DE680591C

DE680591C - Vorrichtung zum Schleifen von nicht kugelfoermigen, konkaven oder konvexen Flaechen an Linsen

Info

Publication number: DE680591C
Application number: DEA66865D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-06-09
Filing date: 1929-06-09
Publication date: 1939-09-05

Description

Es ist bekannt, die Lichtaustrittsfläche von optischen Linsen derart zu verändern, daß der Krümmungsradius in verschiedenen Abständen vom Mittelpunkt verschiedene Werte annimmt, um die sphärische Abberation der Linse zu beeinflussen oder zu beseitigen. Zum Schleifen solcher Gläser ist auch eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der ein umlaufendes Werkzeug an dem einen Ende einer um einen festen Punkt schwingenden Schiene angeordnet ist, während das andere Ende je nach der Art der gewünschten Bewegung in einer geraden oder Kreislinie geführt wird. Zur Erzielung der zu schleifenden Fläche kann der Abstand des Angriffspunktes des Werkzeuges vom Drehpunkt der Schiene durch Verstellung des Werkzeuges in Richtung der Schiene verändert sowie der Drehpunkt der Schiene verschoben werden. Das zu bearbeitende Werkstück ist hierbei in senkrechter Richtung verstellbar und läuft in bekannter Weise um eine Achse in einem der Werkzeugdrehung entgegengesetzten. Sinne um.

Das Werkzeug hat aber praktisch nicht eine punktförmige Gestalt, sondern ist eine Schleifschale mit bestimmtem Krümmungsradius. Es ist daher nicht möglich, mit einer Einrichtung, bei der das Werkzeug parallel zu sich selbst verschoben oder in einer Kurve geführt wird, genügend saubere Flächen zu schleifen.

Wegen der räumlichen Ausdehnung der Schleifschale wird sie, wenn' sie parallel zu sich selbst verschoben wird, mit je nach der Stellung wechselnden Teilen ihrer Fläche das Werkstück bearbeiten, so daß hierdurch eine unerwünschte Abänderung der durch die Führung gegebenen Kurve entsteht.

Gemäß der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, die Schleifschale neben ihrer Führung auf einer Meridiänkurve der zu schleifenden Fläche in Abhängigkeit von der Bewegung: auf dieser Kurve' so zu kippen, daß sie in jedem Punkt senkrecht zu der jeweiligen Tangente an diese Kurve steht. Hierdurch wird erreicht, daß die tatsächlich geschliffene Fläche mit der durch die Führung bedingten genau übereinstimmt.

Die Zeichnungen zeigen besonders zweckmäßige Ausführungsformen der neuen Einrichtung.

Fig. ι ist ein Schnitt durch die wichtigsten Teile einer Maschine zum Schleifen konkaver Flächen, die zur Beseitigung der sphärischen Abberation von konvex-konkaven Sammellinsen dienen.

Fig. 2 ist ein Schnitt durch die gleiche Maschine in einer Ebene, die zur Schnittebene der Fig. 1 senkrecht steht.

Fig. 3 und 4 sind Schnitte durch die vollständige Maschine, entsprechend den Fig. 1 und 2.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen entsprechen sich in den wesentlichen Teilen und in ihrer Wirkungsweise, so daß sie gemeinsam erläutert werden können. Das Schleifwerkzeug 6 ist durch einen brückenartigen Träger mit den Stangen 3 ίο starr verbunden. Diese bestimmen die Einstellung des zweckmäßig rotierenden Schleifwerkzeuges 6 senkrecht zu der jeweiligen Tangente der zu schleifenden Fläche. Hierzu sind die Stangen 3 in bekannter Weise in ihrer Länge veränderlich, beispielsweise durch eine Teleskopführung. An diesen Stangen 3 sind Scharniere 1 befestigt, an denen die Stangen 2 angelenkt sind, welche die zu schleifende Kurve bestimmen. Der obere so Drehpunkt 5 der Stangen 2 ist heb- und senkbar, um die gewünschte Deformierung der Kugelfläche zu erzielen.

Diese Deformierung der Fläche erfolgt nach einer einfachen Bestimmung der randnahen und zentralen Brennweite in der Weise, daß die randnahe Brennweite beibehalten und die zentrale Brennweite dieser angeglichen wird. Die Bewegung der Punkte 5 muß also so erfolgen, daß diese synchron mit der Schwingbewegung des Werkzeuges 6 angehoben und gesenkt werden. Steht das Werkzeug an einem Endpunkt einer Schwingbewegung im Zentrum der zu schleifenden Linse oder am Rand, so müssen gleichzeitig die Punktes ebenfalls einen Umkehrpunkt ihrer Bewegung erreicht haben. Da die Punkte 5 bei Zwischenstellungen des Werkzeuges 6 ebenfalls eine Zwischenstellung zwischen den Umkehrpunkten einnehmen, wird die gesamte Fläche, nach dem Mittelpunkt allmählich zunehmend, deformiert und somit eine Beseitigung der Abberation in allen Zonen der zu schleifenden Linse erreicht. Die vom Werkzeug abgewandten Endpunkte der Stangen 3 tragen ebenfalls Scharniere 4. Zur Erzielung der Senkrechtstellung des Werkzeuges ist das Scharnier 4 ebenfalls heb- und senkbar, und zwar in solchem Maße, daß die Länge der Stangen 3 bis zum Werkzeug dem wechselnden Radius der zu schleifenden Fläche in jedem Punkt entspricht.

Die Stangen 2 tragen noch Anlenkpunkte oder Scharniere 13, an denen ein Hebel zur Erzeugung der Schwingbewegung angreift. Das Werkstück, d. h. die zu schleifende Linse, ist hierbei in einer Schale 9 befestigt, die in Umdrehung versetzt werden kann.

In den Fig. 3 und 4 ist die synchrone Steuerung der Scharniere 4, 5 und 13 dargestellt, und zwar sind in den gewählten Ausführungsbeispielen Kurbelscheiben entsprechend dem symmetrischen Aufbau der Maschine zu beiden Seiten angeordnet, die in zwangsläufiger Abhängigkeit voneinander angetrieben werden. Die Kurbelscheibe K dient hierbei zur ' Erzielung der Schwingbewegung des Werkzeuges, die Kurbelscheibe K₁ zur Hebung und Senkung eines Lenkers, an dem das Scharnier 5 befestigt ist. Über die Kurbelscheibe K₂ wird dann der Radius der zu schleifenden Kurve, d. h. die Länge der Stangen 3, verändert und somit eine Senkrechtstellung des Werkzeuges zur Tangente der zu schleifenden Kurve in jedem Punkt bewirkt. Die Kurbelscheiben sind untereinander zweckmäßig mittels Zahnräder gekuppelt, wobei die Zwischenzahnräder eine andere Zähnezahl erhalten können als die Kurbelscheiben bzw. die mit ihnen fest verbundenen Zahnräder. Hierdurch wird erreicht, daß nicht immer die gleichen Zähne in die gleichen Zahnlücken eingreifen, was unter Umständen eine vorzeitige Abnutzung an einzelnen Zähnen oder Zahnflanken zur Folge hätte.

Sämtliche Kurbelscheiben tragen Vorrichtungen zur Verstellung des Angriffspunktes, d. h. zur Veränderung der Exzentrizität. Hierdurch sind Linsen verschiedener Abmessungen mit beliebig veränderter, beseitigter oder im zentralen Teil der Linse umgekehrter sphärischer Abberation herstellbar. Zum leichteren Verständnis sind in allen Figuren neben der erwünschten Kurve auch die entsprechenden sphärischen Kurven mit eingezeichnet, wobei die Abweichungen der deformierten .von der sphärischen Meridia.nkurve übertrieben dargestellt sind. S₁ ist hierbei der Scheitel der ursprünglich kreisförmigen Meridiankurve und B% der Scheitel der nach der Erfindung abgeänderten Kurve. Mit R₂ ist jeweils der Radius der zu bearbeitenden Fläche bezeichnet, wobei vorausgesetzt istj daß der Radius der anderen Linsenfläche R₁ sein muß. Diese Bezeichnung ist aber als nicht zur Erläuterung der Erfindung gehörig in den Figuren nicht enthalten. Der geänderte Radius der zu bearbeitenden Fläche ist hierbei mit R₂' bezeichnet, wobei eine Unterscheidung in .R/min ^un(l ^2'mux ^vor~ genommen ist, da dieser Radius i?₂' veränderlieh sein soll.

Sollte in besonderen Fällen durch die Wirkung der Exzenterscheiben nicht in allen Zonen gleichzeitig eine Behebung der sphärischen Abberation möglich sein, so wird 115. zweckmäßig die Einstellung so vorgenommen, daß die größte Abweichung vom Idealwert im Mittelpunkt der zu schleifenden Linse auftritt. Da die Zentralstrahlen einer Linse praktisch kaum gebrochen werden, ist ein iao Linsenfehler an dieser Stelle von untergeordneter Bedeutung und kann somit vernach-

lässigt werden. Ist auch eine solche Vernachlässigung unzulässig, so konnte an die Stelle der Exzentersteuerung eine gleichwertige Steuerung mittels Kulissen treten, wobei die Form der Kulisse den jeweiligen Bedürfnissen genau angepaßt werden kann. Diese Kulisse könnte beispielsweise ellipsen- oder allgemein eiförmige Gestalt erhalten. Zur Veränderung der charakteristischen Abmes-

K) sungen der zu schleif enden Linse müßten dann verschiedene auswechselbare Kulissen verwendet werden.

Bei der Festlegung der Meridiankurve und der entsprechenden Einstellung der erfindungsgemäßen. Maschine wird man sich zweckmäßig solcher Formeln zur Berechnung der charakteristischen Größen der Linse bedienen, die die Dicke der Linsen in Betracht ziehen. Dies ist auch bei Zerstreuungslinsen, die im Mittelpunkt eine sehr kleine Dicke besitzen, empfehlenswert. Es ist dann nur erforderlich, die verschiedenen Radien der zu schleifenden Fläche und die äußeren Punkte der Meridiankurve zu ermitteln.

Selbstverständlich ist es auch möglich, beide Oberflächen einer Linse zu deformieren. Mit der Erfindung wird insbesondere bezweckt, eine Linse zu schaffen, bei der die sphärische Abberation praktisch entfernt ist oder willkürlich verändert werden kann.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorrichtung zum Schleifen von nicht kugelförmigen, konkaven oder konvexen Flächen an Linsen zur praktischen Beseitigung oder beliebigen Beeinflussung der sphärischen Abberation, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug von zwei Stangen geführt ist, von denen die eine, an der das Schleifwerkzeug angelenkt ist, die zu schleifende Kurve bestimmt, während die andere, gegenüber der ersten schwenkbare Stange fest mit dem Schleifwerkzeug verbunden und zwangsläufig in Abhängigkeit von der Stellung der ersten Stange so bewegt ist, daß sie die Senkrechtstellung des Schleifwerkzeuges zu der Tangente in jedem Punkt dieser Kurve bewirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug (6), mit dem das in einer rotierenden Schale (9) befestigte Werkstück bearbeitet, wird, kippbar am Ende einer um einen Zapfen (5) schwenkbaren Stange (2) befestigt ist, die mittels eines durch eine Kurbelscheibe (K) gesteuerten Hebels vom Linsenrand zur optischen Achse in hin und her gehende Bewegung versetzt und deren Schwenkzapfen (5) gleichzeitig über einen von einer Kurbelscheibe (K₁ ) gesteuerten Schwinghebel gehoben und gesenkt wird, während dem Schleifwerkzeug (6) eine Kippbewegung von einer um einen in Richtung der optischen Achse mittels eines von einer Kurbelscheibe (A^) gesteuerten Schubstange verschobenen Zapfens (4) schwenkbaren Stange (3) erteilt wird, die in einer zur Werkzeugachsrichtung parallelen, am Werkzeugträger angeordneten Führung gleitet, wobei die Kurbelscheiben (K, Ki und ^T₂) zwangsläufig so miteinander (z. B. durch Zahnräder) gekuppelt sind, daß die Hinundherbewegungen, das Anheben, Senken und Kippen des Schleifwerkzeuges (6) in der erforderlichen gegenseitigen Abhängigkeit stattfindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen