DE4000291A1 - Linsenbearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Linsenbearbeitungsma­ schine mit zumindest einem auf einer Schwinge kippbar ge­ lagerten Werkstücktragarm, bei der die Schwinge mittels eines einen Exzenter aufweisenden ersten Antriebs und eines ebenfalls einen Exzenter aufweisenden zweiten An­ triebs um eine Schwingenachse pendelnd und gleichzeitig in Längsrichtung der Schwingenachse hin und her ver­ schiebbar angetrieben ist und welche einen dritten An­ trieb zum Erzeugen einer zusätzlichen Relativbewegung zwischen der Linse und einem diese bearbeitenden Werk­ zeug aufweist. Eine solche Linsenbearbeitungsmaschine ist Gegenstand der EP-A-03 13 417.

Beim Schleifen oder Polieren torischer Linsen ist es er­ forderlich, daß es zwischen der Linse und dem Werkzeug zu einer Relativbewegung kommt, die durch überlagerung von mit mindestens drei Antrieben erzeugten Bewegungen hervorgerufen werden kann. Bei der Linsenbearbeitungs­ maschine nach der eingangs genannten EP-A-03 13 417 wird die Schwinge mittels zweier Exzentertriebe in eine schwingende und hin- und hergehende Bewegung versetzt. Der dritte Antrieb führt zu einer kreisenden Bewegung des Werkzeuges.

Da beim Bearbeiten von Linsen sehr erosiver Abrieb ent­ steht, kommt es zu einem starken Verschleiß sich bewe­ gender Teile, wenn diese nicht vor dem beim Schleifen oder Polieren entstehenden Abrieb geschützt sind. Da bei der bekannten Linsenbearbeitungsmaschine das Werkzeug am oberen Ende einer kreisend gelagerten und mittels Riemen angetriebenen Welle vorgesehen ist, besteht die Gefahr, daß solcher Abrieb zu einem Verschleiß der Lagerung oder Antriebsteile dieser das Werkzeug tragenden Welle füh­ ren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linsen­ bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art so aus­ zubilden, daß sie möglichst gut vor einem Verschleiß durch beim Bearbeiten entstehenden Abrieb geschützt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die drei Antriebe durch ein einziges, drei Exzenter auf­ weisendes Getriebe gebildet sind, wobei ein erster Exzen­ ter auf einer von einem Motor angetriebenen Welle ange­ ordnet ist und dieser erste Exzenter ein Planetenrad lagert, welches in einer gehäusefesten Außenverzahnung kämmt, daß das Planetenrad einen zu seiner Mittelachse exzentrischen, durch einen Ansatz gebildeten zweiten Exzenter hat, auf dem drehbar ein Antriebsrad gelagert ist, welches zu seiner Mittelachse exzentrisch einen dritten Exzenter aufweist, der über ein Koppelteil mit der Schwinge verbunden ist.

Bei einer solchen Linsenbearbeitungsmaschine führt das Werkstück durch eine entsprechende Bewegung des Werk­ stücktragarmes eine aus drei überlagerten Bewegungen er­ zeugte Schleifbewegung aus. Deshalb kann das Werkzeug unterhalb eines am Werkstücktragarm angeordneten Werk­ stückhalters fest angeordnet werden. Das hat zur Folge, daß in dem Bereich, in den beim Schleifen und Polieren Abrieb gelangt, keine sich bewegenden Getriebeteile oder Lagerungen vorgesehen sein müssen. Die erfindungsgemäße Linsenbearbeitungsmaschine ist deshalb besonders ver­ schleißarm. Da das einzige, die drei Exzenter aufweisen­ de Getriebe einfach aufgebaut ist, kann die Linsenbear­ beitungsmaschine kostengünstig hergestellt werden. Wei­ terhin ist sie sehr kompakt. Ein weiterer Vorteil des die drei Exzenter aufweisenden Getriebes liegt darin, daß die sich bewegenden Teile massearm sein können, so daß bei Arbeiten der Linsenbearbeitungsmaschine wenig Vibrationen auftreten können, was es wiederum ermög­ licht, die Maschine insgesamt leicht und damit kosten­ günstig herstellbar auszubilden.

Die Schwenkbewegung und seitliche Verschiebebewegung der Schwinge können auf einfache Weise hinsichtlich ihrer Amplitude verstellt werden, wenn gemäß einer vorteil­ haften Ausgestaltung der Erfindung der dritte Exzenter auf einer Exzenterscheibe vorgesehen ist, welche auf einem Einstellexzenter des Antriebsrades verdrehbar und festsetzbar sitzt. Der Einstellexzenter bildet einen vierten Exzenter, welcher ebenfalls in das Getriebe integriert wurde.

Die erfindungsgemäße Linsenbearbeitungsmaschine benötigt als Antrieb nur einen einzigen Motor, wenn das Getriebe als ein einen Motor tragender Getriebeblock ausgebildet ist, wenn der Motor eine an seinen beiden Stirnseiten aus ihm herausgeführte und dort jeweils eine Riemenschei­ be tragende Motorwelle hat und wenn die eine Riemen­ scheibe die Welle des Getriebeblockes und die andere Riemenscheibe das Antriebsrad auf dem zweiten Exzenter antreibt.

Da sich der Abstand des Antriebsrades auf dem zweiten Exzenter des Getriebeblockes von der Motorwelle durch die Exzenterbewegung ständig verändert, ist ein Aus­ gleich der unterschiedlichen Abstände erforderlich. Das kann auf besonders einfache Weise dadurch erfolgen, daß die Kraftübertragung zwischen dem Antriebsrad auf dem zweiten Exzenter und der Riemenscheibe auf der Motorwel­ le durch einen elastisch längendehnbaren Riemen erfolgt.

Eine alternative Möglichkeit des Ausgleiches von Ab­ standsänderungen besteht darin, daß die Kraftübertragung zwischen dem Antriebsrad auf dem zweiten Exzenter und der Riemenscheibe auf der Motorwelle durch ein nicht ela­ stisches Übertragungsglied erfolgt und zum Ausgleich der Abstandsänderungen das Übertragungsglied über ein Spann­ rad geführt ist. Eine solche Ausführungsform ermöglicht zum Beispiel die Verwendung einer Kette als Übertragungs­ glied. Das Spannrad kann beispielsweise ähnlich wie bei einer Kettenschaltung eines Fahrrades auf einem schwenk­ baren und in Spannrichtung vorgespannten Spannhebel vor­ gesehen sein.

Die Bewegung des Koppelteiles in Richtung der Schwingen­ achse entspricht zwangsläufig den Bewegungen des dritten Exzenters in dieser Ebene. Die quer dazu gerichtete Be­ wegung kann durch eine Hebelübersetzung auf der Schwinge vermindert werden, wenn der Werkstücktragarm zwischen dem Anlenkpunkt des Koppelteiles an der Schwinge und der Schwingenachse der Schwinge mit ihr schwenkbar verbunden ist. Dadurch wird der ohne eine solche Übersetzung kreis­ förmige Bewegungsbereich des Endes des Werkstücktrag­ armes und damit des Werkstückes in der quer zur Schwin­ genachse verlaufenden Richtung herabgesetzt, so daß der Bewegungsbereich zu einem Oval verformt wird, was beim Schleifen torischer Linsen zu einer höheren Qualität führt.

Zwischen dem Koppelteil und der Schwinge muß ein Schar­ nier vorgesehen sein, welches ein Verschwenken der Schwinge um eine parallel zu ihrer Schwingenachse ver­ laufenden Achse zuläßt, über das jedoch die Schwinge auf der Schwingenachse durch das Koppelteil verschoben werden kann. Das ist sehr einfach möglich, wenn das Koppelteil über eine sich parallel zur Schwingenachse der Schwinge erstreckenden, elastischen Leiste mit der Schwinge verbunden ist.

Die Linsenbearbeitungsmaschine ist insgesamt besonders einfach aufgebaut und deshalb kostengünstig herstellbar, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Getrie­ beblock mit horizontal sich erstreckenden Tragbolzen zwischen zwei seitlichen Lagerböcken gehalten ist, die jeweils von der Seite aus gesehen die Form eines auf der Hypothenuse stehenden, rechtwinkligen Dreiecks haben, wo­ bei die Tragbolzen in der rückwärtigen Kathete befestigt sind und die Welle des Getriebeblockes in etwa parallel zu dieser rückwärtigen Kathete verläuft.

Bei der Anfertigung von Brillengläsern sind meist zwei gleiche Brillengläser gleichzeitig zu polieren oder zu schleifen. Die Linsenbearbeitungsmaschine sollte deshalb zum gleichzeitigen Bearbeiten von zwei Linsen ausgebil­ det sein. Das ist mit geringem Aufwand möglich, wenn die Schwinge achsparallel zu ihrer Schwingenachse an gegen­ überliegenden Seiten jeweils einen Lagerzapfen hat, auf dem jeweils ein Werkstücktragarm gelagert ist.

