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Die
Erfindung bezieht sich auf die Flächenbearbeitung von optischen
Oberflächen.
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Unter
Flächen-/Oberflächenbearbeitung
versteht sich jeglicher Vorgang, der darauf abzielt den Zustand
der Oberfläche
einer zuvor gefertigten optischen Fläche zu modifizieren. Es handelt
sich insbesondere um Polier-, Schleif- oder Mattiervorgänge, die
darauf abzielen die Rauheit der optischen Oberfläche zu modifizieren (zu verringern
oder zu erhöhen)
und/oder deren Welligkeit zu reduzieren.
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Aus
dem amerikanischen Patent 1,665,292 ist bereits eine Polierscheibe
zum Mattschleifen der Oberflächen
einer Automobilkarosserie bekannt, welche ein dickes Filzkissen
und einen Träger
umfasst, welcher aus ein Antriebsorgan bildet, welches selbst beispielsweise
von einem flexiblen von einem Motor ausgehenden Schaft angetrieben
wird. Der Träger weist
einen Flansch auf, an dem flache elastische Klingen radial positioniert
angenietet sind. An ihrem inneren Ende sind die elastischen Klingen
zugespitzt, so dass sie sich an der Seite des Flansches, welche neben
dem Filzkissen befindlich ist, d.h. an der Außenseite des Trägers, einstellen.
Die äußeren Enden der
elastischen Klingen sind in einer Tasche aus doppelt dickem Leder
aufgenommen, dessen eine Lage auf dem Kissen aufliegt und dessen
andere die äußeren gekrümmten Enden
der Klingen bedeckt. Zwischen dem Flansch und dem zentralen Abschnitt
des Kissens ist eine mit dem Träger
verschweißte Schraubenfeder
angeordnet. Das mit dieser Schleifmaschine durchgeführte Schmirgeln/Schleifen
wird hauptsächlich
in dessen Randbereich ausgeführt.
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Die
Erfindung betrifft ein Flächenbearbeitungswerkzeug
für eine
optische Oberfläche/Fläche, welches
umfasst: einen festen/steifen Träger,
welcher eine transversale Endfläche
aufweist, eine elastisch kompressible Zwischenschicht, die gegen
die Endfläche
appliziert diese bedeckt, sowie ein weiches Kissen, welches dazu
geeignet ist, gegen die optische Flä che/Oberfläche appliziert zu werden, und welches
gegen die Zwischenschicht appliziert ist und diese zumindest teilweise
auf der von der Endfläche abgewandten
und gegenüberliegenden
Seite bedeckt.
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Um
die Rauheit der optischen Oberfläche
zu verringern wird das Werkzeug in Kontakt mit dieser gebracht,
wobei ein ausreichender Druck des Werkzeugs auf diese beibehalten
wird, damit sich das Kissen mittels Deformation der Zwischenschicht
der Form der optischen Oberfläche
anpasst.
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Während die
optische Oberfläche
mittels einer Flüssigkeit
benetzt/bewässert
wird, wird diese in Rotation bezüglich
des Werkzeuges (oder umgekehrt) versetzt und über diese mittels des Letzteren bewegt.
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Im
Allgemeinen wird die optische Oberfläche in Rotation versetzt, wobei
seine Reibung gegen das Werkzeug ausreichend ist um es damit gemeinsam
in Rotation zu versetzen.
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Das
Ausführen
der Flächenbearbeitung
erfordert ein Schleifmittel, welches in dem Kissen oder in der Flüssigkeit
enthalten sein kann.
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Während der
Flächenbearbeitung
erlaubt die Zwischenschicht, elastisch kompressibel, den Unterschied
der Krümmung
zwischen der Endfläche
des Trägers
des Werkzeugs und der optischen Oberfläche zu kompensieren, sodass
ein einziges Werkzeug an eine Bandbreite von optischen Flächen verschiedener
Formen und Krümmungen
angepasst ist.
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Wenn
die transversale Erstreckung des Werkzeugs vergleichbar mit der
Erstreckung der optischen Fläche
ist, was im Allgemeinen für
die Flächenbearbeitung
von ophthalmischen Linsen der Fall ist, ist der Bereich der optischen
Flächen,
für den
ein einziges Werkzeug zur Bearbeitung geeignet ist, relativ beschränkt.
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Daher
ist diese Art Werkzeug besonders schlecht für die Flächenbearbeitung von optischen Flächen komplexer
Formen, auf englisch „freeform" genannt, insbesondere
asphärischer
Formen angepasst, die per Definition eine nicht gleichförmige Krümmung aufweisen.
