DE595611C

DE595611C - Schleifen oder Polieren von Fassetten konvexer Form an runden, flachen Glaskoerpern,insonderheit an der Kante von Linsen

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Publication number: DE595611C
Application number: DED61840D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-09-06
Filing date: 1931-09-06
Publication date: 1934-04-16

Description

Um Fassetten von konvexer Form an runden, flachen Werkstücken, insonderheit an der Kante von Glaslinsen, Brillengläsern, Uhrengläsern, Spiegeln usw., zu schleifen bzw. S zu polieren, wird gemäß der Erfindung als Werkzeug eine umlaufende Kugelschale oder Kugelringschale benutzt, deren Achse (wie an sich bei der Bearbeitung optisch wirksamer Flächen bekannt) zur umlaufenden Werkstückachse geneigt ist und diese genau oder annähernd schneidet. Hierdurch wird eine gleichmäßige, rasche und betriebssichere Bearbeitung von Fassetten unter Flächenberührung mit verhältnismäßig geringem spezifischem Arbeitsdruck begünstigt und infolge der dabei eintretenden Selbstabrichtung eine glatte, gleichmäßige, konvex-sphärische Fassettenfläche erzeugt.

Diese für das Schleifen oder Polieren von Fassetten neuartige Bearbeitungs weise, welche eine verbesserte Festigkeit und erleichterte Einsetzfähigkeit der Fassette in eine Fassung ergibt, läßt sich auf verschiedene Art durchführen.

Um mit ein und derselben Werkzeugschale 0. dgl. einen möglichst großen Teil der Fassettenfläche oder diese sogar unter Umständen in ihrer gesamten Ausdehnung und dennoch unter dauernder Selbstkorrektur der wirkamen Werkzeugflächen bei noch mehr beschleunigter Bearbeitung behandeln zu können, wird die schleifende Kugelfläche so groß gewählt, daß die Flächenberührung sich auf die ganze zu schleifende Fassettenringfläche oder doch einen möglichst großen Teil derselben erstreckt, wobei zum selbsttätigen Abrichten der wirksamen Werkzeugfläche das Werkstück um den Krümmungsmittelpunkt der Fassettenfläche drehende oder schwingende Bewegungen im Verhältnis zum Werkzeug beschreibt.

Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird als Anlagefläche an den Werkstückhalter nicht die größere, sondern die kleinere, die Fassette begrenzende Fläche des Werkstücks benutzt. Hierdurch läßt sich der Durchmesser sowie der stumpfe Winkel der Fassette unabhängig von der Form und Lage der anderen (großen) Werkstückrückfläche konstant erhalten. Man ist infolgedessen in der Lage, mit großer Genauigkeit eine ganz bestimmte und gleichmäßige Fassettenbreite zu erzielen, auch bei prismatischen oder schrägsitzenden Werkstücken. Denn unter entsprechender Stützung, Begrenzung oder Lagerung der Mitte der zu f assettierenden Werkstückvorderfläche können nunmehr ein oder vorzugsweise mehrere (symmetrisch angeordnete) Drehwerkzeuge benutzt werden, welche infolge ihres größeren 60 ' Achsenabstandes oder kleineren Durchmessers nur einen Teil der Fassettenfläche, vorzugsweise weniger als 120⁰ des Zentrierwinkels des Werkstücks, bedecken.

