EP1409199A1 - Vorrichtung zur abrasiven bearbeitung von flächen von elementen und insbesondere von optischen elementen bzw. werkstücken - Google Patents

Vorrichtung zur abrasiven bearbeitung von flächen von elementen und insbesondere von optischen elementen bzw. werkstücken

Info

Publication number
EP1409199A1
EP1409199A1 EP02716837A EP02716837A EP1409199A1 EP 1409199 A1 EP1409199 A1 EP 1409199A1 EP 02716837 A EP02716837 A EP 02716837A EP 02716837 A EP02716837 A EP 02716837A EP 1409199 A1 EP1409199 A1 EP 1409199A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
outlet
inlet
machined
machining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP02716837A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1409199B1 (de
Inventor
Oliver FÄHNLE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fisba Optik AG
Original Assignee
Fisba Optik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fisba Optik AG filed Critical Fisba Optik AG
Publication of EP1409199A1 publication Critical patent/EP1409199A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1409199B1 publication Critical patent/EP1409199B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/10—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work
    • B24B31/116—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work using plastically deformable grinding compound, moved relatively to the workpiece under the influence of pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/08—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for polishing surfaces, e.g. smoothing a surface by making use of liquid-borne abrasives

Definitions

  • the invention relates to a device for the abrasive processing of surfaces of elements and in particular of optical elements or workpieces.
  • a wide variety of methods and devices are known for the abrasive processing of surfaces, as is required, for example, for the production of optical elements, such as lenses, prisms, plane-parallel plates, etc., but also for molds for casting or pressing optical elements.
  • the surface to be processed is first subjected to a grinding process and, if appropriate, a fine grinding process with contacting tools, such as disc grinders, ball grinders, etc., and then a polishing process with a polishing tool.
  • a grinding process it is also known to subject the surfaces to a turning process on a lathe with a suitable turning tool or to use another machining process. Most machining processes in which a comparatively large amount of material is removed require at least when optical surfaces are produced finally polishing the surface.
  • polishing is carried out over large areas with a polishing plate on spherical surfaces.
  • aspherical surfaces are produced using tools such as ball grinders, which have a more or less punctiform engagement with the surface to be machined and which are guided along a path over the surface to be machined.
  • the surface is ground or polished.
  • aspherical surfaces are often only ground in a web; The polishing then does not take the form of a web, but over a large area.
  • the surface polishing results in a more or less large polishing error, which has to be compensated for by corresponding manufacturing provisions in the preceding machining operations.
  • the invention is based on the object of specifying a device for the abrasive processing of surfaces and in particular for grinding and / or polishing surfaces of optical elements, which is fast
  • Processing of the surfaces is permitted regardless of the shape of the surface being processed.
  • the device for the abrasive processing of surfaces and in particular for grinding and / or polishing optical elements has a tool which has a fluid inlet and a fluid outlet.
  • a supply unit conveys a liquid to the fluid inlet in which abrasive agents are dissolved. This fluid flows through the tool to an outlet through which it exits the tool.
  • this tool is positioned relative to the surface to be machined by a positioning device such that the outlet from which the
  • the surface to be processed is in particular at a short distance from it. It is crucial here that the area of the annular gap formed by the boundary walls of the outlet and by the area to be machined is smaller than the cross-sectional area of the inlet. As a result, the liquid in which abrasive agents are dissolved at a substantially higher pressure than the pressure with which it flows into the inlet, radially through the annular gap to the tool. The surface of the workpiece is machined by the radially flowing liquid. Depending on the type of abrasive agent dissolved in the liquid, the surface is machined in the area of the annular gap and thus in a linear grinding or polishing process. Due to the linear machining, the machining time is reduced by orders of magnitude in comparison to the known methods or devices in which there is an essentially punctiform engagement between the tool and the workpiece.
  • the ratio of the pressure with which the liquid flows into the tool to the pressure with which the liquid exits the annular gap is inversely proportional to the ratio of the cross-sectional area of the inlet to the cross-sectional area of the annular gap formed. This means that the "machining pressure" by positioning the tool relative to the
  • a particular advantage of the invention is that it is possible to work with comparatively low pressures on the inlet side: in particular, the feed unit can convey the liquid at a pressure of less than 20 bar, preferably less than 5 bar, possibly even only at atmospheric pressure.
  • the cross-sectional area of the inlet is at least five times larger than the cross-sectional area of the annular gap formed. It is further preferred if the height of the annular gap formed is less than 3 mm and in particular is approximately 1 mm.
  • the positioning device has a control unit which controls the positioning of the tool in accordance with the surface data of the surface to be produced. It is preferred if the tool is positioned in such a way that the height of the annular gap remains constant during the displacement along the respective tracks.
  • the positioning device can position the tool along any path relative to the workpiece, i. H. move to the surface to be machined.
  • the path can be a meandering path, with either the tool or the workpiece or both being moved.
  • the tool and the element from which a surface is to be machined can be moved simultaneously.
  • the tool is moved along paths that pass through the surface vertex and at the same time the workpiece or the element to be machined is rotated about an axis by a rotating unit, which in particular is the axis of rotation of the surface to be manufactured.
  • the outlet has a circular cross section and the tool has a (circular) cylindrical outer contour at least in the region of the outlet.
  • the fact that the cross-sectional area of the inlet is smaller than that of the outlet means that the surface is machined only in a linear (or circular) manner in the region of the annular gap and not also in the center of the outlet ,
  • the size of the tool is adapted to the shape of the surface to be machined:
  • the outside diameter of the tool can be machined in the area of the outlet for machining flat surfaces
  • the order of magnitude of half the aperture of the optical element is such that very fast processing of the surface is achieved with the greatest possible homogeneity of the processing operation.
  • the outer diameter of the tool is preferably of the order of the smallest radius (smallest main radius of curvature) of the surface; this ensures that the height of the annular gap is practically constant over the entire annular gap formed.
  • the device according to the invention can be used to machine any surfaces of elements or workpieces, which in principle can consist of any materials.
  • the device according to the invention can be used for machining turbine blades made of steel due to the high machining speed.
  • the use of a device according to the invention for grinding and / or polishing optical surfaces is particularly preferred.
  • the respective elements can be used in the case of lenses, prisms, plane-parallel plates etc. - i.e. directly manufactured optical elements - consist of quartz, an optical glass or a plastic material; if molds for the casting and / or pressing etc. of optical elements are to be produced, the elements can also consist of a metal, such as steel, or a ceramic material.
  • the type of removal essentially does not depend on the design of the tool, but on the type of liquid used or the abrasive agent (agent) dissolved in the liquid, one and the same device can be successively used for grinding, possibly fine grinding and finally used to polish an element or workpiece in one and the same setting.
  • the change between the individual types of processing then only requires an exchange or change of the processing fluid used in each case. In any case, however, it is particularly preferred if the device according to the invention is used for processing aspherical surfaces.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention when machining a flat surface
  • Fig. 2 shows a device according to the invention when machining a curved and in particular aspherical surface.
  • the tool 1 shows a device according to the invention, of which only the tool 1 is shown, when machining a flat surface 21 of a workpiece 2, which is a plane-parallel plate without restricting generality.
  • the tool 1 has an inlet 11 and an outlet 12, the cross-sectional area of which is larger than that of the inlet 11.
  • a feed unit not shown, conveys a liquid in which abrasive agents, such as abrasives or polishing agents, are dissolved into the inlet 11 of the tool 1
  • the tool 1 is a positioning unit, not shown positioned relative to the workpiece 2 such that an annular gap 3 is formed between the boundary walls 13 of the outlet 12 and the surface 21, the cross-sectional area of which is smaller and preferably substantially smaller than the cross-sectional area of the inlet 11.
  • the pressure at which the liquid emerges from the annular gap 3 is increased by the ratio of the cross-sectional areas of the inlet 11 and the annular gap 3.
  • the pressure effective for the machining of the workpiece surface 21 is thus significantly greater than the delivery pressure.
  • the positioning device moves the tool 1 parallel to the surface of the workpiece 2, while a rotating unit, also not shown, rotates the workpiece 2 about an axis 22, so that the linear engagement along the annular gap 3 is shifted over the workpiece 2 such that the entire Surface 21 machined evenly, for example polished.
  • the diameter of the tool 1 is in the order of the radius of the workpiece 2.
  • Fig. 2 shows an apparatus according to the invention during the machining of a curved and in particular aspherical surface 21 ⁇ of a workpiece 2.
  • the same parts are provided with the same reference numerals, is omitted to be presented again.
  • the diameter of the tool 1 is of the order of the smallest radius of the aspherical surface 21 ⁇ .
  • the positioning unit also not shown, pushes tool 1 along paths that run through the apex of surface 21 * *.
  • the workpiece 2 is rotated about an axis of rotation 22 running through the apex.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur abrasiven Bearbeitung von Flächen von Elementen mit - einem WerKzeug (1), das einen Einlass (11) und einen Auglass (12) aufweist, - einer Zuführeinheit, die zu dem Einlass (11) eine Flüssigkeit fördert, in der abrasive Mittel gelöst sind, und die aus dem Auslass (12 austritt, und - einer Positioniereinrichtung, die das Werkzeug über die zu bearbeitende Fläche führt und dabei derart positioniert, dass der Auslass der zu bearbeitenden Fläche gegenüber liegt, wobei die Fläche des durch die Begrenzungswände (13) des Auslasses (12) und die zu bearbeitende Fläche (2) gebildeten Ringspaltes (3) kleiner als die Querschnittsfläche des Einlasses (11) ist.

Description

Vorrichtung zur abrasiven Bearbeitung von
Flächenvon Elementen und insbesondere von
Optischen Elementen bzw. Werkstücken
BESCHRE IBUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur abrasiven Bearbeitung von Flächen von Elementen und insbesondere von optischen Elementen bzw. Werkstücken.
Stand der Technik
Zur abrasiven Bearbeitung von Flächen, wie sie beispielsweise für die Herstellung von optischen Elementen, wie Linsen, Prismen, planparallelen Platten etc., aber auch von Formen für das Gießen oder das Pressen optischer Elemente erforderlich ist, sind die verschiedensten Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Bei vielen der bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen wird die zu bearbeitende Fläche mit kontaktierenden Werkzeugen, wie z.B. Teller-Schleifern, Kugelschleifern etc. zunächst einem Schleifvorgang sowie ggf. einem Feinschleifvorgang und anschließend mit einem Polierwerkzeug einem Poliervorgang unterzogen. An Stelle von SchleifVorgängen ist es auch bekannt, die Flächen auf einer Drehbank mit einem geeigneten Drehmeißel einem Drehvorgang zu unterziehen oder ein anderes spanabhebendes Verfahren anzuwenden. Die meisten Bearbeitungsvorgänge, bei denen vergleichsweise viel Material abgetragen wird, erfordern zumindest dann, wenn optische Flächen hergestellt werden sollen, abschließend ein Polieren der Fläche. Das Polieren erfolgt nach dem Stand der Technik bei sphärischen Flächen großflächig mit einem Polierteller.
Probleme ergeben sich bei den herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen immer dann, wenn asphärische Flächen hergestellt werden sollen. Die Herstellung asphärischer Flächen erfolgt nach dem Stand der Technik mit Werkzeugen wie Kugelschleifern, die einen mehr oder weniger punktförmigen Eingriff mit der zu bearbeitenden Fläche haben und die längs einer Bahn über die zu bearbeitende Fläche geführt werden. Je nach Ausbildung des Werkzeugs wird die Fläche dabei geschliffen oder poliert. Aus Zeit- bzw. Kostengründen werden allerdings asphärische Flächen häufig nur bahnförmig geschliffen; das Polieren erfolgt dann nicht bahnförmig, sondern großflächig. Insbesondere dann, wenn die Asphärizität vergleichsweise groß ist, wie dies beispielsweise bei progressiven Brillengläsern der Fall ist, ergibt sich durch das flä- chige Polieren ein mehr oder weniger großer Polierfehler, der durch entsprechende Fertigungsvorhalte bei den vorangehenden Bearbeitungsvorgängen kompensiert werden muss .
Weiterhin ist es bekannt, Flächen von Werkstücken und insbesondere von optischen Elementen mit Fluidstrahlen zu bearbeiten. Die hierfür vorgeschlagenen Vorrichtungen sind jedoch vergleichsweise aufwendig und erlauben auf Grund der mehr oder weniger punktförmigen Bearbei- tung der Fläche dennoch keine schnelle Herstellung der Flächen. Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur abrasiven Bearbeitung von Flächen und insbesondere zum Schleifen und/oder Polieren von Flächen von optischen Elementen anzugeben, die eine schnelle
Bearbeitung der Flächen unabhängig von der Form der jeweils bearbeiteten Fläche erlaubt.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Pa- tentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10. In den Ansprüchen 11 bis 14 sind mögliche Verwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung beansprucht.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur abrasiven Bearbeitung von Flächen und insbesondere zum Schleifen und/ oder Polieren von optischen Elementen ein Werkzeug auf, das einen Fluid-Einlass und einen Fluid-Auslass hat. Eine Zuführeinheit fördert zu dem Fluid-Einlass eine Flüssigkeit, in der abrasive Mittel gelöst sind. Diese Flüssigkeit strömt durch das Werkzeug zu einem Auslass, durch den sie aus dem Werkzeug austritt. Erfindungsgemäß wird dieses Werkzeug durch eine Positioniereinrichtung derart relativ zu der zu bearbeitenden Fläche positioniert, dass der Auslass, aus dem die
Flüssigkeit austritt, der zu bearbeitenden Fläche insbesondere mit einem geringen Abstand gegenüber liegt. Dabei ist entscheidend, dass die Fläche des durch die Begrenzungswände des Auslasses und durch die zu bear- beitende Fläche gebildeten Ringspaltes kleiner als die Querschnittsfläche des Einlasses ist. Hierdurch tritt die Flüssigkeit, in der abrasive Mittel gelöst sind, mit einem wesentlich höheren Druck als dem Druck, mit dem sie in den Einlass einströmt, durch den Ringspalt radial zum Werkzeug aus. Durch die radial ausströmende Flüssigkeit erfolgt die Bearbeitung der Fläche des Werkstücks. Je nach der Art der in der Flüssigkeit gelösten abrasiven Mittel wird die Fläche im Bereich des Ringspaltes und damit linienförmig schleifend oder polierend bearbeitet. Durch die linienförmige Bearbeitung wird die Bearbeitungszeit im Vergleich zu den bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen, bei denen ein im wesentlichen punktförmiger Eingriff zwischen Werkzeug und Werkstück besteht, um Größenordnungen verkürzt.
Das Verhältnis des Drucks, mit dem die Flüssigkeit in das Werkzeug einströmt, zu dem Druck, mit dem die Flüssigkeit aus dem Ringspalt austritt, ist dabei umgekehrt proportional zum Verhältnis der Querschnittsfläche des Einlasses zur Querschnittsfläche des gebildeten Ringspaltes. Dies bedeutet, dass der "Bearbeitungsdruck" durch die Positionierung des Werkzeugs relativ zum
Werkstück - anders ausgedrückt durch die Einstellung der Höhe des Ringspaltes - eingestellt werden kann, ohne dass der Druck, mit dem die Zuführeinheit die Flüssigkeit fördert, geändert werden müsste.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist dabei, dass einlassseitig mit vergleichsweise niedrigen Drücken gearbeitet werden kann: insbesondere kann die Zuführeinheit die Flüssigkeit mit einem Druck kleiner 20 bar, bevorzugt kleiner 5 bar, ggf. sogar nur mit Atmosphärendruck fördern. Für eine für den Bearbeitungsvorgang und die Bearbeitungsgeschwindigkeit vorteilhafte Druck- erhöhung ist es bevorzugt, wenn die Querschnittsfläche des Einlasses wenigstens um den Faktor fünf größer als die Querschnittsfläche des gebildeten Ringspaltes ist. Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Höhe des ge- bildeten Ringspaltes kleiner als 3 mm ist und insbesondere etwa 1 mm beträgt.
In jedem Falle ist es von Vorteil, wenn die Positioniereinrichtung eine Steuereinheit aufweist, die die Positionierung des Werkzeuges entsprechend den Flächendaten der herzustellenden Fläche steuert. Bevorzugt ist es, wenn die Positionierung des Werkzeugen dabei so erfolgt, dass die Höhe des Ringspaltes während der Verschiebung längs der jeweiligen Bahnen konstant bleibt.
Die Positioniereinrichtung kann das Werkzeug prinzipiell längs beliebiger Bahnen relativ zum Werkstück, d. h. zu der zu bearbeitenden Fläche verschieben. Beispielsweise kann die Bahn eine mäanderförmige Bahn sein, wobei entweder das Werkzeug oder das Werkstück oder beide bewegt werden.
Ferner kann eine gleichzeitige Verschiebung des Werkzeugs und des Elements, von dem eine Fläche bearbeitet werden soll, erfolgen. Im Falle rotationssymmetrischer Flächen oder nur geringfügig von der Rotationssymmetrie abweichender Flächen ist es bevorzugt, wenn das Werkzeug längs Bahnen bewegt wird, die durch den Flächenscheitel verlaufen und gleichzeitig das Werkstück bzw. das zu bearbeitende Element von einer Dreheinheit um eine Achse gedreht wird, die insbesondere die Rotationsachse der herzustellenden Fläche ist. Um eine homogene Bearbeitung der Fläche längs des Ringspaltes zu erreichen, ist es ferner bevorzugt, wenn der Auslass einen kreisförmigen Querschnitt hat, und das Werkzeug zumindest im Bereich des Auslasses eine (kreis) -zylindrische Außenkontur aufweist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch, dass die Querschnittsfläche des Ein- lasses kleiner als die des Auslasses ist, erreicht, dass eine Bearbeitung der Fläche nur linienförmig (bzw. kreisringförmig) im Bereich des Ringspaltes und nicht auch im Zentrum des Auslasses erfolgt.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Größe des Werkzeugs der Form der zu bearbeitenden Fläche angepasst ist:
Zur Bearbeitung von planen Flächen kann der Außendurch- messer des Werkzeugs im Bereich des Auslasses in der
Größenordnung der halben Apertur des optischen Elements liegen, so dass eine sehr schnelle Bearbeitung der Fläche bei größtmöglicher Homogenität des Bearbeitungsvorganges erreicht wird. Bei der Bearbeitung von gekrümm- ten Flächen liegt bevorzugt der Außendurchmesser des Werkzeugs in der Größenordnung des kleinsten Radius (kleinster Hauptkrümmungsradius) der Fläche; hierdurch wird sichergestellt, dass die Höhe des Ringspaltes über den gesamten gebildeten Ringspalt praktisch konstant ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Bearbeiten beliebiger Flächen von Elementen bzw. Werkstücken eingesetzt werden, die aus prinzipiell beliebigen Materialien bestehen können. Beispielsweise kann die erfin- dungsgemäße Vorrichtung aufgrund der hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit zur Bearbeitung von Turbinenschaufeln aus Stahl eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung einer er- findungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen und/oder Polieren optischer Flächen. Die jeweiligen Elemente können dabei im Falle von Linsen, Prismen, planparallelen Platten etc. - d.h. direkt hergestellter optischer Elemente - aus Quarz, einem optischen Glas oder einem Kunststoffmaterial bestehen; sollen Formen für das Gießen und/oder Pressen etc. von optischen Elementen hergestellt werden, können die Elemente auch aus einem Metall, wie Stahl, oder einem keramischen Material bestehen.
Da die Art des Abtrags im wesentlichen nicht von der Ausbildung des Werkzeugs, sondern von der Art der eingesetzten Flüssigkeit bzw. des (der) in der Flüssigkeit gelösten abrasiven Mittels (Mittel) abhängt, kann ein- und dieselbe Vorrichtung nacheinander zum Schleifen, gegebenenfalls Feinschleifen und abschließend zum Polieren eines Elements bzw. Werkstücks in ein- und derselben Aufspannung eingesetzt werden. Der Wechsel zwischen den einzelnen Bearbeitungsarten bedingt dann le- diglich einen Austausch bzw. Wechsel des jeweils verwendeten Bearbeitungsfluids . In jedem Falle ist es jedoch besonders bevorzugt, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von asphärischen Flächen eingesetzt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen hinsichtlich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei der Be- arbeitung einer planen Fläche,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei der Bearbeitung einer gekrümmten und insbesondere asphärischen Fläche.
Darstellung eines Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, von der lediglich das Werkzeug 1 dargestellt ist, bei der Bearbeitung einer planen Fläche 21 eines Werkstücks 2, das ohne Beschränkung der Allgemeinheit eine planparallele Platte ist. Das Werkzeug 1 weist einen Einlass 11 und einen Auslass 12 auf, dessen Querschnittsfläche größer ist als die des Einlasses 11. Eine nicht dargestellte Zuführeinheit fördert eine Flüssigkeit, in der abrasive Mittel, wie Schleifmittel oder Poliermittel gelöst sind, in den Einlass 11 des Werkzeugs 1. Das Werkzeug 1 wird von einer nicht dargestellten Positioniereinheit derart relativ zum Werkstück 2 positioniert, dass zwischen den Begrenzungswänden 13 des Auslasses 12 und der Fläche 21 ein Ringspalt 3 gebildet wird, dessen Querschnittsfläche kleiner und bevorzugt wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche des Einlasses 11 ist. Hierdurch wird der Druck, mit dem die Flüssigkeit aus dem Ringspalt 3 austritt, um das Verhältnis der Querschnittsflächen des Einlasses 11 und des Ringspaltes 3 erhöht. Der für die Bearbeitung der Werkstück-Ober- fläche 21 wirksame Druck ist damit wesentlich größer als der Förderdruck.
Die nicht dargestellte Positioniereinrichtung verschiebt das Werkzeug 1 parallel zur Oberfläche des Werkstücks 2, während eine ebenfalls nicht dargestellte Dreheinheit das Werkstück 2 um eine Achse 22 dreht, so dass der linienförmige Eingriff längs des Ringspaltes 3 so über das Werkstück 2 verschoben wird, dass die gesamte Fläche 21 gleichmäßig bearbeitet, beispielsweise poliert wird.
Der Durchmesser des Werkzeugs 1 liegt in der Größenordnung des Radius des Werkstücks 2.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei der Bearbeitung einer gekrümmten und insbesondere asphärischen Fläche 21 Λ eines Werkstücks 2. Gleiche Teile sind dabei mit den selben Bezugszeichen versehen, so dass auf eine erneute Vorstellung verzichtet wird. Der Durchmesser des Werkzeugs 1 liegt in der Größenordnung des kleinsten Radius der asphärischen Fläche 21 λ. Die ebenfalls nicht dargestellte Positioniereinheit ver- schiebt das Werkzeug 1 längs Bahnen, die durch den Scheitel der Fläche 21** verlaufen. Gleichzeitig wird das Werkstück 2 um eine durch den Scheitel verlaufende Rotationsachse 22 gedreht.
Vorstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens beschrieben worden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur abrasiven Bearbeitung von Flächen von Elementen mit einem Werkzeug, das einen Einlass und einen
Auslass aufweist, einer Zuführeinheit, die zu dem Einlass eine Flüssigkeit fördert, in der abrasive Mittel gelöst sind, und die aus dem Auslass austritt, und einer Positioniereinrichtung, die das Werkzeug über die zu bearbeitende Fläche führt ' und dabei derart positioniert, dass der Auslass der zu bearbeitenden Fläche gegenüber liegt, wobei die Fläche des durch die Begrenzungswände des Auslasses und die zu bearbeitende Fläche gebildeten Ringspaltes kleiner als die Querschnittsfläche des Einlasses ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Einlasses wenigstens um den Faktor fünf größer als die Querschnittsfläche des gebildeten Ringspaltes ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des gebilde- ten Ringspaltes kleiner als 3 mm ist und bevorzugt etwa 1 mm beträgt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dreheinheit vorgesehen ist, die das zu bearbeitende Element um eine Achse dreht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass einen kreisförmigen Querschnitt hat, und dass das Werkzeug zumindest im Bereich des Auslas- ses eine zylindrische Außenkontur aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Einlasses kleiner als die des Auslasses ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinheit die Flüssigkeit mit einem Druck kleiner 20 bar, bevor- zugt kleiner 5 bar fördert.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bearbeitung von planen Flächen der Außendurchmesser des Werkzeugs im Bereich des Auslasses in der Größenordnung der halben Apertur des optischen Elements liegt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bearbeitung von gekrümmten Flächen der Außendurchmesser des
Werkzeugs in der Größenordnung des kleinsten Radius der Fläche liegt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung eine Steuereinheit aufweist, die die Po- sitionierung des Werkzeuges entsprechend den Flächendaten der herzustellenden Fläche steuert.
11. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Schleifen optischer Flächen.
12. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Polieren optischer Flächen.
13. Verwendung einer einzigen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zunächst zum Schleifen und anschließend zum Polieren einer optischen Fläche.
14. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Bearbeitung von asphärischen Flächen.
EP02716837A 2001-03-20 2002-03-20 Verwendung einer vorrichtung zur abrasiven bearbeitung von flächen von elementen und insbesondere von optischen elementen bzw. werkstücken Expired - Lifetime EP1409199B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10113599 2001-03-20
DE10113599A DE10113599A1 (de) 2001-03-20 2001-03-20 Vorrichtung zur abrasiven Bearbeitung von Flächen von optischen Elementen
PCT/EP2002/003120 WO2002074489A1 (de) 2001-03-20 2002-03-20 Vorrichtung zur abrasiven bearbeitung von flächen von elementen und insbesondere von optischen elementen bzw. werkstücken

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1409199A1 true EP1409199A1 (de) 2004-04-21
EP1409199B1 EP1409199B1 (de) 2006-11-29

Family

ID=7678280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02716837A Expired - Lifetime EP1409199B1 (de) 2001-03-20 2002-03-20 Verwendung einer vorrichtung zur abrasiven bearbeitung von flächen von elementen und insbesondere von optischen elementen bzw. werkstücken

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20060141911A1 (de)
EP (1) EP1409199B1 (de)
DE (2) DE10113599A1 (de)
WO (1) WO2002074489A1 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1022293C2 (nl) * 2002-12-31 2004-07-15 Tno Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen of bewerken van optische elementen en/of optische vormelementen, alsmede dergelijke elementen.
DE10314625B3 (de) * 2003-04-01 2004-10-14 Optotech Optikmaschinen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Nacharbeiten von Präzisionsoberflächen
MXPA03006434A (es) * 2003-07-18 2005-01-21 Univ Mexico Nacional Autonoma Herramienta hidrodinamica de flujo radial para el pulido y esmerilado de superficies opticas.
WO2005063441A1 (de) * 2003-12-23 2005-07-14 C. Hilzinger-Thum Verfahren und vorrichtung zur oberflächenrevision
NL1026526C2 (nl) * 2004-06-30 2005-05-31 Tno Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen of bewerken van optische elementen en/of optische vormelementen, alsmede dergelijke elementen.
EP1618993B9 (de) * 2004-07-22 2009-03-18 Fisba Optik Ag Verfahren zum Schleifen und/oder Polieren von Oberflächen
DE502004008269D1 (de) * 2004-07-22 2008-11-27 Fisba Optik Ag Vorrichtung und Verfahren zum Schleifen und/oder Polieren von Oberflächen
ATE491547T1 (de) * 2007-04-04 2011-01-15 Fisba Optik Ag Verfahren und vorrichtung zum herstellen von optischen elementen
GB2471119B (en) * 2009-06-17 2013-11-27 Nebb Technology As Rotor or stator blade and method for forming such rotor or stator blade
DE102009033206A1 (de) 2009-07-15 2011-01-27 Brand, Guido Polierverfahren und Poliervorrichtung zur Korrektur von geometrischen Abweichungsfehlern auf Präzisionsoberflächen
CN102284911B (zh) * 2011-07-22 2013-01-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种长程抛光稳定间隙装置
CN103128671B (zh) * 2013-02-05 2015-04-29 浙江工业大学 硬脆材料复杂曲面零件的约束磨粒流抛光加工装置
CN103128672B (zh) * 2013-02-05 2015-02-18 浙江工业大学 一种约束磨粒流抛光工具头
CN103128673B (zh) * 2013-02-05 2015-04-29 浙江工业大学 硬脆材料的约束磨粒流抛光工具头
CN105234825A (zh) * 2015-09-25 2016-01-13 安庆市凯立金刚石科技有限公司 一种用于金刚石膜射流抛光装置
DE102015224933A1 (de) 2015-12-11 2017-06-14 Siltronic Ag Monokristalline Halbleiterscheibe und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3769762A (en) * 1972-03-07 1973-11-06 Altair Scient Inc Method for controlled lapping of optical surfaces to correct deviations from desired contours
US4038786A (en) * 1974-09-27 1977-08-02 Lockheed Aircraft Corporation Sandblasting with pellets of material capable of sublimation
US4956944A (en) * 1987-03-19 1990-09-18 Canon Kabushiki Kaisha Polishing apparatus
US5700181A (en) * 1993-09-24 1997-12-23 Eastman Kodak Company Abrasive-liquid polishing and compensating nozzle
DE4440631C2 (de) * 1994-11-14 1998-07-09 Trumpf Gmbh & Co Verfahren und Bearbeitungsmaschine zum Strahlschneiden von Werkstücken mittels wenigstens zweier Schneidstrahlen
US5531634A (en) * 1995-02-03 1996-07-02 Schott; Paul Method of using an abrasive material for blast cleaning of solid surfaces
US5573446A (en) * 1995-02-16 1996-11-12 Eastman Kodak Company Abrasive air spray shaping of optical surfaces
DE19747838C2 (de) * 1997-10-19 2001-07-12 Gp Granulate Pneumatic Geraete Verfahren und Vorrichtung zum trockenen Entfernen von Beschichtungen, Graffiti oder sonstigen oberflächlichen Verunreinigungen
NL1007589C1 (nl) * 1997-11-20 1999-05-25 Tno Werkwijze en inrichting voor het bewerken van een werkstuk.
US6093088A (en) * 1998-06-30 2000-07-25 Nec Corporation Surface polishing machine
US6244927B1 (en) * 1998-08-31 2001-06-12 Ingersoll-Rand Company Multi-functional sensing methods and apparatus therefor
US6280302B1 (en) * 1999-03-24 2001-08-28 Flow International Corporation Method and apparatus for fluid jet formation
JP3990073B2 (ja) * 1999-06-17 2007-10-10 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
US6306010B1 (en) * 1999-10-26 2001-10-23 Industrial Gasket, Inc. Method of forming a hole in a glass reflector
US6425804B1 (en) * 2000-03-21 2002-07-30 Hewlett-Packard Company Pressurized delivery system for abrasive particulate material
JP3896265B2 (ja) * 2001-09-11 2007-03-22 オリンパス株式会社 位置出し治具及び位置出し治具を用いた吹き付け研磨装置
US6769956B1 (en) * 2002-02-04 2004-08-03 Oberg Industries Apparatus and method for rapid, precise positioning of a grit-blasting nozzle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO02074489A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE50208850D1 (de) 2007-01-11
US20080119113A1 (en) 2008-05-22
EP1409199B1 (de) 2006-11-29
US20060141911A1 (en) 2006-06-29
DE10113599A1 (de) 2002-10-02
WO2002074489A1 (de) 2002-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1409199B1 (de) Verwendung einer vorrichtung zur abrasiven bearbeitung von flächen von elementen und insbesondere von optischen elementen bzw. werkstücken
DE19626396B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und zum Schleifen von Siliziumscheiben
EP1291106B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Flächenbearbeitung von Werkstücken aus nicht-sprödharten Materialien in der Optikfertigung sowie Werkzeug dafür
EP3463746B1 (de) Maschine zur bearbeitung von optisch wirksamen flächen
DE10144644B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen von zentrischen Lagerstellen von Kurbelwellen
EP2167277B1 (de) Schleifzentrum und verfahren zum gleichzeitigen schleifen mehrerer lager und endseitigen flächen von kurbelwellen
EP1181132A1 (de) Vor- und fertigschleifen einer kurbelwelle in einer aufspannung
DE19546863A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Endbearbeitung gehärteter Werkstücke
EP2394783B1 (de) Spitzenlose Rundschleifmaschine und Verfahren zum spitzenlosen Schleifen mit höhenverstellbarer Regelscheibe
DE19921785B4 (de) Verfahren zum Schleifen von konvexen Laufflächen und Außendurchmessern an Wellen mit wenigstens einem scheibenförmigen Wellenabschnitt sowie Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens
DE19518708A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung einer konvexen Spitze auf einem Werkstück
DE4412010C2 (de) Vorrichtung zum sphärischen Hochglanzschleifen
DE69811392T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten eines werkstücks
EP4147821A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung einer hartstoffbeschichteten werkstückfläche eines rotationssymmetrischen werkstücks
EP0727280B1 (de) Vorrichtung zum Polieren sphärischer Linsenoberfläche
DE19738818B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur formgeregelten Feinstbearbeitung eines Werkstücks
DE60214309T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen von Werkstückoberflächen in feinstbearbeitete Oberflächen mit Mikro-Öltaschen
DE202008003361U1 (de) Spitzenlose Durchführ-Super-Poliervorrichtung mit einem Läppsystem, das ein frei angeordnetes Schleifmittel enthält
DE102012216724A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Polierbearbeitung von Brillenlinsen und Gießformen für die Brillenlinsenherstellung sowie entsprechendes Verfahren zur Herstellung von Brillenlinsen und Gießformen für die Brillenlinsenherstellung
DE202020004003U1 (de) Werkzeugmaschine zur Laserkonditionierung von Schleifwerkzeugen unabhängig von deren Spezifikation
DE4027633A1 (de) Verfahren und schleifmaschine zum planseitenschleifen bei gleichzeitig doppelseitigem schliff mit zwei schleifscheiben
DE19801377A1 (de) Schleifscheibe mit Umfangsrille
DE3918847C2 (de)
DE3875143T2 (de) Vorrichtung zum polieren.
DE3113718C2 (de) Profilschleifmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20031222

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): CH DE FR GB LI NL

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

RTI1 Title (correction)

Free format text: USE OF A DEVICE FOR THE ABRASIVE MACHINING OF SURFACES OF ELEMENTS AND IN PARTICULAR OPTICAL ELEMENTS OR WORKPIECES

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE FR GB LI NL

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20061220

REF Corresponds to:

Ref document number: 50208850

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20070111

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: HEPP, WENGER & RYFFEL AG

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20070830

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 50208850

Country of ref document: DE

Representative=s name: HAUCK PATENTANWALTSPARTNERSCHAFT MBB, DE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20160310

Year of fee payment: 15

Ref country code: DE

Payment date: 20160315

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20160316

Year of fee payment: 15

Ref country code: FR

Payment date: 20160223

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20160531

Year of fee payment: 15

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50208850

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MM

Effective date: 20170401

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20170320

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20171130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20170401

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20171003

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20170331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20170331

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20170331

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20170320