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Die
Erfindung bezieht sich auf die Flächen-/Oberflächenbearbeitung
von optischen Flächen/Oberflächen.
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Unter
Flächenbearbeitung
versteht sich jeglicher Vorgang der darauf abzielt, den Zustand
der Fläche/Oberfläche einer
zuvor geformten optischen Fläche
zu modifizieren. Es handelt sich insbesondere um Polier-, Schleif-
oder Mattiervorgänge,
welche darauf abzielen, die Rauhigkeit der optischen Fläche zu modifizieren
(zu verringern oder zu vergrößern) und/oder
deren Welligkeit zu verringern.
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Die
Erfindung betrifft ein Flächen-/Oberflächenbearbeitungswerkzeug
für eine
optische Fläche, welche
zumindest einen starren Träger
mit einer transversalen Endfläche,
ein elastisch kompressibles Schnittstellenelement, welches gegen
die Endfläche beaufschlagt
ist und diese bedeckt, sowie einen weichen Puffer aufweist, der
dazu geeignet ist, gegen die optische Fläche appliziert/beaufschlagt
zu werden, und welcher gegen das Schnittstellenelement beaufschlagt/appliziert
ist und dieses zumindest teilweise gegenüber und ausgerichtet bezüglich der Endfläche bedeckt.
Ein solches Werkzeug ist insbesondere aus dem Dokument
JP-A-2000-317 797 bekannt.
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Um
die Rauhigkeit der optischen Fläche
zu verringern, wird ein Werkzeug in Kontakt mit dieser gebracht,
indem auf diese ein ausreichender Werkzeugdruck ausgeübt wird,
damit mittels Verformung des Schnittstellenelements sich der Puffer
der Form der optischen Fläche
anpasst.
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Während die
optische Fläche
mittels einer Flüssigkeit
befeuchtet wird, wird sie bezüglich
des Werkzeugs in Drehung versetzt (oder umgekehrt) und diese mittels
Letzterem bewegt.
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Im
Allgemeinen wird die optische Fläche
in Rotation versetzt, wobei ihre Reibung mit dem Werkzeug ausreichend
ist, um diese zusammen in Rotation zu versetzten.
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Der
Flächenbearbeitungsvorgang
erfordert ein Schleifmittel, welches in dem Puffer oder in der Flüssigkeit
enthalten sein kann.
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Während der
Flächenbearbeitung
ermöglicht es
das Schnittstellenelement, welches elastisch kompressibel ist, den
Unterschied in der Krümmung
zwischen der äußeren Fläche des
Werkzeugträgers
und der optischen Fläche
auszugleichen, sodass ein einziges Werkzeug für einen ganzen Bereich optischer Flächen mit
verschiedenen Krümmungen
und Formen geeignet ist.
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Wenn
die transversale Ausdehnung des Werkzeugs vergleichbar zu der Ausdehnung
der optischen Fläche
ist, was im Allgemeinen der Fall für die Flächenbearbeitung ophthalmischer
Linsen ist, ist der Bereich optischer Flächen, welche ein einziges Werkzeug
in der Fläche
bearbeiten kann, relativ beschränkt.
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Daher
ist diese Art Werkzeug besonders wenig für die Flächenbearbeitung von optischen
Flächen
mit komplexen, auf Englisch „Freeform" genannten, insbesondere
asphärischen
Formen, welche per Definition eine nicht gleichförmige Krümmung aufweisen, geeignet.
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Zudem
ist diese Art Werkzeug auch wenig für optische Flächen geeignet,
welche bezüglich
dem Werkzeug einen zu ausgeprägten
Abstand in der Konvexität
oder Konkavität
aufweisen: im ersten Fall verlieren die Ränder des Werkzeugs den Kontakt
mit der optischen Fläche;
im zweiten Fall ist es der zentrale Abschnitt des Werkzeugs, welcher
den Kontakt mit der optischen Fläche
verliert, woraus eine unvollständige
Flächenbearbeitung
resultiert.
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Um
die Weite des Bereichs optischer Flächen zu erhöhen, die mit einem einzigen
Werkzeug flächenbearbeitet
werden können,
sind zwei Optionen möglich.
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Eine
erste besteht darin, den Durchmesser des Werkzeugs zu verringern,
d.h. seine gesamte transversale Ausdehnung, sodass der Abschnitt
der optischen Fläche,
welche in Kontakt mit dem Werkzeug ist, begrenzt und lokalisiert
wird. An einem solchen lokalisierten Abschnitt ist in der Tat der
Kontakt des Werkzeugs mit der Fläche
homogener, als wenn diese optische Fläche in ihrer Gesamtheit in
Betracht gezogen wird.
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Diese
Einschränkung
des Durchmessers des Werkzeugs wird jedoch begleitet von einer Verringerung
von seinem „Auftrieb" oder „Sitz" und folglich von
seiner Stabilität
an der optischen Fläche während der
Flächenbearbeitung.
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Es
ist somit notwendig, die Ausrichtung des Werkzeugs zu steuern und
somit zu kontrollieren, damit diese zu jedem Zeitpunkt optimal ist,
d.h., damit die Drehachse des Werkzeugs kollinear oder im Wesentlichen
kollineare zu der normalen der optischen Fläche am Schnittpunkt der Achse
mit der optischen Achse ist.
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Nun
erfordert eine solche Kontrolle das Einsetzen von komplexen Mitteln,
wie eine numerische Steuerungsmaschine, deren Kosten im Allgemeinen erhöht sind
und sich sogar für
eine Flächenbehandlung
verbieten können.
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Eine
zweite Option besteht darin, das Schnittstellenelement weicher zu
machen, wobei der Durchmesser des Werkzeugs beibehalten wird, entweder
indem seine Dicke erhöht
wird oder indem seine Elastizität
verringert wird.
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Letztere
neigt aber dazu, sich unter Scherkräften zu verdrehen oder sich
lateral zu versetzen, zum Nachteil der Effizienz und der Präzision des Werkzeugs.
Zudem ruft das Scheren eine schnelle Abnutzung, sogar eine Zerstörung der
Schnittstelle hervor. Schließlich
begünstigt
und betont die Weichheit der Schnittstelle Schab-/Kratzeffekte des
Puffers an der Linsenseite, sodass schließlich riskiert wird, eine frühzeitige
und/oder unzeitige Zerstörung
des Werkzeugs herbeigeführt
wird.
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In
Anbetracht des Voranstehenden, haben sich die Hersteller optischer
Flächen
und insbesondere die Hersteller ophthalmischer Linse damit abgefunden,
eine größere Anzahl
von Werkzeugen mit verschiedenen Größen und Krümmungen zu verwenden/einzusetzen,
um den Umfang ihres Bereichs optischer Flächen abzudecken.
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Die
Erfindung zielt insbesondere darauf ab, den zuvor genannten Nachteilen
abzuhelfen, indem sie ein Flächenbearbeitungswerkzeug
vorschlägt, welches,
während
es für
einen ausreichend breiten Bereich von optischen Flächen, bezogen
auf Krümmungen
(Konvexität,
Konkavität)
und Formen (sphärisch,
zylindrisch, asphärisch,
progressiv oder jede Kombination davon oder allgemein „freeform") geeignet ist, eine
gute Stabilität
bei der Flächenbearbeitung
aufweist und eine gleichzeitig sicher und schnelle Flächenbearbeitung
von guter Qualität
bei reduzierten Kosten erlaubt.
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Dazu
schlägt
die Erfindung ein Oberflächen-/Flächenbearbeitungswerkzeug
für eine
optische Fläche
gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1 vor.
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Es
ist somit möglich,
eine optische Fläche
zu polieren, deren Ausdehnung wesentlich größer als das transversale Ausmaß des Trägers ist,
insoweit sich nicht das Problem der Stabilität des Werkzeugs stellt.
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Es
ist also möglich,
ein einziges Werkzeug für
einen relativ großen
Bereich von optischen zu bearbeitenden Flächen zu verwenden.
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Insbesondere
ist ein einziges Werkzeug dazu geeignet, Flächen zu bearbeiten, deren Konvexität – oder Konkavität – bezüglich derjenigen
des Werkzeugs einen relativ starken Unterschied aufweist, sowie
es insbesondere dazu geeignet ist, Flächen von komplexer Form, insbesondere
zylindrisch-progressive oder zylindrisch-degressive in der Fläche zu bearbeiten.
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Es
ist somit möglich,
die Gesamtheit eines gegebenen Bereichs von Linsen mit einer Auswahl von
Werkzeugen (in Krümmung,
Konkavität,
Konvexität)
und, daher einen eingeschränkten
Werkzeugpark abzudecken, zu Gunsten, insbesondere der logistischen
Kosten.
