzwischenraum kommuniziert seinerseits über Bohrungen 15′ im Grundkörper 4 mit dem Raum 17, der sich um den Raum 16 herum an der unteren End­ fläche des Grundkörpers 4 befindet.

Bei der zweiten Ausführungsform können verschiedene Fluide in die Räume 16 und 17 des Grundkörpers 4 eingegeben werden. Dies bedeutet, daß durch die Belüftungsbohrung 21 der Welle 20 ein erster Kanal gebildet wird, daß die flexible Röhre 22 entlang der Längsachse des Koppel­ elements 1 angeordnet ist, daß die Drehverbindung 24 an dem Grundkörper 4 vorgesehen ist und daß der erste Kanal mit dem Raum 16 kommuniziert. Ein zweiter Kanal wird durch den Fluiddurchlaß 25 gebildet, der um die Belüftungsbohrung 21 in der Welle 20 vorgesehen ist, sowie durch einen Fluiddurchlaß 21′ um die flexible Röhre 22 im Koppelelement 1, durch die zentrale Borhung 15 in dem Grundkörper 4 und mehrere Bohrungen 15′, die von der zentralen Bohrung 15 an der Stelle der Drehverbindung 24 abgehen. Hierbei kommuniziert der zweite Kanal mit dem Raum 17, der durch die obere Endfläche des Grundkörpers 4 definiert ist. Demzufolge können verschiedene Fluiddrücke auf die Räume 16 und 17 über die zugeordneten Kanäle gegeben werden.

Da bei dieser Ausführungsform verschieden große Drücke auf die jeweiligen Druckkammern gegeben werden können, kann die Deformation einer Linse während des Schleifvorgangs mit weitaus höherer Genauigkeit verhindert werden, so daß eine höhere Schleifpräzision erreicht wird.

In der Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung einer Haltevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In dieser Figur werden wieder die­ selben Bezugszahlen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet, wenn sie die gleichen Bauelemente bezeichnen. Wie dargestellt, weist der Grundkörper 4 der Vorrichtung in seinem oberen Bereich eine konusförmige Ausnehmung 8 auf, wobei diese konusförmige Ausnehmung 8 mit einem sphärischen Endbereich 7 eines Koppelelements 1 in Verbindung steht. Eine Sicherungsscheibe 2 ist an der oberen Endfläche des Grundkörpers 4 befestigt, so daß der Endbereich 7 frei rotieren kann, ohne daß er aus der konusförmigen Aussparung 8 herausspringt.

Eine Ausnehmung 10 ist am unteren Endbereich des Grundkörpers 4 vorgesehen, um eine elastische Zwischenlage 5 aufzunehmen, deren Dicke sich in radialer Richtung der zu schleifenden Linse 6 verändert. Die untere Endfläche der elastischen Zwischenlage 5 steht in engem Kontakt mit der Linse 6, so daß der Grundkörper 4 die Linse 6 mittels der elastischen Zwischenlage 5 hält.

Es versteht sich, daß die Linse auch eine andere als die dargestellte Form haben kann. Es können Linsen mit konvexen, einander gegenüberliegenden Oberflächen oder mit konkaven, einander gegenüberliegenden Oberflächen oder dergleichen geschliffen werden. Es wird dann lediglich die radiale Verteilung der Dicke der elastischen Zwischenlage 5 entsprechend der jeweiligen Linsenform verändert. Gemäß der dritten Ausführungsform wird die Dicke hc des Bereichs der elastischen Zwischenlage 5, der einem hohen Schleifdruck ausgesetzt ist, klein gemacht, während die Dicke ho desjenigen Bereichs, der einem kleinen Schleifdruck ausgesetzt ist, groß gewählt wird.

Die Verschiebung der elastischen Zwischenlage 5, die bei der dritten Ausfüh­ rungsform durch den Schleifdruck entlang der z-Achse, d. h. der zentralen Achse, auftritt, kann gleichmäßig von der zentralen Achse zur Linsen­ peripherie verteilt werden. Somit wird die Deformation der Linse 6 während des Schleifvorgangs auf ein erträgliches Maß reduziert, was eine weitere Verbesserung der Schleifgenauigkeit mit sich bringt.

Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine Haltevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

ln dieser Figur werden wieder dieselben Bezugszahlen für die gleichen Bau­ elemente wie in den vorangegangenen Figuren verwendet. Wie dargestellt, weist der Grundkörper 4 der Vorrichtung in seinem oberen Bereich eine konusförmige Aus­ nehmung 8 auf, wobei diese Ausnehmung 8 mit einem sphärischen Endbereich 7 eines Koppelelements 1 in Verbindung steht. Eine Sicherungsscheibe 2 ist auf der oberen Endfläche des Grundkörpers 4 angeordnet, damit der Endbereich 7 frei rotieren kann und damit dieser Endbereich 7 nicht aus der konus­ förmigen Aussparung 8 herausspringt. Eine topfförmige Ausnehmung 10, die so geformt ist wie die zu schleifende Linse 6, ist am unteren Ende des Grundkörpers 4 vorgesehen.

Eine elastische Zwischenlage, die teilweise unterschiedliche Elastizitäten auf­ weist, die sich bezüglich Härte, Elastizitätsmodul und dergleichen unter­ scheiden, und das die Oberflächenform der Linse 6 angepaßt ist, ist in die Ausnehmung 10 eingepaßt. Dies heißt, daß die elastischee Zwischenlage aus mindestens zwei verschiedenen Arten von elastischen Elementen be­ steht, die konzentrisch in Bezug auf die zentrale Achse angeordnet sind. Bei der in der Fig. 5 dargestellten elastischen Zwischenlage sind beispiels­ weise elastische Ringe 5a, 5b und 5c und eine mittige Scheibe 5a miteinander kombiniert, weil die zu schleifende Linse 6 eine Meniskuslinse von der Art ist, die während des Schleifvorgangs die schwerwiegendsten Deformationen erleidet. Durch diese Kombination nimmt die Elastizität vom Zentrum bis zur Peripherie der Linse 6 in drei Stufen ab.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann die Verschiebung der elastischen Scheibe 5a und Ringe 5b und 5c entlang der z-Achse, die durch einen Schleifdruck, der auf die zu schleifende Linse 6 zu übertragen ist, bewirkt wird, von der Achse bis zur Peripherie der Linse 6 vergleichmäßigt werden. Demgemäß kann die Deformation der Linse 6 während des Schleifens auf ein erträg­ liches Maß herabgesetzt werden, so daß die Schleifgenauigkeit ver­ bessert wird.

Die Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Haltevorrichtung im Schnitt. Die verwendeten Bezugszahlen sind wieder dieselben wie in den voran­ gegangenen Figuren, sofern die gleichen Bauelemente bezeichnet werden.

Der Grundkörper 4 der Vorrichtung weist in seinem unteren Bereich eine konus­ förmige Aussparung 8 auf, die mit einem sphärischen Endbereich 7 eines Koppelelements 1 in Verbindung steht. Eine Sicherungsscheibe 2 ist auf der oberen Endfläche des Grundkörpers 4 angeordnet, so daß der Endbereich 7 frei rotieren kann, ohne daß er aus der konusförmigen Aussparung 8 springt.

Eine topfförmige Ausnehmung 10, welche eine Konfiguration hat, die der­ jenigen der zu schleifenden Linse 6 entspricht, ist am unteren Ende des Grundkörpers 4 vorgesehen.

Eine elastische Zwischenlage 5, die in die Ausnehmung 10 eingepaßt ist, enthält unterschiedliche Blasen, die sich beispielsweise bezüglich Anzahl oder bezüglich der Dicke unterscheiden, um die Elastizität der elastischen Zwischenlage 5 in radialer Richtung der Linse 6 zu verteilen, damit die De­ formation der zu schleifenden Linse 6 vermieden wird. Die elastische Zwischenlage 5 enthält also Blasen, deren Anzahl oder andere Kenngrößen sich in radialer Richtung ändern, während die linsenseitige Aufnahmeoberfläche 6a, die durch die untere Endfläche der elastischen Zwischenlage definiert wird, in engem Kontakt mit der zu schleifenden Linse 6 steht.

Die elastische Zwischenlage 5 gemäß Fig. 6 wird so gewählt, daß ihre Elasti­ zität allmählich vom Zentrum zur äußeren Peripherie abnimmt, weil es sich bei der zu schleifenden Linse 6 um eine Meniskuslinse handelt, die beim Schleifprozeß am meisten beansprucht wird. Hierbei wird die Linse nur so gering wie möglich deformiert.

Es versteht sich, daß die Vorrichtung gemäß Fig. 6 auch für andere Linsen­ typen verwendet werden kann, beispielsweise für Linsen mit gegenüber­ liegenden konvexen oder konkaven Oberflächen. Die radiale Verteilung der Elastizität der elastischen Zwischenlage 5 wird dann dem jeweiligen Linsentyp angepaßt.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 kann die Verschiebung der elastischen Zwischenlage 5 entlang der z-Achse, d. h. entlang der zentralen Achse, die durch den auf die zu schleifende Linse 6 aufgebrachten Schleifdruck entsteht, von der Achse bis zur Peripherie der Linse 6 ver­ gleichmäßigt werden. Demzufolge wird die Deformation der Linse 6 während des Schleifprozesses auf ein erträgliches Maß reduziert, so daß die Schleif­ genauigkeit verbessert wird.

In der Fig. 7 ist eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung dargestellt. Hierbei sind wieder dieselben Bezugszahlen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet, sofern sie gleiche Elemente be­ zeichnen. Der Grundkörper 4 der Vorrichtung weist in seinem oberen Bereich eine konische Aussparung 8 auf, die mit einem sphärischen Endbereich 7 eines Koppel­ elements 1 in Verbindung steht. Eine Sicherungsscheibe 2 ist auf der oberen Endfläche des Grundkörpers 4 angeordnet, so daß sich der Endbereich 7 frei drehen kann und nicht aus der konischen Aussparung 8 herausspringt.

Die topfförmige Ausnehmung 10, die eine Konfiguration hat, die derjenigen der zu schleifenden Linse 6 entspricht, ist am unteren Ende des Grundkörpers 4 vorgesehen. Eine ringförmige Rippe 28 ist an einer bestimmten Stelle des Bodens der Ausnehmung 10 vorgesehen und erstreckt sich so weit nach unten, daß sie nicht über das untere Ende des Grundkörpers 4 hervorragt. Ein hohles elastisches Element 29, das in der Draufsicht eine runde Konfiguration hat, ist in dem inneren Umfang der Rippe 28 eingepaßt, d. h. in den mittleren Bereich der Ausnehmung 10. Ein anderes hohles elastisches Element 30 mit der Form einer Ringröhre ist in den ringförmigen Raum zwischen der äußeren Peripherie der Rippe 28 und der inneren Peripherie, welche die Ausnehmung 10 definiert, eingepaßt.

Vor der Befestigung der eine elastische Zwischenlage bildenden elastischen Elemente 29 und 30 wird jedes mit einem Fluid gefüllt, das entsprechend der Konfiguration der zu schleifenden Linse 6 und der Schleifbedingung unter Druck steht.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 7 sind die elastischen Elemente 29 und 30 im Hinblick darauf, daß es sich bei der Linse 6 um eine Meniskus­ linse handelt, die wegen des Schleifdrucks die gefährlichsten Deformationen erleidet, so angeordnet, daß der Druck vom Zentrum zur äußeren Peripherie der Linse 6 stetig abnimmt. Anders ausgedrückt: der Fluiddruck des elasti­ schen Elements 29 wird groß gehalten im Vergleich zum Fluiddruck des elastischen Elements 30.

Es versteht sich, daß die Vorrichtung gemäß Fig. 7 auch für andere als die in der Fig. 7 dargestellte Linsen verwendet werden kann, beispielsweise für Linsen mit gegenüberliegenden konvexen und gegenüberliegenden konkaven Oberflächen. Der erwähnte Druck wird hierbei entsprechend der Konfigura­ tion des jeweiligen Linsentyps geändert.

Indem bei der sechsten Ausführungsform die inneren Fluiddrücke der jewei­ ligen elastischen Elemente 29 und 30 voneinander verschieden gemacht werden, ist es möglich, die Verschiebungen der elastischen Elemente 29 und 30 entlang der z-Achse, die durch den Schleifdruck hervorgerufen werden, von der zentralen Achse bis zur Peripherie der Linse 6 zu ver­ gleichmäßigen. Demzufolge wird die Deformation der Linse 6 während des Schleifens auf ein Minimum reduziert, so daß die Schleifgenauigkeit verbessert wird.

Obwohl bei der sechsten Ausführungsform nur eine einzige Rippe 28 dar­ gestellt ist, können zwei oder mehrere Rippen vorgesehen werden, wenn es erwünscht ist. Es versteht sich auch, daß die Fluid-Drücke, die auf die elastischen Elemente 29 und 30 gegeben werden, beliebig eingestellt werden können.

In der Fig. 8 ist eine Haltevorrichtung 101 in teilweise aufgebrochener Ansicht dar­ gestellt, die zur Erläuterung einer siebten bis zehnten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung dient. Die Haltevorrichtung 101 besitzt hierbei mehrere Aufnahmeelemente 108 mit einer Elastizität zwischen einer Aufnahmeoberfläche 103 eines Grundkörpers 102 und einer Aufnahme­ fläche 105 einer Linse 6. Die Aufnahmeelemente 108 weisen jeweils einen Stützbereich 106 auf, der gegen die Aufnahmefläche 105 der Linse 6 stößt, wobei Zwischenräume 107 zwischen den Stützbereichen 106 gebildet werden. Die Stützbereiche 106 und die Räume 107 arbeiten folglich zu­ sammen, um eine hinreichende Ausnutzung der Elastizität der aufnehmenden Elemente 108 zu ermöglichen.

Die Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch eine Haltevorrichtung gemäß der siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Haltevorrichtung 111, die an einer nicht dargestellten Schleifmaschine befestigt ist, enthält einen Grundkörper 112, sowie eine Zwischenlage 114 aus Silikon. Die Oberfläche der inneren Wand der äußeren Peripherie 112a des Grundkörpers 112 ist so gestaltet, daß sie an die äußere Peripherie der Linse 6 angepaßt ist. Der Grundkörper 112 besitzt außerdem eine Ausnehmung 112b für die Aufnahme eines Koppelelements der Schleifvorrichtung. Da die Linse 6 eine flache und konkave Linse ist, wird die Zwischenlage 114 mit der linsen­ aufnehmenden Oberfläche 115 des Grundkörpers 112 verbunden, beispielsweise mittels eines Klebers. Die Zwischenlage 114 weist eine Vielzahl von halbkugelförmigen Stützkörpers 116 auf ihrer Oberfläche auf. Die Stützkörper 116 sind so ausgebildet, daß sie gleichmäßig gegen die Linsenaufnahmefläche 117 stoßen und Lufträume 118 zwischen benachbarten Stützkörpern 116 definieren. Während bei der Ausführungs­ form gemäß Fig. 9 die positionierte Linse 6 geschliffen wird, dehnen sich die Stützkörper 116 der Zwischenlage 114 aufgrund des Schleifdrucks und werden so deformiert, daß eine gleichmäßige Elasti­ zität der Zwischenlage 114 entsteht. Da die Linse 6 nicht durch eine ungleichförmige Elastizität negativ beeinflußt wird, tritt in der Linse 6 keine Deformation auf.

Die Zwischenlage 114 kann bei niedrigen Kosten in Massenproduktion aus einer Schmelze, z. B. aus Silikonkautschuk, Urethangummi oder der­ gleichen im Spritzgußverfahren hergestellt werden. Die Stützkörper 16 können als konische, als säulenförmige oder verschiedene andere Konfigurationen ausgebildet sein, die Zwischenräume zwischen benachbarten Stützkörpern gestatten, um ähnliche Vorteile und Effekte zu erhalten.

Die Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch eine Haltevorrichtung 111 gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung. Für gleiche Elemente werden wieder dieselben Bezugszahlen wie beim siebten Ausführungsbeispiel ver­ wendet. Wie man aus der Fig. 10 erkennt, besteht die Zwischenlage 114 aus mehreren kugelförmigen Stützkörpern 119 aus Silikongummi und aus einem Befestigungs­ mittel 120, z. B. einem Einbettungsmittel auf Silikonbasis, einem Silikon­ kleber oder dergleichen. Die Bälle 119 sind hierbei durch das Befestigungs­ mittel 120 mit der die Linsenseite aufnehmenden Fläche 115 des Grundkörpers 112 verbunden. Die Stützkörper 119 definieren Lufträume 118 zwischen der die Linsenseite aufnehmenden Oberfläche 117 der Linse 6.

Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, eine sehr präzise und von Ver­ zerrungen freie Oberfläche zu erreichen. Die Stützkörper 119 können leicht und preiswert hergestellt werden, indem elastische Kugeln verwendet werden, die auf dem Markt erhältlich sind. Außerdem kann die Dichte der Stützkörper 119 und damit die Elastizität der Zwischenlage 114 nach Bedarf eingestellt werden.

Die Fig. 11a und 11b zeigen einen Schnitt und eine vergrößerte Darstellung einer Haltevorrichtung 111 gemäß einer neunten Ausführungsform. Es werden dieselben Bezugszahlen wie beim achten Ausführungsbeispiel ver­ wendet, sofern die gleichen Elemente bezeichnet werden. Ein Halteelement 121, welches die aus Silikongummi bestehenden Stützkörper 119 hält, ist auf der halterseitigen Aufnahmefläche 115 des Grundkörpers 112 vorgesehen. Das Halteelement 121 weist ein Außengewinde 123 auf, so daß es in ein Innengewinde 122 geschraubt werden kann, das sich an der inneren Peripherie des Grundkörpers 112 befindet. Das Halteelement 121 besitzt außerdem eine Innenperipherie 124, die sich an die äußere Peripherie der Linse 6 anpaßt. Der Bodenbereich 125 des Halteelements 121 weist abgeschrägte Öffnungen 126 auf, welche für die Befestigung der Stützkörper 1 19 dienen. Die Öffnungen 126 gestatten ein Abstützen der Stützkörper 119 in Bezug auf die halterseitige Aufnahmefläche 115 sowie dazu, daß die Vorsprünge, die gegen die linsenseitige Aufnahme­ fläche 117 stoßen, beliebig deformiert werden können.

Mit dieser Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, beim Schleifen eine präzise und von Verzerrungen freie Oberfläche zu erzielen. Werden die Stützkörper 119 herausgedreht, können sie leicht durch neue ersetzt werden.

Die Fig. 12a und 12b zeigen eine Haltevorrichtung 111 gemäß einer zehnten Ausführungsform. Die Fig. 12a stellt einen Querschnitt durch eine Hälfte der Haltevorrichtung 111 dar, während Fig. 12b einen Längsschnitt dieser Vorrichtung zeigt. Es werden wieder dieselben Bezugszahlen wie beim achten und neunten Ausführungsbeispiel verwendet, wenn diese die gleichen Elemen­ te bezeichnen. Wie man aus den Figuren erkennt, sind mehrere Aussparungen 127 vorgesehen, die alle eine halbkugelförmige Konfiguration haben, welche dem Durchmesser der Stützkörper 119 entspricht. Diese Ausnehmungen 127 sind in dem Bereich des Grundkörpers 112 vorgesehen, der die halterseitige Aufnahmefläche 115 bildet. Indem die Stützkörper 119 in die jeweiligen Ausnehmungen 127 ein­ gebracht werden, kann die Haltevorrichtung 111 unter Verwendung des Klebers 120 (wie im achten Ausführungsbeispiel) oder des Halteelements 121 (wie im neunten Ausführungsbeispiel) leicht hergestellt werden; die Vorteile und Effekte sind dabei ähnlich denjenigen der vorbeschriebenen Ausführungs­ beispiele. Diese zehnte Ausführungsform kann auf einfache Weise bei jeder Form der linsenseitigen Aufnahmefläche 117 Anwendung finden, gleichgültig ob es sich um eine konkave Form (wie in Fig. 13a gezeigt) oder um eine konvexe Form handelt. Wie in der Fig. 13a gezeigt, kann der Grundkörper 112 auch lösbar in einer Schale 128 befestigt werden, so daß die halterseitige Aufnahmefläche 115 des Grundkörpers 112 leicht bearbeitet werden kann.

Um die Stützkörper 119 in den Aussparungen 127 festzuhalten, können sie mit­ einander verbunden werden, nachdem das Befestigungsmittel 120 in die Aus­ sparungen 127 eingeführt wurde oder nachdem das Befestigungsmittel 120 auf die Oberflächen der jeweiligen Stützkörper 119 aufgetragen wurde. Wie die Fig. 13b zeigt, können die Aussparungen ganz verschiedenartige Konfigura­ tionen besitzen, so daß sie sich nicht nur den kugelförmigen Stützkörpern 119, sondern u. a. auch prismen-, conus-, pyramiden- oder säulenförmigen Elementen 129 anpassen. Mit jeder dieser Konfigurationen kann man ähnliche Vorteile und Effekte erreichen. Obwohl das zehnte Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einer Linse 6 beschrieben wurde, kann dieses Ausführungsbeispiel auch bei zahlreichen anderen optischen Bauelementen Anwendung finden, beispielsweise bei Prismen, Filtern oder dergleichen.

Claims (13)

1. Haltevorrichtung für eine zu schleifende optische Linse (6) mit einem im wesentlichen topfförmigen Grundkörper (4; 112), in den die Linse (6) einsetzbar ist und dessen innerer Wandungsdurchmesser dem äußeren Durchmesser der Linse (6) entspricht, und mit einer elastisch verformbaren Zwischenlage zwischen dem Grundkörper (4; 112) und der dem Grundkörper (4; 112) zugewandten Oberfläche der Linse (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (5; 29, 30; 114) aus einem oder mehreren Ring(en) (5′; 5″) besteht und die Elastizität des oder der Ringe(s) (5′; 5″) der Dicke der jeweils zu bearbeitenden Linse (6) im Auflageberech angepaßt ist.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des topfförmigen Grundkörpers (4) mehrere konzentrisch angeordnete Stufen (11; 12; 13) aufweist, wobei in wenigstens zwei Stufen (11; 12) jeweils ein Ring (5′; 5″) vorgesehen ist.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Grundkörpers (4) eine durchgehende Bohrung (15) vorgesehen ist, durch die ein Fluid in den Raum (16) zwischen dem ersten Ring (5′), der Linsenoberfläche und dem Boden des Grundkörpers (4) einströmen kann.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abstand von der Mitte des Grundkörpers (4) durchgehende Bohrungen (15′) vorgesehen sind, durch die ein Fluid in den Raum (17) zwischen dem ersten Ring (5′) und dem zweiten Ring (5″) gelangt.

5. Haltevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (29, 30) aus einem oder mehreren mit einem Fluid gefüllten Hohlkörper(n) besteht.

6. Haltevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (5) eine Scheibe mit verschiedener Dicke in radialer Richtung der Linse (6) ist, wobei die Elastizität der Zwischenlage (5) an das Profil der Dicke der jeweils zu bearbeitenden Linse (6) angepaßt ist.

7. Haltevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (5) eine in radialer Richtung bezüglich ihrer Elastizität inhomogene Scheibe ist, die an jeder Stelle die gleiche Dicke hat, wobei die Elastizität der Scheibe (5) dem Dickenprofil der jeweils zu bearbeitenden Linse (6) angepaßt ist.

8. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die inhomogene Scheibe aus einer mittigen Scheibe (5a) und mehreren konzentrisch um sie angeordneten Ringen (5b, 5c) mit rechteckförmigem Querschnitt zusammensetzt, die in radialer Richtung aneinander anliegen und jeweils aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Elastizitäten bestehen.

9. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inhomogene Scheibe aus einem Material besteht, das Poren enthält, deren Dichte in radialer Richtung abnimmt.

10. Haltevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (114) aus mehreren über den Boden des Grundkörpers (112) verteilten Stützkörpern (116; 119; 129) besteht, deren Elastizität dem Dickenprofil der jeweils zu bearbeitenden Linse (6) angepaßt ist.

11. Haltevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (116) halbkugelförmig ausgebildet sind.

12. Haltevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (119) kugelförmig ausgebildet und in entsprechende Aussparungen (127) des Bodens des Grundkörpers (112) eingepaßt sind.

13. Haltevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (129) säulenförmig ausgebildet sind und in entsprechende Aussparungen (127) des Bodens des Grundkörpers (112) eingepaßt sind.