DE60131771T2

DE60131771T2 - Verfahren zur Endbearbeitung von Rändern optischer Linsen aus Polycarbonat oder CR 39 Kunststoff mit Spänebeseitigung

Info

Publication number: DE60131771T2
Application number: DE60131771T
Authority: DE
Inventors: Dennis R. Oxford RAFFAELLI
Original assignee: Inland Diamond Products Co Madison Heights; Inland Diamond Products Co
Current assignee: Inland Diamond Products Co Madison Heights; Inland Diamond Products Co
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2021-09-29
Also published as: AU2002211831A1; DE60131771D1; EP1332013A1; WO2002026432A1; EP1875980A1; EP1332013B1; EP1332013A4; ES2296815T3; US6840851B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Kantenbeschneiderotationsrads bzw. einer Kantenbeschneiderotationsscheibe zum Beschneiden einer optischen Kante. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Kantenbeschneiderads, das die erforderliche manuelle Entfernung von Spänen von der Linse nach dem Beschneiden einer optischen Kante vermindert.
Hintergrund der Erfindung
Aus Polycarbonaten, Materialien mit hohem Brechungsindex und CR39-Materialien hergestellte optische Linsen sind bekannt. Um diese Linsen fertigzubearbeiten und sie zum Einbau in eine Linsenfassung fertigzustellen, ist es erforderlich, den Außenumfang der Linse einer Kantenbeschneidung zu unterziehen, um die Kante mit dem erforderlichen Querschnitt zu versehen, der in eine Brillenlinsenfassung passt. Typischerweise wird dies durch eine Kantenbeschneidemaschine durchgeführt, die ein Grobschneiderad zum Ausschneiden der Form und ein Kantenbeschneiderad zur Bereitstellung der Endkontur umfasst. Abhängig von dem Linsenmaterial erzeugt der Schleifvorgang abrasives Spänematerial, das entfernt werden muss, um jedwede Art von Schleifvorrichtung richtig einsetzen zu können. Typischerweise sammeln sich auf den Rädern während des Betriebs Späne an, die von selbst auf die Linse gelangen. Dies führt zu dem Erfordernis, die Späne manuell von der Linse zu entfernen. Jedwede Späne, die während des Schleifens beim Kantenbeschneidevorgang nicht leicht entfernt werden, stören den Betrieb und verlangsamen den Kantenbeschneidevorgang letztendlich, und können zu mehreren manuellen Fertigbearbeitungsschritten am Ende oder einer ungeeigneten Kantenkonfiguration führen.
In der heutigen Optikindustrie haben die optischen Expresslabors und dergleichen eine Erhöhung und Verbesserung der Effizienz erfordert.
Daher ist es erwünscht, die Späneentfernung auf der Polycarbonatlinse per Hand, die arbeitsintensiv und zeitaufwändig ist, auszuschließen.
Daher ist es in dem Fachgebiet ein Ziel, ein Kantenbeschneiderad bereitzustellen, das den Bedarf für eine manuelle Späneentfernung beseitigt.
EP-A-0 581 507 beschreibt eine Schleifscheibenanordnung zur Verwendung beim Kantenschleifen von Glasplatten, z. B. zur Verwendung beim Schleifen und Formen der Kanten von Glasplatten für eine Gebäude- und Kraftfahrzeugverglasung. Die Anordnung umfasst eine Schleifscheibe, ein Paar von Rändern zum Richten des Stroms eines Kühlmittels/Schmiermittels gegen die Schleifoberfläche der Schleifscheibe und Mittel zum Befestigen der Ränder angrenzend an die Schleifscheibe. Beide Ränder umfassen einen um den Umfang verlaufenden Trog, der an deren Peripherie zum Halten eines Fluids darin durch die Zentripetalkraft während der Rotation der Anordnung ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von Öffnungen, um einen Fluss eines Fluids dadurch zu dem um den Umfang verlaufenden Trog zu ermöglichen. Fluid fließt über ein Wehr auf den Wänden von beiden um den Umfang verlaufende Trögen und tritt in Schlitze ein, die in der peripheren Oberfläche der Schleifscheibe ausgebildet sind. Die Schlitze entfernen von dem Werkstück abgeriebene Teilchen, die ansonsten auf den Schleifoberflächen zurückgehalten würden.
EP-A-0 445 568 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe zum Schleifen von Brillenlinsenkanten. Die Schleifscheibe weist einen Hauptkörper und eine abrasive Schicht aus Diamant und Metall auf. Der Hauptkörper ist aus Kunststoff hergestellt und ein Ring aus einem Metallmaterial ist zwischen dem Hauptkörper und der abrasiven Schicht angeordnet. Das Metallmaterial des Rings weist eine Festigkeit auf, die den Kräften, die während des Sinterns auftreten, widersteht.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Kantenfertigbearbeiten einer optischen Linse aus Polycarbonat- oder CR39-Kunststoffmaterial bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:

(i) Bereitstellen eines Kantenbeschneiderotationsrads, umfassend: einen Nabenabschnitt, der zum Anbringen an eine Rotationsenergiequelle angepasst ist, ein Paar von sich radial erstreckenden planaren Seitenabschnitten, eine Außenumfangsschneidfläche, die sich zwischen planaren Seitenabschnitten erstreckt und eine Breite (W) aufweist, wobei die Schneidfläche daran angebrachte abrasive Körner umfasst und eine Umfangsrille darin zur Bildung einer Kantenkontur auf der optischen Linse aufweist, mindestens eine Spänebeseitigungsrille, die in der Schneidfläche ausgebildet ist und sich in einem Winkel von etwa 10° bis etwa 80° bezogen auf die Abschnitte der planaren Seite über die Breite (W) der Schneidfläche und durch die Umfangsrille erstreckt, und eine Öffnung der Spänebeseitigungsrille in den planaren Seitenabschnitt zur Entfernung von Spänen heraus durch die planare Seite,
(ii) Drehen des Rads unter Verwendung der Rotationsenergiequelle,
(iii) Bilden einer Kantenkontur an der optischen Linse unter Verwendung der Umfangsrille, wodurch Späne erzeugt werden, und
(iv) Entfernen der erzeugten Späne entlang der Spänebeseitigungsrille und heraus durch die Öffnung.

Ein weiteres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der Beschreibung der Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kantenbeschneiderads zur Verwendung in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine Draufsicht auf das Kantenbeschneiderad von 1,
3 ist eine Seitenansicht des Kantenbeschneiderads von 1,
4 ist eine Schnittseitenansicht entlang der Linie 4-4 von 2, und
5 ist eine detaillierte Seitenansicht, welche die Spänebeseitigungsrille der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Erfindungsgemäß wird ein Kantenbeschneiderotationsrad, das allgemein als 10 gezeigt ist, zum Kantenfertigbearbeiten einer optischen Linse bereitgestellt. Das Kantenbeschneiderad zur Verwendung in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst einen Nabenabschnitt, der allgemein als 12 angegeben ist, und eine Außenumfangsschneidfläche, die allgemein als 14 bezeichnet wird.
Unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 weist eine Außenumfangsschneidfläche eine Breite W und eine darin ausgebildete Umfangsrille 16 auf. Ein abrasives Körnermaterial ist an der Außenoberfläche 14 und innerhalb der Rille 16 zum Schneiden der Linse angebracht. Das Rad der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Spänebeseitigungsrille 18, die sich mindestens durch die Rille 16 zu einer äußeren planaren Oberfläche des Rads 20 oder 22 erstreckt. Die Spänebeseitigungsrille erstreckt sich zur äußeren planaren Oberfläche zur Entfernung von Spänen während des Schneidens bzw. Schleifens der Linse.
Bei einem bevorzugten Schleifscheibenaufbau kann der Winkel der Spänebeseitigungsrille 18 40 Grad, bezogen auf eine Seitenwand, betragen. Die Rille ist von etwa 10 Grad bis etwa 80 Grad, bezogen auf die Seitenwand 20, gewinkelt. Typischerweise ist die Rille in einem Winkel von etwa 15 Grad bis etwa 65 Grad und vorzugsweise von etwa 35 Grad bis etwa 45 Grad gewinkelt. In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Rille entlang der gesamten Breite des Rads W. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Rille nur von dem die Kantenbeschneidung bildenden Abschnitt des Rads zu dem Äußeren des Rads verlaufen muss, so dass Späne entlang der Rille entfernt werden können.
Unter Bezugnahme auf die 5 weist die Rille 18 planare Seiten 24 und 26 auf, die sich senkrecht zur Außenoberfläche 14 erstrecken. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein 3,18 mm (1/8'') breiter und 1,52 mm (0,060'') tiefer Schlitz in dem Rad ausgebildet, und zwar im Allgemeinen mit Schlitzwinkeln von 20 Grad bis 80 Grad, und vorzugsweise von 40 Grad bis 70 Grad, wobei 60 Grad bevorzugt sind. Während mindestens einer der Schlitze erforderlich ist, wird vorzugsweise eine Mehrzahl von Schlitzen genutzt, die im gleichen Winkel um den äußeren Umfang beabstandet sind. Im Allgemeinen werden mehr als 1 bis etwa 20 Schlitze und vorzugsweise 4 bis etwa 8, wobei 6 bevorzugt ist, verwendet.
Kantenbeschneideräder, die erfindungsgemäß hergestellt worden sind, werden in Kantenbeschneidemaschinen verwendet, wie sie z. B. von Weco, Colburn oder dergleichen hergestellt werden. Diese Maschinen sowie deren Betrieb sind dem Fachmann bekannt.
Der Querschnitt der Beschneiderille kann jedweder der bekannten gewünschten Querschnitte zur Verwendung der Linse in einer Brillenfassung sein. Typischerweise handelt es sich um einen Winkelquerschnitt von etwa 105 Grad, wie es in den Zeichnungen gezeigt ist. Für die vorliegende Erfindung können jedoch in einfacher Weise andere Konfigurationen eingesetzt werden. Typischerweise weisen die in der vorliegenden Erfindung vorliegenden abrasiven Körner eine Größe von etwa 5 bis 10 Mikrometer bis etwa 100 bis 120 Mesh auf. Vorzugsweise werden die Körner durch Löten der abrasiven Körner auf das Rad angebracht. Die Oberfläche der Körner kann jedoch auch durch Sintern, Elektroplattieren oder Harzbinden angebracht werden, wobei es sich bei einem bevorzugten abrasiven Körnermaterial um abrasive Körner mit einer diamantartigen Härte handelt. In der vorliegenden Erfindung können jedoch auch andere Materialien, wie z. B. Siliziumcarbide, Wolframcarbide, Oxide, Granate, kubisches Bornitrid und natürliche und synthetische Diamanten allein oder in einer Kombination eingesetzt werden. Es wurde gefunden, dass das Rad der vorliegenden Erfindung etwa 90% der Späne von der Kante von Polycarbonat- und CR39-Linsenmaterialien beseitigt.

Claims

Verfahren zum Kantenfertigbearbeiten einer optischen Linse aus Polycarbonat- oder CR39-Kunststoffmaterial, wobei das Verfahren umfasst: (i) Bereitstellen eines Kantenbeschneiderotationsrads (10), umfassend: einen Nabenabschnitt (12), der zum Anbringen an eine Rotationsenergiequelle angepasst ist, ein Paar von sich radial erstreckenden planaren Seitenabschnitten (20, 22), eine Außenumfangsschneidfläche (14), die sich zwischen planaren Seitenabschnitten erstreckt und eine Breite (W) aufweist, wobei die Schneidfläche daran angebrachte abrasive Körner umfasst und eine Umfangsrille (16) darin zur Bildung einer Kantenkontur auf der optischen Linse aufweist, mindestens eine Spänebeseitigungsrille (18), die in der Schneidfläche (14) ausgebildet ist und sich in einem Winkel von etwa 10° bis etwa 80° bezogen auf die Abschnitte der planaren Seite über die Breite (W) der Schneidfläche (14) und durch die Umfangsrille (16) erstreckt, und eine Öffnung der Spänebeseitigungsrille (18) in den planaren Seitenabschnitt (20, 22) zur Entfernung von Spänen heraus durch die planare Seite, (ii) Drehen des Rads (10) unter Verwendung der Rotationsenergiequelle, (iii) Bilden einer Kantenkontur an der optischen Linse unter Verwendung der Umfangsrille, wodurch Späne erzeugt werden, und (iv) Entfernen der erzeugten Späne entlang der Spänebeseitigungsrille (18) und heraus durch die Öffnung.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Mehrzahl der Spänebeseitigungsrillen (18) in der Umfangsschneidfläche (14) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die oder jede Spänebeseitigungsrille (18) einen Winkel von etwa 15° bis etwa 65° bezogen auf die planaren Seitenabschnitte aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die oder jede Spänebeseitigungsrille einen Winkel von etwa 35° bis etwa 45° bezogen auf die planaren Seitenabschnitte aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die abrasiven Körner durch Löten, Elektroplattieren, Sintern oder Harzbinden angebracht sind.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die abrasiven Körner Körner mit Diamanthärte sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die abrasiven Körner ein Diamantkörnermaterial mit einer Korngröße von etwa 5 bis 10 Mikrometer bis etwa 100 bis 120 Mesh sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die mindestens eine Spänebeseitigungsrille eine Breite von 3,18 mm (1/8'') aufweist und 1,52 mm (0,060'') tief ist.