DE69416943T2

DE69416943T2 - Vorrichtung zum Poliren von optischen Linsen

Info

Publication number: DE69416943T2
Application number: DE69416943T
Authority: DE
Inventors: Stephen Kulan; Kenneth L Smith
Original assignee: Coburn Optical Industries Inc
Current assignee: Gerber Coburn Optical Inc
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2014-11-26
Also published as: EP0655297B1; US5577950A; EP0655297A1; DE69416943D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG:

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Verfahren und Apparaturen zum Glätten und Polieren von Brillengläsern und betrifft insbesondere in der Form anpaßbare Werkzeuge sowie die Verfahren und die Vorrichtungen, die mit deren Betätigung verbunden sind.
Die Fähigkeit bzw. Möglichkeit, Brillengläser genau auf asymmetrische geometrische Formen zu schleifen, die spezifisch individuell angepaßt sind, ist in der Brillengläserindustrie relativ neu. Dementsprechend ist bei der Entwicklung von Glätt- und Polierwerkzeugen wenig unternommen worden, um die Genauigkeit der Glätt- /Polierarbeit zu erhöhen.
In der Vergangenheit haben Glätt-/Polierwerkzeuge eine allgemeine, Formanpassung an das Brillenglas bereitgestellt. Das heißt, es wurde ein separates Werkzeug für jede mögliche Kontur eines Brillenglases verwendet, und für jedes Brillenglas mußte das richtige Werkzeug ausgewählt und an der Glätt-/Poliervorrichtung angebracht werden. Die jüngste Entwicklung von genauerer Brillenflächen- Behandlungsausrüstung macht jedoch eine Verbesserung in der Glätt-/Polierausrüstung erforderlich, da die derzeit bekannte. Glätt-/Polierausrüstung die genauen geometrischen Formen, die durch die neue Ausrüstung ermöglicht wurden, beeinträchtigen würde. Mit dem Aufkommen von verbesserten Brillenglas- Formgebungsgeräten zeigen moderne Brillengläser eine breite Streuung in der Oberflächenkrümmung. Beispielsweise ist bei asphärischen Brillengläsern in der Progression in der Länge des Krümmungsradius der Brillenglasoberfläche der Radius zum äußeren Rand des Brillenglases normalerweise größer als der Radius zum Zentrum des Brillenglases, so daß das Brillenglas zu seinen Rändern hin abgeflacht ist. In modernen Brillengläsern jedoch kann die Progression abnehmend und/oder zunehmend sein, so daß sich die Brillenglasfläche von einem konvexen in einen konkaven und wieder zurück zu einem konvexen Zustand ändern könnte. Das Glätten/Polieren eines solchen Brillenglases mit derzeit bekannter Ausrüstung führt im allgemeinen zum Verlust der korrekten Geometrie des Brillenglases. Während sphärische und asphärische Brillengläser im allgemeinen rotationssymmetrisch sind, können jetzt darüber hinaus progressive und torische Brillengläser geschliffen werden, die diese Bedingung nicht erfüllen. Während einige Anstrengungen bei der Entwicklung von Formgebungswerkzeugen gemacht wurden, die zum Glätten/Polieren einer Vielfalt von symmetrischen, sphärischen und asphärischen Brillengläsern verwendet werden können, ist bisher keine Gerätschaft entwickelt worden, die gestattet, daß sich ein einzelnes oder eine Minimalzahl von Glätt-/Polierwerkzeugen allen Brillenglaskonturen, einschließlich torischer Brillengläser, anpaßt.
Es ist zwar bei der Entwicklung von Formgebungswerkzeugen einiges unternommen worden, es ist jedoch derzeit kein solches Werkzeug verfügbar, das nicht progressiv inkrementiert wird. Das heißt, die Formgebung wird in Inkremental-Dioptriebereichen ausgeführt, so daß das Werkzeug sich nicht genau progressiv an jeder Stelle einer Brillenglaskontur anpaßt. Damit kann der Glätt-/Poliervorgang die Genauigkeit der Brillenglasgeometrie negativ beeinflussen.
Ein derzeit bekanntes Formgebungswerkzeug benutzt von der Bedienungsperson geregelten Luftdruck im Formgebungswerkzeug, um den Grad der Formanpassung an das Brillenglas zu regeln. Die Verwendung von der Bedienungsperson geregelten Luftdrucks oder hydraulischen Drucks führt jedoch Ungenauigkeit in das System ein. Außerdem neigt die Oberfläche des Werkzeugs dazu, sich zu wölben bzw. zu verwerfen, und seine genaue Anlage an die Brillenglasoberfläche zu verlieren, wodurch sich ein weiterer Fehler in das System einschleicht. Darüber hinaus ist das Werkzeug so orientiert, daß sich das zu glättende/polierende Brillenglas oberhalb des Werkzeugs befindet. Infolgedessen verursachen schwerkraftbedingte Zugkräfte weitere Probleme sowohl beim Werkzeug als auch beim Poliermittel. Außerdem ist zwar das Werkzeug auf einer feststehenden Achse bzw. Welle angebracht, das Brillenglas jedoch auf einer schwimmenden Achse, was eine Schwabbelbewegung zwischen dem Brillenglas und dem Glätt-/Polierwerkzeug zuläßt und weitere Genauigkeitsprobleme sowie auch eine Beschädigung des Glätt- /Polierwerkzeugs verursacht. In der Tat ist es erforderlich, daß das Glätt-/Polierwerkzeug größer als der halbe Durchmesser des Brillenglases ist, oder das Brillenglas würde vom Werkzeug herunterfallen, wenn es über das Werkzeugzentrum hinaus schwingt. Auch wird bei einem bekannten Formgebungswerkzeug, während die Werkzeugdrehung sowohl bezüglich der Umdrehungen pro Minute als auch der Umlauf- U/min gesteuert wird, das Brillenglas mit einem Vielfachen der Werkzeugdrehung gedreht, wobei die Brillenglas- Drehgeschwindigkeit nicht anderweitig steuerbar ist. Dies schränkt die Steuerung der bzw. die Kontrolle über die Scheuerwirkung bzw. Schleifwirkung der Vorrichtung ein.
Andere Probleme mit bekannten Formgebungswerkzeugen umfassen die Erfordernisse der Ausrichtung oder des Zusammenfallenlassens der Mittenlinie des Werkzeugs mit der Mittenlinie des Brillenglases, was dazu führt, daß geringere Winkelgeschwindigkeiten zur Mittenlinie hin fokussiert werden und höhere Winkelgeschwindigkeiten außerhalb davon fokussiert werden, was eine Verwerfung bzw. Verzerrung des Brillenglases verursacht. Was selbst bei bekannten Formgebungswerkzeugen die größte Rolle spielt, ist die Tatsache, daß die Formanpassung an das Brillenglas immer noch eher global als lokal stattfindet.
Die GB-Patentanmeldung 2 050 884 offenbart einen Brillenglas-Polierkopf, der eine elastomere Läppscheibe oder ein biegsames Gehäuse mit einer gekrümmten Brillenglas- Bearbeitungsfläche und einem hohlen Innenraum beinhaltet. Das Läppwerkzeug ist mit Luft oder einem anderen, in der Form anpaßbaren Füllstoff zur Anpassung an eine geschliffene Brillenglaskrümmung gefüllt. Das elastomere Läppwerkzeug wird durch eine Spindel in Drehung versetzt, um ein an einer exzentrischen Oberspindel angebrachtes Brillenglas zu polieren, was eine freie, schwimmende Rotationsbewegung des Brillenglases über der Fläche des Polierkopfes ermöglicht.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Glätt-/Poliervorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit einem Formgebungswerkzeug bereitzustellen, das sowohl zum Glätten als auch zum Polieren verwendbar ist.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Glätten/Polieren eines Brillenglases bereitgestellt, die umfaßt:
eine Spindel,
ein nachgiebiges Gehäuse, das einen in der Form anpaßbaren Füllstoff enthält und einen Flansch um einen Rand desselben aufweist,
ein am Gehäuse für Mitdrehung mit ihm angeklebtes, nachgiebiges Kissen, wobei der Füllstoff das Kissen an eine Oberfläche der zu glättenden/Polierenden Linse konturmäßig anlegt,
ein Scheibenmittel, das mit der Spindel drehfest verbunden ist, sowie
ein den Gehäuseflansch an dem Scheibenmittel zur Drehung mit diesem festklemmendes Ringmittel,
dadurch gekennzeichnet, daß das Scheibenmittel exzentrisch mit der Spindel verbunden ist.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein Werkzeug, das eine größere lokale Formanpassung bietet, als sie bisher verfügbar war.
Vorzugsweise ist das Werkzeug gegenüber Verwerfung bzw. Wölbung widerstandsfähig und behält seine Integrität in der Formanpassung an das Brillenglas bei.
Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung gemäß der Erfindung über computergesteuerte Betriebsparameter, die auf Grundlage der Auswahl des Materials und der Geometrie des Brillenglases variiert und optimiert werden können. Eine bevorzugte Vorrichtung gemäß der Erfindung erfordert keine parallele oder koinzidierende Anordnung der Drehachsen des Werkzeugs und des Brillenglases. Außerdem erfordert das Werkzeug einer bevorzugten Vorrichtung keinen pneumatischen oder hydraulischen Druck, um eine Formanpassung an ein Brillenglas zu erzielen. Die bevorzugte Vorrichtung erfordert nicht, daß das Werkzeug größer als die Hälfte des Brillenglasdurchmessers ist. Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist keine manuelle Steuerung durch die Bedienungskraft während ihres Betriebs erforderlich. Vorzugsweise ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Variation in der Winkelausrichtung der Werkzeugachse in bezug auf die Brillenglasachse. Vorzugsweise ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Querverschiebung des Werkzeugs in bezug auf die Drehachse des Brillenglases.

ABRISS DER ERFINDUNG:

Gemäß der Erfindung ist ein Werkzeug zum Glätten/Polieren eines Brillenglases vorgesehen, das eine Spindel und ein nachgiebiges Gehäuse mit einem in der Form anpaßbaren Füllstoff aufweist, wobei das Gehäuse mit der Spindel zur Drehung mit dieser verbunden ist. Ein am Gehäuse für Mitdrehung mit diesem befestigtes, nachgiebiges Kissen weist eine Mehrzahl von Schlitzen auf, die sich von einem Umfang zu einem Zentrum desselben erstrecken und eine Anzahl Finger dazwischen festlegen.
Das Kissen ist am Werkzeug mittels einer mit der Spindel verbundenen Scheibe und mittels eines Rings verbunden, wobei das Gehäuse um einen Rand desselben einen Flansch aufweist, der zwischen der Scheibe und dem Ring festgespannt ist. Ein biegsamer Deckel ist ebenfalls zwischen der Scheibe und dem Flansch festgespannt. Vorzugsweise werden zwei Scheiben verwendet, wobei die erste Scheibe mit der Spindel und die zweite Scheibe mit dem Gehäuse verbunden ist, und die zweite Scheibe eine Exzenterbohrung zur eng anliegenden Aufnahme der ersten Scheibe darin aufweist. Somit verändert die Drehung der zweiten Scheibe in bezug auf die erste Scheibe die Exzentrizität der zweiten Scheibe in bezug auf die Spindel. Eine Einstellschraube sichert die zweite Scheibe gegen Drehung relativ zur ersten Scheibe, um eine gewählte Exzentrizität aufrechtzuerhalten. Das Brillenglas wird um eine feststehende Achse im wesentlichen quer zum Brillenglas gedreht. Vorzugsweise ist die Brillenglasachse im wesentlichen senkrecht. Das Werkzeug wird um eine feststehende Achse gedreht, die sich mit dem Brillenglas schneidet und im wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche des zu glättenden/polierenden Brillenglases ist, wobei das Werkzeug vorzugsweise oberhalb des Brillenglases angeordnet ist. Die Achse der Horizontalverschiebung des Werkzeugs kann selektiv in bezug auf die Brillenglasachse variiert werden. Außerdem kann die Winkelanordnung der Werkzeugachse in bezug auf die Brillenglasachse selektiv variiert werden. Schließlich kann die Radialverschiebung des Werkzeugs in bezug auf das Brillenglas längs der Werkzeugachse selektiv variiert werden, um das Kissen in und außer Anlage mit der Brillenglasoberfläche zu bringen und um den durch das Werkzeug auf die Brillenglasfläche ausgeübten Druck zu variieren. Eine Schlämmdüse richtet ein Glätt-/Polierfluid auf die Oberfläche des Brillenglases und eine Spüldüse richtet ein Spülfluid auf die Oberfläche des Brillenglases. Die Drehgeschwindigkeit des Brillenglases ist ebenso wie die Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs einstellbar bzw. anpaßbar. Ein Computer steuert die Werkzeugbetätigung. Der computergesteuerte Arbeitsgang umfaßt folgende Schritte:
Einleiten des Fließens von Glätt-/Polierfluid aus der Schlämmeinrichtung auf die zu glättende/polierende Brillenglas- bzw. Linsenoberfläche;
Einleiten der Drehung der Linse um die Linsenachse;
Einleiten der Drehung des Werkzeugs um die Werkzeugachse;
Ausrichten der Winkelanordnung der Werkzeugachse, damit diese im wesentlichen senkrecht auf der Linsenoberfläche an einem gewünschten Schnittpunkt der Werkzeugachse mit der Linsenoberfläche ist;
Verschieben der Werkzeugachse horizontal in bezug auf die Linsenachse, um die im Winkel ausgerichtete Achse am gewünschten Punkt mit der Linsenoberfläche zum Schnitt zu bringen;
Verschieben des Gehäuses radial längs der im Winkel ausgerichteten und horizontal verschobenen Achse, um das Kissen mit der Linsenoberfläche bei einem gewünschten Druck gegen diese zur Anlage zu bringen, um die Linsenoberfläche zu glätten/polieren; sowie
Zurückziehen des Werkzeugs radial längs der im Winkel ausgerichteten und horizontal verschobenen Achse nach einem vorgewählten Glätt-/Polierzeitraum.
Das Verfahren kann ferner folgende Schritte aufweisen:
Anhalten des Fließens von Glätt-/Polierfluid aus der Schlämmeinrichtung;
Anhalten der Drehung des Werkzeugs um die Werkzeugachse;
Verschieben der Werkzeugachse horizontal in Beziehung auf die Linsenachse, um das Werkzeug von der Linsenoberfläche zu beabstanden;
Einleiten des Fließens von Spülfluid aus der Spüleinrichtung auf die Linsenoberfläche; Beenden des Fließens von Spülfluid aus der Spüleinrichtung;
Fortsetzen der Drehung der Linse während einer vorgewählten Trocknungszeit; und
Anhalten der Drehung der Linse um die Linsenachse nach der vorgewählten Trocknungszeit.
Ein das Werkzeug und die Linse bzw. das Brillenglas umschließendes Gehäuse weist einen Ablauf in einem Bodenabschnitt desselben zum Abführen der Glätt-/Polier- und -Spülfluide auf. Ein Ventil zur Aufnahme des vom Ablauf abgeführten Fluids schaltet das Strömen des abgeführten Fluids zwischen zwei getrennten Auslaßwegen. Das Ventil wird durch den Computer gesteuert, um zu einem der Auslässe zu schalten, bevor das Strömen von Glätt-/Polierfluid eingeleitet wird, und um zu dem anderen Auslaß zu schalten, bevor das Strömen von Spülfluid eingeleitet wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:

Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor, in denen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Glätt-/Polierkonsole,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die tragende Struktur und die Bestandteile einer bevorzugten Ausführungsform eines in die Konsole von Fig. 1 einzusetzenden Glätt-/Polierwerkzeugs,
Fig. 3 eine schematische Vorderansicht der tragenden Struktur und der Bestandteile von Fig. 2,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht von rechts der Struktur und der Komponenten des Glätt- /Polierwerkzeugs von Fig. 2,
Fig. 5 eine Seitenansicht von links einer bevorzugten Ausführungsform der Hauptgleitplatte des Glätt- /Polierwerkzeugs von Fig. 2,
Fig. 6 eine Vorderansicht der Hauptgleitplatte von Fig. 5,
Fig. 7 eine linke Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Drehplatte des Glätt- /Polierwerkzeugs von Fig. 2,
Fig. 8 eine Vorderansicht der Drehplatte von Fig. 7,
Fig. 9 eine rechte Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Radialgleitplatte des Glätt- /Polierwerkzeugs von Fig. 2,
Fig. 10 eine Vorderansicht der Radialgleitplatte von Fig. 9,
Fig. 11 eine schematische Seitenansicht von rechts der ausgewählten Tragestruktur und der Bestandteile des Glätt-/Polierwerkzeugs von Fig. 2,
Fig. 12 eine Schemazeichnung einer bevorzugten Ausführungsform des Schlämm-/Spülfluidsystems des Glätt-/Polierwerkzeugs,
Fig. 13 eine Aufrißansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Spannvorrichtung des Glätt- /Polierwerkzeugs,
Fig. 14 eine Draufsicht auf die Spannvorrichtung von Fig. 13 von unten,
Fig. 15 eine Aufrißansicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Linsenspindel des Glätt- /Polierwerkzeugs,
Fig. 16 eine Draufsicht auf die Linsenspindel von Fig. 15 von unten,
Fig. 17 eine Aufrißansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Dichtung des Glätt- /Polierwerkzeugs,
Fig. 18 eine Draufsicht auf die Dichtung von Fig. 17 von unten,
Fig. 19 eine Aufrißansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Schleuderrings des Glätt- /Polierwerkzeugs,
Fig. 20 eine Draufsicht auf den Schleuderring von Fig. 19 von unten,
Fig. 21 eine Aufrißansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Versetzung des Glätt- /Polierwerkzeugs,
Fig. 22 eine Draufsicht auf die versetzte Scheibe von Fig. 21 von unten,
Fig. 23 eine Aufrißansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Stützplatte des Glätt- /Polierwerkzeugs,
Fig. 24 eine Draufsicht auf die Stützplattenscheibe vom Fig. 23 von unten,
Fig. 25 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform des Montierrings des Glätt-/Polierwerkzeugs,
Fig. 26 eine Aufrißansicht des Montierrings von Fig. 25,
Fig. 27 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform des Formanpassungswerkzeugs und des Kissens des Glätt-/Polierwerkzeugs,
Fig. 28 eine Aufrißansicht des Formanpassungswerkzeugs und Kissens von Fig. 27,
Fig. 29 eine schematische Darstellung der Wechselbeziehung zwischen den Achsen des Werkzeugs und der Linse bzw. des Brillenglases im Glätt-/Polierwerkzeug,
Fig. 30 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Eingänge und Ausgänge des Computers im Glätt-/Polierwerkzeug, und
Fig. 31 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Schritte eines bevorzugten Poliervorgangs für die Betätigung des Glätt-/Polierwerkzeugs durch den Computer von Fig. 30.

GENAUE BESCHREIBUNG

In Fig. 1 weist eine bevorzugte Ausführungsform einer Konsole 10 für das Formgebungswerkzeug ein unteres Gehäuse 11 und einen abnehmbaren oberen Deckel 13 mit linken 15 und rechten 17 Öffnungen in seiner Vorderfläche für den Zugang zu getrennten Glätt-/Polierabteilen, die jeweils Formgebungswerkzeuge enthalten, auf. Über die Vorderfläche des Deckels 13 erstrecken sich zwei Sätze Druckknöpfe 19 und 21 und ein Notschaltknopf 23, deren Zweckbestimmung nachstehend erläutert ist.
Gemäß den Fig. 2, 3 und 4 umfaßt der in der Konsole 10 angebrachte und zum Tragen der verschiedenen Formgebungswerkzeugkomponenten verwendete, feste interne Aufbau eine feststehende Platte 25, die an den inneren Seitenwänden des unteren Gehäuses 11 mittels Winkeleisen 27 befestigt ist. Ein rechteckiger Träger 29 erstreckt sich quer zu und vertikal aufwärts von der Platte 25 und von vorne nach hinten in der Konsole 10.
Um eine hin- und hergehende, im wesentlichen horizontale Vorwärts-Rückwärts-Bewegung der Formgebungswerkzeug- Komponenten relativ zu der oben beschriebenen, feststehenden Struktur zu ermöglichen, ist eine Hauptgleitplatte 31 auf Blöcken 33 montiert. Die Blöcke 33 sitzen auf horizontalen Führungen 35, die am Träger 29 gesichert sind. Wie am besten aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, ist die Hauptgleitplatte 31 vorzugsweise annähernd ein Viertel-Kreisblech von 3/4-Inch- Aluminium. Der Scheitel der Hauptgleitplatte befindet sich an ihrer unteren Vorderseite, in bezug auf die Konsole 10 betrachtet. Die Blöcke 33 sind auf Kissen 37 auf einer Seite der Platte 31 durch Schraubbolzen (nicht dargestellt) über in den Kissen 37 vorgesehenen Öffnungen 38 montiert. Ein bogenförmiger Lagerbandstreifen 39 verläuft auf der anderen Fläche der Platte 31 längs dessen bogenförmigen Rands. In Nähe des Scheitels der Platte 31 ist ein Zapfenloch 41 vorgesehen, und ein weiteres Zapfenloch 43 in Nähe der unteren Bogenecke der Platte 31. Die Platte 31 weist auch ein weiteres Kissen 45 und eine Öffnung 46 zwischen den oberen und unteren Kissenpaaren 37 auf. Gemäß den Fig. 3, 4 und 5 wird die Hauptgleitplatte 31 zur reziproken Vorwärts- und Rückwärtsbewegung längs der Führungen 35 durch einen Schrittschaltmotor 47 angetrieben, der am Träger 29 montiert ist und eine Leitspindel 49 antreibt, die mit einem an der Hauptplatte 31 am mittleren Kissen 45 durch (nicht dargestellte) Schraubbolzen durch die Öffnungen 46 im Mittelkissen befestigten Bügel 51 über Schraubverbindung in Eingriff steht. Die Grenzen der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Hauptgleitplatte 31 sind durch Grenzschalter 83 gesetzt.
Eine reziproke Winkelpositionierung der Formgebungswerkzeug-Komponenten wird unter Verwendung einer Drehplatte 53, die am besten aus Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, erzielt. Wie gezeigt, ist die Drehplatte 53 vorzugsweise annähernd ein 1/8-Kreis von 3/4-Inch-Aluminium mit einem Drehzapfenloch 55 an seinem Scheitel und einer Lagerinsel 57 an einer Fläche und längs seines bogenförmigen Randes, und zwar so, daß die Lagerinsel 57 auf der Drehplatte 53 auf dem Lagerband 39 der Hauptgleitplatte 31 gleitet, wenn das Zapfenloch 41 des Scheitels der Hauptgleitplatte und das Zapfenloch 55 des Scheitels der Drehplatte auf einer gemeinsamen Achse ausgerichtet sind. Längs des bogenförmigen Randes der Drehplatte 53 sind auch Befestigungslöcher 59 zum Befestigen eines am besten in den Fig. 2, 3 und 4 erkennbaren Rollenbügels 61 an der Drehplatte 53 vorgesehen. Der Bügel 61 hält die Drehplatte 53 in Parallelbeziehung mit der Gleitplatte 31. Ein Kissen 63 auf dem vorderen Flächenabschnitt der Drehplatte 53 gegenüber der Lagerinsel 57 erstreckt sich etwa vom Zapfenloch 55 am Scheitel zum bogenförmigen Rand der Drehplatte 53 und weist aus später erläuterten Gründen durch diese hindurch Befestigungslöcher 58 auf. Ein weiteres Zapfenloch 65 ist in der hinteren gekrümmten Ecke der Drehplatte 53 vorgesehen. Zusätzliche Befestigungslöcher 66 sind auch in Nähe des Zentrums der Drehplatte 53 vorgesehen. Die Dreh- oder Winkelposition der Drehplatte 53 in bezug auf die Hauptgleitplatte 31 wird durch einen Schrittschaltmotor 73 gesteuert, welcher eine Leitspindel 75 antreibt, die ihrerseits über Schraubgewinde mit einem Bügel 77 in Eingriff steht. Der Motor 73 ist dreh- /schwenkbar auf der Drehplatte 53 an deren Zapfenloch 65 an der gekrümmten Ecke, und der Bügel 77 ist dreh-/schwenkbar an der Hauptgleitplatte 31 an deren Zapfenloch 43 an der gekrümmten Ecke dreh-/schwenkbar gelagert, so daß die Leitspindel 75 und der Bügel 77 die richtige Ausrichtung während der Drehung der Drehplatte 53 in bezug auf die Hauptgleitplatte 31 aufrechterhalten können. Die Ober- und Untergrenzen der Winkeldrehung der Drehplatte 53 sind ebenfalls durch Grenzschalter (nicht dargestellt) festgesetzt.
Um eine relative Radialbewegung der Formgebungswerkzeugkomponenten im Vergleich zur Winkelbewegung der Drehplatte 53 zu ermöglichen, ist eine Linearführung 67, die am besten in den Fig. 3 und 4 erkennbar ist, durch (nicht dargestellte) Schrauben über in der Drehplatte 53 vorgesehene Löcher 58 an dem Drehplattenkissen 63 befestigt. Eine Radialgleitplatte 69, vorzugsweise aus einem L-förmigen Stück von 5/8-Inch-Aluminium, wie näher aus den Fig. 9 und 10 hervorgeht, ist gleitend mit der Linearführung 67 über Lagerblocks 71 in Anlage, die an der Platte 69 über Löcher 72 im Hauptkörper der Platte 69 angeschraubt sind. Die Radialposition der Radialgleitplatte 69 wird durch einen an der Radialgleitplatte 69 mittels Schrauben (nicht dargestellt) über in der Platte 69 vorgesehene Löcher 80 angebrachten Pneumatikzylinder 79 gesteuert. Die Zylinderstange 81 ist mit der Drehplatte 53 mittels Schrauben (nicht dargestellt) durch die Zentrallöcher 66 in dieser verbunden. Die Radialgleitplatte 69 ist ebenfalls mit Befestigungslöchern 82 und 84 zur Verbindung der Formgebungswerkzeug-Komponenten an dieser versehen, wie im folgenden beschrieben wird.
Alle der oben beschriebenen feststehenden und sich bewegenden Strukturen stellen einen Rahmen zur Verbindung der Formgebungswerkzeugkomponenten bereit, so daß die Position des Formgebungswerkzeugs in der näherungsweisen Vorwärts- /Rückwärts-Bewegung in der reziproken Winkelbewegung und in der näherungsweisen Radial-Hin-und-Herbewegung variiert werden kann. Es kann eine beliebige Anzahl alternativer Strukturen angewandt werden, um diese Basisfunktionen auszuführen, die alle im Rahmen dieser Offenbarung liegen, vorausgesetzt, daß diese Funktionen ausgeführt werden, um die betrieblichen Anforderungen des Formgebungswerkzeugs, wie es im folgenden beschrieben ist, zu erfüllen.
In Fig. 11 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Fachs bzw. Gehäuseteils 90, in dem der Glätt-/Poliervorgang ausgeführt wird, in dessen bevorzugter Beziehung zu der Hauptgleitplatte 31, der Drehplatte 53 und der Radialgleitplatte 69 dargestellt. Wie gezeigt, befindet sich die Radialgleitplatte 31 in ihrer vordersten Stellung, die Drehplatte 53 in ihrer vordersten Stellung und die Radialgleitplatte 69 in ihrer untersten Stellung. Das Gehäuseteil 90 weist eine Basis 91, einen nach oben abgewinkelten hinteren Abschnitt 93 und einen gekrümmten oberen Abschnitt 95 auf, die alle zwischen parallelen Seitenwänden 97 und 99 liegen. Das Gehäuseteil 90 ist fest in bezug auf die Hauptplatte 25 angebracht, so daß sich die Hauptgleitplatte 31, die Drehplatte 53 und die Radialgleitplatte 69 alle in bezug auf das Gehäuseteil 90 bewegen. Vorzugsweise ist die rückseitige Platte 39 des Gehäuseteils unter einem Winkel 101 von etwa 20º in bezug auf die Basis nach oben abgewinkelt, so daß beim Einbau in die Konsole 10 die oben beschriebenen, feststehenden und beweglichen Strukturen nach hinten gekippt werden und sich der hintere Abschnitt 93 in einer Horizontalstellung befindet. Ein physischer und visueller Zugang zum Gehäuseteil 90 von vorne ist durch eine vertikal verschiebbare, durchsichtige Tür 103, vorzugsweise aus Lexan, die durch einen Pneumatikzylinder 105 hin- und herbeweglich ist, gegeben.
Gemäß den Fig. 11 und 12 ist ein Ablauf bzw. Abzug 107 durch den hinteren Abschnitt 93 des Gehäuseteils mit einen computerbetätigten Ventil 109 durch einen Schlauchabschnitt 111 verbunden. Das Ventil 109 ist mit der Hauptplatte 25 durch einen Befestigungsarm 113 verbunden. Das Gehäuseteil 90 weist eine Schlämmdüse 115 in seinem vorderen Abschnitt und eine Spüldüse 117 in seinem hinteren Abschnitt auf. Die Schlämmdüse 115 ist in Reihe über einen Schlauchabschnitt 119, eine Schlämmpumpe 121 und einen weiteren Schlauchabschnitt 123 mit einem am Boden der Konsole 10 befindlichen Schlämmreservoir 125 verbunden. Auf ähnliche Weise ist die Spüldüse 117 in Reihe über einen Schlauch 127, eine Fluidpumpe 129 und einen weiteren Schlauch 131 mit einem Fluidreservoir 133 am Boden der Konsole 10 verbunden. Das Ventil 109 hat einen über einen Schlauch 135 mit dem Schlämmreservoir 125 verbundenen Auslaß und einen weiteren, durch eine Basis 137 mit dem Spülfluidreservoir 133 verbundenen Auslaß.
Gemäß den Fig. 3, 4 und 11 haftet ein(e) typische(s) Brillenglas bzw. Linse 150, das bzw. die durch ein Formgebungswerkzeug 210 gemäß der vorliegenden Erfindung zu glätten oder zu polieren ist, an einem typischen Linsenblock 151 zum Anbringen der Linsendrehanordnung des Glätt- /Polierwerkzeugs. Diese Anordnung umfaßt ein Spannfutter 153, eine Spindel 155, eine Dichtung 157 sowie einen Schleuderring 159.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Spannfutters 153 ist in den Fig. 13 und 14 dargestellt. Das Spannfutter 153 besteht vorzugsweise aus Aluminium und umfaßt einen oberen Abschnitt 161, der zum lösbaren Eingriff mit dem Block 151 ausgelegt ist, und einen unteren Abschnitt 163 mit einem Innengewinde 165 zum Eingriff mit der Spindel 155. Eine bevorzugte Ausführungsform der Linsenspindel 155 ist in den Fig. 15 und 16 dargestellt. Ein Gewindeende 171 an deren oberem Abschnitt 173 erstreckt sich in das Gehäuseteil 90 hinein und steht in Eingriff mit dem Spannfutter 153. Der Hauptkörper 175 der Spindel 155 erstreckt sich vom Gehäuseteil 90 aus nach unten in ein Gehäuse 177, in dem er bei 179 und 181 auf Lagern 182 zur Drehung um seine Achse 183 gelagert ist. Das untere Ende 185 der Linsenspindel 155 erstreckt sich unterhalb des Gehäuses 177. Die Linsenspindel 155 besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl. Die Dichtung 157, von der eine bevorzugte Ausführungsform in den Fig. 17 und 18 dargestellt ist, ist aus Aluminium gefertigt und über eine Bohrung 187 in der Dichtung 157 an der Linsenspindel 155 befestigt. Die Basis 189 der Dichtung 157 ist an der Basis 91 des Gehäuseteils 90 über Befestigungslöcher 191 angeschraubt, und der obere Teil 190 der Dichtung 157 erstreckt sich von der Basis 189 nach oben. Die Außenränder der Dichtungsbasis 189 sind vorzugsweise unter einem Winkel 193 von etwa 45º abgeschrägt. Der Schleuderring 159, von dem eine bevorzugte Ausführungsform in den Fig. 19 und 20 dargestellt ist, sitzt über dem oberen Abschnitt und auf der Basis 189 der Dichtung 157, wobei sich die Linsenspindel 155 durch eine Bohrung 195 im Schleuderring 159 erstreckt. Die Oberkante 197 des Schleuderrings 159 ist abgeschrägt, und die Innenwände 199 des Schleuderrings 159 verjüngen sich unter einem Winkel 201 von etwa 15º. Vorzugsweise ist der Schleuderring 159 aus Delrin hergestellt. Die Linsenspindel 155 wird durch einen Umkehrmotor 203 mit variabler Geschwindigkeit angetrieben, dessen Welle 205 mit einer (nicht dargestellten) Riemenscheibe am unteren Ende 185 der Linsenspindel 155 über einen Riemen (nicht dargestellt) verbunden ist.
Gemäß den Fig. 3, 4 und 11 ist das Formgebungswerkzeug 210 an einer Anordnung angebracht, welche eine Werkzeugspindel 211, eine Werkzeugkröpfung bzw. -versetzung 213, eine Stützplatte bzw. -scheibe 215 sowie einen Befestigungsring 217 aufweist. Die Werkzeugspindel 211, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, ist durch Lager 219 an der Radialgleitplatte 69 gelagert, wobei der untere Teil der Spindel 211 sich über einen Schlitz 96 im Oberteil 95 des Gehäuseteils 90 in dieses hinein erstreckt. Der Schlitz 96 erstreckt sich von nahe der Vorderseite zur Rückseite des Gehäuseteils 90 und ermöglicht, daß sich die Werkzeuganordnung im Gehäuseteil 90 dreht/schwenkt, wenn die Winkelposition der Drehplatte 53 verstellt wird. Vorzugsweise ist der Schlitz 96 um die Werkzeuganordnung herum durch eine geschlitzte, flexible Dichtungsmanschette (nicht dargestellt) abgedichtet, um ein Entweichen von Fluid und Abriebteilchen aus dem Schlitz 96 während des Betriebs zu verhindern. Das untere Ende der Werkzeugspindel 211 ist mit der Kröpfung 213 verschraubt, von der eine bevorzugte Ausführungsform in den Fig. 21 und 22 dargestellt ist. Wie gezeigt, ist die Kröpfung 213 eine 3/4-Inch-Aluminiumscheibe mit einem oberen Abschnitt 221 von größerem Durchmesser als dem Durchmesser 222 seines unteren Abschnitts 223. Eine Gewindeöffnung 225 durch die Kröpfung 213 ist vom Zentrum 227 der Kröpfung 213 vorzugsweise um eine Entfernung 229 von 1/8 inch versetzt. Somit ist bei Drehung der Werkzeugspindel 211 um ihre Achse 231 das Zentrum 227 der Kröpfung 213 in Umlauf um die Achse 231. Der untere Abschnitt 223 der Kröpfung 213 paßt eng anliegend in einen kreisförmigen Sitz oder eine Bohrung 233 in der Stützplatte 215. Eine bevorzugte Ausführungsform der Stützplatte 215 ist in den Fig. 23 und 24 dargestellt. Das Zentrum 235 des Sitzes 233 ist vom Zentrum 237 der Stützplatte um eine Entfernung 239 versetzt, die gleich der Versetzungsstrecke 229 in der Kröpfung 213 ist. Die Stützplatte 215 ist an der Kröpfung 213 über eine Stellschraube (nicht dargestellt) gesichert, die in eine Stellschraubenöffnung 241 eingeschraubt ist, welche sich radial durch den oberen Abschnitt 243 der Stützplatte 215 von deren Außenwand in den Sitz 233 erstreckt. Die Stützplatte 215 weist einen unteren Abschnitt 245 eines Durchmessers 246 auf, der aus nachstehend erklärten Gründen geringer ist als der Durchmesser ihres oberen Abschnitts 233. Die Stützplatte 215 ist ebenfalls aus nachstehend erläuterten Gründen mit einer Anzahl von um ihren Umfang beabstandeten Öffnungen 247 versehen. Der Befestigungsring 217 wird zur Befestigung des Werkzeugs 210 an der Stützplatte 215 verwendet. Eine bevorzugte Ausführungsform des Befestigungsrings 217 ist in den Fig. 25 und 26 dargestellt und besteht aus einem kreisförmigen Flansch 251 mit einer Anzahl von um den Flansch 251 herum beabstandeten Öffnungen 253 zur Ausrichtung mit den Öffnungen 247 in der Stützplatte 215. Der Befestigungsring 217 ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt.
In den Fig. 27 und 28 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Formgebungswerkzeugs 210 dargestellt. Das Werkzeug 210 weist ein vorzugsweise aus Neopren mit einer Dacron-Stützschicht geformtes, nachgiebiges bzw. biegsames Gehäuse 210a auf, das im wesentlichen die Form eines Hutes hat. Der Rand oder Flansch 255 des Gehäuses 210 weist eine Anzahl voneinander beabstandeter Öffnungen 257 durch dieses auf, so daß der Flansch 255 zwischen der Stützplatte 215 und dem Befestigungsring 217 mit den aufeinander ausgerichteten Öffnungen sandwichartig eingefügt werden kann. Das Gehäuse 210a wird vorzugsweise mit einem in der Form anpaßbaren Füllstoff gefüllt, z. B. Glaskügelchen oder einem anderen geeignetes Material, beispielsweise Wasser, Fett oder Öl, je nach der erforderlichen Formanpassung des Gehäuses 210a. Die Verwendung von Glaskügelchen bietet nicht nur eine globale Formanpassung des Gehäuses 210a an die Linse 150, sondern auch eine lokale Formanpassung, die mit anderen Füllstoffen nicht erzielt wird. Wie am besten in Fig. 11 erkennbar ist, bedeckt ein flacher Deckel bzw. eine Dichtung 259 aus Neopren den oberen Abschnitt des Werkzeugs 210 und ist auch zwischen der Stützplatte 215 und dem Befestigungsring 217 zur Sicherung des Füllmaterials (nicht dargestellt) im Werkzeug 210 zusammengedrückt. Der andere Abschnitt 245 der Stützplatte 215 dient zum festen Anziehen des Werkzeugrands 255 und des Deckels 259 zum Abdichten der Füllung in dem Werkzeug 210. Ein separates Elastomerkissen 260, vorzugsweise mit einer Klebebeschichtung, ist herausnehmbar an der Basis 262 des Werkzeugs 210 angebracht. Falls das Kissen 260 zum Glätten zu verwenden ist, hat es vorzugsweise eine Schleif- bzw. Schmirgelfläche, wie z. B. Siliziumcarbidkörnchen zum Beseitigen von Eindrücken und Einschnitten des Werkzeugs und Maschineneindrücken. Zum Polieren ist das Kissen 260 vorzugsweise aus nicht-gewebtem Stoff, etwa aus Filz, und in der beim Polieren auf die Linse bzw. das Brillenglas aufgesprühten Schlämme sind feinere Körnchen enthalten. Beispielsweise könnte ein Glättkissen eine Körnungsfläche von 3 bis 20 Mikron aufweisen, während die Polierschlämme typischerweise 2-Mikron-Körnchen enthalten würde. Wie am besten in Fig. 27 erkennbar ist, hat das Kissen 260 vorzugsweise eine Mehrzahl radial ausgerichteter, Finger 263 des Kissen 260 festlegende Schlitze. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform liegen wechselweise lange 265 und kurze 267 Schlitze acht Finger 263 am Kissen 260 fest.
Aus Fig. 29 sind die Funktionen der Hauptgleitplatte 31, der Drehplatte 53 und der Radialgleitplatte 69 in Beziehung auf die Ausrichtung der Linse 150 mit dem Formgebungswerkzeug 210 erkennbar. Die Linse bzw. das Brillenglas 150 wird um eine feststehende Achse 271 gedreht, welche mit der Längsachse 183 der Linsenspindel 155 gemäß Fig. 15 übereinstimmt. In dem bevorzugten Glätt-/Poliervorgang wird die Basis 261 des Werkzeugs 210 an einer Achse 273 ausgerichtet, die im wesentlichen senkrecht zur zu polierenden/glättenden Linsenfläche 275 liegt. Die Winkelbeziehung 277 zwischen der Linsendrehachse 271 und der Werkzeugdrehachse 273 ist durch die Winkelposition der Drehplatte 53 hergestellt. Der Schnittpunkt 279 der Werkzeugdrehachse 273 mit der zu glättenden/polierenden Linsenfläche 275 ist durch die Horizontalstellung der Hauptgleitplatte 31 bestimmt. Schließlich wird der Kontakt zwischen dem Werkzeug 210 und der Linse 150 durch die Positionierung der Radialgleitplatte 69 geregelt. Die Linse 150 kann in beiden Richtungen um ihre Achse 271 mit jeder gewählten Drehzahl durch den Umkehrmotor 203 der Linse mit variabler Geschwindigkeit gedreht werden. Auf ähnliche Weise kann das Werkzeug 210 in beiden Richtungen um seine Achse 273 mit jeder gewählten Drehzahl durch den Umkehrmotor 281 des Werkzeugs mit variabler Geschwindigkeit gedreht werden, dessen Welle 283 über einen Riemen (nicht dargestellt) mit dem Ende 285 der Werkzeugspindel 211 verbunden ist. Der Werkzeugmotor 281 ist auf der Radialgleitplatte 69 für simultane Bewegung mit der Werkzeugspindel 211 durch (nicht dargestellte) Schrauben über die in der Radialgleitplatte 69 vorgesehenen Befestigungslöcher 84 befestigt. Die Linse 150 und das Werkzeug 210 können in entgegengesetzten oder ähnlichen Richtungen je nach dem gewünschten Glätt- bzw. Polierergebnis gedreht werden. Ihre Geschwindigkeiten werden zwar normalerweise während eines gegebenen Polier- /Glättvorgangs konstant bleiben, die Geschwindigkeiten könnten jedoch auch während des Betriebs variiert werden. Das Werkzeug 210 wird normalerweise mit seinem Axialzentrum 287 exzentrisch versetzt bezüglich der Drehachse 273 der Werkzeugspindel 211 angebracht. Die Exzentrizitätsbeziehung des Werkzeugs 210 ist manuell durch Lockern der Einstellschraube (nicht dargestellt) in der Stützplatte 215 und Drehen der Kröpfung 213 in bezug auf die Stützplatte 215 verstellbar. Wenn beispielsweise gemäß den Fig. 22 und 24 die Versetzungsentfernungen in der Kröpfung 213 und der Stützplatte 215 jeweils 1/8 Inch betragen, kann die Exzentrizität von 0 Inch auf 1/4 Inch variiert werden.
Der Zylinder 79, der die Radialgleitplatte 69 hin- und herbewegt, regelt auch den durch das Werkzeug 210 auf die Linse bzw. das Brillenglas 150 ausgeübten Druck. Die der Hauptgleitplatte 31 zugeordneten Grenzschalter 83 und die (nicht dargestellten), der Drehplatte 53 zugeordneten Grenzschalter sehen auch eine Zielansteuerungsposition zum Setzen der Datenbezugspunkte für ein Computerprogramm vor, welches die Positionierung des Werkzeugs 210 in bezug auf die Linse 150 regelt.
Aus den Fig. 30 und 31 ist der computergesteuerte Betrieb des Formgebungswerkzeugs 210 verständlich. Der Computer 300, der den Betrieb des Glätt-/Polierwerkzeugs steuert, ist in der Konsole 10 angebracht und weist vorzugsweise die folgenden Eingänge und Ausgänge auf:

A: EINGÄNGE:

301 Öffnungs-/Schließzustandssensor von Tür 103;
302 Notausschalter-23-Druckknopf an Konsole 10;
303 durch Druck auf einen der Knöpfe in jeder der Gruppen 19 und 21 ausgewählte Material- und Bereichsparameter;
304 Abbruchzyklus durch Niederdrücken irgendeines Knopfes in jeder der Gruppen 19 und 21;
305 Rückstell-Grenzschalter 83 für den horizontalen Schrittschaltmotor 47;
307 Rückstell-Grenzschalter (nicht dargestellt) für den Kopfwinkel-Schrittschaltmotor 73.

B: AUSGÄNGE:

311 Beleuchten der Knöpfe für ausgewähltes Material 19 und für Bereich 21 an Konsole 10;
312 Solenoid für Betätigung von Zylinder 105 von Tür 103;
313 Solenoid für Betätigung von Zylinder 110 von Ablauf 109;
314 Solenoid für Betätigung von Spülfluidpumpe 129;
315 Solenoid für Betätigung von Schlämmpumpe 121;
316 Servobetrieb für Linsenspindel 155 an;
317 Servobetrieb für Werkzeugspindel 211 an;
318 Luftdruckschalter für Werkzeug-Radialgleitplatte 69;
319 Werkzeug-Horizontalposition-Schrittschaltmotor 47 an; und
320 Werkzeug-Kopfwinkel-Schrittschaltmotor 73 an.
Gemäß Fig. 30 speichert das Gedächtnis des Computers 300 vorzugsweise Daten bezüglich der angemessenen Geschwindigkeit der Linsenspindel 155, der Stellung des Werkzeugs 210 in bezug auf dessen Horizontalverschiebung von der Linsenspindelachse 271, die durch die von dem Horizontal- Schrittschaltmotor 37 angetriebene Hauptgleitplatte 31 ausgeführt wird, die Winkelstellung 277 der Werkzeugspindelachse 273 in bezug auf die Linsenspindelachse 271, die durch die von dem Dreh-Schrittschaltmotor 73 angetriebene Drehplatte 53 erreicht wird, die Geschwindigkeit der Werkzeugspindel 311, der bei der Werkzeugschwingung auftretende Winkel und die Linsen-Bearbeitungszeitspanne oder Betriebszeit des Glätt-/Polierwerkzeugs. Die Sätze von Knöpfen 19 und 21 an der Konsole sind für die Auswahl von Linsenmaterial, -typ und/oder -sichtbereich vorgesehen. Das heißt, jeder Knopf einer Gruppe 19 oder 21 kann ein unterschiedliches Linsenmaterial, einen unterschiedlichen Linsentyp (z. B. einen sphärischen, asphärischen oder speziellen) oder Linsenkrümmungen mit hohem, mittlerem und niedrigem Sichtbereich darstellen. Die Auswahl eines Knopfs aus der ersten Gruppe 19 und eines weiteren Knopfs aus der zweiten Gruppe 21 wählt die bei einer gegebenen Glätt- /Polierarbeit anzuwendenden Parameter aus. Außerdem speichert der Speicher des Computers 300 auch Information bezüglich der speziellen Maschine, der er zugeordnet ist, unabhängig von der Linse bzw. dem Brillenglas selbst. Solche Daten würden vorzugsweise die Zeitspanne umfassen, die der Linsenspindel 155 und/oder der Werkzeugspindel 211 zum Anfahren und Auslaufen gestattet ist. Außerdem können die Zeitspannen für das Zurückziehen des Werkzeugs, die Zeit für den Betrieb der Spülfluidpumpe 129 sowie die Zeit für die Drehung der Linsenspindel 155 mit Maximaldrehzahl zum Trocknen der Linse 150 nach dem Spülen darin eingeschlossen sein.
Der Schritt-für-Schritt-Betrieb des Glätt- /Polierwerkzeugs wird nun erklärt. Nachdem die Bedienungsperson die Linse bzw. das Brillenglas 150 manuell mit deren/dessen Block 151 in das Gehäuseteil 90 und auf das Spannfutter 153 geladen hat und ein Glätt-/Polierkissen 260 an der Basis 261 des Werkzeugs 210 angebracht hat, wählt die Bedienungsperson manuell zwei Knöpfe, jeweils einen aus jeder Gruppe 19 und 21 auf der Vorderseite der Konsole 10 aus, welche den Typ, das Material und/oder den Sichtbereich des/der zu glättenden Brillenglases bzw. Linse 150 angibt. Die ausgewählten Knöpfe werden vorzugsweise beim Niederdrücken beleuchtet, um eine visuelle Bestätigung zu liefern, daß die richtige Auswahl getroffen wurde. Daraufhin wird der automatische Arbeitszyklus des Glätt- /Polierwerkzeugs durch den Computer 300 eingeleitet. Dieser automatische Betrieb wird durch die Fig. 31 bezüglich des Poliervorgangs veranschaulicht. In Schritt 321 wird die Tür 103 des Gehäuseteils 90 durch Betätigung des Türzylinders 105 geschlossen. Bei Schritt 322 wird das Ventil 109 betätigt, um ein Fließen durch den Ablauf 107 zum Schlämmreservoir 125 zu ermöglichen. In Schritt 323 wird die Schlämmpumpe 121 betätigt, um das Fließen von Schlämme durch die Schlämmdüse 115 einzuleiten. Die Schlämmdüse 115 ist auf die Oberfläche der zu glättenden/polierenden Linse 150 zum Zuführen einer Mikro-Schleifsuspension und zum Kühlen der Linse 150 sowie zum Waschen des Werkzeugkissens 260 gerichtet. Nachdem das Schlämmen gestartet wurde, wird der Betrieb des Linsenspindelmotors 203 in Schritt 324 eingeleitet, und in Schritt 325 wird der Betrieb des Werkzeugspindelmotors 281 eingeleitet. Während die Linsenspindel 155 und die Werkzeugspindel 211 auf ihre Arbeitsgeschwindigkeit kommen, wird der Kopfwinkel des Werkzeugs 210 in Schritt 326 durch Betätigung des Drehplatten-Schrittschaltmotors 73 gesetzt, welcher die Drehplatte 53 antreibt, um das Werkzeug 210 in die richtige Winkelposition zu bringen. In Schritt 327 wird die Kopfposition des Werkzeugs 210 durch Betätigung des Hauptgleitplatten-Schrittschaltmotors 47 eingestellt, welcher die Hauptgleitplatte 31 zur Bewegung des Werkzeugs 210 in seine richtige Horizontalverschiebungsposition von der Linsenspindelachse 271 antreibt. In Schritt 328 ist eine Anlauf-Zeitspanne vorgesehen, um sicherzustellen, daß die Schlämme auf die Linse 150 aufgebracht wird und/oder daß die Spindeln 155 und 211 ihre Arbeitsgeschwindigkeit erreicht haben. In Schritt 329 wird der Betrieb des Zylinders 79 eingeleitet, um die Radialgleitplatte 69 anzutreiben und das Werkzeug 210 zum Kontakt mit der Linse 150 abzusenken. In Schritt 330 findet die Polier-/Glättarbeit für einen vorbestimmten Zeitraum statt. In Schritt 331 wird der Zylinder 79 entgegengesetzt dem Schritt 329 angetrieben, um das Werkzeug 210 von der Linse 150 abzuheben bzw. zurückzuziehen. In Schritt 332 ist eine Zeitspanne vorgesehen, um das Zurückziehen des Werkzeugs 210 abzuschließen. In Schritt 333 wird die Schlämmpumpe 121 abgeschaltet, um die Verteilung von Schlämme auf der Linse 150 zu stoppen. Im Schritt 334 wird der Werkzeugspindelmotor 281 abgeschaltet, um die Drehung des Werkzeugs zu stoppen. In Schritt 335 wird der Hauptgleitplatten-Schrittschaltmotor 47 betätigt; um die Hauptgleitplatte 31 rückwärts anzutreiben und damit das Werkzeug 210 zu einer hinteren Position im Gehäuseteil 90 zu bewegen. In Schritt 336 wird das Ablaufventil 109 auf den Abwasser- oder Spülbetrieb geschaltet. In Schritt 337 wird die Spülfluidpumpe 129 eingeschaltet, damit Wasser durch die Spüldüse 17 verteilt wird, um sowohl die Linse bzw. das Brillenglas 150 als auch die Schautür 103 des Gehäuseteils zu bespülen. In Schritt 338 wird die Dauer des Spülschritts festgesetzt. In Schritt 339 wird die Spülfluidpumpe 129 abgeschaltet, um den Fluß von Spülfluid durch die Spüldüse 117 zu stoppen. In Schritt 340 kommt es zu einer Zeitverzögerung, um der Linsenspindel 155 zu ermöglichen, auf eine Maximaldrehzahl zu kommen, um die Linse bzw. das Brillenglas 150 durch Spin zu trocknen. In Schritt 341 wird der Linsenspindelmotor 203 abgeschaltet, um die Drehung der Linsenspindel 155 zu stoppen. In Schritt 342 blinken die beleuchteten Knöpfe an der Vorderfläche der Konsole 10 auf, um anzuzeigen, daß der Glätt-/Polierzyklus abgeschlossen worden ist und die rückgestellten Auswahlmöglichkeiten in ihren Ruhezustand versetzt worden sind. In Schritt 343 ist eine abschließende Zeitspanne vorgesehen, damit alle Funktionen auslaufen können. Schließlich wird in Schritt 344 die Gehäusetür 103 geöffnet, um eine Herausnahme der Linse bzw. Brillenglases 150 und des Blocks 151 zu gestatten. Während des automatischen Arbeitszyklus kann der Not-Ausschalter 23 manuell betätigt werden, um den Arbeitszyklus zu jedem Zeitpunkt zu unterbrechen, z. B., falls die Gehäusetür 103 nicht voll in der geschlossenen Position sein sollte. Ebenso wird das Niederdrücken jedes Knopfes in den Gruppen 19 bis 21 den Zyklus ebenfalls unterbrechen.
Der Glättvorgang ist in allen Belangen ähnlich dem Poliervorgang von Fig. 31, außer daß ein anderes Fluid, wahrscheinlich Wasser, statt der Schlämme benutzt wird.
Die Exzentrizitätsbeziehung der Mittellinie 287 des Werkzeugs 210 in bezug auf die Mittellinie 273 der Werkzeugspindel 211 erbringt eine Aufteilungswirkung auf die Oberfläche der Linse 150. Das heißt, da die Drehung des Werkzeugs 210 nicht nur beständig um eine einzige Achse auf der Linse 150 erfolgt, ist der Schleif- bzw. Schmirgelkontakt nicht dauern auf dieselbe Kreisbahn auf der Linse 150 fokussiert. Dies sorgt für eine größere Gleichmäßigkeit beim Glätten/Polieren.
Die Verschiebung zwischen dem Werkzeug 210 und der Linsenspindelachse 271 kann durch Hin- und Herbewegung der Hauptgleitplatte 31 auf ihren Horizontalführungen 35 in Hin- und Herbewegung stattfinden. Diese Hin- und Herbewegung kann benutzt werden, um denselben Zweck zu erfüllen wie die Exzentrizität der Werkzeugachse 287. Ähnliche Ergebnisse können auch durch die Winkel-Hin-und-Herbewegung der Rotationsplatte 69 erzielt werden. Jede einzelne oder jede Kombination dieser drei Schwing- und/oder Hin- und Herbewegungsfunktionen kann gleichzeitig angewandt werden.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Schwing- und Hin- und Herbewegungen können Änderungen in der Position der Werkzeugachse 287 auch im Verlauf einer einzelnen Glätt- /Polierarbeit zum Zweck der Konturierung des Werkzeugs 210 auf die veränderten Krümmungen der Linse bzw. des Brillenglases vorgenommen werden. Eine solche Variierung würde höchstwahrscheinlich beim Glätten/Polieren einer torischen Linse angewandt. Darüber hinaus schaffen die sich zusammen drehenden Linsen- und Werkzeugspindeln 155 bzw. 211 eine stärkere Polierwirkung auf einer Linse 150, während entgegengesetzt drehende Linsen- und Werkzeugspindeln 155 bzw. 211 einen aggressiveren Schleifeffekt erzeugen.
Die Schlitze 265 und 267 im Kissen 260, das am Werkzeug 210 anliegt, ermöglichen eine konstante Penetration von Schlämme oder Spülfluid zwischen dem Werkzeug 210 und der Linse 250, um damit den Kühl- und Wascheffekt während des gesamten Glätt-/Poliervorgangs aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus geben die durch die Schlitze 265 und 267 festgelegten Finger 263 dem Kissen 260 eine größere Flexibilität, um die Einheitlichkeit der Formanpassung des Kissens 260 an die Linse 150 zu verbessern. Die Positionierung der Linse 150 unterhalb statt oberhalb des Werkzeugs 210 und die Tatsache, daß die zu glättende/polierende Fläche nach oben schaut, stellen außerdem sicher, daß das Fluid während des gesamten Vorgangs auf der Linsenoberfläche bleibt und auch, daß das Werkzeug 210 durch Schwerkraft bei der Formanpassung an die Linse 150 unterstützt wird.
In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist zwar eine Linse 150 mit ihrer konvexen Vorderfläche 275 in ihrer Glätt-/Polier-Position dargestellt, die oben beschriebene Ausrüstung und das Verfahren könnten jedoch auch angewandt werden, um die konkave oder hintere Fläche einer Linse ebenso zu glätten/polieren.
Wie beschrieben wurde, sind die Glätt-/Polierkomponenten in die rechte Öffnung 17 der Konsole 10 einzusetzen. In der Konsole 10 mit zwei Gehäuseteilen würden die Glätt- /Polierkomponenten für die linke Öffnung 15 im allgemeinen entgegen den beschriebenen Komponenten gelegen sein, wie der Fachmann erkennen wird. In einer Polier-/Glättkonsole 10 mit zwei Gehäuseteilen 90 kann der Poliervorgang auf einer Seite und der Glättvorgang auf der anderen Seite durchgeführt werden. Alternativ kann dasselbe Abteil bzw. dasselbe Gehäuseteil sowohl zum Glätten als auch zum Polieren einer Linse 150 verwendet werden, ohne die Linse 150 von ihrer Spindel 155 abzunehmen.
Die Erweiterung nach oben des oberen Dichtungsabschnitts 190 in den Schleuderring 159 hinein, zusammen mit der Winkelbeziehung der Schleuderringwände 199 verhindert, daß Schlämme oder Spülfluid, die bzw. das heruntertropft oder sich an der Linse 150 und dem Schleuderring 159 hinabbewegt, aus dem Gehäuseteil 90 entweicht, da das Fluid innerhalb des Schleuderrings 159 und über die Dichtung 157 hinweg nach oben steigen müßte, wenn es aus dem Gehäuseteil 90 entweichen wollte.

Claims

1. Vorrichtung zum Glätten/Polieren eines Brillenglases (150), umfassend:

eine Spindel (211),

ein nachgiebiges Gehäuse (210a), das einen in der Form anpaßbaren Füllstoff enthält und einen Flansch (255) um einen Rand desselben aufweist,

ein am Gehäuse (210a) für Mitdrehung mit ihm angeklebtes, nachgiebiges Kissen (260), wobei der Füllstoff das Kissen (260) an eine Oberfläche der zu glättenden/polierenden Linse (150) konturmäßig anlegt,

ein Scheibenmittel (213), das mit der Spindel (211) drehfest verbunden ist, sowie

ein den Gehäuseflansch (255) an dem Scheibenmittel (213) zur Drehung mit diesem festklemmendes Ringmittel (217),

dadurch gekennzeichnet, daß das Scheibenmittel (213) exzentrisch mit der Spindel (211) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner einen zwischen dem Scheibenmittel (213) und dem Flansch (255) eingespannten, nachgiebigen Deckel (259) umfassend.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kissen (260) mehrere von einem Umfang zu einem Zentrum desselben verlaufende und eine Anzahl Finger (263) dazwischen festlegende Schlitze (265, 267) aufweist und der Füllstoff das Kissen (260) und dessen Finger (263) konturmäßig an eine Oberfläche der zu glättenden/polierenden Linse (150) anlegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Scheibenmittel (213) eine mit der Spindel (211) verbundene erste Scheibe (213) und eine mit dem Gehäuse (210a) verbundene zweite Scheibe (215) umfaßt, und die zweite Scheibe (215) eine Exzenterbohrung (233) zur enganliegenden Aufnahme der ersten Scheibe (213) in dieser, wodurch die Drehung der zweiten Scheibe (215) relativ zur ersten Scheibe (213) eine Exzentrizität der zweiten Scheibe (215) in Beziehung zur Spindel (211) variiert, aufweist, sowie Mittel (241) zum Sichern der zweiten Scheibe (215) gegenüber Drehung relativ zur ersten Scheibe (213) zur Beibehaltung einer gewählten Exzentrizität.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner Mittel (153, 155, 159, 203) zum Drehen der Linse (150) um eine feste Achse (271) im wesentlichen quer dazu umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Linsenachse (271) im wesentlichen vertikal ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die ferner mit der Spindel (211) zu deren Drehung um eine feste, die Linse (150) schneidende und zu einer zu glättenden/polierenden Oberfläche (275) der Linse im wesentlichen senkrechte Achse (273) verbundene Mittel (281) umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse (210a) über der Linse (150) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die ferner Mittel (31) zum selektiven Verändern einer Horizontalverschiebung der Spindelachse (273) in Bezug auf die Linsenachse (271) umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, die ferner Mittel (53) zum selektiven Verändern einer Winkellage der Spindelachse (273) in Beziehung zur Linsenachse (271) umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, die ferner Mittel (69) zum selektiven Verändern einer Radialverschiebung des Gehäuses (210a) in Bezug auf die Linse (150) längs der Spindelachse (273) umfaßt, um das Kissen (260) in und außer Anlage mit der Oberfläche (275) der Linse zu bringen und um einen durch das Gehäuse (210a) auf die Oberfläche (275) der Linse ausgeübten Druck zu variieren.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, die ferner Aufschlämmungsmittel (115) zum Leiten eines Glätt- /Polierfluids auf die Oberfläche (275) der Linse umfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, die ferner eine Spüleinrichtung (117) zum Leiten eines Spülfluids auf die Oberfläche (275) der Linse umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das die Linse drehende Mittel (203) einstellbar ist, um eine Drehgeschwindigkeit der Linse (150) zu variieren.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das die Spindel drehende Mittel (281) einstellbar ist, um eine Drehgeschwindigkeit des Gehäuses (210a) zu variieren.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, die ferner eine Computereinrichtung (300) zum Steuern des Betriebs der Vorrichtung umfaßt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Computereinrichtung (300) programmiert ist, um einen Prozeß mit folgenden Schritten zu steuern:

Einleiten des Fließens von Glätt-/Polierfluid von dem Aufschlämmungsmittel (115) auf die zu glättende/polierende Linsenoberfläche (275),

Einleiten der Drehung der Linse (150) um die Linsenachse (271),

Einleiten der Drehung der Spindel (211) um die Spindelachse (273),

Ausrichten der Winkellage der Spindelachse (273), damit sich diese am gewünschten Schnittpunkt der Achse (273) mit der Linsenoberfläche (275) im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche (275) der Linse befindet,

Verschieben der Spindelachse (273) horizontal in Beziehung auf die Linsenachse (271), damit die axial ausgerichtete Achse (273) an dem gewünschten Punkt die Linsenoberfläche (275) schneidet,

Verschieben des Gehäuses (210a) radial längs der im Winkel ausgerichteten und horizontal verschobenen Achse (273), damit das Kissen (260) mit der Linsenoberfläche (275) bei einem gewünschten Druck gegen diese zur Anlage gebracht werden kann, um die Linsenoberfläche (275) zu glätten/polieren, sowie

Zurückziehen des Gehäuses (210a) radial längs der im Winkel ausgerichteten und horizontal verschobenen Achse (273) nach einem vorgewählten Glätt-/Polierzeitraum.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Computereinrichtung (300) zur Steuerung des Prozesses so programmiert ist, daß der Prozeß noch die folgenden Schritte umfaßt:

Anhalten des Fließens von Glätt-/Polierfluid von dem Aufschlämmungsmittel (115),

Anhalten der Drehung des Gehäuses (210a) um die Spindelachse (273),

Verschieben der Spindelachse (273) horizontal in Beziehung auf die Linsenachse (271), um das Gehäuse (210a) von der Linsenoberfläche (275) zu beabstanden,

Einleiten des Fließens von Spülfluid aus der Spüleinrichtung (117) auf die Linsenoberfläche (275), Beenden des Fließens von Spülfluid aus der Spüleinrichtung (117),

Fortsetzen der Drehung der Linse (150) während einer vorgewählten Trocknungszeit und

Anhalten der Drehung der Linse (150) um die Linsenachse (271) nach der vorgewählten Trocknungszeit.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner umfassend:

ein das Gehäuse (210a) und die darin befindliche Linse (150) umschließendes Fach (90), wobei das Fach (90) einen Ablauf (107) in seinem Bodenabschnitt (93) zum Abführen der Glätt-/Polier- und Spülfluide von diesem aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, die ferner ein Ventil (109) zur Aufnahme des vom Ablauf (107) abgeführten Fluids und zum Umschalten des Fließens des abgeführten Fluids zwischen zwei getrennten Auslaßwegen (135, 137) umfaßt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei das Ventil (109) durch die Computereinrichtung (300) gesteuert ist bzw. wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Computereinrichtung (300) zur Steuerung des Prozesses so programmiert ist, daß der Prozeß noch die folgenden Schritte umfaßt:

Schalten des Ventils (109) auf einen der Auslässe (135) vor dem Einleiten des Fließens des Glätt-/Polierfluids, und

Schalten des Ventils (109) auf den anderen der Auslässe (137) vor dem Einleiten des Fließens des Spülfluids.