Zum Schleifen oder Polieren von übereinanderliegenden Fassetten verschiedener Form läßt sich die Werkzeugspindel in der Ebene durch die Werkstück- und Werkzeugachse schwingbar oder parallel zu sich verschiebbar anordnen. Um nämlich mehrere sphärischkonvexe Fassetten nebeneinander oder bei komplizierteren Fassettenformen auch übereinander unter Flächenberührung gleichzeitig ίο oder nacheinander bearbeiten zu können, wird durch Einstellen (Neigen oder axiales Verschieben) vorzugsweise von mehreren AVerkzeugachsen, welche genau oder ungefähr durch den jeweiligen Krümmungsmittelpunkt auf der Werkstückachsenrichtung hindurchgehen, eine gemeinsame Gesamtfassette hergestellt, welche erforderlichenfalls aus übereinanderliegenden Einzelzoiien mit verschieden großem Krümmungsradius und mit scharfkantigen oder allmählichen Übergängen besteht. Dies führt zu einer besonderen Ausführungsform, bei welcher -— um die Werkstückfassette an der gleichen Stelle ohne Umspannen sowohl rasch schleifen (unter Umständen auch glätten) und vorzugsweise auch polieren zu können — mehrere Werkzeuge mit gleichem oder (gegebenenfalls nacheinander wirkend) mit verschiedenem Schleif- bzw. Polierkorn so angeordnet sind, daß ihre Achsen (während der Bearbeitungswirkung) auf dem Mantel ein und desselben Kegels liegen.

Um eine Änderung des Fassettenwinkels und des Krümmungsradius innerhalb geringer, praktisch meist hinreichender Grenzen in einfacher Form und ohne Ändern der Winkelgröße zwischen Werkstück- und Werkzeugachsen bewirken zu können, wird bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens ein Parallelverschieben, vorzugsweise der Werkzeugachsen, schräg oder quer zur Werkstückachse vorgenommen.

In weiterer Ausbildung des Verfahrens kann als Schleif- bzw. Polierwerkzeug eine Schale mit konzentrischen Kugelflächen verschiedener Krümmung verwendet werden, um mit ein und demselben Werkzeug verschiedene Fassettenflächen herstellen zu können an einem oder verschiedenen Werkstücken.

Das Verfahren kann dazu benutzt werden, um bei Fassetten von ganz beliebiger (z. B. auch konkaver) Querschnittsform zunächst den Hauptgrobschliff mittels Flächenberührung unter vorübergehender Erzeugung von sphärisch-konvexen (Hilfs-) Fassettenfiächen vorzunehmen, worauf dann die so erzielte (Hilfs-) Fassette ganz oder teilweise auf beliebige sonstige Weise weiterbearbeitet und endgültig fertiggeschliffen bzw. poliert wird. Alles Vorstehende soll an Hand schematischer Zeichnungen an einigen Ausführungsbeispielen erläutert und ergänzt werden.

In Abb. ι wird an dem Werkstück α (aus Glas, Gestein, Kunstmasse usw.) von der Stirnfläche der Schleifschale b eine Rundfassette angeschliffen. Die Mittenachse c des sich drehenden Glases α schneidet die Verlängerungslinie der Drehachse d des sehr rasch umlaufenden Werkzeugs b im Punkte O im Winkel α, welcher gleiche Größe wie der Fassettenwinkel β besitzt. Die Strecke r stellt den Krümmungsradius der Werkzeugstirnfläche sowie der konvex-sphärischen Fassette dar.

In Abb. 2 ist eine Mehrzahl von Schrupp-, Schlicht- und Polierwerkzeugen b so angeordnet, daß ihre wirksamen Stirnarbeitsflächen jeweils in gleichem Abstande r von ihrem Achsenschnittpunkte O sich befinden. Der Übergang des Werkstücks α von der .Schruppschale b_t zur Schlichtschale b₂ zur Polierscheibe b_a kann ruckweise oder allmählich fortschreitend in beliebiger Weise, z. B. durch vereinzeltes oder gemeinsames Bewegen von Werkzeugen oder Werkstücken oder deren Achsen, erfolgen. Natürlich können unter Umständen auch mehrere Werkstücke gleichzeitig bearbeitet werden, welche durch Aufkitten, Aufspannen, Ansaugen usw. auf ihren sich zweckmäßig rasch drehenden Haltern befestigt sind. Bemerkt sei, daß in den Vorrichtungen gemäß Abb. ι und 2 das zu fassettierende Werkstück auf seinem ganzen Umfange auf der mit festen oder losen Schleifmitteln arbeitenden Schleiffläche des Werkzeugs b aufliegen kann, dessen sphärische Form durch ständige Selbstkorrektur stets aufrechterhalten bleibt. In Abb. 3 schleifen ein oder mehrere sich rasch drehende Werkzeuge, deren Durchmesser erforderlichenfalls kleiner als derjenige des Werkstücks sein kann, die Fassette an, ohne dabei die Mitte des Werkstücks völlig zu überdecken. Es ergibt sich bei der Erzeugung der sphärisch-konvexen Fassette der unter Umständen wesentliche Vorteil, daß das Glas α gegen eine Werkstückstütze e (als Richtfläche) auf seiner Vorderfläche angelegt werden kann, so daß z. B. auch bei prismatischem oder bei verschieden dickem Flachglas u. dgl. die Fassette an sämtlichen Randstellen gleichmäßig breit ausfällt.

Die Grundrißabb. 4 läßt erkennen, daß mehrere mit festen oder losen Schleifmitteln arbeitende Werkzeuge O₁ das Schruppen oder Schleifen besorgen, worauf durch Vorsehieben der Polierwerkzeuge b₂ das Polieren mit ansprechend abgeändertem Arbeitsdrucke erfolgen kann. Durch veränderliches Einstellen des Achsenwinkels α lassen sich je nach Erfordern flache oder steile Fassetten erzeugen und z. B. durch entsprechendes Einstellen der Achsenabstände kleine und große Gläser

fassettieren. Die Vorteile, welche die neuartige Anordnung mehrerer Schleif- bzw. Polierwerkzeuge für eine gleichmäßige Beanspruchung des Glases, für genaue Aufrechterhaltung seiner Lage und für eine rasche Bearbeitung, vorzugsweise an der gleichen Arbeitsstelle ohne Umspannnen des Werkstücks, bietet, sind leicht erkennbar.

Die wirksame Fläche der Werkzeuge b ist ίο eine sphärisch-konkave, ununterbrochene oder mit Aussparungen versehene Kalotte oder Ringfläche, welche z. B. auch aus mehreren Teilen oder Segmenten zusammengesetzt sein kann.

Wird der Einstellwinkel der Drehachsen von Werkstück und Werkzeug etwa während der Bearbeitung ein und desselben Glases geändert, so ergibt sich unter Umständen eine aus mehreren Stufen von verschieden steiler zo Neigung zusammengesetzte Gesamtfassette mit scharfkantigen oder kurvenförmigen, sichtbaren oder unsichtbaren Übergängen der Einzelzonen, welche ganz oder teilweise nach vorliegendem Verfahren unter Flächenberührung der betreffenden Einzelzone erzeugt wurden.

In Abb. 5 wird dies erreicht durch eine

Schleifscheibe b, deren Stirnwand etwa aus zwei sphärischen Ringflächen von verschie-

. 30 denem Krümmungsradius gebildet wird. In der gezeichneten Stellung wird am Glase α die steilere Fassettenzone mit verhältnismäßig kleinem Krümmungsradius angeschliffen (bzw. poliert), während bei der punktiert gezeichneten Lage des Werkzeugs b die flachere Fassettenzone bearbeitet wird.

In Abb. 6 wird dasselbe erreicht lediglich durch Veränderung der Strecke P-Q, also durch einfache Seitenverschiebung der Werkzeuge, ohne daß die Winkelgröße zwischen Werkzeug- und Werkstückachsen verändert wird.

In sinngemäß gleicher Weise kann man durch einfache Seitenverstellung der Achsen übrigens den Fassettenwinkel bei den vorhergehenden Abbildungen, trotz Beibehalten der Größe der Achsenwinkel, in gewissen Grenzen verändern. Es ergeben sich dabei verwickelte mathematische Beziehungen, welche den Einfluß der genannten Seitenverschiebung auf die Größe des Krümmungsradius der Fassette und auf den Fassettenwinkel erkennen lassen.

Durch den rasch, wirtschaftlich, gleichmäßig und betriebssicher unter Verringerung von Glasbruch und Randsplitterung arbeitenden Schleif- bzw. Polierbetrieb des vorliegenden Verfahrens zur Erzeugung von neuartigen Randfassetten mit geringer flächenförmiger Beanspruchung von Werkstück und Werkzeug, welches seine Arbeitsform ständig selbst korrigiert, wird eine halb- oder vollautomatische Serienherstellung von runden Fassetten begünstigt, zumal u. a. auch das Polieren von sphärisch-konvexen Fassetten g₅ leicht und rasch mit geringerem Filzverbrauch erfolgen kann. Beispielsweise lassen sich mehrere Arbeitsstellen zu einer Maschineneinheit dabei verbinden, etwa auf einer Kreisbahn in ähnlicher oder anderer y₀ Form, wie sie z. B. im Patent 499 284 für optische Flächen näher beschrieben ist. Auch mit zahlreichen sonstigen Maßnahmen, Verfahren und Vorrichtungen, insonderheit der Schleif- und Werkzeugmaschinentechnik, läßt sich vorliegendes Verfahren vereinigen und abändern.

Abb. 7 soll veranschaulichen, wie an einer Linse α ohne Umspannen derselben zwei Fassetten an beiden Flächen gleichzeitig angefertigt werden mit sich ständig selbst abrichtenden Werkzeugen b_x und b₂- Das kleine Werkzeug b_t taucht dabei in das große, ein wenig später vorgeschobene Werkzeug b₂ ein, so daß die Werkzeuge der einen Linsenseite diejenigen der anderen Linsenseite beim Fassettieren nicht stören.

Bemerkt sei, daß man für die gleichzeitige Anfertigung von Doppelfassetten die Werkzeuge der einen Werkstückfläche auch ver- go setzt zu den Werkzeugen der anderen Werkstückfläche anordnen kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Schleifen oder Polieren von Fassetten konvexer Form an runden, flachen Glaskörpern, insonderheit an der Kante von Linsen, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeug eine umlaufende Kugelring- oder Kugelschale, deren Achse in an sich bekannter Weise zur umlaufenden Werkstückachse geneigt ist und diese schneidet, benutzt wird, zum Zwecke, die Bearbeitung von Fassetten durch Flächenberührung zu beschleunigen und infolge der dabei eintretenden Selbstabrichtung eine glatte, gleichmäßige Fassettenfiäche zu erzeugen.

2. Bearbeiten von Fassetten nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die schleifende Kugelfläche so groß gewählt wird, daß die Flächenberührung sich auf die ganze zu schleifende Ringfläche oder einen möglichst großen Teil derselben erstreckt, um die Bearbeitung noch mehr zu beschleunigen.

3. Bearbeiten von Fassetten nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Anlagefläche an den Werkstückhalter nicht die größere, sondern die kleinere, die Fassette begrenzende Fläche benutzt wird, zum Zwecke, den Durchmesser der-

selben unabhängig von der Form und Lage der anderen (großen) Fläche und damit den stumpfen Fassettenwinkel konstant zu erhalten.

4. Bearbeiten von Fassetten nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schleifen von übereinanderliegenden Fassetten verschiedener Form die Werkzeugspindel in der Ebene durch die Werkstück- und Werkzeugachse schwingbar oder parallel zu sich verschiebbar angeordnet ist.

5. Bearbeiten von Fassetten nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkzeuge mit gleichem oder (nacheinander wirkend) mit verschiedenem Schleif- bzw. Polierkorn so angeordnet sind, daß ihre Achsen (während der Bearbeitungswirkung) auf dem Mantel ein und desselben Kegels liegen, .

6. Bearbeiten von Fassetten nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeug eine Schale mit konzentrischen Kugelflächen verschiedener Krümmung verwendet wird, um mit ein und demselben Werkzeug verschiedene Fassettenflächen herstellen zu können an einem oder verschiedenen Werkstücken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen