DE4022009A1 - Verfahren zur kontaktlosen, maschinellen bearbeitung sphaerischer flaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung einer sphärischen Fläche, und insbesondere auf ein kontaktloses, maschinelles Bearbeitungsverfahren, welches geeignet ist, eine durchmesserkleine Linse, wie eine Stablinse, abzutragen bzw. abzuschleifen oder zu polieren.

Jüngste Entwicklungen zur Erzielung eines höheren Leistungsver­ mögens von durchmesserkleinen, stabförmigen Gradienten-Glaslin­ sen umfassen die maschinelle Bearbeitung eines Endes einer derartigen Stablinse zur Bildung einer sphärischen Oberfläche.

Gemäß einem üblichen Verfahren zur maschinellen Bearbeitung eines Endes einer Stablinse wird eine sphärische Fläche an dem Ende der Stablinse mittels eines Kurvengenerators erzeugt. Die prinzipiellen Einzelheiten eines derartigen Kurvengenerators sind "Optical Technology Contact", Band 24, Nr. 10 und Nr. 12 (1986).

Das übliche maschinelle Bearbeitungsverfahren wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 9 der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, dreht sich eine Schleifscheibe 302 mit großer Korngröße (kleine Korn­ größennummer), die an einem Kopfende einer Schale 301 ange­ bracht ist, um ihre eigene Achse, und eine Stablinse 2, die an einem Haltewerkzeug 24 mittels eines Klebstoffes angebracht ist, wird derart positioniert, daß ihre Achse 22 durch die Mitte P einer runden Fläche der Schleifscheibe 302 geht. Dann wird die Stablinse 2 gegen die sich drehende Schleifscheibe 302 gedrückt, wobei ein über eine Leitung 303 zugeführtes Schmier­ mittel/Kühlmittel-Fluid zu dem Bereich geleitet wird, an dem die Stablinse 2 die Schleifscheibe 302 berührt.

Wenn die Linsenachse 22 bezüglich der Achse 315 der Schleif­ scheibe 302 unter einem Winkel ß geneigt ist, dann wird eine sphärische Oberfläche an dem Kopfende der Stablinse 2 erzeugt, die einen Krümmungsradius hat, der sich mit R = (D/2sinβ) - r angeben läßt, wobei D der Durchmeser der Schleifscheibe 203 und r der Krümmungsradius der runden Oberfläche der Schleifscheibe 302 ist.

Dann wird die so erzeugte sphärische Oberfläche der Stablinse 2 derart abgeschliffen, daß die Oberfläche hinsichtlich der Form korrigiert wird und die Oberflächenrauhigkeit verbessert wird. Wie insbesondere in Fig. 7 gezeigt ist, ist ein Abtrag bzw. Abschleifwerkzeug 401, das eine Schleifscheibe mit einer konkaven sphärischen Fläche aufweist, auf der sphärischen Fläche der Stablinse 2 angeordnet. Das untere Ende einer vertikalen Achse 402, die am distalen Ende eines Arms 407 (Fig. 8) einer üblichen Abschleifmaschine 406 gelagert ist, ist mit der Mitte einer oberen Fläche der Abschleifscheibe 401 über ein Kugelgelenk verbunden. Die vertikale Achse 402 wird dann in Querrichtung schwingend um die Mitte Q der konkaven sphärischen Fläche der Abschleifscheibe 401 hin- und hergehend bewegt. Ein Schmiermittel/Kühlmittel-Fluid wird über eine Leitung 403 zu der Abschleifscheibe 401 geleitet, und die Stablinse 2 wird um die Achse 22 gedreht und gegen die Abschleifscheibe 401 mit einer vorbestimmten Druckkraft angedrückt. Die sphärische Oberfläche der Stablinse 2 wird somit zur Verbesserung der Güte der Oberflächenbeschaffenheit abgetragen. Abtragswerkzeuge mit zunehmend kleineren Korngrößen (größere Korngrößennummer) werden sukzessiv bei der Abtragsmaschine 406 eingesetzt, so daß die sphärische Oberfläche der Stablinse 2 hinsichtlich der Form korrigiert und hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit im Zuge von aufeinanderfolgenden Abtragsschritten zur Erzielung einer feineren Oberflächengüte verbessert.