Das Werkstück muß beim Bearbeiten auf dem Werkzeug um zwei Achsen kippen können. Die notwendige Kippbewegung um eine quer zum Lagerzapfen der Schwinge verlaufende Kippachse ist besonders einfach zu ermöglichen, wenn der Werkstücktragarm aus einem um den Lagerzapfen schwenk­ baren Grundhebel und einem von diesem um eine quer zu dem Lagerzapfen verlaufende Kippachse schwenkbar gela­ gerten, die Werkstückaufnahme aufweisenden Träger gebil­ det ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nach­ folgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Prinzipskizze der wesentlichsten Bau­ teile der Linsenbearbeitungsmaschine nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer kompletten, erfin­ dungsgemäßen Linsenbearbeitungsmaschine,

Fig. 3 eine Ansicht schräg von vorn in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2 auf die für die Lin­ senbearbeitungsmaschine wichtigsten Bauteile.

Die Fig. 1 zeigt einen Getriebeblock 1, in welchem eine Welle 2 gelagert ist. Diese ist aus der in der Zeichnung gesehen unteren Stirnfläche des Getriebeblockes 1 heraus­ geführt und trägt dort eine Riemenscheibe 3, die über Riemen 4 von einem in Fig. 2 gezeigten Motor 5 antreib­ bar ist. Die Welle 2 hat auf ihrer der Riemenscheibe 3 gegenüberliegenden Seite einen Exzenter 6, auf dem ver­ drehbar ein Planetenrad 7 gelagert ist, welches mit einer Außenverzahnung 8 in einer feststehenden Innen­ verzahnung 36 kämmt. Wenn der Exzenter 6 eine rechtsdre­ hende Umlaufbewegung ausführt, dreht sich durch diesen Zahneingriff das Planetenrad 7 während seines rechtsdre­ henden Umlaufes links herum.

Das Planetenrad 7 hat einen durch einen zu seiner Mittel­ achse exzentrischen Ansatz gebildeten zweiten Exzenter 9. Auf diesen Exzenter 9 ist ein Antriebsrad 10 drehbar gelagert, bei dem es sich ebenfalls um eine Riemenschei­ be handelt, die von elastischen Riemen 11 mittels des in Fig. 2 gezeigten Motors 5 angetrieben wird.

Auf der in Fig. 1 gesehen oberen Stirnfläche des An­ triebsrades 10 ist ein exzentrisch zu seiner Drehachse verlaufender Einstellexzenter 12 vorgesehen, auf dem eine mit Schrauben 19, 20 befestigte Exzenterscheibe 13 sitzt, die einen durch einen Zapfen gebildeten, dritten Exzenter 14 aufweist. Die vorgenannten Bauteile, insbe­ sondere die Exzenter 6, 9 und 14 bilden zusammen ein Getriebe 15.

Der Exzenter 14 greift in ein Koppelteil 16, welches den Exzenter 14 mit einer um eine Schwingenachse 17 schwenk­ baren und auf ihr seitlich verschiebbaren Schwinge 18 verbindet. Diese Verbindung erfolgt scharnierartig mit­ tels einer elastischen Leiste 21, die einerseits am Kop­ pelteil 16, andererseits an der Schwinge 18 durch Ein­ klemmen befestigt ist.

Auf der Schwinge 18 ist etwas unterhalb der Leiste 21 um einen Lagerzapfen 22 schwenkbar ein Werkstücktragarm 23 angelenkt, der an seinem vorderen Hebelarmende eine Werk­ stückaufnahme 24 trägt und an dessen rückwärtigem Hebel­ armende ein pneumatischer Hubzylinder 25 angreift. Die­ ser Hubzylinder 25 ist am Werkstücktragarm 23 und an seinem gegenüberliegenden Ende beweglich gelagert, damit der die Bewegungen der Schwinge 18 nicht behindert. Der Werkstücktragarm 23 besteht aus einem auf dem Lagerzap­ fen 22 schwenkbar gelagerten Grundhebel 37 und einem auf ihm um eine quer zum Lagerzapfen 22 verlaufende Kipp­ achse 38 kippbar gelagerten Träger 39, der die Werkstück­ aufnahme 24 aufweist. Der Grundhebel 37 hat zur Bildung der Kippachse 38 an entgegengesetzten Enden jeweils einen Zapfen 40, 41, auf denen der Träger 39 gelagert ist. Der Hubzylinder 25 ist am Grundhebel 37 angelenkt, damit der Träger 39 bei seiner Kippbewegung nicht be­ hindert wird.

Wird der Hubzylinder 25 druckbeaufschlagt, so schwenkt der Werkstücktragarm 23 um den Lagerzapfen 22, bis daß sich die Werkstückaufnahme 24 mit einer zu bearbeitenden Linse 26 auf ein ortsfest angeordnetes Werkzeug 27 ab­ senkt. Der Druck im Hubzylinder 25 bestimmt dabei die Andrückkraft der Linse 26 auf das Werkzeug 27.

Treibt man die Riemenscheibe 3 und das Antriebsrad 10 mittels des in Fig. 2 gezeigten Motors 5 an, so führt das Koppelteil 16 eine von den Exzentern 6, 9 und 14 er­ zeugte Bewegung aus, die über die Schwinge 18 und dem Werkstücktragarm 23 auf die Werkstückaufnahme 24 übertra­ gen wird, so daß die Linse 26 eine entsprechende Bewe­ gung auf dem Werkzeug 27 ausführt. Die Werkstückaufnahme 24 ist über zwei hintereinander angeordnete Spitzen 28 mit dem Werkstücktragarm 23 verbunden, so daß sie bei der Bewegung über das Werkzeug 27 um eine quer zur Zeich­ nungsebene verlaufende Achse kippen kann. Die andere, notwendige Kippbewegung wird durch die Kippachse 38 er­ möglicht.

Die Fig. 2 zeigt einen von zwei seitlichen Lagerböcken 29, die von der Seite aus gesehen jeweils die Form eines auf der Hypothenuse stehenden Dreieckes haben. Der Ge­ triebeblock 1 ist mittels zweier Tragbolzen 30, 31 an dem die rückwärtige Kathete des Lagerbockes 29 bildenden Lagerbockteil befestigt. Auf dem Getriebeblock 1 sitzt der bereits erwähnte Motor 5. Dieser hat eine aus seinen beiden Stirnseiten herausgeführte Motorwelle 32, die an jeder Stirnseite eine Riemenscheibe 33, 34 trägt. Die Riemenscheibe 33 treibt über die elastischen Riemen 11 das Antriebsrad 10 und die Riemenscheibe 34 über die Riemen 4 die Riemenscheibe 3 an. Dadurch kommt es zu der erläuterten Bewegung des Exzenters 14, die über das Koppelteil 16 auf die Schwinge 18 übertragen wird. Der auf der Schwinge 18 gelagerte Werkstücktragarm 23 greift in einen Schleifraum 35, in dem das Werkzeug 27 ortsfest angeordnet ist.

In der Fig. 2 ist desweiteren der Hubzylinder 25 ge­ zeigt, mit dem der Werkstücktragarm 23 im Uhrzeigersinn verschwenkt werden kann, um die Werkstückaufnahme 24 zum Werkzeug 27 hin zu verschwenken.

Die Draufsicht gemäß Fig. 3 zeigt, daß das Koppelteil 16 von oben her gesehen dreieckig ist und die mit ihr gekoppelte Schwinge 18 auf der dem Lagerzapfen 22 gegen­ überliegenden Seite einen weiteren Lagerzapfen 22a hat. Jeder Lagerzapfen 22, 22a lagert jeweils einen Werkstück­ tragarm 23, 23a.

Die Fig. 3 läßt weiterhin erkennen, wie das Antriebsrad 10 von der Riemenscheibe 33 mittels des längenelasti­ schen Riemens 11 angetrieben ist.

Auflistung der verwendeten Bezugszeichen

 1 Getriebeblock
 2 Welle
 3 Riemenscheibe
 4 Riemen
 5 Motor
 6 Exzenter
 7 Planetenrad
 8 Außenverzahnung
 9 Exzenter
10 Antriebsrad
11 Riemen
12 Einstellexzenter
13 Exzenterscheibe
14 Exzenter
15 Getriebe
16 Koppelteil
17 Schwingenachse
18 Schwinge
19 Schraube
20 Schraube
21 elastische Leiste
22 Lagerzapfen
23 Werkstücktragarm
24 Werkstückaufnahme
25 Hubzylinder
26 Linse
27 Werkzeug
28 Spitze
29 Lagerbock
30 Tragbolzen
31 Tragbolzen
32 Motorwelle
33 Riemenscheibe
34 Riemenscheibe
35 Schleifraum
36 Innenverzahnung
37 Grundhebel
38 Kippachse
39 Träger
40 Zapfen
41 Zapfen