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Es
ist angemerkt, dass der kontinuierliche Charakter des Umfangs-/Randabschnitts
des Kragens der Rückstellmittel
es erlaubt, die Regelmäßigkeit
der Flächenbearbeitung
zu steigern.
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Darüber hinaus
erlaubt dieser kontinuierliche Charakter das direkte Zusammenwirken,
oder mittels einem einzigen Schnittstellenelement/einer einzigen Grenzfläche, zwischen
dem Randabschnitt des Kragens und dem Randabschnittes des Puffers,
ohne dass ein Zwischen element notwendig wäre, so dass die Herstellung
des Werkzeugs gemäß der Erfindung besonders
einfach und ökonomisch
ist.
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Gemäß bevorzugten
Merkmalen einer Umsetzungsform des Kragens ist der Kragen, aus Gründen der
Einfachheit und der leichten Herstellbarkeit sowie für die Qualität der erhaltenen
Resultate, flexibel und springt transversal zu dem Träger hervor.
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In
einer ersten Ausführungsform
ist der Kragen mittels einer durchgehenden/geschlossenen Wandung
ausgebildet.
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Alternativ,
in einer anderen bevorzugten Ausführungsform, ist der Kragen
mittels einer durchbrochenen Wandung ausgebildet.
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In
dieser Ausführungsform
ist vorzugsweise:
- – der Kragen durch Fenster/Öffnungen
von im Wesentlichen Trapezform durchbrochen; und gegebenenfalls
- – sind
zwei aufeinander folgende Fenster durch ein Materialband mit parallelen
Rändern
getrennt; und/oder
- – die
Grenze/Begrenzung zwischen jedem Fenster und dem kontinuierlichen
Randabschnitt ist in der Form eines Kreisbogens.
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Gemäß weiteren
auf den Kragen bezogenen Merkmale die aus denselben Gründen bevorzugt sind:
- – ist
der Kragen Teil einer Scheibe, welche zudem einen geschlossenen
Abschnitt umfasst, welcher den Kragen umgibt; und gegebenenfalls
- – ist
der geschlossene Abschnitt kreisförmig; und/oder
- – weist
der geschlossene Abschnitt Durchgangslöcher für den Schaft einer Befestigungsschraube auf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst
das Schnittstellenelement einen zentralen Abschnitt, welcher ausgerichtet/gegenüber bezüglich der
Endfläche
befindlich ist, und einen Randabschnitt, welcher sich transversal
außerhalb dieser
Endfläche
befindet, und der zwischen dem Randabschnitt des Puffers und den
Rückstellmitteln/Rückholmitteln
befindlich ist.
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Daraus
ergibt sich eine größere Weichheit des
Ensembles.
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Der
Randabschnitt des Schnittstellenelements weist beispielsweise in
Abwesenheit von Beaufschlagungen die Form einer Krone/eines Kranzes auf,
der seinen zentralen Abschnitt umgibt.
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Zudem
ist, gemäß einer
besonderen Ausführungsform
das Schnittstellenelement ein Einzelblock/einstückig, wobei seine zentralen
und Randabschnitte ein und dasselbe Stück ausbilden, zugunsten der
einfachen Ausführung.
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Das
Schnittstellenelement weist beispielsweise, in Abwesenheit von Beaufschlagungen,
die Form einer Scheibe auf.
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Darüber hinaus
kann der Puffer ein Einzelblock/einstückig sein, wobei seine zentralen
und Randabschnitte ein und dasselbe Stück ausbilden, zugunsten der
einfachen Ausführung.
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Beispielsweise
umfasst der Puffer eine Vielzahl von Blättern, welche transversal von
seinem zentralen Abschnitt hervorspringen/hervorragen, was der gewöhnlichen
Form entspricht, in der Flächenbearbeitungspuffer
ausgebildet sind.
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In
einer Variante weist der Randabschnitt die Form einer Krone/eines
Kranzes auf, welcher den zentralen Abschnitt umgibt, sodass, wenn
der Puffer ein Einzelblock ist, er sich in der Abwesenheit von Beaufschlagungen
in der Form einer Scheibe darstellt.
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Bezüglich der
Endfläche
kann er eben, konkav oder konvex sein, was es erlaubt, mit einer
eingeschränkten
Anzahl von Werkzeugen eine große Anzahl
von optischen Flächen
zu behandeln.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich im Lichte der
folgenden Beschreibung einer lediglich beispielhaften Ausführungsform, wobei
die Beschreibung Bezug auf die beigefügten Figuren nimmt, in denen:
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die 1 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Werkzeugs gemäß der Erfindung,
einer Aufnahmebasis für
dieses Werkzeug und einer ophthalmischen Linse welche eine zu bearbeitende
optische Fläche
aufweist, ist;
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die 2 eine
vergrößerte Schnittansicht der
Basis der ophthalmischen Linse und des Werkzeugs der 1 ist,
welche zusammengesetzt, im Ruhezustand auf dem Dorn platziert dargestellt
ist;
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die 3 eine
analoge Ansicht zu der 2 ist, aber während der
Bearbeitung anstatt dem Ruhezustand; und
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die 4 eine
schematische Ansicht von oben ist, welche eine ophthalmische Linse
während der
Flächenbearbeitung
mittels eines Werkzeugs gemäß der Erfindung
darstellt, wobei das Werkzeug während
dem Schwenken der optischen Fläche
in zwei Positionen dargestellt ist, von denen eine in gestrichelten
Linien gezeigt ist.
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In
der 1 ist ein Werkzeug 1 zur Oberflächen-/Flächenbearbeitung
bzw. Feinbearbeitung einer optischen Fläche 2 dargestellt,
im vorliegenden Fall eine der Seiten einer ophthalmischen Linse 3, welche
hier konkav ist.
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Das
Werkzeug 1 ist in Form eines Stapels von zumindest 3 Abschnitten
ausgebildet, d.h. ein starrer/fester Abschnitt 4, ein elastisch
kompressibler Abschnitt 5 und ein weicher Abschnitt 6,
welche im Folgenden als Träger,
Schnittstellenelement und Puffer bezeichnet werden.
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Wie
es aus der 1 ersichtlich ist, ist der Träger 4 im
Wesentlichen zylindrisch mit einer Rotationssymmetrie und weist
eine mit X bezeichnete Symmetrieachse auf, welche die als longitudinale
bezeichnete Richtung definiert.
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Der
Träger 4 ist
dazu vorgesehen, in der Art einer Nabe mit dem Konus/Dorn 7,
welcher am Ende des Stifts 8 angeordnet ist, wechselzuwirken,
der eine Basis 9 zur Aufnahme des Werkzeugs 1 umfasst.
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Der
Dorn 7 hat eine im Allgemeinen konische Kontur, deren Ende
abgerundet ist. Zwischen dem Dorn 7 und dem Rest des Stifts 8 ist
eine Vertiefung 10 (dargestellt in der 1)
angeordnet, zur Aufnahme eines dem Träger 4 zugeordneten
elastischen Rings (nicht dargestellt), um das Werkzeug 1 an
der Basis 9 zu halten.
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Um
den Dorn 7 aufzunehmen, weist der Träger 4 ein Sackloch 11 angeordnet
in der Seite 12 des Trägers 4 auf,
wie es oben auf den Zeichnungen ersichtlich ist.
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Der
Grund/Boden des Lochs 11 ist abgerundet, wie das Ende des
Dorns 7, welches er tragen soll. Das Rest des Lochs 11 ist
vorteilhafter Weise aufgeweitet wie die Seitenwand des Dorns 7,
wie in den 2 und 3 ersichtlich.
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Der
Träger 4 und
Allgemeinen das Werkzeug 1 kann somit, wenn es in der Basis 9 aufgenommen ist,
frei bezüglich
dieser um die Achse X drehen, welche mit derjenigen des Stifts 8 überlagert
oder bis ungefähr
30° bezüglich dieser
geneigt ist.
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Gegenüber seiner
Seite 12 in welcher das Loch 11 ausgebildet ist,
weist der Träger 4 eine
Endfläche 13 auf,
welche sich im Wesentlichen transversal/quer erstreckt, gegen welche
das Schnittstellenelement 5 diese bedeckend beaufschlagt/appliziert
ist.
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Der
Puffer 6 ist selbst gegen das Schnittstellenelement 5 beaufschlagt/appliziert,
an dessen anderer Seite bezüglich
des Trägers 4.
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Genauer
bedeckt der Puffer 6 zumindest teilweise das Schnittstellenelement 5,
gegenüber
und ausgerichtet bezüglich
der Endfläche 13.
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Die
Reibung des Puffers 6 gegen die optische Fläche 2 wird
es erlauben, mittels eines in einer Befeuchtungsflüßigkeit/Kühlflüßigkeit
enthaltenen oder in dem Puffer 6 selbst integrierten Schleifmittels eine
oberflächliche
Materialabtragung an der optischen Linse 2 zu gewährleisten,
um den Zustand der Oberfläche/Fläche zu modifizieren,
wie im Folgenden ersichtlich wird.
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Der
Puffer 6 umfasst einen zentralen Abschnitt 6a,
welcher ausgerichtet bezüglich
der Endfläche 13 befindlich
ist, und einen Randabschnitt 14, welcher sich transversal
zu der Endfläche 13 befindet.
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Dieser
Randabschnitt 14 ist mit dem Träger 4 mittels elastischer
Rückstellmittel/Rückholmittel 15 verbunden.
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Der
Randabschnitt 14 erstreckt sich in der Verlängerung
des zentralen Abschnitts 6a, wobei er im Ruhezustand im
Wesentlichen eben/koplanar mit diesem ist.
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Gemäß einer
in den 1 bis 3 dargestellten, bevorzugten
Ausführungsform
ist der Puffer 6 ein Einzelblock/einstückig, wobei der Randabschnitt 14 mit
dem zentralen Abschnitt 6a verbunden ist, so dass sie tatsächlich lediglich
ein einziges Stück
ausbilden.
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Gemäß einer
in durchgezogenen Linien in der 1 dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
weist der Puffer 6 die Form einer Blume auf, und umfasst
somit eine Vielzahl von Blättern 14b,
welche, quer/transversal von dem zentralen Abschnitt 6a hervorragend/hervorspringend,
den Randabschnitt 14 des Puffers 6 ausbilden und
sich jeweils quer/transversal dazu von der Endfläche 13 erstrecken.
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Gemäß einer
in der 1 mit unterbrochenen Linien dargestellten Variante
weist der Randabschnitt 14 die Form einer Krone/eines Kranzes
auf, welcher den zentralen Abschnitt 6a umgibt.
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In
diesem Fall weist, in Abwesenheit von Beaufschlagungen, der Puffer 6,
wenn er ein Einzelblock/einstückig
ist, die Form einer Materialscheibe auf, deren Dicke gering gegenüber ihrem
Durchmesser ist, wie dies in der 1 dargestellt
ist, wobei der Randabschnitt 14 somit einen Kragen bezüglich der Endfläche 13 ausbildet.
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Die
Rückholmittel 15,
welche weiter unten beschrieben werden, können direkt zwischen den Träger 4 und
dem Randabschnitt 14 des Puffers 6 befindlich
sein, d.h. in der Praxis der Kragen, dessen Rand in der 1 mit
unterbrochenen Linien dargestellt ist, oder die Blätter 14b.
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Gemäß einer
in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfasst das Schnittstellenelement 5 jedoch
nicht nur einen zentralen Abschnitt 5a, welcher sich ausgerichtet
bezüglich
der Endfläche 13 befindet,
sondern auch einen Randabschnitt 16, welcher sich transversal
dazu an der Endfläche 13 befindet.
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Dieser
Randabschnitt 16 befindet sich in der Verlängerung
des zentralen Abschnitts 5a, und weist, beispielsweise
in der Abwesenheit von Beaufschlagungen die Form einer Krone auf,
welche den zentralen Abschnitt 5a umgibt, und ist zwischen
dem Randabschnitt 14 des Puffers 6 und den Rückholmitteln 15 befindlich.
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Wie
es in den 1 bis 3 deutlich
wird, ist das Schnittstellenelement 5 ein Einzelblock/einstückig, wobei
seine Zentralen- 5a und Rand- 16 abschnitte verbunden
sind um zusammen ein und dasselbe Teil auszubilden, wobei der Randabschnitt 16 einen
Kragen bezüglich
der Endfläche 13 ausbildet.
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In
Abwesenheit von Beaufschlagungen weist das einstückige Schnittstellenelement 5 beispielsweise
die Form einer Materialscheibe auf, deren Dicke gering gegenüber ihrer
transversalen Ausdehnung (d.h. ihrem Durchmesser) ist.
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Wenn
das Schnittstellenelement 5 und der Puffer 6 beide
zwei Einzelblocks sind, weisen sie vergleichbare transversale Ausdehnungen
auf. Insbesondere wenn sie jeweils die Form einer Materialscheibe
haben, sind sie vorzugsweise aus konstruktiver Einfachheit mit dem
gleichen Durchmesser gewählt.
Es kann aber auch vorgesehen sein, einen Puffer mit anderem Durchmesser
zu verwenden als derjenige, des Schnittstellenelements, insbesondere einen
größeren Durchmesser
um die Randeffekte des Werkzeugs auf der Arbeitsfläche zu verstärken.
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Nun
werden die Rückholmittel/Rückstellmittel 15 beschrieben.
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Diese
umfassen einen elastisch-flexiblen Kragen 18, welcher transversal
von dem Träger 4 hervorragt
und welcher fest/starr mit diesem an der inneren Seite verbunden
ist, während
sein Randabschnitt, welcher kontinuierlich ist, in Anlage mit dem
Randabschnitt 14 des Puffers 6 zusammen wirkt,
mittels des Randabschnitts 16 des Schnittstellenelements 5 in
dem dargestellten bevorzugten Beispiel, aber dieses Zusammenwirken
kann auch direkt erfolgen.
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Dabei
verformt sich der Kragen 18 unter der Einwirkung einer
longitudinal auf den Randabschnitt 14 ausgeübten Kraft,
indem an dem Randabschnitt 14 eine zu der Kraft entgegen
gesetzte Reaktion ausgeübt
wird.
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Gemäß den in
den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen
weisen die Rückstellmittel 15 in
der Tat die Form einer festen Scheibe auf, welche an dem Träger 4 festgelegt
ist.
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Diese
Scheibe umfasst einen geschlossenen Abschnitt 19, welcher
sich zwischen einem zentralen Loch 20 und dem Kragen 18 erstreckt,
welcher durch Fenster 21 durchbrochen ist, die zwischen
dem geschlossenen Abschnitt 19 und einem kontinuierlichen geschlossenen
Rand 22, welcher den Randabschnitt des Kragen 18 ausbildet,
befindlich sind.
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Für die Befestigung
der Scheibe 25 an dem Träger 4 weist der geschlossene
Abschnitt 19 Durchgangslöcher 23 für den Schaft
einer Schraube auf, wobei entsprechende Gewindebohrungen 24 an
dem Träger 4,
an der Seite 12 vorgesehen sind.
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In
dem dargestellten Beispiel weist der Kragen 18, in Ruhestellung,
eine kegelstumpfförmige Konformation
auf, während
der geschlossene Abschnitt 19 flach ist, ebenso wie die
Seite 12 des Trägers 4,
wobei die Scheibe 15 an der Seite des Trägers 4,
des Schnittstellenelements 5 und des Puffers 6 konkav
ist.
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Die
in den Kragen 18 angeordneten Fenster 21 sind
regelmäßig und
in der Anzahl von sieben aufgeteilt, haben jeweils die gleiche Form,
welche im Wesentlichen trapezförmig
ist.
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Genauer
ist die Begrenzung zwischen jedem Fenster 21 und dem Rand 22 kreisbogenförmig und ebenfalls
die Begrenzung zwischen jedem Fenster 21 und dem geschlossenen
Abschnitt 19. Die anderen Seiten der Fenster 21 sind
entlang einer im Wesentlichen radialen Richtung ausgerichtet, wobei
jedes Materialband, welches zwischen zwei aufeinander folgenden
Fenstern 21 befindlich ist, parallele Ränder aufweist.
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In
dem dargestellten Beispiel ist die Scheibe 15 aus einem
gegossenen Kunststoffmaterial, mit konstanter Dicke, gering gegenüber ihrem
Durchmesser.
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Wenn
auch verschiedene Ausführungsformen
vorgesehen sind wie oben ersichtlich wurde, kann festgestellt werden,
dass das der in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsform
entsprechende Werkzeug 1 eine besonders zufriedenstellende
Flächenbearbeitung
erlaubt.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
sind der Puffer 6 und das Schnittstellenelement 5 beide
Einzelblockteile/einstückige
Teile, wobei das Schnittstellenelement 5 die Form einer
Materialscheibe hat, der Puffer 6 die Form einer Blume
hat, während
die Rückstellmittel 15 die
Form einer Scheibe haben wie zuvor beschrieben, deren kontinuierliche
umfänglicher Rand 22 in
Anlage mit dem Randabschnitt 16 des Schnittstellenelements 5 gegenüber des
Puffers 6 ist.
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In
der dargestellten Ausführungsform
haben die Durchmesser des Schnittstellenelements 5, des Puffers 6 und
der Scheibe 15 einen Wert von zumindest zweimal demjenigen,
des Durchmessers des Trägers 4.
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Zudem,
wenn es sich darum handelt eine ophthalmische Linse zu bearbeiten,
werden die Durchmesser des Schnittstellenelements 5 und
des Puffers 6 im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der
Linse 3 gewählt,
sodass der Durchmesser des Trägers 4 weit
geringer als der Durchmesser der Linse 3 ist.
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Die
Verwendung des Werkzeugs 1 ist in den 2 bis 4 dargestellt.
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Es
handelt sich im vorliegenden Fall um die Flächenbearbeitung/Feinbearbeitung
oder das Schleifen einer asphärischen
konkaven Seite 2 einer ophthalmischen Linse.
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Die
Linse 3 ist an einem Drehträger (nicht dargestellt) befestigt,
mittels dessen sie in Rotation um eine feststehende Achse Y (4)
versetzt wird.
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Das
Werkzeug 1 wird gegen diese Seite 2 mit einer
ausreichenden Kraft appliziert/beaufschlagt, so dass der Puffer 6 seine
Form annimmt, wie dies in der 3 gezeigt
ist. Das Werkzeug 1 ist hier selbst frei drehbar, wobei
es jedoch bezüglich der
optischen Fläche 2 versetzt
ist. Ein erzwungenes Antreiben in Rotation des Werkzeugs mittels
geeigneter Mittel kann ebenfalls vorgesehen sein.
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Die
relative Reibung zwischen der optischen Fläche 2 und dem Puffer 6 reicht
aus, um das Werkzeug 1 in Rotation zu versetzen, in der
gleichen Richtung wie diejenige der Linse 3 um den Dorn 7.
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Die
optische Fläche 2 wird
mittels einer nicht abrasiven oder Schleifmittelhaltigen Kühl- oder
Benetzungsflüssigkeit
befeuchtet, je nachdem, ob der Puffer selbst diese Funktion ausübt oder
nicht.
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Um
die Gesamtheit der optischen Fläche 2 zu
erreichen/zu bearbeiten, wird die Basis 9 während der
Flächenbearbeitung
entlang einer radialen Bahn versetzt, wobei der Schnittpunkt der
Symmetrieachse des Stifts 8 mit der optischen Fläche eine
Hin- und Her-Bewegung zwischen zwei Wendepunkten ausführt, d.h.
einem inneren Wendepunkt A und einem äußeren Wendepunkt B, welche
beide in einem Abstand von der Rotationsachse Y der Linse 3 befindlich
sind.
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Der
zentrale Abschnitt 6a des Puffers 6 deformiert
sich, indem er die Form der optischen Fläche 2 annimmt, aufgrund
seiner Kompressibilität
des zentralen Abschnitts 5a des Schnittstellenelements 5.
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Bezüglich des
Randabschnitts 14 des Puffers 6 deformiert er
sich, indem er die Form der optischen Fläche 2 aufgrund der
Deformation des Kragens 18 annimmt, bzw. sich an diese
anpasst.
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Wenn
der kontinuierliche umfängliche
Rand 22 mittels einfacher Anlage mit dem Ensemble Puffer 5 – Schnittstellenelement 6 zusammenwirkt,
kann die relative Position zwischen dem Rand 22 und dem
Ensemble 5–6 während der
Deformation variieren, wie dies im Vergleich der 2 und 3 ersichtlich
ist.
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Die
Kontinuität
des umfänglichen
Rands 22 verschafft eine gewisse umfängliche Regelmäßigkeit der
ausgeübten
Rückstellbeaufschlagung
und somit eine bestimmte Regelmäßigkeit
der ausgeführten Flächenbearbeitung.
Es sei in diesem Hinblick angemerkt, dass beispielsweise, wenn der
Kragen 18 durch ein sternförmiges Teil ersetzt würde, dessen Zweige
ausgerichtet wären
wie die Fenster 21, es bevorzugt wäre, zwischen dem Ende der Zweige
und dem Schnittstellenelement 5 oder dem Puffer 6 ein kontinuierlich
ringförmiges
Zwischenteil vorzusehen, also nur mit einem kontinuierlichen umfänglichen Rand,
würden
gute Resultate ohne jegliches Zwischenteil erreicht.
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In
Anbetracht der Steifigkeit des Trägers 4 erfolgt eine
Materialabtragung hauptsächlich
gegenüber/ausgerichtet
bezüglich
der Endfläche 13,
d.h. diese Materialabtragung im Wesentlichen mittels des zentralen
Abschnitts 6a des Puffers 6 bewirkt wird.
