-
Maschine zum Schleifen der Ränder optischer Linsen Bei optischen Geräten
ist es bekanntlich von ausschlaggebender Bedeutung, daß die Linsen mit ihrer optischen
Achse genauestens in der optischen Achse des Gerätes liegen. Insbesondere dort,
wo für ein optisches System mehrere Linsen zusammengestellt werden müssen, ist es
notwendig, an der Einzellinse den Rand so zu bearbeiten, daß das geometrische Zentrum
desselben mit der optischen Achse genauestens übereinstimmt. Erst mit solchermaßen
vorbereiteten Linsen gelingt es, das Gerät so zu montieren, daß die optischen Achsen
sämtlicher Einzellinsen des eingebauten optischen Systems mit der optischen Achse
des Gerätes selbst in genauer Übereinstimmung liegen.
-
Als einer der letzten Arbeitsgänge, insbesondere aber nach dem Polieren
der sphärischen, asphärischen oder auch planen Oberfläche der Linse, erfolgt das
Schleifen des Linsenrandes, das im Fachgebiet allgemein Zentrieren genannt wird.
Dieser Schleifvorgang erfolgt naturgemäß, nachdem eine genaue Ausrichtung gder Linse
im Werkstückhalter vorgenommen ist. Dieses Ausrichten erfolgt visuell und bzw. oder
mechanisch.
-
Alle diese Umstände und Maßnahmen sind in den verschiedensten Varianten
bekannt. Gegen die Ränder der ausgerichteten und im Werkstückträger gehaltenen Linsen
wird nun eine sehr rasch umlaufende Schleifscheibe, bevorzugt eine Diamantschleifscheibe,
herangeführt. Der Werkstückträger vollführt dabei einem geringtourigen Umlauf.
-
Mit den bisher für diese Fertigungsgänge bekannten Maschinen gelingt
es, entsprechende Genauigkeit zu erreichen, sofern der Schleifdruck innerhalb derjenigen
Grenzen gehalten wird, die durch das Festhaltevermögen der Werkstückträger gezogen
sind. Abgesehen. von der damit gegeben
Notwendigkeit, die Höhe des
Schleifdruckes zu beschränken, kann es immerhin noch vorkommen, daß die zentrisch
am Halter befestigte Linse etwas verrutscht, einmal, weil beispielsweise die Haftfestigkeit
der Pechklebung nachläßt, etwa zufolge deren starker Erwärmung, andernfalls, weil
die Spannglocken beim Glockenspannverfahren zur Schonung der Linsenoberfläche, insbesondere
bei Linsen geringerer Krümmung, nicht stark genug angepreßt werden können, schließlich
auch zufolge schlagähnlicher Wirkungen der Schleifscheibe, sofern diese nicht ganz
gleichmäßig aufgebaut sind.
-
Schon sehr geringe Abweichungen von der genauen Zentrallage, die eventuell
während des Schleifvorganges gar nicht zu bemerken ist, verschlechtern den Erfolg
des erwünschten genauen Zentrierens.
-
Hier setzt die Erfindung ein. Sie schafft die Möglichkeit, die erwähnten
Verschiebungen der Linsen, also die Dezentrierung, beim Randschleifen selbsttätig
zu vermeiden und damit die zu gewährleistende Schleifgenauigkeit zu erhöhen.
-
Dies wird dadurch erreicht, daß der Schleifdruck des Werkzeuges in
an sich bekannter Weise durch Gegenhalt weitgehend kompensiert wird.
-
Dieser Gegenhalt ist in einfachster Ausführungsform diametral gegenüber
dem Angriffspunkt des Schleifwerkzeuges angeordnet. Statt dessen können auch zwei
oder mehr Gegenhalte angebracht sein. Sie sind dann zweckmäßig so zu verteilen,
daß die statisch besten Verhältnisse erreicht werden, z. B. zwei um I2o° versetzte
Stützpunkte.
-
Da, wie eingangs erwähnt, auch das Werkstück einen wenn auch geringtourigen
Umlauf vollführt, ist es zweckmäßig, den Gegenhalt in Form einer Rolle eventuell
aus elastischem Material, auszubilden. Eine solche Bauform gestattet es, von der
bzw. einer dieser Gegendruckrollen her den Umlauf des Werkstückes zu betätigen,
beispielsweise indem dieser Rolle ein Antrieb zuerteilt wird. Dadurch wird die Halterung
und Lagerung des Werkstückes in besonders günstiger Weise auch noch in Drehrichtung
weitgehendst entlastet.
-
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Konstruktion erwiesen, bei
der die Gegenstützrolle bzw. -rollen so gelagert sind, daß sie die gleiche Zustellung
gegen die Linse erfahren, wie sie die Schleifscheibe ausführt. Dieses Nachrücken
der Gegenstützpunkte, das im Hinblick auf die zunehmende Verminderung des Linsendurchmessers
beim Schleifen erforderlich ist, kann durch Federbelastung der Gegendruckrollen
erfolgen, es kann aber mittels mechanischer, hydraulischer oder elektrischer Steuermittel
durchgeführt werden.
-
Vorteilhaft ist beispielsweise eine Art von Scherenkonstruktion, bei
der an den Scherenschenkeln einerseits die Schleifscheibe, anderseits die Gegendruckrolle
oder ein sämtliche Gegendruckrollen betätigendes Hebelgestänge angelenkt ist. Diese
Scherenschenkel werden durch Federkraft zusammengezogen. Dabei ist möglichst dafür
zu sorgen, daß der Druck beider Teile, des Werkzeuges und der Gegendruckrolle, praktisch
gleich groß gehalten ist. Eine kleine resultierende Kraft seitens der Schleifscheibe
muß für den Anschlag zur Begrenzung des endgültigen Durchmessers verbleiben.
-
Die rückwärtigen, hinter dem Scherendrehpunkt liegenden Teile der
Scherenarme können außerdem noch durch eine Feder verbunden sein. Die Zustellung
sowohl des Schleifwerkzeuges als auch des Gegenhalters wird zweckmäßig in an sich
bekannter Weise durch Anschlag begrenzt. Diesen Anschlag kann man bei Anwendung
der erwähnten Schere auf deren Schenkel od. dgl. einwirken lassen. Bei den bekannten
Zentriermaschinen ist der Vorschub des Werkstückes gemäß einer Voreinstellung in
seinem mechanischen Ablauf automatisch gesteuert. Es ist zweckmäßig, die entsprechende
Vorschubbewegung der Gegendruckrolle gemäß der Erfindung von dieser Steuervorrichtung
unmittelbar oder mittelbar abzuleiten und auf sie zu übertragen.
-
Nachfolgehd wird die Erfindung an Hand von schematischen Zeichnungen
für einige Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
-
Fig. I zeigt im Aufriß und teilweisen Schnitt schematisch die Anwendung
der Erfindung bei Zentriermaschinen mit Spannglocken; Fig. 2 dient der Verdeutlichung
für die Anordnung einer Gegendruckrolle beim Zentrieren und Facettieren einer auf
dem Werkstückhalter aufgekitteten Bikonkavlinse; Fig. 3 ist eine zu Fig. 2 um 9o°
versetzte Draufsicht; Fig. 4 zeigt die Anordnung einer Gegendruckrolle mit mechanisch
gesteuerter Anstellung, und Fig. 5 zeigt die Anordnung zweier Gegendruckrollen mit
hydraulisch gesteuerter Anstellung.
-
In Fig. I ist im Schema eine Glockenspannvorrichtung für das Zentrieren
dargestellt. Die Linse I wird durch die glockenförmigen Enden 2 und 3 zweier axial
genauestens aufeinander ausgerichteter Wellen 4 und 5 selbsttätig so ausgerichtet,
daß die optische Achse der Linse I mit der Achse der Wellen 4 und 5 fluchtet. Solche
bekannten Maschinen sind meist derart eingerichtet, daß die eine Welle, z. B. 4,
ortsunveränderlich gelagert ist, wogegen die andere, in diesem Falle also Welle
5, axial verschiebbar ausgebildet ist und mit erheblichem Federdruck gegen die Linse
I angestellt wird. Bei diesem Vorgang verschiebt sich die sphärisch geschliffene
Linse I senkrecht zur genannten Wellenachse selbsttätig so, daß die Ränder 6 und
7 der Glocken 2 und 3 ringsum tragend auf der Linsenoberfläche aufruhen. Durch die
Zahnradpaare 8, 9 und Io, II wird erreicht, daß die Welle I2 für stets ganz gleichmäßig
Umlaufgeschwindigkeit der Glockenwellen 4, 5 sorgt. Der niedrigtourige Antrieb kann
von einer der Wellen I2, 4 oder 5 her erfolgen. Bei I3 ist die sehr rasch umlaufende
Diamantschleifscheibe angedeutet, die, wie erkennbar, den Rand I4 der langsam umlaufenden
Linse I abschleift. Der Vorschub der Scheibe I3 gegen den Linsenrand 14 ist -durch
schematisch angedeutete Anschläge 15 begrenzt. 16 ist die erfindungsgeme angeordnete
Gegendruckrolle, welche
den von der Diamantscheibe I3 ausgeübten
Schleifdruck kompensiert. Sie ist beispielsweise mit ihren Achszapfen in einem Lager
I7 getragen, das, seinerseits federnd, I8, in Richtung auf de Linse I gerückt wird.
Die Feder I8 ist dem erfahrungsgemäßen Schleifdruck entsprechend angepaßt.
-
Die Fig.2 und 3 zeigen die Anwendung von Gegendruckrollen bei einer
Zentrier- und Facettenschleifmaschine, bei der die Linse 2I in bekannter Weise auf
den Werkstückhalter 22 aufgepecht ist. Die Schleifscheibe 23 ist hier mit einem
Teil 24 zum Anschleifen der Facette 25 der Linse 2I versehen. Die Welle 26 läuft
wiederum sehr langsam um, die Diamantscheibe 23, 24 sehr rasch.
-
Die Gegendruckrolle 27 sitzt an einem Schwenkarm 28, der durch die
Feder 29 ständig gegen den Linsenrand 3o gezogen wird.
-
Die Vorrichtung nach Fig. 4 kennzeichnet sich besonders dadurch, daß
der Gegendruck selbsttätig dem Schleifdruck angepaßt ist. Außerdem ist die Gegendruckrolle
angetrieben und dient dazu, den langsamen Umlauf der Linse 3I zu besorgen. Die Schleifscheibe
32 einerseits und die Gegendruckrolle 33 anderseits sind von den Armen 34 bzw. 35
getragen, die sich scherenartig im Drehpunkt 36 vereinigen. Vorteilhaft sind beide
Arme 34, 35 gleich lang ausgebildet und schließen einen Winkel ein, dessen Halbierende
in der Horizontalen liegt. Es kann auch eine andere Art der Anordnung und Bemessung
gewählt werden. Wesentlich ist, daß sich beide Arme beim Schließen und Öffnen der
Schere so bewegen, daß die von ihren Enden getragenen Elemente, nämlich die Schleifscheibe
und die Gegendruckrolle, an den Anlagepunkten der Linse 3I den gleich großen An-
bzw. Abstellweg ausführen. Die Arme 34 und 35 sind beim Ausführungsbeispiel durch
eine ihre Schenkel gegeneinanderziehende Feder 37 verbunden. Die Wirkung dieser
Feder 37 ist dadurch weicher gehalten, daß auch die über den Drehpunkt 36 verlängerten
Armstümpfe 34I und 35I durch eine Feder 38 zusammengezogen werden. An der Maschine
ist ein fein verstellbarer Anschlag angebracht, der schematisch bei 39 angedeutet
ist und gegen den ein mit 4o bezeichnetes Fühlglied mit vorschreitender Eingriffstiefe
der Diamantscheibe 32 bewegt wird.
-
Auf diese Weise wird der gewünschte Enddurchmesser der Linse 3I genau
bestimmt und erzeugt. Die Gegendruckrolle 33 braucht bei dieser Anordnung des Anschlages
39 für die Schleifscheibe 32 ihrerseits an sich keinen Anschlag für ihren Vorschub,
es ist jedoch möglich und in gewissen Spezialfällen angebracht, auch für sie einen
verstellbaren Anschlag anzuordnen. Die Verstellvorrichtung kann dabei derart eingerichtet
sein, daß mit ein und derselben Versbellbewegung beide Anschläge auf das gewünschte
Endmaß gebracht werden.
-
Die Gegendruckrolle 33 kann freitragend am Arm 35 der beschriebenen
Schere gelagert sein. In Fig. 4 ist als Variante dazu eine Führung gezeigt, in der
die Achse 4I der Gegendruckrolle 33 bei ihrer durch Vierschwenken des Scherenarmes
35 bewirkten Bewegunig geführt wird. Mit 42 ist ein am Maschinengestell gelagertes
Böckchen bezeichnet, dessen aufrecht stehende Traglaschen 43 mit Längsführungsschlitzen
44 für die Rollenachse 4I versehen sind. Diese Schlitze 44 sind der Schwenkbewegung
des Armes 35 entsprechend gekrümmt. Sie können an ihrem oberen Ende den erwähnten,
in vielen Fällen aber entbehrlichen, verstellbaren Anschlag für die Hubbewegung
der Robe 33 tragen.
-
Die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 besitzt einen zwangläufigen
Antrieb der Gegendruckrolle 33, welcher den langsamen Umlauf der Linse 3I zum Ziel
hat. Auf der Rolllenwelle 41 sitzt eine Antriebsscheibe 45. Sie ist von der Scheibe
46 her mittels des Riemens 47 angetrieben. 48, 49, 5o, 5I stellt schematisch das
Langsamgetriebe dar.
-
In Fig. 5 ist die Linse 52 von zwei im Zentrierwinkel von I2o° an
ihrem Rande angreifenden Gegendruckrollen 53 und 54 unterstützt, die von einem gemeinsamen
Halter 55 getragen werden. Die Anstellung gegen die Linse erfolgt hier unter einem
Druck, der hydraulisch im Zylinder 56 mittels des durch ein nicht gezeichnetes Getriebe
bewegten Kolbens 57 erzeugt und durch die Leitungen 58, 59, 6o, 6I einem Zylinder
62 mit Kolben 63 zugeleitet wird. An der Kolbenstange 64 ist der Träger 55 der Gegendruckrollen
53, 54 angelenkt. Die erwähnten Leitungen 59, 6I sind nach oben verlängert und führen,
dort als 65 und 66 bezeichnet, zum Zylinder 67, der den Kolben 68 umschließt. An
edier Kolbenstange 69 ist die Welle, 7o der Diamantschleifscheibe 7I angelenkt.
Mit 73 und 72 sind Ventile angedeutet. Wie ersichtlich, wirkt der hydraulische Druck
so, daß ein Anstellvorschub der Scheibe 7I dem gleichen Anstellvorschub der Rollen
53, 54 entspricht.
-
Auch hier wird, wie in Fig. 4 angedeutet, der Anstellvorschub durch
zumindest einen Anschlag für die Schleifscheibe 7I einstellbar begrenzt. Dies ist
in Fig. 5 nicht gezeichnet.