Claims (10)

1. Linsenbearbeitungsmaschine mit zumindest einem auf einer Schwinge kippbar gelagerten Werkstücktragarm, bei der die Schwinge mittels eines einen Exzenter aufweisen­ den ersten Antriebs und eines ebenfalls einen Exzenter aufweisenden zweiten Antriebs um eine Schwingenachse pen­ delnd und gleichzeitig in Längsrichtung der Schwingen­ achse hin und her verschiebbar angetrieben ist und wel­ che einen dritten Antrieb zum Erzeugen einer zusätz­ lichen Relativbewegung zwischen der Linse und einem diese bearbeitenden Werkzeug aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die drei Antriebe durch ein einziges, drei Exzenter (6, 9, 14) aufweisendes Getriebe (15) gebildet sind, wobei ein erster Exzenter (6) auf einer von einem Motor (5) angetriebenen Welle (2) angeordnet ist und dieser erste Exzenter (6) ein Planetenrad (7) lagert, welches in einer gehäusefesten Außenverzahnung (36) kämmt, daß das Planetenrad (7) einen zu seiner Mittel­ achse exzentrischen, durch einen Ansatz gebildeten zwei­ ten Exzenter (9) hat, auf dem drehbar ein Antriebsrad (10) gelagert ist, welches zu seiner Mittelachse exzen­ trisch einen dritten Exzenter (14) aufweist, der über ein Koppelteil (16) mit der Schwinge (18) verbunden ist.

2. Linsenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Exzenter (14) auf einer Exzenterscheibe (13) vorgesehen ist, welche auf einem Einstellexzenter (12) des Antriebsrades (10) verdrehbar und festsetzbar sitzt.

3. Linsenbearbeitungsmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (15) als ein einen Motor (5) tragender Getriebeblock (1) ausgebil­ det ist, daß der Motor (5) eine an seinen beiden Stirn­ seiten aus ihm herausgeführte und dort jeweils eine Rie­ menscheibe (33, 34) tragende Motorwelle (32) hat und daß die eine Riemenscheibe (34) die Welle (2) des Getriebe­ blockes (1) und die andere Riemenscheibe (33) das An­ triebsrad (10) auf dem zweiten Exzenter (9) antreibt.

4. Linsenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennnzeichnet, daß die Kraftübertragung zwischen dem Antriebsrad (10) auf dem zweiten Exzenter (9) und der Riemenscheibe (33) auf der Motorwelle (32) durch ela­ stisch längendehnbare Riemen (11) erfolgt.

5. Linsenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung zwischen dem Antriebsrad (10) auf dem zweiten Exzenter (9) und der Riemenscheibe (33) auf der Motorwelle (32) durch ein nicht elastisches Übertragungsglied erfolgt und zum Ausgleich der Abstandsänderungen das Übertragungsglied über ein Spannrad geführt ist.

6. Linsenbearbeitungsmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstücktragarm (23) zwischen dem Anlenkpunkt des Kop­ pelteiles (16) an der Schwinge (18) und der Schwingen­ achse (17) der Schwinge (18) mit ihr schwenkbar verbun­ den ist.

7. Linsenbearbeitungsmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelteil (16) über eine sich parallel zur Schwingen­ achse (17) der Schwinge (18) erstreckenden, elastischen Leiste (21) mit der Schwinge (18) verbunden ist.

8. Linsenbearbeitungsmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebeblock (1) mit horizontal sich erstreckenden Tragbolzen (30, 31) zwischen zwei seitlichen Lagerböcken (29) gehalten ist, die jeweils von der Seite aus gesehen die Form eines auf der Hypotenuse stehenden, rechtwink­ ligen Dreiecks haben, wobei die Tragbolzen (30, 31) in der rückwärtigen Kathete befestigt sind und die Welle (2) des Getriebeblockes (1) in etwa parallel zu dieser rückwärtigen Kathete verläuft.

9. Linsenbearbeitungsmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (18) achsparallel zu ihrer Schwingenachse (17) an gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Lagerzapfen (22, 22a) hat, auf dem jeweils ein Werkstücktragarm (23, 23a) gelagert ist.

10. Linsenbearbeitungsmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstücktragarm (23) aus einem um den Lagerzapfen (22) schwenkbaren Grundhebel (37) und einem von diesem um eine quer zu dem Lagerzapfen (22) verlaufenden Kippachse (38) schwenkbar gelagerten, die Werkstückaufnahme (24) aufweisenden Träger (39) gebildet ist.