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Darüber hinaus
ist diese Art Werkzeug auch schlecht an optische Flächen angepasst,
welche bezüglich
des Werkzeuges eine zu starke konvexe oder konkave Abweichung aufweisen:
In dem ersten Fall verlieren die Ränder des Werkzeugs den Kontakt
mit der optischen Fläche;
in dem zweiten Fall ist es der zentrale Abschnitt des Werkzeugs,
der den Kontakt mit der optischen Fläche verliert, woraus eine unvollständige Flächenbearbeitung
(folgt).
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Um
die Erstreckung des Bereichs optischer Flächen, die ein einziges Werkzeug
Flächenbearbeiten
kann, zu erhöhen,
sind zwei Optionen möglich.
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Eine
erste besteht darin, den Durchmesser des Werkzeugs zu verringern,
d.h. seine globale transversale Größe, so dass der Abschnitt der
optischen Fläche
im Kontakt mit dem Werkzeug beschränkt und lokalisiert wird. An
einem solchen lokalisierten Abschnitt bleibt der Kontakt mit dem
Werkzeug in der Tat länger
homogen, als wenn die optische Fläche in ihrer Gesamtheit genommen
in Betracht gezogen wird.
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Jedenfalls
ist diese Beschränkung
im Durchmesser des Werkzeugs von einer Verringerung seines „Auftriebs" oder „Sitzes" und folglich seiner
Stabilität
auf der optischen Fläche
während
der Flächenbearbeitung
begleitet.
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Es
ist also notwendig die Orientierung des Werkzeugs zu steuern/kontrollieren
und somit zu unterdrücken,
damit sie bei jeder Gelegenheit optimal ist, d.h. damit die Rotationsachse
kollinear oder im Wesentlichen kollinear zu der Normalen der optischen
Fläche
im Schnittpunkt der Achse mit der optischen Fläche ist.
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Nun
erfordert eine solche Beschränkung
das Anwenden von komplexen Mitteln wie einer numerischen Steuerungsmaschine,
deren Kosten im Allgemeinen sehr hoch sind und sich sogar als unerschwinglich
für eine
Flächenbearbeitungsoperation erweisen
können.
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Eine
zweite Option besteht darin, bei konstant gehaltenem Durchmesser
des Werkzeugs die Zwischenschicht weicher zu machen, entweder indem
dessen Dicke erhöht
wird oder indem dessen Elastizität
verringert wird.
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Dieser
letztere hat aber die Tendenz sich unter dem Effekt der Scherkräfte zu verdrehen
oder lateral zu versetzen zum Nachteil der Effizienz und der Präzision des
Werkzeugs. Zudem ruft das Scheren eine schnelle Abnutzung, sogar
eine Zerstörung
der Zwischenschicht hervor. Schließlich begünstigt und betont die Weichheit
der Zwischenschicht die Abschabeffekte des Kissens bezüglich des
Linsenrandes, um schließlich
zu riskieren, eine frühzeitige und/oder
unzeitige Zerstörung
des Werkzeugs herbeizuführen.
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In
Anbetracht des oben beschriebenen finden sich die Hersteller optischer
Flächen
und insbesondere die Hersteller von ophthalmischen Linsen damit
ab, eine große
Anzahl von Werkzeugen mit verschiedenen Krümmungen und Größen zu verwenden,
um die Weite ihres Bereichs optischer Flächen/Oberflächen abzudecken.
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Die
Erfindung stellt insbesondere darauf ab, diese oben genannten Nachteile
zu lösen,
in dem sie ein Werkzeug zur Flächenbearbeitung
vorschlägt, welches,
wobei es für
einen ausreichend weiten Bereich optischer Flächen in Bezug auf Krümmungen (Konvexität, Konkavität) und Form
(sphärisch,
torisch, asphärisch,
progressiv oder jede Kombination davon oder allgemeiner „freeform") geeignet ist, eine gute
Stabilität
während
der Flächebearbeitung
aufweist und eine sichere und gleichzeitig schnelle und qualitativ
gute Flächenbearbeitung
bei reduzierten Kosten erlaubt.
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Dazu
schlägt
die Erfindung ein Werkzeug zur Flächenbearbeitung einer optischen
Fläche/Oberfläche vor,
welches umfasst: einen steifen/festen Träger, welcher eine transversale
Endfläche
aufweist, eine elastisch kompressible Zwischenschicht, welche gegen
die Endfläche
appliziert ist und diese bedeckt, sowie ein weiches Kissen, welches
dazu geeignet ist, gegen die optische Fläche appliziert zu werden, und welches
gegen die Zwischenschicht appliziert ist und diese zumindest teilweise
auf der von der Endfläche abgewandten
und gegenüberliegenden
Seite bedeckt, wobei das Kissen einen als zentral bezeichneten Teil,
welcher sich der Endfläche
gegenüberliegend/bezüglich der
Endfläche
ausgerichtet befindet und einen als umfänglich/peripher bezeichneten
Teil umfasst, welcher sich transversal jenseits der Endfläche befindet,
wobei elastische Rückholmittel/Rückstelleinrichtungen
diesen umfänglichen
Teil mit dem Träger
verbinden, wobei die Kombination des umfänglichen/peripheren Teils und
der Rückstelleinrichtungen
eine Stabilisationseinrichtung des Werkzeugs bei der Flächenbearbeitung
bildet, wobei das Werkzeug dazu geeignet ist eine Flächenbearbeitung
im Wesentlichen auf dem Niveau/im Bereich des zentralen Abschnitts
durchzuführen/bereitzustellen.
