EP3116684B1

EP3116684B1 - Alternatives blocken

Info

Publication number: EP3116684B1
Application number: EP15712523.8A
Authority: EP
Inventors: Karl Huber
Original assignee: Rodenstock GmbH
Current assignee: Rodenstock GmbH
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2022-04-13
Anticipated expiration: 2035-03-11
Also published as: DE102014003539A1; US20160375540A1; WO2015135651A1; US10118271B2; EP3116684A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Blocken eines Brillenglasrohlings, ein Verfahren zum Blocken eines Brillenglasrohlings und das Verwenden einer Vorrichtung zum Blocken eines Brillenglasrohlings.
Zur Herstellung von individuell angepassten Brillengläsern wird ein Kunde z.B. von einem Augenoptiker refraktioniert und dabei gemessene Kundenparameter einem Brillenglashersteller übermittelt. Der Brillenglashersteller ermittelt für diesen individuellen Kunden einen passenden Brillenglasrohling, auch Blank genannt, der in der Regel konvexseitig eine optische Fertigfläche aufweist, und errechnet zu dem Brillenglasrohling eine passende Rückfläche, die von den gemessenen Kundenparametern abhängt und Rezeptfläche genannt wird. Die Rezeptfläche kann eine Sphäre, ein Torus, eine Asphäre, ein Atorus oder auch eine Freiformfläche sein.
Um den Brillenglasrohling für eine Bearbeitung der Rezeptfläche in einer Bearbeitungsvorrichtung lagerichtig einspannen zu können, wird der Brillenglasrohling üblicherweise über ein Blockmaterial mit einem einspannbaren Blockstück verbunden. Dieser Vorgang wird Blocken genannt, wobei aus einem Blockstück, einem Blockmaterial und einem Brillenglasrohling ein Block geformt wird.
Bei den gängigsten Fertigungsverfahren zur Herstellung und Bearbeitung der Rezeptfläche wird der Block so in die Bearbeitungsmaschine eingespannt, dass eine Symmetrieachse des Blocks, die Blockstückachse oder Bearbeitungsachse genannt wird, mit einer Werkstückspindelachse der Bearbeitungsvorrichtung zusammenfällt, damit sich der Brillenglasrohling während der Bearbeitung um diese Achse drehen kann. So kann die Rezeptfläche durch Fräsen, Schleifen und/oder Drehen mit spiralförmiger Werkzeugbahn bearbeitet werden. Hierdurch ergibt sich genau in der Mitte der C- Achse (der Rund- bzw. Schwenkachse) ein singulärer Punkt, in dem die Spirale beginnt oder endet.
Soll das fertige Brillenglas an diesem Punkt ein Prisma aufweisen, wird der Brillenglasrohling in der Regel prismatisch geblockt. Dabei wird die Fertigfläche des Brillenglasrohlings in Relation zum Blockstück derart verkippt angebracht, dass die Flächennormale der Rezeptfläche nur im singulären Punkt mit der Blockstückachse und somit der Werkstückspindelachse zusammenfällt. Dadurch werden in diesem Punkt hohe dynamische Anforderungen an die Maschine und die damit einhergehenden Fehler vermieden.
Dokument US 5,150,547 betrifft einen Ring zum Blocken von ophthalmischen Linsen, bei dem die Linse an einem ringförmigen Randbereich geblockt wird.
Dokument WO 2014/013072 betrifft einen prismatischen Block, auf dem ein kleiner Bereich um den geometrischen Mittelpunkt eines Rohlings geblockt werden kann. Randbereiche des Rohlings stehen dabei über den prismatischen Block über, um bearbeitet werden zu können.
In Dokument US 2,879,632 wird ein Rohling auf einem Dorn geblockt. Der Rohling liegt dabei zum einen auf dem Dorn und zum anderen auf Ablagefingern.
Dokument EP 2 093 018 betrifft einen Spannklotz mit einem Grundkörper zum Blocken eines Brillenglasrohlings, über den der geblockte Brillenglasrohling in einer Maschine fixiert werden kann, um es zu bearbeiten. Der Grundkörper besteht aus einem Material mit einer definierten geringen Wasseraufnahme, um das Ausgasen von Wasserfeuchtigkeit unter Vakuumbedingungen zu reduzieren.
Aus der EP 2 093 018 A1 ist somit eine Vorrichtung bekannt zum Blocken eines Brillenglasrohlings, der eine Fertigfläche und eine der Fertigfläche gegenüberliegende Bearbeitungsfläche zur Bearbeitung in einer Bearbeitungsvorrichtung aufweist, mit einem Aufnahmebauteil mit einer konvexen, planen oder konkaven Aufnahmefläche zum Blocken der Fertigfläche des Brillenglasrohlings, wobei die Aufnahmefläche so ausgebildet ist, dass der Brillenglasrohling beim Blocken im Wesentlichen vollflächig auf die Aufnahmefläche auflegbar ist; und wobei das Aufnahmebauteil einen Spannbereich aufweist, der zum Einspannen in einer Bearbeitungsvorrichtung ausgebildet ist.
Aus der EP 2 093 018 A1 ist somit auch ein Verfahren bekannt zum Blocken eines Brillenglasrohlings, der eine Fertigfläche und eine der Fertigfläche gegenüberliegende Bearbeitungsfläche zur Bearbeitung in einer Bearbeitungsvorrichtung aufweist, mit den Schritten, Auflegen des Brillenglasrohlings auf die Aufnahmefläche eines Aufnahmeteils, Einspannen des Spannbereichs des Aufnahmeteils in einer Bearbeitungsvorrichtung und Blocken eines Brillenglasrohlings auf der Aufnahmefläche, wobei der Brillenglasrohling beim Blocken im Wesentlichen vollflächig auf die Aufnahmefläche aufgelegt wird.
Das Blocken des Brillenglasrohlings erfolgt in der Regel durch Positionieren des Blockstücks in geneigter Relation zur Fertigfläche des Brillenglasrohlings in einer Vorrichtung, die auch Blocker genannt wird. Nachdem beide Teile zueinander positioniert sind, wird der im Wesentlichen keilförmige Zwischenraum mit flüssigem Wachs, Kunststoff, UV-aushärtendem Kunststoff oder einer niedrigschmelzenden Metalllegierung (z.B. Alloy) als Blockmaterial ausgegossen und bis zur Erstarrung abgekühlt bzw. durch UV-Licht ausgehärtet. Dabei wird der Brillenglasrohling und das Blockstück miteinander fest verbunden.
Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass dieser Vorgang Wärme ins System bringt und durch den Phasenübergang von flüssig zu fest das Blockermaterial naturgemäß schrumpft. Dadurch wird der Brillenglasrohling derart deformiert bzw. in einer nicht genau definierten Position gehalten, dass sich beim fertigen Brillenglas Abweichungen von den gewünschten optischen Eigenschaften ergeben.
Das Blocken mit Alloy hat zusätzlich den Nachteil, dass das Material einen hohen Anteil an giftigen Schwermetallen hat.
Weiterhin ist das Glas während der Bearbeitung nicht voll unterstützt. Ergeben sich durch die Verordnungswerte unrunde Gläser, kann nur der mittlere kreisförmige Bereich des Brillenglasrohlings vom Blockmaterial unterstützt werden, der auch beim fertig geschliffenen Brillenglas vollständig durch das Glas abgedeckt ist und dessen Mitte mit der Drehachse zusammenfällt. Dadurch ergeben sich teilweise größere Außenbereiche im Block, die während der Bearbeitung nicht unterstützt werden. In der Folge davon ergeben sich kosmetische und optische Defekte, insbesondere in den Randbereichen sehr dünner Gläser.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes prismatisches und/oder vollunterstütztes Blocken eines Brillenglasrohlings zu ermöglichen.
Die Erfindung wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Ein Aspekt betrifft eine Vorrichtung zum Blocken eines Brillenglasrohlings, der eine Fertigfläche und eine der Fertigfläche gegenüberliegende Bearbeitungsfläche zur Bearbeitung in eine Bearbeitungsvorrichtung aufweist. Mit der Bearbeitungsvorrichtung ist der Brillenglasrohling zu einem prismatischen Brillenglas verarbeitbar. Die Vorrichtung zum Blocken weist ein Aufnahmebauteil auf, das eine konvexe, plane oder konkave Aufnahmefläche zum Blocken der Fertigfläche des Brillenglasrohlings aufweist. Da bei den meisten Brillenglasrohlingen die Fertigfläche konvex ausgebildet ist, ist die Aufnahmefläche für solche Brillenglasrohlinge konkav ausgebildet. Für Brillenglasrohlinge mit konkaven Fertigflächen kann das Aufnahmebauteil eine konvexe Aufnahmefläche aufweisen. Für plane Brillenglasrohlinge kann die Aufnahmefläche auch plan ausgebildet sein.
Das Aufnahmebauteil weist eine im Wesentlichen ebene Gegenfläche auf, die der Aufnahmefläche gegenüberliegend angeordnet ist. Dabei ist die Normale der Gegenfläche um 1° bis 10°, bevorzugt zwischen 1° und 5°, besonders bevorzugt zwischen 2° und 3° gegen die Normale im Mittelpunkt der Aufnahmefläche geneigt. Dabei ist der Mittelpunkt der Aufnahmefläche der Schnittpunkt (z.B. Durchstoßpunkt) der Aufnahmefläche mit der Normalen der Gegenfläche. Der Mittelpunkt der Aufnahmefläche liegt vorzugsweise auf der Symmetrieachse eines Lagerungsbauteiles (siehe Ausführungsform weiter unten).
Das Aufnahmebauteil weist somit einen im Wesentlichen keilförmigen Querschnitt auf, wobei eine Keilseite - nämlich der Schnitt durch die Aufnahmefläche - konkav bzw. konvex ausgebildet ist.
Der Keilwinkel bzw. die Neigung der konvexen bzw. konkaven Aufnahmefläche gegenüber der Gegenfläche entspricht dem Winkel den beiden Flächennormalen. Bei einer im Wesentlichen sphärischen Form der Aufnahmefläche verläuft die Normale im Mittelpunkt der Aufnahmefläche durch den sphärischen Kreismittelpunkt.
Der Mittelpunkt der Aufnahmefläche kann als derjenige Gleichgewichtunterstützungspunkt ausgebildet sein, an dem die Aufnahmefläche im Gleichgewicht unterstützt getragen werden kann, wenn man der Aufnahmefläche eine beliebige konstante homogene Flächendichte zuordnet (z.B. in der Einheit kg/m²). Der Gleichgewichtunterstützungspunkt kann in diesem Fall genau unter, über oder im geometrischen Schwerpunkt der Aufnahmefläche liegen.
Die Aufnahmefläche kann insbesondere zur Aufnahme einer sphärischen Fertigfläche eines Brillenglasrohlings in Form einer konkaven Kugelkalotte ausgebildet sein, also als der gekrümmte Teil eines Kugelsegments. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Mittelpunkt der Aufnahmefläche als der Schnittpunkt des Lots auf den Mittelpunkt der Kreisscheibe des Kugelsegments mit der Aufnahmefläche ausgebildet sein. Die Normale im Mittelpunkt der Aufnahmefläche kann mit diesem Lot zusammenfallen.
Die Aufnahmefläche ist dabei genau der Flächenteil des Aufnahmebauteils, der zur Auflage und zur Unterstützung des Brillenglasrohlings ausgebildet und vorgesehen ist, ohne eventuelle Randbereiche.
Durch die Vorneigung der Aufnahmefläche um einen Aufnahmeneigungswinkel β gegenüber der Gegenfläche kann ein Aufnahmebauteil mit einer an ein herzustellende Prisma im Brillenglas angepassten Neigung verwendet werden, so dass der Brillenglasrohling beim Blocken im Wesentlichen vollflächig auf die Aufnahmefläche aufgelegt werden kann. Ein Brillenglas kann z.B. ein Prisma aufweisen, um Augenfehler zu korrigieren, oder als Mitteldickenreduktionsprisma vorgesehen sein, mittels dessen die Dicke des Brillenglases reduziert werden kann. Dabei wird das prismatische Blocken des Brillenglasrohlings verbessert: So wird durch die vollflächige Auflage des Brillenglasrohlings auf die Auflagefläche die benötigte Masse an Blockmaterials verringert, von dem beim Blocken des Brillenglasrohlings auf der Aufnahmefläche nur eine sehr dünne Schicht benötigt wird. Dies reduziert die Auswirkungen auf die Ausrichtung des Brillenglasrohlings beim Phasenübergang des Blockmaterials von flüssig zu fest, da Verzüge durch Schrumpfung reduziert werden. Bei Verwendung eines schmermetalhaltigen Blockmaterials werden die Dämpfe durch die geringe Masse an Blockmaterial reduziert. Eine dünne Schicht Blockmaterial lässt sich weiterhin einfacher vom fertigen Brillenglas lösen. Dadurch werden kosmetische und optische Defekte am Brillenglas vermieden.
Weiterhin bestehen geringere Anforderungen an die Steifigkeit des Blockmaterials als an ein Blockmaterial, das größere Volumina auszufüllen hat. Dies ermöglicht die Verwendung von Blockmaterialien mit geringerer Steifigkeit.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung einen Spannklotz als Lagerungsbauteil mit einer im Wesentlichen ebenen und geneigten Lagerfläche auf, auf der das Aufnahmebauteil mit seiner Gegenfläche lagerbar ist. Die Lagerfläche des Lagerungsbauteils ist dabei gegenüber einer vorbestimmten Bearbeitungsachse des Lagerungsbauteils geneigt. Die Bearbeitungsachse des Lagerungsbauteils ist in guter Näherung eine Rotationssymmetrieachse des Lagerungsbauteils und dazu ausgebildet und vorgesehen, in einer in eine Bearbeitungsvorrichtung eingespannten Bearbeitungsposition mit einer Werkstückspindelachse, der C-Achse, der Bearbeitungsvorrichtung zusammenzufallen. Beim Bearbeiten kann das Lagerungsbauteil um die Bearbeitungsachse gedreht werden, wobei der gesamte Block gedreht wird.
Somit weist nicht nur das Aufnahmebauteil selber eine geneigte Gegenfläche auf, sondern auch das Lagerungsbauteil, auf dem das Aufnahmebauteil gelagert wird. Damit hängt die endgültige Neigung der Aufnahmefläche für den Brillenglasrohling sowohl von der Neigung der Gegenfläche als auch von der Neigung der Lagerfläche ab. Damit ist die Neigung der Aufnahmefläche individuell einstellbar an das zu erstellende Prisma für das Brillenglas durch die Positionierung der Gegenfläche relativ zur Lagerfläche.
Bei dieser Ausführungsform kann die Lagerfläche in einer Bearbeitungsposition so geneigt ausgebildet sein, dass die Normale im Mittelpunkt der Lagerfläche um 1° bis 10°, bevorzugt zwischen 1° und 5°, besonders bevorzugt zwischen 2° und 3° gegenüber der Bearbeitungsachse der Bearbeitungsvorrichtung geneigt ist.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Normale der Gegenfläche um denselben Winkel (nämlich den Aufnahmeneigungswinkel β) gegen die Normale im Mittelpunkt der Aufnahmefläche geneigt, wie die Normale im Mittelpunkt der Lagerfläche gegenüber der Bearbeitungsachse (nämlich um den Lagerneigungswinkel β). Betragen z.B. beide Neigungswinkel 2,5°, so können mit der Vorrichtung Brillenglasrohlinge mit einem prismatischen Anstellwinkel zwischen 0° und 5° geblockt werden.
Erfindungsgemäß sind das Aufnahmebauteil und das Lagerungsbauteil relativ gegeneinander verdrehbar ausgebildet, so dass die Normale im Mittelpunkt der Aufnahmefläche in einer Bearbeitungsposition der Vorrichtung gegenüber der Bearbeitungsachse parallel oder geneigt angeordnet ist, und wobei die Größe der Neigung abhängig ist von der relativen Drehposition des Aufnahmebauteils zum Lagerungsbauteil. Aufnahmebauteil und Lagerungsbauteil sind gegeneinander verdrehbar ausgebildet. Je nach Dreheinstellung addieren sich die Neigungen der Gegenfläche und der Lagerfläche, oder sie heben sich gegenseitig auf. Somit ist über die relative Drehposition der beiden Bauteile zueinander der Neigungswinkel der Lagerfläche einstellbar und genau auf das herzustellende Prisma abstimmbar.
Die Dreheinstellung kann dabei stufenlos oder in einzelnen Raststufen erfolgen. Dafür können an dem Lagerbauteil und/oder an dem Aufnahmebauteil Rastelemente ausgebildet sein. Heben sich die beiden Neigungen in einer Dreheinstellung gegenseitig auf, so kann insbesondere auch ein Prisma von 0 dpt eingestellt werden. In dieser speziellen Dreheinstellung ist die Normale der Aufnahmefläche kolinear oder koaxial zur Bearbeitungsachse ausgebildet.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist in der Bearbeitungsposition der Vorrichtung durch die relative Drehposition des Aufnahmebauteils zum Lagerungsbauteil ein Neigungswinkel zwischen der Normalen im Mittelpunkt der Aufnahmefläche gegenüber der Bearbeitungsachse des Lagerungsbauteils von 0° bis 20°, bevorzugt zwischen 0° und 10°, besonders bevorzugt zwischen 0° und 5° einstellbar. Der Neigungswinkel der Aufnahmefläche in der Bearbeitungsposition der Vorrichtung ist dabei abhängig von den Neigungen der Gegenfläche und der Lagerfläche.
Gemäß einer Ausführungsform sind das Aufnahmebauteil und das Lagerungsbauteil form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbindbar. Die Verbindung kann z.B. durch Federkraft, durch Schrauben, hydraulisch, pneumatisch und/oder durch Unterdruck hergestellt werden. Dafür können am Lagerungsbauteil und am Aufnahmebauteil entsprechende Verbindungsmittel vorgesehen sein. Die Verbindung kann lösbar sein, so dass zumindest das Lagerbauteil wieder verwertbar ist, während das Aufnahmebauteil als Verschleißbauteil ausgebildet sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Lagerungsbauteil als eigenständiges, separates Bauteil ausgebildet. Dies ermöglicht ein einfaches Verdrehen des Aufnahmebauteils gegen das Lagerungsbauteil zum Einstellen des prismatischen Anstellwinkels. In dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung zweiteilig ausgebildet.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Lagerfläche des Lagerungsbauteils als integraler Bestandteil der Bearbeitungsvorrichtung ausgebildet. In dieser Ausführungsform kann die einteilig ausgebildete Aufnahmevorrichtung direkt auf die geneigte Lagerfläche aufgesetzt werden, die z.B. im Futter der Bearbeitungsvorrichtung ausgebildet sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Aufnahmebauteil aus einem leicht spanbaren Material ausgebildet. Als leicht spanbares Material kann z.B. Polystyrol oder ein Metall wie z.B. Zink oder Aluminium verwendet werden. Bevorzugt ist das Aufnahmebauteil als Spritzgussteil ausgebildet, z.B. aus Polystyrol, und ist somit kostengünstig herstellbar. Dadurch kann der Brillenglasrohling vollflächig auf dem Aufnahmebauteil geblockt werden, auch wenn das fertige Brillenglas nicht kreisrund geformt sein soll. Das spanbare Aufnahmebauteil wird beim Bearbeiten des Brillenglasrohlings zusammen mit dem Brillenglasrohling abgespant. Dies ermöglicht eine Unterstützung des Brillenglasrohlings während der Bearbeitung an allen Stellen und verbessert die Qualität des Endprodukts.
Bevorzugt ist die Vorrichtung zum Blocken dafür ausgebildet und vorgesehen, in dieselben Bearbeitungsvorrichtungen eingespannt zu werden wie bislang bekannte Blockstücke.
Ein Aspekt betrifft ein Verfahren zum Blocken eines Brillenglasrohlings gemäß Anspruch 13.
Bei diesem Verfahren kann der Brillenglasrohling mit der Aufnahmefläche des Aufnahmebauteils durch Kleben, durch Klebeband, durch Adhäsion, durch zumindest ein chemisch aushärtbares Material, und/oder durch zumindest ein Material mittels eines Phasenübergangs von flüssig nach fest vollflächig lösbar verbunden werden. Diese Materialien können z.B. als Blockmaterialien verwendet werden. Durch die genaue Ausrichtung der Auflagefläche auf das vorbestimmte Prisma wird der Abstand zwischen dem Aufnahmebauteil als Teil des Blockstücks und dem Brillenglasrohling so reduziert, dass auch Blockmaterialien verwendet werden können die einen voluminösen Zwischenraum nicht stabil ausfüllen könnten (wie z.B. bislang ein schwermetallhaltiges Wachs bzw. ein schwermetallhaltiger Kleber). Das Blocken kann somit unter Umständen bereits mittels eines beidseitigen Klebebands erfolgen. Bevorzugt wird zum Blocken ein weitgehend schwermetallfreies Blockmaterial verwendet.
Gemäß einem Aspekt wird eine der eingangs beschriebenen Vorrichtungen zum Durchführen des Verfahrens verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Figuren gezeigten Ausführungsformen näher beschrieben. Einzelne Merkmale der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele können auf andere Ausführungsformen übertragen werden. Es zeigen:

Figur 1: ein Lagerungsbauteil in Form eines Spannblocks als Teil einer Vorrichtung zum Blocken eines Brillenglasrohlings;
Figur 2: ein Aufnahmebauteil einer Vorrichtung zum Blocken eines Brillenglasrohlings;
Figur 3: eine zweiteilige Vorrichtung zum Blocken zusammen mit einem Brillenglasrohling, in dessen Rezeptfläche kein Prisma einzuarbeiten ist,
Figur 4: eine zweiteilige Vorrichtung zum Blocken zusammen mit einem Brillenglasrohling, in dessen Rezeptfläche ein Prisma einzuarbeiten ist und
Figur 5: ein Aufnahmebauteil, das an ein Lagerungsbauteil mittels Unterdruck gekoppelt ist.

Figur 1 zeigt einen Spannklotz 1 als Ausführungsbeispiel eines Lagerungsbauteils einer Vorrichtung zum Blocken. Dabei ist in der linken Hälfte der Figur 1 eine Seitenansicht auf den Spannklotz 1 gezeigt, während die rechte Hälfte der Figur 1 eine Querschnittansicht durch den Spannklotz 1 zeigt.
Der Spannklotz 1 ist als wiederverwendbares Lagerbauteil ausgebildet. Eine zentrale Spannklotzachse 2 durch den Spannklotz 1 ist dazu ausgebildet und vorgesehen, als vorbestimmte Bearbeitungsachse eines Brillenglasrohlings zu dienen. Der Spannklotz 1 kann in eine (in den Figuren nicht dargestellte) Bearbeitungsvorrichtung eingespannt werden, so dass sich der Spannklotz 1 in seiner Bearbeitungsposition befindet. Der Spannklotz 1 ist im Wesentlichen zylinderförmig und bezüglich der Spannklotzachse 2 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet, wenn man von einer Oberflächenneigung absieht, die im Folgenden näher beschrieben wird. Die Spannklotzachse 2, also die Bearbeitungsachse des Spannklotzes 1 als Lagerungsbauteil, kann in der Bearbeitungsposition mit einer Werkstückspindelachse der Bearbeitungsvorrichtung zusammenfallen.
Der Spannklotz 1 weist weiterhin zentrische Ausrichtungsflächen 3, rotatorische Ausrichtungsflächen 4 und axiale Ausrichtungsflächen 5 auf, die jeweils zur zentrischen, rotatorischen bzw. axialen Ausrichtung des Spannklotzes 1 in der Bearbeitungsvorrichtung gegenüber einer Werkzeugspindel der Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen sind.
Die zentrischen Ausrichtungsflächen 3 sind dabei parallel zur Spannklotzachse 2 ausgebildet und sind als Zylindermantel des Spannklotzes 1 ausgebildet. Das Zylinderende des Spannklotzes 1, das dazu ausgebildet und vorgesehen ist, in die Bearbeitungsvorrichtung eingespannt zu werden, mündet nach dem durch die zentrischen Ausrichtungsflächen 3 gebildeten Zylindermantel in drei Füße, die sich in Richtung des einspannseitigen Zylinderendes des Spannklotzes 1 verjüngen. Diese Verjüngungsflächen der drei Füße werden durch die rotatorischen Ausrichtungsflächen 4 gebildet. Das andere Zylinderende des Spannklotzes 1, das dem einspannseitigen Zylinderende gegenüberliegt, ist dazu ausgebildet und vorgesehen, über ein Aufnahmebauteil 9 (vgl. Figur 2) einen Brillenlgasrohling aufzunehmen. An diesem aufnahmeseitigen Zylinderende des Spannklotzes 1 mündet der durch die zentrischen Ausrichtungsflächen 3 gebildeten Zylindermantel in eine senkrecht zur Zylinderwand angeordnete Ringscheibenfläche, die durch die axialen Ausrichtungsflächen 5 gebildet wird. Durch die axialen Ausrichtungsflächen 5 wird der Durchmesser des zylinderförmigen Spannklotzes an dieser Stelle stufenartig erweitert. Die axialen Ausrichtungsflächen 5 sind senkrecht zur Bearbeitungsachse, also der Spannklotzachse 2 ausgebildet.
Einer gegenüber der Spannklotzachse 2 um einen Lagerneigungswinkel α geneigte Lagerfläche 6 begrenzt den Spannklotz 1 an seinem aufnahmeseitigen Zylinderende. Die Lagerfläche 6 ist im Wesentlichen eben und im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. Der Scheibenmittelpunkt ist nahe der Bearbeitungsachse 2 angeordnet. Der Scheibenmittelpunkt sollte versetzt zur Bearbeitungsachse 2 liegen, damit der Drehpunkt der Aufnahmefläche auf der Bearbeitungsachse zu liegen kommt. Die Lagerfläche 6 ist weiterhin so geneigt ausgebildet, dass die Normale 7 der Lagerfläche 6 um den Lagerneigungswinkel α gegenüber der Spannklotzachse 2 geneigt ist. Die Normale der Lagerfläche 6 ist in Figur 2 als Lagerachse 7 gezeigt.
Die Lagerfläche 6 ist als scheibenförmige Vertiefung im aufnahmeseitigen Zylinderende des Spannklotzes 1 ausgebildet. Die scheibenförmige Vertiefung weist an ihren Ringenden somit eine stufenartige Erhöhung auf. Die Wände dieser Erhöhung sind zylindermantelförmig als Lagerungsbauteilzentrierflächen 8 ausgebildet, wobei die Lagerungsbauteilzentrierflächen 8 parallel zur Lagerachse 7 angeordnet sind.
Figur 2 zeigt ein Aufnahmebauteil 9, das als eine Blankaufnahme bzw. Brillenglasrohlingaufnahme ausgebildet ist. Dabei ist in der linken Hälfte der Figur 1 eine Seitenansicht auf das Aufnahmebauteil 9 gezeigt, während die rechte Hälfte der Figur 2 eine Querschnittansicht durch das Aufnahmebauteil 9 zeigt.
Das Aufnahmebauteil 9 ist im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet, wobei eine Scheibenfläche als Aufnahmefläche 13 in Form einer Fügefläche ausgebildet ist. Die Aufnahmefläche 13 ist konkav und dient zur Aufnahme und Lagerung einer Fertigfläche eines Brillenglasrohlings beim Blocken. Dazu weist die Aufnahmefläche 13 weitgehend die Gegenform der Fertigfläche eines zu bearbeitenden Brillenglasrohlings auf, die in der Regel einer Sphäre entspricht.
Die der Aufnahmefläche 13 gegenüberliegende Scheibenfläche des Aufnahmebauteils 9 ist als eine im Wesentlichen ebene und kreisförmige Gegenfläche 10 ausgebildet. Die Normale 11 der Gegenfläche 10 ist gegenüber der Normalen 14 im Mittelpunkt der Aufnahmefläche 13 um einen Aufnahmeneigungswinkel β geneigt. Die beiden Normalen 11 und 14 schneiden sich im bzw. nahe dem Schnittpunkt der Normalen 11 der Gegenfläche 10 mit der Aufnahmefläche 13.
Die Gegenfläche 10 ist stufenartig vom Restkörper des Aufnahmebauteils 9 abgesetzt. An der Stufe sind zylindermantelförmige Aufnahmebauteilzentrierflächen 12 ausgebildet, die parallel zur Normalen 11 der Gegenfläche 10 ausgebildet sind.
Das in Figur 2 gezeigte Aufnahmebauteil 9 und der in Figur 1 gezeigte Spannklotz 1 sind dazu ausgebildet und vorgesehen, als zweiteilige Vorrichtung zum Blocken verwendet zu werden. Dazu werden die beiden Bauteile zusammengesetzt, wie dies in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist.
Figur 3 zeigt in einem Querschnitt durch einen Block den Spannklotz 1 und das Aufnahmebauteil 9 in einem zusammengesetzten und miteinander verbundenen Zustand. Auf der Aufnahmefläche 13 des Aufnahmebauteils 9 ist ein Brillenglasrohling 15 angeordnet und geblockt.
Im zusammengesetzten Zustand liegt die Gegenfläche 10 des Aufnahmebauteils 9 vollflächig auf und parallel zu der Lagerfläche 6 des Spannklotzes 1. Dabei sind die Normale 11 der Gegenfläche 10 und die Spannklotzachse 2 als Bearbeitungsachse direkt aufeinander angeordnet. Dazu wird die Lagerfläche 6 auf der Gegenfläche 10 mittels der Aufnahmebauteilzentrierflächen 12 und der Lagerungsbauteilzentrierflächen 8 zentriert. Dabei umfassen die Lagerungsbauteilzentrierflächen 8 die Aufnahmebauteilzentrierflächen 12. Dazu ist der Zylinderradius der zylinderförmigen Lagerungsbauteilzentrierflächen 8 auf den Zylinderradius der zylinderförmigen Aufnahmebauteilzentierflächen 12 angepasst und/oder umgekehrt.
Durch ein Drehen der beiden Bauteile (Aufnahmebauteil 9 und Spannklotz 1) zueinander kann das für die Bearbeitung notwendige Prisma eingestellt werden. Die Neigung der Normalen 14 der Aufnahmefläche 13 gegenüber der Spannklotzachse 2 ist dabei abhängig von der relativen Drehposition des Aufnahmebauteils 9 zum Spannklotz 1. Damit ist auch die Neigung des geblockten Brillenglasrohlings 15 gegenüber der Spannklotzachse 2 abhängig von dieser relativen Drehposition.
Der Spannklotz 1 und das Aufnahmebauteil 9 werden durch Form- oder Kraftschluss miteinander lösbar zu einer Blockstückeinheit verbunden. Der Form- oder Kraftschluss kann durch Federkraft, durch Schrauben, hydraulisch, pneumatisch oder durch Unterdruck erfolgen.
Der Brillenglasrohling 15 wird mit seiner Fertigfläche 16 auf der Aufnahmefläche 13 des Aufnahmebauteils 9 durch Kleben, durch Klebeband, durch Adhäsion, durch chemisch aushärtbaren Materialien und/oder durch Materialien mit Phasenübegang von flüssig nach fest als Blockmaterial 17 geblockt. Dies erfolgt, nachdem das Aufnahmebauteil 9 und der Spannklotz 1 durch Drehbewegung gegeneinander genau auf das herzustellende Prisma eingestellt und aneinander befestigt wurden. Deswegen ist es zum Blocken ausreichend, den Brillenglasrohling 15 über eine relativ dünne Schicht Blockmaterial 17 entweder mit einer Teilfläche oder vollflächig lösbar mit dem Aufnahmebauteil 9 zu verbinden.
Durch die Verwendung einer dünnen Schicht an Blockmaterial 17 ist der Wärmeeintrag bzw. der Schrumpf beim Aushärten des Blockmaterials 17 so gering, dass keine nennenswerten Verzüge in der Ausrichtung des Brillenglasrohlings 15 auftreten.
Dazu können die beiden Bauteile der Vorrichtung zum Blocken vorzugsweise so ausgebildet sein, dass die Normale 14 der Aufnahmefläche 13, die Spannklotzachse 2 und die Fertigfläche 16 des Brillenglasrohlings 15 einen gemeinsamen Schnittpunkt 18 (vgl. Figur 4) aufweisen.
Weiterhin kann der Lagerneigungswinkel α zwischen der Spannklotzachse 2 und der Lagerachse 7 des Spannklotzes 1 gleich dem Aufnahmeneigungswinkel β zwischen der Normalen 11 der Gegenfläche und der Normalen 14 der Aufnahmefläche 13 ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein Prisma von 0 dpt, wenn die Spannklotzachse 2 mit der Normalen 14 der Aufnahmefläche 13 zusammenfällt und sich die Winkel α und β gegenseitig aufheben (vgl. Figur 3).
Durch eine Drehung des Aufnahmebauteils 9 gegenüber dem Spannklotz 1 um 180° aus dieser Position heraus ergibt sich bei dieser Ausführungsform das maximal einstellbare Prisma, welches der Summe aus Lagerneigungswinkel α und Aufnahmeneigungswinkel β entspricht (vgl. Figur 4). Zwischen den beiden Positionen kann durch Drehung jeder Prismenwinkel mit diskreter Stufung oder stufenlos eingestellt werden.
Figur 4 zeigt analog zu Figur 3 den Block aus Spannklotz 1, Aufnahmebauteil 9 und Brillenglasrohling 15. Dabei sind im Unterschied zu der in Figur 3 gezeigten Relativposition der Spannklotz 1 und Aufnahembauteil 9 so gegeneinander verdreht, dass die Normale 14 der Aufnahmefläche 13 unter dem maximal einstellbaren Neigungswinkel α + β gegen die Bearbeitungsachse 2 geneigt ausgerichtet ist und somit das maximale Prisma für die Bearbeitung eingestellt ist.
Die Einheit aus Spannklotz 1, Aufnahmebauteil 9 und Brillenglasrohling 15 stellt einen Block bereit. Mittels des Spannklotzes 1 kann der Block in einer Bearbeitungsvorrichtung (nicht gezeigt) zentriert, axial und in dessen Drehlage ausgerichtet werden. Weiterhin können die Bearbeitungskräfte vom Spannfutter der Maschine auf den Block übertragen werden. Die Rezeptfläche des Brillenglasrohlings 15 und die für die Herstellung des Glases notwendigen Glaspositionen aus den Kundendaten (z.B. Gravurpositionen) werden entsprechend der Drehung des Aufnahmebauteils 9 gegenüber dem Spannklotz 1 an die Drehstellung des sich ergebenden Prismenbasis angepasst.
Das Aufnahmebauteil 9 kann aus einem zerspanbarem, nicht umweltschädlichen Material bestehen. Während der Herstellung der Rezeptfläche und/oder der Außenkontur wird der Brillenglasrohling 15 bearbeitet. Erfordert es die Geometrie des herzustellenden Brillenglases, wird auch das mit dem Brillenglasrohling 15 verbundene Aufnahmebauteil 9 teilweise zerspant. Im Anschluss wird die Rezeptfläche fertigpoliert. Ggf. wird nach der Politur erst die Außenkontur des Brillenglasrohlings 15 gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass der Brillenglasrohling 15 weitgehend ohne Randdefekte auspoliert werden kann, da das Polierwerkzeug von dem Aufnahmebauteil 9 gestützt wird und nicht über den Glasrand wegkippt.
Nach Fertigstellung der Rezeptfläche und ggf. der Außenkontur wird das Brillenglas von dem Aufnahmebauteil 9 gelöst und ggf. weiteren Veredelungsschritten zugeführt.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird auf den Spannklotz 1 verzichtet. Die Lagerfläche 6, die Lagerachse 7 und die Lagerungsbauteilzentrierfläche 8 sind in dieser Ausführungsform als Bestandteile der Werkstückspindel der Bearbeitungsvorrichtung ausgebildet.
Figur 5 zeigt eine zweiteilige Vorrichtung zum Blocken. Dabei ist in der linken Hälfte der Figur 5 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung gezeigt, während die rechte Hälfte der Figur 5 einen Querschnitt durch die Vorrichtung zeigt.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform der zweiteiligen Vorrichtung zum Blocken, bei der das Aufnahmebauteil 9 an dem Spannklotz 1 durch Kraftschluss mittels Unterdruck lösbar befestigt ist. Nachdem durch die oben beschriebene Drehbewegung der Neigungswinkel des Prismas eingestellt ist, wird der Zwischenraum zwischen dem Spannklotz 1 und dem Aufnahmebauteil 9 durch eine Dichtung 19 begrenzt und über ein Ventil 20 evakuiert. Der äußere Überdruck presst dann die Gegenfläche 10 und die Lagerfläche 6 aufeinander und stellt somit durch Reibschluss die Position der beiden Bauteile der Vorrichtung zueinander sicher.