Anschließend erfolgt ein Oberflächenpolieren der abgetragenen sphärischen Oberfläche der Stablinse 2. Wie darüber hinaus in Fig. 9 gezeigt ist, wird ein Polierwerkzeug 501, das eine konkave sphärische Oberfläche mit einer aufgebrachten, federnd nachgiebigen Schicht 502 aus Urethan, Teer oder dergleichen hat, auf die sphärische Oberfläche der Stablinse 2 gesetzt. Das Polierwerkzeug 501 und die Stablinse 2 werden dann auf die gleiche wie zuvor beschriebene Weise bewegt und zugleich wird ein Schmiermittel/Kühlmittel-Fluid über eine Leitung 503 in das Polierwerkzeug 501 eingeleitet. Auf diese Weise wird die sphärische Oberfläche der Stablinse 2 poliert.

Bei dem üblichen maschinellen Bearbeitungsverfahren unterliegen jedoch die konkaven sphärischen Flächen der Abschleif- und Polierwerkzeuge Verformungen infolge von wechselseitigen Überlappungen. Es bedarf daher äußerst geschickter Hände, um solche Verformungen an den Abschleif- und Polierwerkzeugen zu vermeiden. Daher läßt sich die Qualität der fertiggestellten Stablinsen nicht mit einer ausreichenden Gleichmäßigkeit sicherstellen. Das Linsenabschleifverfahren macht eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten zur Erzielung von progressiv feineren Oberflächenbeschaffenheiten erforder­ lich. Die eingesetzten Abschleifwerkzeuge sind so ausgelegt, daß sie für einen jeweils speziellen Krümmungsradius der sphärischen Oberfläche einer Stablinse bestimmt sind. Wenn eine Stablinse, die eine sphärische Oberfläche mit einem anderen Krümmungsradius hat, abzuschleifen ist, müssen die sphärischen Oberflächen der Abschleifwerkzeuge korrigiert werden. Da der Korrekturvorgang langwierig und zeitraubend ist, sowie eine Anzahl von Schritten erforderlich macht, erhielt man eine geringe Herstellungsgeschwindigkeit für derartige Stablinsen.

Nach der Erfindung wird ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung einer sphärischen Oberfläche eines Werkstückes mittels einer rohrförmigen Aufspanneinrichtung angegeben, welche um eine erste Achse drehbar ist, und die ein erstes Ende, ein zweites, dem ersten Ende gegenüberliegendes Ende und einen Durchgang hat, der längs der Achse von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende verläuft, wobei der Durchgang einen Einlaß am ersten Ende und einen Auslaß am zweiten Ende hat, und wobei der Auslaß an einem Umfangsrand eine sich konischen nach außen erweiternde Fläche hat, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, daß die rohrförmige Aufspanneinrichtung um die erste Achse gedreht wird, das Werkstück um eine zweite Achse gedreht wird, die unter einem vorbestimmten Winkel bezüglich der ersten Achse geneigt ist, ein Schmiermittel/Kühlmittel- Fluid von dem Einlaß über den Durchgang zu dem Auslaß zugeführt wird, welches in suspendierter Form Schleifpartikel enthält, so daß eine hochdichte Strömungsschicht aus Schleifpartikeln an und längs der konischen Fläche unter Einwirkung von Zentrifugalkräften erzeugt wird, die durch die Drehung der rohrförmigen Aufspanneinrichtung erzeugt werden, und daß die sphärische Oberfläche des Werkstückes gegen die Strömungs­ schicht aus Schleifpartikeln gedrückt wird, während die rohrförmige Auspanneinrichtung und das Werkstück jeweils um die erste und die zweite Achse eine Drehbewegung ausführen.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht eine äußerst genaue maschinelle Bearbeitung einer durchmesserkleinen Linse, wie einer Stablinse, und es wird eine gleichbleibende Qualität bei den fertiggestellten Werkstücken erzielt. Auf diese Weise lassen sich geschliffene oder polierte Werkstücke auf effizien­ te Weise mit einer hohen Ausstoßleistung herstellen.

Insbesondere wird die Strömungsschicht aus Schleifpartikeln auf und längs der konischen Oberfläche der rohrförmigen Aufspan­ neinrichtung gebildet, und die Linse wird mittels der Schicht aus Schleifpartikeln maschinell bearbeitet, d.h. geschliffen und poliert. Daher ist es nicht erforderlich, daß die rohrför­ mige Aufspanneinrichtung selbst korrigiert oder ersetzt werden muß, und daher sind keine erfahrenen Arbeiter für eine solche Korrektur oder ein solches Ersetzen erforderlich. Als Folge hiervon ist die Qualität der maschinell bearbeiteten Werk­ stücke äußerst hoch und gleichbleibend. Die maschinell bearbeitete sphärische Oberfläche hat eine hohe Güte, da sie kontaktlos in bezug zu der rohrförmigen Aufspanneinrichtung maschinell bearbeitet wird. Das Werkstück kann sukzessiv einfach dadurch abgeschliffen und poliert werden, daß man den Durchmesser der in dem Schmiermittel/Kühlmittel-Fluid suspen­ dierten Schleifpartikel variiert, wodurch man zugleich eine Herabsetzung der Anzahl der erforderlichen Bearbeitungsschritte erhält. Auf diese Weise läßt sich die Produktiviät der maschinell bearbeiteten Werkstücke oder Linsen steigern.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnittansicht einer rohrförmigen Lippenaufspanneinrichtung, die bei der Erfindung zur Anwendung kommt,

Fig. 2 eine Seitenansicht in Teilschnittdarstellung zur Verdeutlichung der Art und Weise, mit der eine Stablinse gemäß einem Verfahren der kontaktlosen maschinellen Bearbeitung einer sphärischen Oberflä­ che gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung abgeschliffen und poliert wird,

Fig. 3 eine vergrößerte Ausschnittsansicht zur Verdeutli­ chung einer Schicht mit Schleifpartikeln bei dem in Fig. 2 gezeigten Verfahren,

Fig. 4 eine Fig. 2 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung eines Verfahrens einer kontaktlosen maschinellen Bearbeitung einer sphärischen Oberfläche gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Fig. 2 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung eines Verfahrens einer kontaktlosen maschinellen Bearbeitung einer sphärischen Oberfläche gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Ansicht zur Verdeutlichung eines üblichen Verfahrens zum Erzeugen einer sphärischen Oberfläche mittels eines Kurvengenerators,

Fig. 7 eine Ansicht zur Verdeutlichung eines üblichen Abschleifverfahrens,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung einer üblichen Abschleifmaschine, und

Fig. 9 eine Ansicht zur Verdeutlichung einer üblichen Polierbearbeitung.

Fig. 1 zeigt eine rohrförmige Lippenaufspanneinrichtung 1, die bei dem Verfahren der kontaktlosen maschinellen Bearbeitung einer sphärischen Oberfläche nach der Erfindung eingesetzt wird. Die Lippenaufspanneinrichtung 1 weist einen rohrförmigen Abschnitt 5 und einen Flansch 6 auf, und ist um ihre eigene Achse 15 drehbar. Die Lippenaufspanneinrichtung 1 hat einen Durchgang 11 für ein Schmiermittel/Kühlmittel-Fluid, der durch dieselbe längs der Achse 15 geht und sich von einem Einlaß 13 am hinteren Ende am Flanschteil 6 in Richtung zu einem Auslaß 14 im vorderen Ende des rohrförmigen Abschnittes 5 erstreckt. Der Durchgang 11 wird von einer zylindrischen Innenwandfläche 12 begrenzt, welche eine konisch verlaufende Fläche 16 umfaßt, die sich am Umfangsrand des Auslasses 14 in Richtung nach außen erweitert. Die konische Fläche 16 ist unter einem Winkel R bezüglich einer Ebene 18 geneigt, die senkrecht zu der Achse 15 ist.

Die Lippenaufspanneinrichtung 1 kann um die Achse 15 mit Hilfe eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) mit einer hohen Drehzahl in einem Bereich von 5000 bis 10 000 l/min gedreht werden.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine durchmesserkleine, stabförmige Gradientenglaslinse 2, welche maschinell zu bearbeiten, d.h. abzuschleifen und zu polieren ist, fest mit dem Kopfende eines Haltewerkzeuges 24 mittels eines Klebstoffes 23 verbunden. Die Stablinse 2 wird zusammen mit dem Haltewerk­ zeug 24 um eine Achse 22 mit einer relativ niedrigeren Drehzahl von beispielsweise 100 l/min gedreht. Die Achse 22 der Stablinse 2 ist unter einem Winkel R bezüglich der Achse 15 geneigt, um die sich die Lippenaufspanneinrichtung 1 dreht, d.h. sie verläuft senkrecht zu der konischen Fläche 16 der Lippenaufspanneinrichtung 1 in einer Ebene, welche die Achsen 15, 22 enthält.

Das Verfahren der kontaktlosen, maschinellen Bearbeitung einer sphärischen Oberfläche nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert.

Die Lippenaufspanneinrichtung 1, die den Durchgang 11 für das Schmiermittel/Kühlmittel-Fluid 3 hat, wird um die Achse 15 mit einer hohen Drehzahl in einem Bereich von 5000 bis 10 000 l/min gedreht, wie dies voranstehend angegeben ist.

Dann wird das Schmiermittel/Kühlmittelfluid 3, das darin suspendiert Schleifpartikel 31 enthält, über den Einlaß 13 in den Durchgang 11 der Lippenaufspanneinrichtung 1 eingeleitet. Das auf diese Weise eingeleitete Schmiermittel/Kühlmittel-Fluid 3 ist ständig einer Rotationsenergie in Abhängigkeit von der Viskosität desselben ausgesetzt, welche von der Lippenauf­ spanneinrichtung 1 infolge des Reibungswiderstandes einwirkt, der durch die innere Wändfläche 12 der Lippenaufspanneinrich­ tung 1 bei dem Schmiermittel/Kühlmittel-Fluid 3 erzeugt wird. Die einwirkende Rotationsenergie unterbricht die gleichförmige Dispersionsverteilung der Schleifteilchen 31 in dem Kühlmittel/Schmiermittel-Fluid 3, und es wird hierdurch bewirkt, daß die suspendierten Schleifpartikel 31 in Abhängig­ keit von der Masse der Schleifpartikel 31 in dem Schmier­ mittel/Kühlmittelfluid 3 separiert oder örtlich anders verteilt werden. Insbesondere werden jene Schleifpartikel 31, die eine größere Masse haben, stärkeren Zentrifugalkräften ausgesetzt, und sie lagern sich daher als eine Schicht auf und längs der Innenwandfläche 12 an. Die schweren Schleifpartikel 31 lagern sich progressiv an, wenn das Kühlmittel/Schmiermittel-Fluid 3 durch den Durchgang 12 von dem Einlaß 13 zu dem Auslaß 14 strömt. Daher wird eine hochdicht gepackte Strömungsschicht 13 aus Schleifpartikeln 31 an und längs der konischen Fläche 16 in der Nähe des Auslasses 14 erzeugt, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist. Da die Schicht 30 mit Schleifpartikeln jene Schleifpartikel 31 enthält, die in Abhängigkeit von ihrer Masse separiert wurden, werden die Durchmesser der Schleifpartikel 31 in der Schicht 30 aus Schleifpartikeln vergleichmäßigt. Eine ständige Zuführung von neuen Schleifpartikeln 31 über den Einlaß 13 und eine ständige Ausgabe des Fluids über den Auslaß 14 unterstützen ebenfalls die Vergleichmäßigung der Teilchen­ durchmesser der Schleifteilchen in der Schicht 30. Der kontinuierliche Durchfluß des Schmiermittel/Kühlmittel-Fluids 3 verhindert auch, daß die maschinell bearbeitete Linsenober­ fläche in unerwünschter Weise erwärmt wird.

Anschließend wird eine konvexe sphärische Endfläche 21 der Stablinse 2 gegen die Schicht 30 mit Schleifteilchen gedrückt, die auf die vorstehend beschriebene Weise an der konischen Fläche 16 der Lippenaufspanneinrichtung 1 gebildet wurde, wobei die Achse 22 der Stablinse 2 unter einem Winkel R bezüglich der Achse 15 der Lippenaufspanneinrichtung 1 geneigt ist. Die Stablinse 2 wird dann um die Achse 22 mit einer Drehzahl von 100 l/min beispielsweise gedreht.

Wenn man annimmt, daß die Schicht 30 mit Schleifpartikeln dünn und homogen ist, dann wird die Oberfläche der Stablinse 2, die gegen die Schicht 30 mit Schleifpartikeln gehalten wird, zu einer sphärischen Oberfläche geschliffen oder poliert, die einen Krümmungsradius R hat, der sich auf die folgende Weise ausdrücken läßt:

wobei R der Winkel der konischen Fläche 16 bezüglich der Ebene 18 ist, C der Außendurchmesser der konischen Fläche 16 ist, A der Abstand von dem äußeren Rand der konischen Fläche 16 zu der Stelle ist, an der die Stablinse 2 maschinell bearbeitet wird, und t die Dicke der Schleifpartikel-Schicht 30 ist.

Das kontaktlose, maschinelle Bearbeitungsverfahren der vorstehend beschriebenen Art ist entweder für das Abschleifen oder das Polieren in Abhängigkeit von der Größe des Durchmes­ sers der suspendierten Schleifpartikel 31 anwendbar, die dem Schmiermittel/Kühlmittel-Fluid 3 zugegeben werden.

Bei einem durchgeführten Versuch unter Anwendung des kontakt­ losen, maschinellen Bearbeitungsverfahrens nach der Erfindung wurde eine Stirnfläche 21 einer Stablinse 2, die eine maximale Oberflächenrauhigkeit Hmax in einem Bereich von 0,2 bis 0,5 µm und und eine mittlere Oberflächenrauhigkeit von Ha in einem Bereich von 0,03 bis 0,05 µm hat, abgeschliffen oder poliert. Die maschinell bearbeitete Oberfläche 21 wurde unter Verwendung eines Abtastelektrodenmikroskops mit einer Vergröße­ rung von x 10 000 untersucht, und es konnten visuell keine Oberflächenunregelmäßigkeiten festgestellt werden. Daher war die Linsenoberfläche auf eine Hochglanzgüte mit einer maximalen Oberflächenrauhigkeit Hmax von 0,01 µm oder weniger poliert.

Der vorstehend angegebene Versuch erfolgte unter den folgenden Bedingungen: Der Durchmesser der Stablinse betrug 2,0 mm. Die Lippenaufspanneinrichtung wurde mit einer Drehzahl von 5000 l/min gedreht. Der Winkel R der konischen Fläche der Lippenaufspanneinrichtung belief sich auf 60°. Die Stablinse drehte sich mit einer Drehzahl von 100 l/min. Die vorgesehenen Schleifpartikel waren Partikel aus Zirkonoxid. Das eingesetzte Schmiermittel/Kühlmittel-Fluid war Wasser, das 15 Gew.-% an Schleifpartikeln enthielt. Die auf der konischen Fläche gebildete Schleifpartikelschicht hatte eine Dicke von etwa 10 µm.

Da bei dem vorstehend beschriebenen kontaktlosen, maschinellen Bearbeitungsverfahren das Kopfende 21 der Stablinse 2 durch die Flächenschicht der Schleifpartikelschicht 30 geschliffen, abgetragen und poliert wird, wird die konische Fläche 16 der Lippenaufspanneinrichtung 1 nicht durch die Stablinse 2 kontaktiert. Daher braucht die konische Fläche 16 nicht korrigiert zu werden, oder die Lippenaufspanneinrichtung 1 braucht nicht durch eine neue Lippenaufspanneinrichtung ersetzt zu werden.

Wenn der Abstand A von dem äußeren Rand der konischen Fläche 16 zu der Bearbeitungsstelle sich verändert, verändert sich der Krümmungsradius der Bearbeitungsfläche 21 der Stablinse 2 bei der Verwendung ein und derselben Lippenaufspanneinrichtung 1. Da die Stablinse 2 mittels der suspendierten Schleifteilchen maschinell bearbeitet wird und während des maschinellen Bearbeitungsvorganges nicht in Kontakt mit der Lippenaufspan­ neinrichtung 1 ist, läßt sich die Oberflächenrauhigkeit der maschinell bearbeiteten Linsenoberfläche 21 in starkem Maße verbessern.

Da ferner die Lippenaufspanneinrichtung 1 sich mit einer hohen Drehzahl dreht, wird eine große Energie zur maschinellen Bearbeitung durch die Lippenaufspanneinrichtung 1 beim Schleifen, Abtragen und Polieren der Stablinse 2 in ausreichen­ dem Maße erzeugt. Die sphärische Gestalt der maschinell bearbeiteten Linsenoberfläche 21 läßt sich korrigieren, und die Oberflächenrauhigkeit derselben läßt sich zugleich verbessern, wodurch sich ergibt, daß sich die Stablinse 2 mit einer verminderten Anzahl von Bearbeitungsschritten maschinell bearbeiten läßt.

Fig. 4 zeigt ein kontaktloses, maschinelles Bearbeitungsverfah­ ren gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung. Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist eine Schleifscheibe 102 eines Kurvengenerators an dem vorderen Ende einer Lippenaufspanneinrichtung 101 angebracht. Nachdem am Kopfende einer Stablinse 2 eine konvexe, sphärische Oberfläche mit der Schleifscheibe 102 erzeugt wurde, wird ein Schmiermit­ tel/Kühlmittel-Fluid 3 über einen Einlaß (nicht gezeigt) eines Durchganges 111 in Richtung zu einem Auslaß 114 der Lippenauf­ spanneinrichtung 101 geleitet, das darin suspendierte Schleif­ partikel 31 enthält. Während der Hochgeschwindigkeitsdrehbewe­ gung der Lippenaufspanneinrichtung 101 wird eine Schleif­ partikelschicht 130 auf einer inneren Fläche des distalen Endes der Schleifscheibe 102 gebildet, und die Oberfläche 21 der Stablinse wird gegen die Schleifpartikelschicht 130 gedrückt. Die Stablinse 2 ist derart positioniert, daß ihre Achse 220 durch die Mitte P der Krümmung einer runden Fläche des distalen Endes der Schleifscheibe 102 geht, wobei die runde Fläche einen halbkugelförmigen Querschnitt hat.

Nachdem bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform die sphärische Oberfläche auf dem Kopfende der Stablinse 2 mittels der Schleifscheibe 102 erstellt wurde, wird das Schmier­ mittel/Kühlmittelfluid 3 in den Durchgang 111 eingeleitet und die Schleifpartikelschicht 130 wird gebildet. Daher läßt sich die Stablinse 2 unmittelbar nach dem Zuschleifen des Kopfendes zu einer sphärischen Oberfläche abschleifen und polieren.

Fig. 5 zeigt ein kontaktloses, maschinelles Bearbeitungsverfah­ ren gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung. Bei der dritten bevorzugten Ausführungsform wird eine konkave sphärische Oberfläche 203 einer Stablinse 202 abgeschliffen und poliert. Insbesondere strömt eine Schleifpar­ tikelschicht 230 in einer Lippenaufspanneinrichtung 201 von einer konischen Fläche 216 der Lippenaufspanneinrichtung 201 nach außen in Richtung zu einem Auslaß 214 derselben, und die konkave sphärische Oberfläche 203 der Stablinse 202 wird gegen die Schleifpartikelschicht 231 am äußeren Ende des Auslasses 214 derart gedrückt, daß die konkave, sphärische Oberfläche 203 abgetragen und poliert wird.

Wie die voranstehende Beschreibung gezeigt hat, wird bei der Erfindung eine sphärische Oberfläche einer durchmesserkleinen Linse, wie einer Stablinse, auf kontaktlose Weise mittels einer Schleifpartikelschicht abgetragen und poliert. Daher wird die sphärische Oberfläche mit hoher Genauigkeit abgetragen und poliert. Die Qualität der so oberflächenbearbeiteten sphäris­ chen Linsenoberflächen läßt sich gleichbleibend in hohem Maße aufrechterhalten, und Linsen mit oberflächenbearbeiteten sphärischen Oberflächen lassen sich effizient mit einer hohen Herstellungsleistung herstellen.

Obgleich voranstehend bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung erläutert worden sind, ist die Erfindung natürlich nicht auf die voranstehend beschriebenen Einzelheiten be­ schränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall vornehmen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (9)

1. Verfahren zum maschinellen Bearbeiten einer sphärischen Oberfläche eines Werkstücks mittels einer rohrförmigen Aufspanneinrichtung, die um eine erste Achse drehbar ist, ein erstes Ende, ein zweites dem ersten Ende gegenüber­ liegendes Ende und einen Durchgang hat, welcher sich längs der Achse von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei der Durchgang einen Einlaß am ersten Ende und einen Auslaß am zweiten Ende hat, und wobei der Auslaß eine an einem Umfangsrand desselben sich konisch nach außen erweiternde Fläche hat, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Drehen der rohrförmigen Aufspanneinrichtung (1; 101; 201) um die erste Achse (15),
Drehen des Werkstückes (2;202) um eine zweite Achse (22), die um einen vorbestimmten Winkel (R) bezüglich der ersten Achse (15) geneigt ist,
Zuführen eines Schmiermittel/Kühlmittel-Fluids (3) über den Einlaß (13) unter Durchgang durch den Durchgang (11) zu dem Auslaß (14), welches in suspendierter Form Schleifpartikel (31) enthält, derart, daß eine hochdicht gepackte Strömungsschicht (30; 130; 230) aus Schleifpartikeln (31) auf und längs der konischen Fläche (16; 216) unter dem Einfluß von Zentrifugalkräften erzeugt wird, welche durch die Drehung der rohrförmigen Aufspanneinrichtung (1; 101; 201) erzeugt werden, und Andrücken der sphärischen Oberfläche (21; 203) des Werkstücks (2; 202) gegen die Strömungsschicht (30; 130; 230) aus Schleifpartikeln (31) während zugleich die rohrförmige Aufspanneinrichtung (1; 101; 201) und das Werkstück (2; 202) um die erste und zweite Achse (15, 22) jeweils gedreht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel (R) gleich einem Winkel ist, unter dem die konische Fläche (16; 216) bezüglich einer Ebene geneigt ist, die senkrecht zu der ersten Achse (15) verläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Achse (22) senkrecht zu der konischen Fläche (16; 216) verläuft.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die rohrförmige Aufspanneinrich­ tung (1; 101; 201) mit einer Drehzahl in einem Bereich von 5000 bis 10 000 l/min dreht.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Werkstück (2; 202) mit einer Drehzahl von etwa 100 l/min dreht.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sphärische Oberfläche (21; 203) des Werkstücks (2; 202) einen Krümmungsradius R hat, der sich auf die folgende Weise ausdrücken läßt: wobei R der Winkel der konischen Fläche (16; 216) bezüglich einer Ebene ist, die senkrecht zu der ersten Achse (15) verläuft, C der Außendurchmesser der konischen Fläche (16; 216) ist, A der Abstand von einem äußeren Rand der konischen Fläche (16; 216) zu der Stelle ist, an der das Werkstück (2; 202) maschinell bearbeitet wird, und t die Dicke der Schleifpartikelschicht (30; 130; 230) ist.

7. Verfahren zum maschinellen Bearbeiten einer sphärischen Oberfläche eines Werkstücks mittels einer rohrförmigen Aufspanneinrichtung, die einen Durchgang hat, der längs einer ersten Achse verläuft, wobei der Durchgang eine maschinelle Bearbeitungsoberfläche an einem Umfangsrand an einem Ende desselben aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Drehen der rohrförmigen Aufspanneinrichtung (1; 101; 201) um die erste Achse (15),
Drehen des Werkstücks (2; 202) um eine zweite Achse (22), die um einen vorbestimmten Winkel (R) bezüglich der ersten Achse (15) geneigt ist,
Zuführen eines Schmiermittel/Kühlmittel-Fluids (3), das darin suspendiert Schleifpartikel (31) enthält, zu dem Durchgang (11) derart, daß eine hochdicht gepackte Strömungsschicht (30; 130; 230) aus Schleif­ partikeln (31) auf und längs der maschinellen Bearbeitungsfläche unter zentrifugalen Kräfen erzeugt wird, die durch die Drehbewegung der rohrförmigen Aufspanneinrichtung (1; 101; 201) erzeugt werden, und
Andrücken der sphärischen Oberfläche (21; 203) des Werkstückes (2; 202) gegen die Strömungsschicht (30; 130; 230) aus Schleifpartikeln (31), während zugleich die rohrförmige Aufspanneinrichtung (1; 101; 201) um das Werkstück (2; 202) jeweils um die erste und die zweite Achse (15, 22) gedreht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinelle Bearbeitungsfläche eine geneigte Fläche (16; 216) aufweist, die sich in radialer Richtung der rohrförmigen Aufspanneinrichtung (1; 101; 201) allmählich nach außen erweitert, wobei der vorbestimmte Winkel (R) derart gewählt ist, daß die zweite Achse (22) senkrecht zu der geneigten Fläche (16; 216) verläuft.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinelle Bearbeitungsfläche (16; 216) einen halbkugelförmigen Querschnitt hat, und daß der vorbe­ stimmte Winkel (R) derart gewählt ist, daß die zweite Achse (22) durch die Mitte (P) der Krümmung des halbkugelförmigen Querschnitts geht.