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Es
ist somit möglich
eine optische Fläche
zu polieren, deren Erstreckung/Weite erheblich größer als
die transversale Dimension des Trägers ist, ohne dass sich diesbezüglich das
Problem der Stabilität des
Werkzeugs stellt.
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Es
ist also möglich,
ein einziges Werkzeug für
einen relativ großen
Bereich von flächenzubearbeitenden
optischen Flächen
zu verwenden.
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Im
Besonderen ist ein einziges Werkzeug dazu geeignet die Oberflächen flächenzubearbeiten, deren
Konvexität – oder Konkavität – bezüglich derjenigen
des Werkzeugs eine relativ ausgeprägte Abweichung aufweist, sowie
es insbesondere dazu geeignet ist Flächen komplexer, insbesondere
toro-progressiver, Form, flächenzubearbeiten.
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Es
ist somit möglich,
die Gesamtheit eines gegebenen Bereichs von Linsen mit einem Spektrum von
Werkzeugen (in Krümmung,
Konkavität,
Konvexität)
und folglich mit einem Park eingeschränkter Werkzeuge abzudecken,
zugunsten der Kosten, und insbesondere der Logistischen.
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Verschiedene
Ausführungsformen
entsprechen der Erfindung wie soeben definiert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
das Kissen ein Monoblock/einteilig, wobei seine zentralen und peripheren
Abschnitte ein und dasselbe Teil ausbilden, zugunsten der Einfachheit
der Ausführung.
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Beispielsweise
umfasst das Kissen eine Vielzahl von Blättern, transversal von seinem
zentralen Abschnitt abstehend/hervorspringend, was der gewöhnlichen
Form entspricht, in der Kissen zur Flächenbearbeitung ausgeführt sind.
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In
einer Variante umfasst das Kissen eine Krone/Kranz, welche den zentralen
Abschnitt umgibt, so dass, wenn das Kissen einteilig ist, es sich
in Abwesenheit von Spannungen/Beaufschlagungen in der Form einer
Scheibe darstellt.
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Darüber hinaus
kann die Zwischenschicht auch einen zentralen Abschnitt, der sich
gegenüber der
Randfläche
des Trägers,
beziehungsweise bezüglich
dieser ausgerichtet befindet, und einen Randabschnitt/peripheren
Abschnitt umfassen, welcher sich transversal jenseits dieser Endfläche befindet
und der zwischen dem peripheren/umfänglichen Abschnitt des Kissens
und der Rückstelleinrichtungen
angeordnet ist.
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Daraus
ergibt sich eine größere Weichheit/Biegsamkeit/Anschmiegsamkeit
des Ensembles.
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Der
periphere/umfängliche
Abschnitt der Zwischenschicht stellt sich beispielsweise in Abwesenheit
von Spannungen/unbeaufschlagt in der Form einer Krone/eines Kranzes
dar, welcher den zentralen Abschnitt umgibt.
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Darüber hinaus
kann das Werkzeug einen deformierbaren Ring umfassen, welcher den
Träger transversal
umgibt und welcher zwischen dem peripheren/umfänglichen Abschnitt der Zwischenschicht und
den Rückstelleinrichtungen
angeordnet ist.
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Man
stellt dabei fest, dass diese Anordnung erlaubt die Gleichmäßigkeit
der Flächenbearbeitung zu
steigern.
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Um
diese Regularität/Gleichmäßigkeit
der Flächenbehandlung
weiter zu optimieren, wird der Ring vorzugsweise in einem kreisförmigen longitudinalen
Querschnitt gewählt.
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Zudem
ist gemäß einer
besonderen Ausführungsform
die Zwischenschicht einstückig/einteilig, wobei
ihr zentraler und ihr umfänglicher/peripherer Abschnitt
ein und dasselbe Teil ausbilden, was die Einfachheit der Ausführung begünstigt.
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Die
Zwischenschicht stellt sich beispielsweise unbeaufschlagt/in Abwesenheit
von Spannungen in der Form einer Scheibe dar.
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Was
die Rückstelleinrichtungen
betrifft, umfassen diese beispielsweise eine elastisch flexible Lamelle,
die transversal von dem Träger
hervorspringt und mittels eines ersten Endes mit dem Träger und
mit dem umfänglichen/peripheren
Abschnitt des Kissens mittels eines zweiten Endes verbunden ist.
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Vorzugsweise
ist diese Lamelle feststarr an den Träger mittels ihres ersten Endes
verankert, was eine gute Stabilität des Werkzeugs begünstigt.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform umfassen
die Rückstelleinrichtungen
ein sternförmiges
Teil, welches an dem Träger
befestigt ist und welches mit Zweigen versehen ist, welche jeweils
eine elastisch flexible Lamelle bilden.
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Die
Verwendung eines solchen Teils, welches darüber hinaus von relativ einfacher
Ausführung
ist, erlaubt es eine gute Gleichmäßigkeit im Hinblick auf den
umfänglichen/peripheren
Abschnitt des Kissens während
der Flächenbearbeitung
zu erhalten.
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Was
die Montage dieses sternförmigen
Teils betrifft, umfasst der Träger
beispielsweise zwei aneinander befestigte Klemmbacken, wobei das
sternförmige
Teil einen zentralen Abschnitt umfasst, welcher zwischen den zwei
Klemmbacken eingeklemmt ist und von welchem aus seine Zweige abstehen/hervorspringen.
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Vorzugsweise
ist, wenn das Kissen einstückig/einteilig
ist und anstelle des umfänglichen/peripheren
Abschnitts eine Vielzahl von Blättern
umfasst, wie dies zuvor in einer der dargestellten Ausführungsformen
erwähnt
wurde, jeder Zweig des sternförmigen
Teils gegenüber/ausgerichtet
bezüglich
eines Blatts positioniert.
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Beispielsweise
liegen die Blätter
und die Zweige jeweils in der Anzahl sieben vor, was ausreichend
ist, um eine sowohl schnelle als auch qualitativ gute Flächenbearbeitung
zu gewährleisten.
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Bezugnehmend
auf die Endfläche
kann diese eben, konkav oder konvex sein, was es erlaubt, mit einer
reduzierten Anzahl von Werkzeugen eine große Anzahl von optischen Flächen/Oberflächen an der
Fläche
zu bearbeiten/flächenzubearbeiten.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher im Lichte
der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform, die lediglich beispielhaft
und nicht einschränkend
angegeben wird, wobei die Beschreibung Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen nimmt, in denen:
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sdie 1 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Werkzeugs gemäß der Erfindung
und einer ophthalmischen Linse ist, welche eine flächenzubearbeitende
optische Fläche
aufweist;
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die 2 eine
perspektivische Ansicht des Werkzeugs der 1 zusammengesetzt
darstellt, während
der Flächenbearbeitung
der optischen Oberfläche
der Linse aus der 1; um die Bewegung des Werkzeugs
bezüglich
der Linse während der
Flächenbearbeitung
darzustellen, ist das Werkzeug in drei Positionen dargestellt, von
denen zwei in unterbrochenen Linien ausgeführt sind;
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die 3 eine
partielle Schnittansicht des Werkzeugs und der Linse der 2 entlang
der Ebene III-III ist;
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die 4 eine
Aufrissansicht im Schnitt des Werkzeugs der 3, alleine
im Ruhezustand dargestellt, ist. Die Darstellung in unterbrochenen
Linien der elastischen Rückstelleinrichtung
zeigt die Deformation dieser während
der Flächenbearbeitung;
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die 5 eine
analoge Ansicht zu 4 gemäß einer ersten Variante der
Ausführungsform
ist;
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die 6 eine
analoge Ansicht zu den 4 und 5 gemäß einer
zweiten Variante der Ausführungsform
ist;
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die 7 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 Bewegen/Schwenken der opti schen Flächen in zwei Positionen dargestellt
ist, deren eine in unterbrochenen Linien illustriert ist.
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In
der 1 ist ein Werkzeug 1 zur Flächenbearbeitung
einer optischen Fläche/Oberfläche 2,
in diesem Fall einer der Seiten einer ophthalmischen Linse 3,
dargestellt. In der 1, genauso wie in den 2 und 3 ist
die betroffene optische Fläche 2 konkav
dargestellt, sie könnte
allerdings auch gut konvex sein.
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Das
Werkzeug 1 ist aus einem Stapel von zumindest drei Abschnitten
gebildet, und zwar einem steifen Abschnitt 4, einem elastisch
kompressiblen Abschnitt 5, und einem weichen Abschnitt 6,
welche im Folgenden als Träger,
Zwischenschicht bzw. als Kissen/Puffer bezeichnet sind.
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Wie
sich insbesondere aus der 1 ergibt, umfasst
der Träger 4 zwei
Backen/Klemmbacken, und zwar eine untere Backe 7 und eine
obere Backe 8, die dazu ausgelegt sind übereinander angeordnet zu sein,
wobei sie mittels eines Zapfens 9 ineinander greifen, welcher
von der einen 10 der Seiten der oberen Backe 8 hervorspringt,
um in einem komplementär
angeordneten Loch 11 gegenüber in einer Seite 12 der
unteren Backe 7 aufgenommen zu werden.
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Wie
aus der 1 ersichtlich, ist der Träger 4 im
Wesentlichen zylindrisch mit einer Rotationssymmetrie und weist
eine mit X bezeichnete Symmetrieachse auf, welche eine als longitudinal
bezeichnete Richtung definiert.
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Es
wird die Normale zur optischen Fläche 2 im Schnittpunkt
der Symmetrieachse X des Werkzeugs 1 mit der letzteren
als n bezeichnet.
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Gegenüber ihrer
Seite 12, in welcher das Loch 11 ausgebildet ist,
weist die untere Backe 7 eine Endfläche 13 auf, die im
Wesentlichen transversal/quer erstreckt ist, gegen die die Zwischenschicht 5,
diese bedeckend appliziert/beaufschlagt ist.
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Das
Kissen ist diesbezüglich
auf der anderen Seite der Zwischenschicht 5, bezogen auf
den Träger 4,
appliziert.
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Genauer
bedeckt das Kissen 6 zumindest einen Abschnitt der Zwischenschicht 5 gegenüber und ausgerichtet
bezüglich
der Endfläche 13.
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Die
Reibung des Kissens 6 gegen die optische Fläche 2 erlaubt
mittels eines in der Bewässerungsflüssigkeit
enthaltenen oder in dem Kissen selbst inkorporierten Schleifmittels
ein oberflächliches
Entfernen von Material an der optischen Fläche 2 um den Zustand
der Oberfläche
zu modifizieren wie im Folgenden gezeigt wird. Gemäß der Erfindung umfasst
das Kissen einerseits einen zentralen Abschnitt 6a, der
sich gegenüber/ausgerichtet
bezüglich
der Endfläche 13 befindet
und einen peripheren Abschnitt 14 der sich jenseits der
Endfläche 13 befindet.
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Dieser
periphere Abschnitt 14 ist mit dem Träger 4 über elastische
Rückholmittel/Rückstelleinrichtungen 15 verbunden.
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Der
periphere Abschnitt 14 erstreckt sich in der Verlängerung
des zentralen Abschnitts 6a, wobei er im Ruhezustand im
Wesentlichen koplanar mit dieser ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform, dargestellt
in den 1 bis 6, ist das Kissen 6 ein
Monoblock/einstückig,
wobei der periphere Abschnitt 14 mit dem zentralen Abschnitt 6a verbunden ist,
so dass diese ein und dasselbe Stück ausbilden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform, dargestellt
in fetten Linien in der 1, weist das Kissen 6 die
Form einer Blume auf, und umfasst somit eine Vielzahl von Blättern 14b,
welche transversal vom zentralen Abschnitt 6a hervorspringend
den peripheren/umfänglichen
periphere Abschnitt 14 des Kissens 6 ausbilden
und sich jeweils transversal jenseits der Endfläche 13 erstrecken.
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Gemäß einer
in 1 mit Strichpunkten dargestellten Variante weist
der periphere Abschnitt 14 die Form einer Krone 14a auf,
die den zentralen Abschnitt 6a umgibt.
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In
diesem Fall stellt sich das Kissen 6 in Abwesenheit von
Spannungen, wenn es einstückig
ist, in der Form einer Materialscheibe dar, deren Dicke gering bezüglich ihres
Durchmessers ist, so wie in der 1 dargestellt,
wobei der peripheren/Randabschnitt 14, 14a somit
einen Kragen bezüglich
der Randfläche 13 ausbildet.
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Die
Rückstellmittel 15,
die im Folgenden beschrieben werden, können direkt zwischen dem Träger 4 und
dem peripheren Abschnitt 14 des Kissens 6, d.h.
in der Praxis dem Kragen 14a oder den Blättern 14b angeordnet
sein.
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Gleichwohl
umfasst gemäß einer
in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsform die Zwischenschicht 5 nicht
nur einen zentralen Abschnitt 5a, der sich gegenüber der
Randfläche 13 befindet,
sondern auch einen peripheren/umfänglichen Abschnitt/Teil 16,
der sich hier jenseits/bezüglich
der Randfläche 13 befindet.
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Dieser
umfängliche/periphere
Abschnitt 16 befindet sich in der Verlängerung des zentralen Abschnitts 5a,
und stellt sich zum Beispiel in der Abwesenheit von Beaufschlagung/Spannungen
in der Form einer Krone dar, die den zentralen Abschnitt 5a umgibt,
und ist zwischen dem peripheren Abschnitt 14 des Kissens 6 und
den Rückstellmitteln 15 befindlich.
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Wie
aus den 1 bis 6 ersichtlich
ist die Zwischenschicht 5 einstückig, wobei ihre zentralen 5a und
peripheren 16 Abschnitte verbunden sind, um zusammen ein
und dasselbe Teil auszubilden, wobei der periphere Abschnitt 16 einen
Kragen bezüglich
der Randfläche 13 ausbildet.
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Somit
stellt sich in Abwesenheit von Spannungen/Beaufschlagungen die einstückige Zwischenschicht 5 beispielsweise
in der Form einer Materialscheibe dar, deren Dicke gering bezüglich ihrer transversalen
Dimension (d. h. ihres Durchmessers) ist.
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Wenn
die Zwischenschicht 5 und das Kissen 6 beide einstückig sind,
weisen sie vergleichbare transversale Dimensionen auf. Da sie sich
insbesondere jeweils in der Form einer Materialscheibe darstellen,
werden sie vorzugsweise aus konstruktiver Einfachheit in dem gleichen
Durchmesser gewählt. Es
könnte
auch vorgesehen sein ein Kissen mit einem zu der Zwischenschicht
unterschiedlichen Durchmesser zu verwenden, insbesondere mit einem
größeren Durchmesser,
um die Randeffekte des Werkzeugs an der bearbeiteten Fläche abzuschwächen.
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Darüber hinaus
ist aus Gründen,
die im Folgenden klar werden, vorgesehen, gemäß einer in den 1 bis 6 dargestellten
Ausführungsform
einen deformierbaren Ring 17 zwischen dem peripheren Abschnitt 16 der
Zwischenschicht 5 und den Rückstellmitteln 15 anzuordnen.
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In
der Praxis ist dieser Ring 17 an dem peripheren Abschnitt 16 bezüglich des
Kissens 6 an der anderen Seite befestigt, d.h. an der gleichen
Seite wie der Träger 4 und
so, dass dieser von dem Ring 17 umgeben ist.
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Vorzugsweise
ist dieser Ring 17 von kreisförmigem longitudinalem Querschnitt,
aber er könnte auch
einen Querschnitt von komplexerer Form, insbesondere länglich,
polygonal, rechteckig oder quadratisch haben. Darüber hinaus
ist er an dem peripheren Abschnitt 16 in konzentrischer
Art mit dem Träger 4 angeordnet.
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Hier
werden die Rückstellmittel 15 beschrieben.
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Diese
umfassen zumindest ein elastisch flexibles Blatt 18, welches
transversal von dem Träger 4 hervorspringt
und welches einerseits fest mit dem Träger 4 über ein
erstes Ende 18a und andererseits mit dem peripheren Abschnitt 14 des
Kissens 6 über ein
zweites Ende 18b, bezeichnet als freies Ende, gegenüber dem
ersten 18a verbunden ist.
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In
dieser Art deformiert sich dieses unter dem Einfluss einer longitudinal
auf den peripheren Abschnitt 14 gegenüber dieses Blatts 18 ausgeübten Kraft,
wobei es auf den peripheren Abschnitt 14 eine der Kraft
entgegengesetzte Reaktion ausübt.
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In
der Praxis umfassen die Rückstellmittel 15 eine
Vielzahl solcher Blätter 18,
welche in gleichförmiger
Art an der Peripherie/dem Umfang des Trägers 4 verteilt sind,
um an der Gesamtheit des peripheren Abschnitts 14 des Kissens 6 zu
wirken.
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Gemäß einer,
insbesondere in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsform
stellen sich die Rückstellmittel 15 in
der Form eines sternförmigen
Stückes/Teils 19 dar,
welches starr an dem Träger 4 befestigt
ist.
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Dieses
sternförmige
Teil 19 umfasst einen zentralen Abschnitt 20,
von dem eine Vielzahl von Zweigen 18 hervorspringt, die
jeweils ein elastisch flexibles Blatt, welches sich radial in einer
transversalen Ebene erstreckt, ausbilden.
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Zur
Befestigung des sternförmigen
Teils 19 an dem Träger 4 ist
in der Praxis dessen zentraler Abschnitt 20 zwischen den
Backen 7, 8 des Trägers 4 eingeklemmt,
wobei dessen Zentrierung mittels eines Lochs 21, welches
sein Zentrum durchquert, durch den Zapfen 9 der oberen
Backe 8 gewährleistet
wird, wobei die Gesamtheit mit Hilfe von Befestigungsmitteln, wie
z. B. Schrauben gehalten ist, welche die obere Backe 8 und
den zentralen Abschnitt 20 des sternförmigen Teils 19 durchqueren
und in der unteren Backe 7 greifen.
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Wenn
gemäß einer
zuvor beschriebenen Ausführungsform
das einstückige
Kissen 6 eine Vielzahl von Blättern 14b umfasst,
sind an dem steinförmigen
Teil 19 genauso viele Zweige 18 wie Blätter 14b vorgesehen,
wobei das sternförmige
Teil 19 so orientiert ist, dass jeder Zweig 18 sich
gegenüber
einem Blatt 14b erstreckt. Somit umfasst, wenn das Kissen 6 sieben
Blätter 14b umfasst,
das sternförmige
Teil 19 ebenfalls sieben Zweige 18, dazu geeignet jeweils
die elastische Rückstellung
eines Blatts 14b zu gewährleisten.
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Da
mehrere Ausführungsformen
vorgesehen sind, wie oben gezeigt, sei festgestellt, dass das Werkzeug 1 der
in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform
eine besonders zufrieden stellende Flächenbearbeitung erlaubt.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
sind das Kissen 6 und die Zwischenschicht 5 beide
einstückige
Teile, wobei sich die Zwischenschicht 5 in der Form einer
Materialscheibe darstellt und wobei sich das Kissen 6 in
der Form einer Blume darstellt, währenddessen die Rückstellmittel 15 sich,
wie zuvor beschrieben, in der Form eines sternförmigen Teils 19 darstellen
und zwischen den freien Enden 18b seiner Zweige 18 und
der Zwischenschicht 5 ein deformierbarer Ring 17 mit
kreisförmigem
Querschnitt befindlich ist.
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Der
Ring 17 ist an der Zwischenschicht 5 und an den
zwei Enden 18b der Zweige 18 befestigt, wobei
diese Befestigung mit jeglichen Mitteln gewährleistet sein kann, wobei
gleichwohl Kleben bevorzugt ist, insbesondere aufgrund seiner Einfachheit.
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In
der dargestellten Ausführungsform
haben die Durchmesser der Zwischenschicht 5, des Kissens 6,
des sternförmigen
Teils 19 einen Wert, zumindest doppelt zu demjenigen des
Durchmessers des Trägers 4.
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Darüber hinaus,
wenn es sich um die Flächenbehandlung
einer ophthalmischen Linse handelt, sind die Durchmesser der Zwischenschicht 5 und
des Kissens 6 im Wesentlichen gleich zu dem Durchmesser
der Linse 3 gewählt,
so dass der Durchmesser des Trägers 4 wesentlich
geringer als der Durchmesser der Linse 3 ist.
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Die
Verwendung des Werkzeugs 1 ist in den 2 und 3 dargestellt.
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Es
handelt sich in diesem Fall um die Flächenbearbeitung oder das Schleifen
einer asphärischen
konvexen Seite 2 einer ophthalmischen Linse.
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Die
Linse 3 ist in einem drehbaren Träger (nicht dargestellt) montiert,
mittels dessen sie in Rotation um eine feste Achse Y angetrieben
wird.
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Das
Werkzeug 1 ist gegen diese Seite 2 mit einer ausreichenden
Kraft angesetzt/beaufschlagt, so dass sich das Kissen seiner Form
anpasst. Das Werkzeug 1 ist hier, was dies betrifft, frei
drehbar, wobei es allerdings bezüglich
der optischen Fläche 2 dezentriert
ist. Ein Rotationsantrieb des Werkzeugs, mit geeigneten Mitteln
kann gleichwohl vorgesehen sein.
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Die
relative Reibung der optischen Fläche 2 und des Kissens 6 reicht
aus, um das Werkzeug 1 in eine Rotation in derselben Richtung
wie die der Linse 3 um eine Achse im Wesentlichen mit der
Symmetrieachse X des Trägers 4 überlagert
anzutreiben.
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Die
optische Fläche 2 wird
mit einer nicht schleifenden oder einer schleifenden Bewässerungsflüssigkeit
befeuchtet, je nachdem ob das Kissen selbst oder gerade nicht diese
Funktion ausübt.
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Um
die Gesamtheit der optischen Fläche
abzulaufen/zu erfassen, wird das Werkzeug während der Flächenbearbeitung
entlang eines radialen Weges deplaziert, wobei der Schnittpunkt
der Rotationsachse X des Werkzeugs 1 mit der optischen
Fläche 2 eine
Hin-und-Her-Bewegung zwischen zwei Wendepunkten ausführt, und
zwar einem äußeren Wendepunkt
A und einem inneren Wendepunkt B, die beide in einem Abstand von
der Rotationsachse Y der Linse 3 befindlich sind.
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Der
zentrale Abschnitt 6a des Kissens 6 deformiert
sich, indem er sich der Form der optischen Fläche 2 anpasst, dank
der Kompressibilität
des zentralen Abschnitts 5a der Zwischenschicht 5.
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Bezugnehmend
auf den peripheren Abschnitt 14 des Kissens 6,
deformiert er sich, indem er die Form der optischen Fläche 2 aufgrund
der Deformation der flexiblen Blätter 18 annimmt.
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Aufgrund
der Steifheit des Trägers 4 erfolgt die
Abtragung des Materials hauptsächlich
gegenüber
der Randfläche 13,
d.h. dass dieses Abtragen des Materials im Wesentlichen durch den
zentralen Abschnitt 6a des Kissens 6 erfolgt.
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Bezugnehmend
auf die peripheren Abschnitte 14 des Kissens 6 und 16 der
Zwischenschicht 5, haben diese im Wesentlichen eine Stabilisatorrolle, einerseits
aufgrund des Zuwachses an Auftrieb oder Sitz des Werkzeugs 1 bezüglich eines
klassischen Werkzeugs, dessen Kissen und Zwischenschicht an den
zentralen Abschnitten 5a, 6a begrenzt sind, und andererseits
aufgrund der Rückstellmittel 15,
die einen permanenten Kontakt zwischen dem peripheren Abschnitt 14 des
Kissens 6 und der optischen Fläche 2 halten.
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Der
deformierbare Ring 17 erlaubt ein Glätten/Ausgleichen der Verteilung
der auf den peripheren Umfang/Außenlinie der Zwischenschicht 5 ausgeübten Spannungen
und folglich mittels der Blätter 18 auf
das Kissen 6.
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Daraus
ergibt sich, wo auch immer das Werkzeug 1 an der optischen
Fläche
befindlich sein mag und was auch immer seine Rotationsgeschwindigkeit
sein mag, dass seine Rotationsachse X permanent kolinear oder im
Wesentlichen kolinear mit der Normalen n zu der optischen Fläche 2 ist,
wobei die Ausrichtung des Werkzeugs 1 somit in jedem Fall optimal
ist.
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Gemäß einer
in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform
ist die Randfläche 13 des Trägers 4 eben.
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Das
Werkzeug 1 ist somit geeignet einen bestimmten Bereich
von optischen Flächen 2 von
verschiedenen Krümmungen
an der Fläche
zu bearbeiten/flächenzubearbeiten.
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Um
die Anpassbarkeit des Werkzeugs 1 zu modifizieren ist es
möglich
die Rückstellmittel 15 vorzuspannen,
indem die flexiblen Blätter 18 verdreht werden,
damit diese im Ruhezustand bereits gebogen sind, in eine Richtung
(5) oder in die andere Richtung (6).
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Da
die Blätter 18 in
der Ruhestellung gerade sind (4) oder
markiert/gebogen gegenüber
der Randfläche 13 (5),
ist das Werkzeug für
konkave optische Flächen 2 bestimmt,
während,
wenn die Lamellen 18 im Ruhezustand auf die Seite der Randfläche 13 markiert/gebogen
sind (6), das Werkzeug für konvexe optische Flächen 2 bestimmt
ist.
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Darüber hinaus
ist gemäß einer
ersten in der 5 dargestellten Variante die
Randfläche 13 des Trägers 4 konvex,
wobei das Werkzeug 1 für
optische Flächen 2 bestimmt
ist, welche eine ausgeprägtere Konkavität aufweisen.
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Gemäß einer
zweiten Variante der in 6 dargestellten Ausführungsform
ist die Randfläche 13 des
Trägers 4 dahingegen
konkav, wobei das Werkzeug 1 somit für optische Flächen 2 mit
ausgeprägterer
Konvexität
bestimmt ist.
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Es
versteht sich, dass es möglich
ist, die konkave oder konvexe Ausführungsform der Randfläche 13 mit
einer Vorspannung der Rückstellmittel 15,
wie oben beschrieben, zu kombinieren.
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Insgesamt
reicht die Anwendung von drei Werkzeuge 1, wie diese in
den 4, 5 und 6 dargestellt
sind, d. h. deren Randflächen 13 eben,
konvex bzw. konkav sind, um einen weiten Bereich von an der Fläche zu bearbeitenden
optischen Flächen 2,
sowohl konvex wie auch konkav von verschiedenen Formen, abzudecken:
kugelförmig,
torisch, asphärisch,
progressiv oder jede Kombination davon oder allgemein von der Art „freeform".
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
(nicht dargestellt) stellen sich die Rückstellmittel in der Form einer
Schraubenfeder dar, die über
ein erstes Ende in dem Träger
verankert ist und über ein
zweites Ende in dem Randabschnitt des Kissens befestigt ist. Diese
Feder ist beispielsweise von kegelförmigem Profil und weitet sich
von dem Träger
zu dem hin Randabschnitt aus.
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Wie
gezeigt entspricht die Anwendung eines Werkzeugs 1, wie
oben beschrieben, einem klassischen, dem Fachmann wohl bekannten
Verfahren, so dass keine spezielle Anpassung der gewöhnlicher Weise
verwendeten Maschinen notwendig ist.