Bezugszeichenliste

1: Spannklotz; Lagerungsbauteil
2: Spannklotzachse; Bearbeitungsachse
3: zentrische Ausrichtungsfläche
4: rotatorische Ausrichtungsfläche
5: axiale Ausrichtungsfläche
6: Lagerfläche
7: Lagerachse
8: Lagerungsbauteilzentrierfläche
9: Aufnahmebauteil
10: Gegenfläche
11: Normale der Gegenfläche
12: Aufnahmebauteilzentrierfläche
13: Aufnahmefläche
14: Normale im Mittelpunkt der Aufnahmefläche
15: Brillenglasrohling
16: Fertigfläche
17: Blockmaterial
18: Schnittpunkt
19: Dichtung
20: Ventil
α: Lagerneigungswinkel
β: Aufnahmeneigungswinkel

Claims

Vorrichtung zum Blocken eines Brillenglasrohlings (15), der eine Fertigfläche (16) und eine der Fertigfläche (16) gegenüberliegende Bearbeitungsfläche zur Bearbeitung in einer Bearbeitungsvorrichtung aufweist, mit
- einem Aufnahmebauteil (9) mit einer konvexen, planen oder konkaven Aufnahmefläche (13) zum Blocken der Fertigfläche (16) des Brillenglasrohlings (15), wobei
- das Aufnahmebauteil (9) eine im Wesentlichen ebene Gegenfläche (10) aufweist, die der Aufnahmefläche (13) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei

- die Normale (11) der Gegenfläche (10) um 1° bis 10° gegen die Normale (14) im Mittelpunkt der Aufnahmefläche (13) geneigt ist, und wobei

- die Aufnahmefläche (13) so ausgebildet ist, dass der Brillenglasrohling (15) beim Blocken im Wesentlichen vollflächig auf die Aufnahmefläche (13) auflegbar ist; und

- mit einem Spannklotz (1) mit einer im Wesentlichen ebenen und geneigten Lagerfläche (6), auf der das Aufnahmebauteil (9) mit seiner Gegenfläche (10) drehbar gelagert ist, wobei
- der Spannklotz (1) zum Einspannen in einer Bearbeitungsvorrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lagerfläche (6) als eine scheibenförmige Vertiefung im aufnahmeseitigen Ende des Spannklotzes (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spannklotz (1) zentrische Ausrichtungsflächen (3), rotatorische Ausrichtungsflächen (4) und axiale Ausrichtungsflächen (5) zur Ausrichtung des Spannklotzes (1) in der Bearbeitungsvorrichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Lagerfläche (6) in einer Bearbeitungsposition so geneigt ist, dass die Normale (7) der Lagerfläche (6) um 1° bis 10° gegenüber einer vorbestimmten Bearbeitungsachse (2) des Spannklotzes(1) geneigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Normale (11) der Gegenfläche (10) um denselben Winkel gegen die Normale (14) im Mittelpunkt (18) der Aufnahmefläche (13) geneigt ist, wie die Normale (7) der Lagerfläche (6) gegenüber der Bearbeitungsachse (2) des Spannklotzes (1).
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Aufnahmebauteil (9) und der Spannklotz (1) gegeneinander so verdrehbar ausgebildet sind, dass die Normale (14) im Mittelpunkt der Aufnahmefläche (13) gegenüber der Bearbeitungsachse (2) des Spannklotzes(1) parallel oder geneigt angeordnet ist, und wobei die Größe der Neigung abhängig von der relativen Drehposition des Aufnahmebauteils (9) zum Spannklotz (1).
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei durch die relative Drehposition des Aufnahmebauteils (9) zum Spannklotz (1) ein Neigungswinkel zwischen der Normalen (14) im Mittelpunkt der Aufnahmefläche (13) gegenüber der Bearbeitungsachse (2) von 0° bis 20° einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Aufnahmebauteil (9) und der Spannklotz (1) form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbindbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Spannklotz (1) als separates Bauteil ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Lagerfläche (6) des Spannklotzes (1) als integraler Bestandteil der Bearbeitungsvorrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Aufnahmebauteil (9) aus einem leicht spanbaren Material ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Aufnahmefläche (9) in Form einer konkaven Kugelkalotte ausgebildet ist.
Verfahren zum Blocken eines Brillenglasrohlings (15), der eine Fertigfläche (16) und eine der Fertigfläche (16) gegenüberliegende Bearbeitungsfläche zur Bearbeitung in einer Bearbeitungsvorrichtung aufweist, mit den Schritten
- Auflegen einer im Wesentlichen ebenen Gegenfläche (10) eines Aufnahmebauteils (9) mit einer konvexen, planen oder konkaven Aufnahmefläche (13) auf eine im Wesentlichen ebene und geneigte Lagerfläche (6) eines Spannklotzes (1),

- Verdrehen des Aufnahmebauteils (9) relativ zum Spannklotz (1), bis die Normale (14) im Mittelpunkt der Aufnahmefläche (13) gegenüber einer Bearbeitungsachse (2) des Lagerungsbauteils (1) in einem vorbestimmten Winkel (α+β) geneigt ist,

- Einspannen des Spannklotzes (1) in einer Bearbeitungsvorrichtung und

- Blocken eines Brillenglasrohlings (15) auf der Aufnahmefläche (13), wobei der Brillenglasrohling (15) beim Blocken im Wesentlichen vollflächig auf die Aufnahmefläche (13) aufgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Brillenglasrohling (15) mit der Aufnahmefläche (13) des Aufnahmebauteils (9) durch Kleben, durch Klebeband, durch Adhäsion, durch zumindest ein chemisch aushärtbares Material, und/oder durch zumindest ein Material mittels eines Phasenübergangs von flüssig nach fest vollflächig lösbar verbunden wird.
Verwenden einer Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Durchführen des Verfahrens gemäß Anspruch 13 oder 14.