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Bezogen
auf die Randabschnitte 14 des Puffers 6 und 16 des
Schnittelements 5 haben diese im Wesentlichen die Rolle
eines Stabilisators, einerseits aufgrund der Steigerung des Auftriebs
oder Sitzes des Werkzeugs 1 bezüglich einem klassischen Werkzeug,
bei dem der Puffer und das Schnittstellenelement auf die zentralen
Abschnitte 5a, 6a beschränkt sind, und andererseits
aufgrund der Rückstellscheibe 15,
welche einen permanenten Kontakt zwischen dem Randabschnitt 14 des
Puffers 6 und der optischen Fläche 2 hält.
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Daraus
ergibt sich, dass, wie auch immer das Werkzeug an der optischen
Fläche 2 lokalisiert ist
und wie auch immer seine Rotationsgeschwindigkeit ist, eine Rotationsachse
X ständig
kolinear oder im Wesentlichen kolinear zu der Normalen der optischen
Fläche 2 ist,
wobei die Ausrichtung des Werkzeugs 1 somit zu jedem Zeitpunkt
optimal ist.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist die Endfläche 13 des
Trägers 4 eben.
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Das
Werkzeug 1 ist somit dazu geeignet, einen bestimmten Bereich
von optischen Flächen 2 mit verschiedenen
gekrümmten
Flächen
zu bearbeiten.
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In
einer nicht dargestellten Variante des Werkzeugs 1 ist
der Kragen 18 der Scheibe 15 anders angeordnet/ausgebildet.
Er ist insbesondere in die gleiche Richtung gewölbt/gekrümmt, jedoch etwas mehr (das
Schnittstellenelement 5 und der Puffer 8 sind
somit im Ruhezustand gekrümmt/gewölbt mit
ihre Konvexität,
welche zu dem Träger 4 und
der Scheibe 15 hin zeigt); flach im Ruhezustand, d.h. koplanar
mit dem zentralen Abschnitt 19 (das Schnittstellenelement 5 und
der Puffer 6 sind somit im Ruhestand gekrümmt/gewölbt wie
in der 3 dargestellt, d.h. mit ihrer Konkavität hin gebogen
zu dem Träger 4 und
der Scheibe 15); oder mit einer inversen Krümmung/Wölbung, d.h.
dass es die konvexe Seite der Scheibe 15 ist, welche auf
den Träger 4,
das Schnittstellenelement 5 und den Puffer 6 weist
(die letzteren beiden sind somit im Ruhezustand mehr/stärker gekrümmt/gewölbt als
in der 3).
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Diese
erste Variante ist bevorzugter Weise für konvexe optische Flächen bestimmt
sowie die dargestellte Ausführungsform
und die beiden anderen Varianten hauptsächlich für konkave optische Flächen bestimmt
sind.
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In
einer anderen nicht dargestellten Variante ist die Endfläche 13 des
Trägers 4 konvex
anstatt eben zu sein, wobei das Werkzeug somit für optische Flächen bestimmt
sind, die eine ausgeprägtere
Konkavität
aufweisen und die Endfläche 13 des
Trägers 4 ist
hingegen konkav, wobei das Werkzeug somit für optische Flächen mit
einer ausgeprägten
Konvexität bestimmt
ist.
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Es
ist selbstverständlich
möglich
die konkave oder konvexe Ausführungsform
der Endfläche 13 mit
verschiedenen oben erwähnten
Formen der Scheibe 15 zu kombinieren.
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Insgesamt
reicht die Verwendung von drei Werkzeugen deren Endflächen wie
die 13 jeweils eben konvex und konkav sind um einen weiten
Bereich von zu bearbeitenden optischen Flächen abzudecken, sowohl konvex
als auch konkav und verschiedene Formen: sphärische, zylindrisch, progressiv,
asphärisch
oder jede Kombination von diesen oder im Allgemeinen von der Art
Freeform.
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In
nicht dargestellten Ausführungsvarianten der
Rückstellmittel 15 ist
immer ein Kragen wie der Kragen 18 vorhanden, welche einen
kontinuierlichen Umfang/Rand aufweist, jedoch ist dieser Kragen
geschlossen/durchgehend oder unterschiedlich durchbrochen.
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Wie
gezeigt worden ist, entspricht die Verwendung eines Werkzeugs 1,
wie zuvor beschrieben, einem klassischen, dem Fachmann wohlbekannten Verfahren
der Art, dass keine besondere Anpassung der gewöhnlicher Weise verwendeten
Maschinen notwendig ist.