DE551302C

DE551302C - Machine for the simultaneous processing of opposite surfaces of a large number of workpieces in a double rotating cage

Info

Publication number: DE551302C
Application number: DEN30598D
Authority: DE
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1929-07-06
Filing date: 1929-07-06
Publication date: 1932-05-31

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifmaschine zur Herstellung von Linsen o. dgl. und im besonderen auf eine Maschine zum gleichzeitigen Bearbeiten gegenüberliegender Flächen einer Vielzahl von Werkstücken in einem doppelt kreisenden Käfig, der zwischen zwei gegeneinander beweglichen Schleif- oder Polierscheiben angeordnet ist. Gemäß der Erfindung ist zur Ermöglichung der Benutzung sphärischer Werkzeuge zum gleichzeitigen Anschleifen konkaver und konvexer Flächen insonderheit an Linsen der Werkstückkäfig mit den ihn in der doppelt kreisenden Bewegung führenden Zapfen so universalgelenkig verbunden, daß er erstens eine allseitige Taumelbewegung ausführen kann und zweitens in senkrechter Richtung verschieblich ist.The invention relates to a grinding machine for manufacturing lenses o. The like. And in particular on a machine for simultaneous processing of opposite one another Surfaces of a large number of workpieces in a double-circling cage, which can be moved between two Grinding or polishing discs is arranged. According to the invention is to enable the use of spherical tools for simultaneous grinding of concave and convex ones Surfaces in particular on lenses of the workpiece cage with the pin guiding it in the double circular movement universally connected, that first of all, it performs an all-round tumbling movement can and secondly is displaceable in the vertical direction.

Die universalgelenkige Befestigung des Käfigs erfolgt bei einer vorzugsweise zur Anwendung gelangenden Ausführungsform der Erfindung so, daß die Verbindung zwischen dem Werkstückkäfig und den Kurbelzapfen aus hohlzylindrischen Lagerschalen und kugelförmig ausgebildeten Zapfenköpfen besteht, die in diesen Lagerschalen verschiebbar sind und ein ausreichendes Spiel haben, damit dieser Käfig der sphärischen Fläche der Schleifscheiben folgen kann.The universal joint fastening of the cage is preferably used in one coming embodiment of the invention so that the connection between the workpiece cage and the crank pin consists of hollow cylindrical bearing shells and spherical journal heads, which are displaceable in these bearing shells and have sufficient play so that this cage of the spherical surface of the Grinding wheels can follow.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Maschine gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar istIn the drawings an embodiment of the machine according to the invention is for example shown, namely is

Fig. ι eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der zur Betätigung des Käfigs dienenden Einrichtung, wobei die obere Schleifscheibe sich in der angehobenen Lage befindet.Fig. Ι a side view, partially in section, of the actuation of the cage serving device, with the upper grinding wheel in the raised position is located.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Linsenkäfig und dessen Antriebsvorrichtung.Fig. 2 is a top plan view of the lens cage and its drive mechanism.

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Draufsieht, teilweise im Schnitt, und veranschaulicht den Käfig in einer anderen Stellung.Figure 3 is a plan view similar to Figure 2, partially in section, and illustrated the cage in a different position.

Die Maschine kann verschiedene bauliche Merkmale, die in der amerikanischen Patentschrift ι 610 527 gezeigt sind, enthalten und ist, wie dargestellt wird, geeignet, eine Vielheit von Linsen mit konzentrischen Oberflächen zu schleifen. Die Maschine besteht aus einem Bett 10 mit einem Ständer 11, auf dem ein Kopf 12 senkrecht und winklig ver- _so stellbar befestigt ist. Eine Zahnstange 13 ist in einem Lager 14 an dem Außenende eines von dem Kopf 12 getragenen Auslegers 15 senkrecht verstellbar. Eine feste, nicht drehbare Schleifscheibe 16 ist an einem Armkreuz 17 mit Bolzen befestigt, das seinerseits an dem unteren Ende der Zahnstange 13 angebracht ist; hierzu wird vorzugsweise eine Verbindung benutzt, durch die die Schleifscheibe 16 sich auf geringe Änderungen in der Höhe der zu schleifenden Flächen einstellen läßt.The machine can contain various structural features shown in US Pat. No. 610,527 and, as shown, is suitable for grinding a variety of lenses with concentric surfaces. The machine consists of a bed 10 with a stand 11 on which a head 12 is fastened _{so that it can be adjusted vertically and angularly.} A rack 13 is vertically adjustable in a bearing 14 at the outer end of a bracket 15 carried by the head 12. A fixed, non-rotatable grinding wheel 16 is bolted to a spider 17 which in turn is attached to the lower end of the rack 13; for this purpose, a connection is preferably used by means of which the grinding wheel 16 can be adjusted to small changes in the height of the surfaces to be ground.

Die Betriebskraft kann der Maschine beispielsweise durch die waagerechte Antriebswelle 20 zugeführt werden. Die Welle 20 ist mit einer Schnecke 21 (Fig. 1) versehen, die in ein auf einer Hohlwelle 23 befestigtes Schneckenrad 22 eingreift. Die Hohlwelle 23 hat ein oberes und unteres Lager in dem Bett 10 und trägt an ihrem oberen Ende ein festThe operating force can be supplied to the machine by the horizontal drive shaft, for example 20 are fed. The shaft 20 is provided with a worm 21 (Fig. 1) which engages in a worm wheel 22 fastened on a hollow shaft 23. The hollow shaft 23 has an upper and a lower bearing in the bed 10 and carries a fixed at its upper end

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verkeiltes Armkreuz 24, an dem die drehbare Schleifscheibe 25 mittels Bolzen befestigt ist Ein die Linsen haltender Käfig 30 ist zwischen der festen Schleifscheibe 16 und der drehbaren Schleifscheibe 25 angebracht und mit Löchern 31 versehen, welche die zu schleifenden Linsen 32 aufnehmen. Damit der Käfig unabhängig von den Schleifscheiben gedreht und die Linsen in dem Käfig über die Oberflächen der Schleifscheiben in ungleichförmigen exzentrischen Bahnen bewegt werden können, ist die Maschine mit einem Kopf 33 versehen, der innerhalb des Armkreuzes 24 drehbar auf der Hohlwelle 35 aufgekeilt ist, ^X5 die an ihrem unteren Ende ein Stirnrad 36 trägt. Ein anderes Stirnrad 37 ist auf dem unteren Ende der Hohlwelle 23 befestigt und steht mit dem Rad 36 durch Zwischenräder 38 und 39 in Verbindung, die lose auf einem in dem Bett 10 befestigten Zapfen 40 angebracht sind.Wedged spider 24 to which the rotatable grinding wheel 25 is fastened by means of bolts. A lens holding cage 30 is attached between the fixed grinding wheel 16 and the rotating grinding wheel 25 and is provided with holes 31 which receive the lenses 32 to be ground. So that the cage can be rotated independently of the grinding wheels and the lenses in the cage can be moved over the surfaces of the grinding wheels in non-uniform eccentric paths, the machine is provided with a head 33 which is rotatably keyed within the spider 24 on the hollow shaft 35, ^X 5 which carries a spur gear 36 at its lower end. Another spur gear 37 is mounted on the lower end of the hollow shaft 23 and is connected to the gear 36 through idler gears 38 and 39 which are loosely mounted on a pin 40 fixed in the bed 10.

Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann beliebig gewählt werden; beim Ausführungsbeispiel sind die Räder 37 und 38 gleich groß und das Rad 39 halb so groß wie das Rad 36, so daß sich der Kopf 33 in derselben Richtung wie die untere Schleifscheibe 25, aber nur mit halber Geschwindigkeit dreht. Drei Bolzen 41 sind in dem Kopf 33 befestigt und tragen drehbare Zahnräder 42 (Fig. 2 und 3), die in ein auf einer nicht drehbaren Spindel 44 befestigtes Stirnrad 43 eingreifen. Letztere ist mit ihrem unteren Ende an einem Teil 45 des Bettes 10 befestigt. Kurbelzapfen 50 sind auf Scheiben 51 befestigt, die von den verlängerten Naben 52 der Räder 42 getragen werden. Eine Deckplatte 53 schließt die Räder 42 und 43 ein und schützt sie gegen Eindringen von Staub und Schmutz.The transmission ratio of the transmission can be selected as desired; in the embodiment the wheels 37 and 38 are the same size and the wheel 39 is half the size of the wheel 36, so that the head 33 is in the same Direction as the lower grinding wheel 25, but only rotates at half speed. Three bolts 41 are fastened in the head 33 and carry rotatable gears 42 (FIGS. 2 and 3) which engage in a spur gear 43 fastened on a non-rotatable spindle 44. The latter is fastened with its lower end to a part 45 of the bed 10. Crank pins 50 are mounted on disks 51 supported by the extended hubs 52 of the Wheels 42 are carried. A cover plate 53 includes the wheels 42 and 43 and protects them against the ingress of dust and dirt.

Die ringförmigen Schleifflächen 54 und 55 der Schleifscheiben 16 und 25 sind gekrümmt, so daß sie ein Paar konzentrische Kugelzonen bilden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Käfig 30 aus einer dünnen Platte, die die Form einer umgekehrten Schale hat. Der die Werkstücke haltende Teil der Scheibe ist eine Kugelzone, die mit den gekrümmten Schleifflächen 54 und 55 konzentrisch ist und zwischen ihnen liegt. Der Boden des Käfigs 30 ist mit drei Ausnehmungen 37 versehen, in welchen Napflager 58 mittels eines Bundes 59 und einer Mutter 60 befestigt sind. Eines von diesen Lagern besitzt einen Gleitsitz für den teilweise kugelförmigen Kopf 61, der an dem oberen Ende eines jeden Kurbelzapfens 50 sitzt, während die anderen beiden Lager 58 einen größeren Innendurchmesser haben, damit die Kugelköpfe 61 sich in ihnen mit Spiel bewegen können, so daß der Käfig auf den beiden anderen Köpfen 61 während seiner Bewegung schwingen kann.The annular grinding surfaces 54 and 55 of the grinding wheels 16 and 25 are curved, so that they form a pair of concentric spherical zones. In the illustrated embodiment According to the invention, the cage 30 consists of a thin plate shaped like an inverted shell. The workpieces holding part of the disc is a spherical zone with the curved grinding surfaces 54 and 55 is concentric and lies between them. The bottom of the cage 30 has three recesses 37 provided, in which cup bearings 58 are fastened by means of a collar 59 and a nut 60. One of these Bearings has a sliding fit for the partially spherical head 61, which is attached to the upper end of each crank pin 50 sits, while the other two bearings 58 have a larger inner diameter so that the ball heads 61 fit into them with play can move so that the cage on the other two heads 61 during its movement can swing.

Die Kurbelzapfen 50, die als Treiborgane für den Käfig 30 dienen, führen eine aus zwei getrennten Bewegungen zusammengesetzte Bewegung aus, nämlich eine schnelle Drehung um die Bolzen 41 als Mittelpunkt und eine Bewegung, die von der Drehung der Bolzen 41 um die Spindel 44 als Mittelpunkt herrührt. Diese zusammengesetzte Bewegung hat die Wirkung, daß der sich rasch im Kreise bewegende Käfig eine langsame Drehung um eine zu ihm schräg liegende Achse ausführt. Jeder Zapfenkopf 61 gleitet hierbei in der Höhlung des Napflagers 58 auf und ab, wenn sich der Käfig im Kreise bewegt.The crank pins 50, which serve as driving organs for the cage 30, perform one of two separate movements made up of a compound movement, namely a rapid rotation around the bolt 41 as the center point and a movement resulting from the rotation of the bolt 41 arises around the spindle 44 as the center. This compound movement has the effect that the cage, moving rapidly in a circle, makes a slow turn around executes an axis inclined to him. Each pin head 61 slides here in the Cavity of the cup bearing 58 up and down as the cage moves in a circle.

Die Schleifscheibe 16 wird aufwärts bewegt und auswärts geschwenkt, um das Beschicken des Käfigs mit einer Mehrzahl Linsen vorzunehmen; in jede Aussparung des Käfigs kommt eine Linse. Hierauf wird die Schleifscheibe 16 in ihre richtige Stellung zurückgeschwenkt und senkrecht eingestellt, so daß sie an den oberen Flächen der in dem Käfig 30 sitzenden Linsen anliegt. Wenn die Welle 20 angetrieben wird, drehen die Kurbelzapfen 50 durch ihren Eingriff mit dem Käfig 30 letzteren zwangläufig um die Achse der Spindel 44 und bei der dargestellten Maschine mit der halben Geschwindigkeit der Schleifscheibe 25. Gleichzeitig erhält der Käfig 30, der sich um die mit dem Kopf 33 verkeilte Hohlwelle 35 als Mitte dreht, durch die Drehung der RäderThe grinding wheel 16 is moved upward and pivoted outward to effect loading of the cage with a plurality of lenses; A lens is placed in each recess in the cage. The grinding wheel 16 is then pivoted back into its correct position and adjusted perpendicularly so that it rests against the upper surfaces of the lenses seated in the cage 30. When the wave 20 is driven, the crank pins 50 rotate through their engagement with the cage 30 of the latter necessarily around the axis of the spindle 44 and in the machine shown with the half the speed of the grinding wheel 25. At the same time, the cage 30, which is around the hollow shaft 35 keyed to the head 33 rotates as the center by the rotation of the wheels

42 um ihre eigenen Achsen eine gleichbleibende Drehbewegung.42 a constant rotational movement about their own axes.

Falls die Zähneanzahl de*s feststehenden Rades 43 nicht ein genaues Vielfaches der Zähneanzahl der Räder 42 ist, werden die Kreisbewegungen bei aufeinanderfolgenden Umdrehungen des Kopfes 33 nicht an genau den gleichen Stellen der Schleifscheiben 16 oder 25 auftreten, sondern eilen entsprechend dem Verhältnis der Zähne vor oder nach. Durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Rädern 42 und dem RadIf the number of teeth of the fixed wheel 43 is not an exact multiple of Number of teeth of the wheels is 42, the circular motions are successive Revolutions of the head 33 do not take place at exactly the same points on the grinding wheels 16 or 25 occur, but rush ahead or behind according to the ratio of the teeth. By changing the gear ratio between wheels 42 and the wheel

43 kann die Zahl der Kreisbewegungen für jede Umdrehung der Schleifscheibe 25 und der Betrag der fortschreitenden Änderung in der Drehstellung für jede Umdrehung nach Belieben geändert werden.43 can be the number of circular movements for each revolution of the grinding wheel 25 and the amount of progressive change in the rotational position for each revolution Can be changed at will.

In den Fig. 2 und 3 sind die Relativstellun- ;en des Käfigs 30 in zwei verschiedenen Teilen seines Weges dargestellt. Der Käfig ichwingt während seiner Umdrehung um die Spindel 44 als Mitte auf den halbkugeligen Köpfen hin und her und wechselt von einer Drehachse zur anderen, während das Werkstück in ununterbrochener Berührung mit der Schleiffläche 55 bleibt. Bei dieser Bauart ereugen die Linsen keine konzentrischen Abnutzungsrinnen in den Schleifflächen 54 undIn Figures 2 and 3, the relative positions of the cage 30 are in two different parts shown his way. The cage Iwings during its rotation around the spindle 44 as the center on the hemispherical Heads back and forth and switches from one axis of rotation to another while the workpiece remains in continuous contact with the grinding surface 55. With this type of construction the lenses do not have concentric wear grooves in the grinding surfaces 54 and

55· Die Laufbahn einer jeden Linse endet "nicht genau an der gleichen Stelle der Schleifscheibe 16, an der sie begonnen hat, sondern die aufeinanderfolgenden Laufbahnen rücken allmählich vor oder bleiben gegebenenfalls gegenüber den vorangehenden zurück.55 · The path of each lens "does not end at exactly the same point on the grinding wheel 16, at which it began, but the successive careers move forward gradually or lag behind the previous ones.

Die Kurbelzapfen 50 (Fig. 2) können verstellt werden, damit die Kurbelarmlänge geändert werden kann. Die Scheiben 51 haben Langlöcher 64, durch die Klemmschrauben 65 hindurchgehen, welche die Scheiben auf den Naben 52 in einer beliebigen Radialstellung feststellen. Bei dieser Ausführung können die Gegenstände in dem Käfig 30 rückwärts und vorwärts quer über einen Teil der Breite der ringförmigen Schleifflächen der Schleifscheiben 16 und 25 bewegt werden.The crank pins 50 (Fig. 2) can be adjusted to change the crank arm length can be. The disks 51 have elongated holes 64 through which the clamping screws 65 go through, which the disks on the hubs 52 in any radial position determine. In this embodiment, the objects in the cage 30 can be reversed and forwardly across part of the width of the annular grinding surfaces of the grinding wheels 16 and 25 are moved.

Der Käfig 30 (Fig. 1) wird durch einen an der Innenkante der Schleifscheibe25 anliegenden Ring 62 außer Berührung mit der unteren Schleifscheibe 25 gehalten. Der Ring 62 dient somit dazu, den Käfig bei seiner zusammengesetzten Bewegung zu führen. Der Käfig kann auch frei schweben, und eine oder beide Schleifscheiben können rotieren, oder beide Schleifscheiben können ortsfest sein, während nur der Käfig sich bewegt.The cage 30 (Fig. 1) is placed against the inner edge of the grinding wheel 25 by a Ring 62 held out of contact with lower grinding wheel 25. The ring 62 thus serves to keep the cage when it is assembled To lead movement. The cage can also float freely and one or both grinding wheels can rotate, or both grinding wheels can be stationary while only the cage is moving.

Claims

Patent claims:

Wed i. Machine for the simultaneous processing of opposing surfaces of a large number of workpieces in a double circular cage, which is located between two mutually movable grinding or polishing discs, characterized in that - to enable the use of spherical tools for simultaneous grinding of concave and convex surfaces, especially on lenses - the workpiece cage (30) is connected in such a universal joint with the pin (50) guiding it in the double circular movement that it can firstly perform an all-round tumbling movement and secondly is displaceable in the vertical direction.

2. Universal joint fastening of the cage to the machine according to claim 1, characterized characterized in that the connection between the workpiece cage (30) and the crank pin (50) consists of hollow cylindrical Bearing shells (58) and ball-shaped pin heads (6 Ij, which are displaceable in the bearing shells and have sufficient play so that the cage can follow the spherical surface of the grinding wheels.

3. Machine according to claim 1 and 2, characterized by a guide ring (62) which is arranged so that it is out of contact with the workpiece cage one of the grinding wheels (25) holds.

1 sheet of drawings