EP3206837A1 - Polierteller für ein werkzeug zur feinbearbeitung von optisch wirksamen flächen an brillengläsern - Google Patents

Polierteller für ein werkzeug zur feinbearbeitung von optisch wirksamen flächen an brillengläsern

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EP3206837A1
EP3206837A1 EP15763495.7A EP15763495A EP3206837A1 EP 3206837 A1 EP3206837 A1 EP 3206837A1 EP 15763495 A EP15763495 A EP 15763495A EP 3206837 A1 EP3206837 A1 EP 3206837A1
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EP
European Patent Office
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tool
polishing
polishing plate
intermediate layer
plate
Prior art date
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EP15763495.7A
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EP3206837B1 (de
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Peter Philipps
Andreas Kaufmann
Steffen Wallendorf
Holger Schäfer
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Satisloh AG
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Satisloh AG
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Publication date
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Application filed by Satisloh AG filed Critical Satisloh AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/14—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face
    • B24D13/147—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face comprising assemblies of felted or spongy material; comprising pads surrounded by a flexible material
    • 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
    • B24B13/01—Specific tools, e.g. bowl-like; Production, dressing or fastening of these tools
    • B24B13/012—Specific tools, e.g. bowl-like; Production, dressing or fastening of these tools conformable in shape to the optical surface, e.g. by fluid pressure acting on an elastic membrane
    • 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
    • B24B13/02—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor by means of tools with abrading surfaces corresponding in shape with the lenses to be made
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D9/00—Wheels or drums supporting in exchangeable arrangement a layer of flexible abrasive material, e.g. sandpaper
    • B24D9/003—Wheels having flaps of flexible abrasive material supported by a flexible material

Definitions

  • the present invention relates to a polishing plate for a tool for fine machining of optically effective surfaces on workpieces, according to the preamble of claim 1.
  • Such polishing plates are used in particular in the production of prescription eyeglass lenses in bulk.
  • Eyeglass lenses from all other common materials, such as polycarbonate, CR 39, HI index, etc., so also plastic are understood.
  • the machining of the optically effective surfaces of spectacle lenses can be roughly subdivided into two processing phases, namely first the pre-processing of the optically effective surface to produce the macrographic recipe and then the fine machining of the optically effective surface to eliminate pre-processing traces and the desired micro-geometry To maintain form loyalty. While the pre-processing of the optically effective surfaces of spectacle lenses u.a. Depending on the material of the lenses by grinding, milling and / or turning done, the optically effective surfaces of spectacle lenses are usually subjected to a fine grinding, lapping and / or polishing during the finishing.
  • Layer of elastic material e.g. a foam layer is attached, which (3.) rests a grinding or polishing film (polishing medium carrier) facing the workpiece as a processing-active tool component. Due to the elastic deformability of the foam layer, the polishing film can be adjusted within certain limits in situ to the geometry of the surface to be machined. This in both “static” terms, i. from spectacle lens to spectacle lens, which is to be processed and which differ in their geometry, in particular the surface curvature, as a rule, as well as in “dynamic” terms, i. during the actual processing of a particular spectacle lens, in which a relative movement between the polishing plate and the spectacle lens takes place.
  • static i. from spectacle lens to spectacle lens, which is to be processed and which differ in their geometry, in particular the surface curvature, as a rule, as well as in “dynamic” terms, i. during the actual processing of a particular spectacle lens, in which a relative movement between the polishing plate and the spectacle lens takes place.
  • the elasticity of the foam layer has a significant influence on the removal behavior of the polishing plate during the polishing process.
  • the radii of curvature of the optically effective surfaces (sphere or cylinder in the case of approximately toric surfaces) of the spectacle lenses range from infinity (flat surface) to approx. 35 mm even in the standard effective range (0 to approx. 14 dioptre).
  • additional, rather microgeometric, influencing factors, such as addition or asphericity are added here.
  • geometry-different types of beater are therefore required in the above prior art. which differ in particular in the (pre) curvature of the machining-active tool surface.
  • polishing tool concepts in the formulation manufacture include e.g. seven geometry-different types of beater.
  • this necessitates a tool change when successive spectacle lenses are to be machined which differ in their geometry from one another so that they can not be polished with one and the same pole element.
  • Each tool change comes at the expense of productivity in the recipe production.
  • polishing tool concepts for spectacle lens manufacturing that manage with up to at least three different polishing tool types to cover the standard range of effectiveness.
  • Such polishing tools are e.g. shown in the document US 7,559,829 B2.
  • an elastically resilient support structure is inserted, which has a star-shaped part with a plurality of leaf spring-like acting spring arms and a elastic ring for supporting the spring arms relative to the base body comprises.
  • a tool change is also required if successively to be polished lenses vary greatly in geometry from each other.
  • these polishing tools have a relatively complex structure.
  • the invention is based on the object starting from the prior art, as it is represented by the document EP 2 014 412 AI, as simple as possible polished polishing To create a plate for a tool for fine machining of optically effective surfaces of spectacle lenses, which allows an increase in productivity in the production of prescriptions.
  • a polishing plate for a tool for fine machining of optically effective surfaces of spectacle lenses which has a central axis having base body to which a softer relative to the base body intermediate layer of an elastic material is fixed, on which rests a polishing agent, the intermediate layer at least two regions of different hardness, which are arranged one behind the other in the direction of the central axis, wherein the region of the intermediate layer adjacent to the base body is softer than the region of the intermediate layer on which the polishing agent carrier rests.
  • a key idea here is to provide the necessary to cover the required range of action (eg 0 to 14 diopters) adaptability of the polishing plate to the macrogeometry of the lenses to be polished by the - treatment or remote from intervention - lower hardness of the intermediate layer and thereby also large differences in the cusp of spectacle lens to "bridge" to spectacle lens.
  • the adaptability of the polishing plate to the microgeometry of the lenses to be polished which is necessary to achieve the required surface fidelity on, for example, free-form surfaces and the desired smoothing, is provided by the area of greater hardness of the intermediate layer, which is close to the machining or engagement.
  • the actual polishing or engagement surface between polishing plate and spectacle lens can change - for example, from almost punctiform with plane spectacle lens surfaces to more (circular or ring) planar with curved spectacle lens surfaces - because this can be compensated in the polishing process in particular by suitable change in the amplitude and / or frequency of the relative movement between the polishing plate and spectacle lens (Oszilla- tionhub of the tool transverse to the workpiece).
  • Foam layers are formed, namely at least one softer foam layer on the body and at least one harder foam layer under the polish carrier.
  • other suitably elastic materials for the intermediate layer are also conceivable, in particular for the harder region of the intermediate layer, which is e.g. could consist of a rubber material.
  • the mutually different foam layers are glued together, which only requires a cost-effective, well manageable in mass production process step in which commercially available foam and adhesive materials can be used.
  • a suitable foam composite or sandwich could alternatively be made by foaming different types of foams together.
  • the individual foam bodies for influencing the elastic properties of the polishing plate may in principle be deviating from a planar surface, for example convex or concave on one or both end faces - as well as on the edge, for example cylindrical, conical, spherical or ring-shaped - for which, however, special casting molds would have to be provided.
  • the various foam layers of the intermediate layer each have a substantially constant thickness, measured along or parallel to the central axis of the base body, which opens up the possibility of producing large quantities of plate-shaped materials in the production of the polishing plates use.
  • the ratio of the substantially constant thickness of the harder foam layer to the substantially constant thickness of the softer foam layer should preferably be between 1 to 2 and 1 to 4, more preferably about 1 to 3.
  • the inventors have also carried out practical tests with various foam materials, in which on the one hand it has been checked. the extent to which the geometry of the pre-processed spectacle lens was preserved or changed during polishing; and on the other hand it was investigated with which foamed material the removal of polishing per unit time was as high as possible without significant microstructures or unsoundness on the polished surface.
  • the static modulus of elasticity of the harder foam layer is preferably between 0.40 and 1.50 N / mm 2 , more preferably between 0.80 and 1.00 N / should be 2 mm, while the static elastic modulus of the softer foam layer should preferably be between 0.25 and 0.45 N / mm 2 , more preferably between 0.35 and 0.45 N / mm 2 .
  • the foam material of the individual constituents of the intermediate layer it has also proved to be advantageous in the tests carried out if the softer foam layer consists of an at least partially oxy-porous polyether urethane elastomer, while the harder foam layer consists of a closed-cell polyether urethane elastomer - mer exists.
  • the partial opacity of the intermediate layer is advantageous for the removal evaluate the frictional heat generated during the polishing process on the polishing agent and favors the bonding of the individual layers in the preferred production of the intermediate layer.
  • the main body of the polishing plate should be substantially facing the intermediate layer have spherical end face, on which the intermediate layer attached, is suitably glued, this end face should have a radius of curvature, which is preferably between 35 and 42 mm, more preferably between 36 and 40 mm.
  • the base body in the region of its end face should preferably have a diameter between 35 and 60 mm, wherein the substantially constant thickness of the intermediate layer along or parallel to the central axis measured should preferably be between 15 and 22 mm - expedient with the smaller
  • the polishing agent carrier it is furthermore advantageous if, in relation to the central axis of the main body, it protrudes on all sides over the intermediate layer of the polishing plate. This protruding region of the polishing agent carrier can exert no pressure on the spectacle lens during polishing, so that there is no danger that the outer edge of the polishing agent carrier will be imaged on the spectacle lens in the form of microstructures or preferred directions.
  • the polishing plates according to the invention can advantageously on a tool for fine machining of optically active surfaces
  • Eyeglass lenses comprising an axially and rotationally engageable on a spindle shaft of a tool spindle fastened tool holder head, wherein the polishing plate is replaceably held on the tool holder head, including the base body of the polishing plate and the tool holder head with complementary structures for axial locking and for rotational drive of the polishing plate with the Tool receiving head are provided.
  • This causes on the one hand a simple interchangeability of the polishing plate and a secure hold of the polishing plate on the tool spindle, on the other hand, a defined, positive torque transmission from the tool spindle to the polishing plate during polishing.
  • the tool holder head may have a ball joint, with a ball socket received in a ball socket, which is formed on a fastened to the spindle shaft of the tool spindle ball pin, while the ball socket is formed in a receiving plate, with which the polishing plate can be locked.
  • the tiltability of the polishing plate advantageously allows the carrying out of polishing processes with so-called "tangential polishing kinematics", in which the polishing disc, which is in machining engagement with the spectacle lens, which is driven in rotation by means of a workpiece spindle about a workpiece axis of rotation, either rotates by friction taken along or self-rotating, while a linear drive ensures that the angularly defined with respect to the workpiece axis of rotation employed tool spindle is alternately moved back and forth in the polishing machine, so that the polishing plate with a relatively small path continuously across the lens before and strikes back.
  • tangential polishing kinematics in which the polishing disc, which is in machining engagement with the spectacle lens, which is driven in rotation by means of a workpiece spindle about a workpiece axis of rotation, either rotates by friction taken along or self-rotating, while a linear drive ensures that the angularly defined with respect to the workpiece axis of rotation employed tool spindle is
  • the ball head can have a receiving hole for a transverse pin which ⁇ extending through the ball head through it and engages on both sides of the ball head with associated recesses in the ball socket to connect the receiving plate can rotate therewith with the ball pin.
  • the receiving plate is resiliently supported by an elastic ring element on a ball pin-side support flange such that the polishing plate latched to the take-up plate endeavors to align with its central axis with the ball pin and thus with the spindle shaft of the tool spindle.
  • the polishing plate is prevented from excessive tilting movements, which has a favorable effect, in particular during the reversal of motion in the mentioned oscillation of the polishing plate over the spectacle lens, since the polishing plate does not buckle and can jam in consequence on the spectacle lens.
  • such an elastic support of the receiving plate of the tool when mounting or placing the polishing plate is advantageous because the receiving plate here assumes a defined position with slight compulsion by the elastic ring member.
  • the bringing together of polishing plate and spectacle lens can also take place as a result of the elastic (Vor) orientation of the receiving plate so that the polishing plate touches down substantially axially oriented on the lens, and not tilted about what in particu- thick or high-pile polishing plates could lead to problems.
  • Vor elastic
  • the base body of the polishing plate and the tool holder head may be provided with a radially projecting collar, the frets in the mounted on the tool holder head state of the polishing plate face each other and are positively overlapped by means of a locking ring with a substantially U-shaped cross-section ,
  • a circlip reliably prevents the polishing plate from inadvertently releasing from the tool receiving head when forces occur, e.g. when, during the polishing process, the polishing pad is lifted off the lens (or vice versa) to change the relative tool rotation direction and / or bring fresh polishing agent to the point of intervention, or at the end of the polishing process, always with a at the
  • Spectacle lens "sucked" polishing plate must be expected. Accordingly, due to the above backup, the polishing plate and the lens can be safely moved apart at any time in the polishing process. Although the problem of unintentional release of the polishing plate from the tool holder head could also be remedied procedurally with a sufficiently wide transverse method of the polishing plate with respect to the spectacle lens before picking up, this procedure would lengthen the process times in an undesired manner.
  • the locking ring is preferably formed by two half-rings, which are pivotally connected to one another by means of a hinge and on the other side via a snap connection releasably locked together, which is not only a simple and inexpensive producible This solution is also easy to clean, but also ensures an uncomplicated (because tool-free), easy and quick handling.
  • Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a partially
  • Fig. 2 is a half section of the tool spindle with tool according to
  • Fig. 1 in the unmounted state, without bellows between the tool and tool spindle, the here for a better view. It has been omitted, wherein the tool is located with the polishing plate in a relation to the tool spindle retracted, upper position in which the istaufrtahmekopf the tool is locked to the tool spindle;
  • Fig. 3 is an aborted sectional view of the at
  • FIG. 4 is a sectional view of the mounted on the tool spindle shown only partially tool of Figure 1 in the retracted, upper position of FIG. 2, with the. the tool spindle latched tool receiving head and one of them removed polishing plate;
  • Fig. 5 is an exploded perspective view of the tool shown in FIG. 1, broken away here, obliquely from below, with the tool receiving head, an opened locking ring and the polished ' ller, to illustrate the interfaces between the tool spindle, tool holder head, retaining ring and polishing plate;
  • Fig. 6 is a view corresponding to the parts shown in FIG. 5, corresponding perspective exploded view of the opposite shown again broken tool spindle tool of FIG. 1 obliquely from above, with the tool holder head, the locking ring in the closed position and the polishing plate, for further illustration the interfaces between tool spindle, tool holder head, circlip and polishing plate; and
  • Fig. 7 is a sketch of a spectacle lens and a erfindungsge MAESSEN polishing plate to illustrate the essential geometric data for the dimensioning of a universally applicable polishing plate as a function of spectacle lens curvatures and spectacle lens diameter DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT
  • FIGS. 1 to 6 has a polishing plate 10 for a tool 12 for.
  • Fine machining of optically effective surfaces cc, cx on spectacle lenses L has a base body 14 having a central axis M, to which a softer intermediate layer 16 made of an elastic material is fastened relative to the base body 14 a polishing medium carrier 18 rests, the actual, outer processing area 19 of the polishing plate 10 forms.
  • the intermediate layer 16 has at least two areas of different hardness, which are arranged one behind the other in the direction of the center axis M, wherein the area of the intermediate layer 16 adjoining the base body 14 is softer than the area of the intermediate layer 16 on which the polishing agent carrier 18 rests , as will be explained in more detail below.
  • the two regions of the intermediate layer 16 are formed by mutually different foam layers 20, 22 of constant thickness, namely a softer foam layer 20 on the base body 14, more precisely its end face 21, and a harder foam layer, viewed along the center axis M. 22 under the polish carrier 18.
  • the mutually different foam layers 20 and 22 are glued together at 23.
  • the polish carrier 18 is adhered to the harder foam layer 22 and the softer foam layer 20 on the end face 21 of the body 14.
  • the polishing agent carrier 18 protrudes on all sides, relative to the central axis M, via the intermediate layer 16.
  • the substantially rigid base body 14 serves on the one hand with its preformed end face 21 for shaping and for supporting or supporting the above-described elastic
  • Layer structure of the polishing plate 10 forms the connector to the rest of the tool 12, as will be described below.
  • the end face 21 of the base body 14 is substantially spherically preformed and bulges virtually the intermediate layer 16 against.
  • the end face of the main body can, however, in principle but also differently, for example in accordance with the macrogeometry of the surfaces cc or cx to be machined, e.g. be aspheric preformed.
  • the tool 12 has a tool holder head 24 with a receiving plate 25 which is axially and rotationally capable - yet releasably - attached to a spindle shaft 26 of a tool spindle 28.
  • a tool holder head 24 of the polishing plate 10 is held interchangeable, including the main body 14 of the polishing plate 10 and the tool holder head 24, more precisely its receiving plate 25 with complementary structures 29 (see in particular FIGS. 5 and 6) for axial locking and rotational driving of the polishing plate 10th are provided with the tool receiving head 24.
  • the interface formed by the complementary structures 29 between polishing plate 10 and tool holder head 24 is the subject of the above-mentioned document EP 2 464 493 B1, to which reference is first expressly made at this point with regard to structure and function of the interface to avoid repetition.
  • the main body 14 of the polishing pad 10 has on its inside a limited by a wall surface 30 and a base 31 interior 32, which for pushing the polishing pad 10 and latching a complementary formed receiving shoulder 33 at the receiving plate 25 of the tool holder head -24 is provided and has at its Grund Design.31 driver elements 34 for torque transmission, which are assigned corresponding Mit legislative ought institute 35 on the receiving shoulder 33. Further, between the wall surface 30 and the receiving shoulder 33 in a
  • Ring groove 36 fixed elastic retaining ring 37 is provided, which provides the latching with a corresponding counter-groove 38 and a seal of the interior 32.
  • the latching occurs during the sliding of the polishing plate 10 before the driver elements 34 engage with the Mit Conversearnaticiann 35 ,. the only on further pushing the polishing plate 10 under sealing between the wall surface 30 and the receiving shoulder 33 can be achieved.
  • On the side facing away from the interior 32 side of the receiving plate 25 of the tool holder head 24 has a ball joint 40, with a ball socket 42 received in a ball head 44 which is formed on a screw shaft 26 of the tool spindle 28 fastened, screwed in more detail ball pin 46.
  • the ball socket 42 is formed in the receiving plate 25, with which the polishing plate 10 can be latched.
  • the ball head 44 has a receiving bore 48 for a transverse pin 50.
  • the cross pin 50 extends through the ball head 44 with rounded ends and engages on both sides of the ball head 44 with associated recesses 52 in the ball socket 42 to the receiving plate 25 rotationally engageable with the ball pin 46 and thus with the spindle shaft 26 of the tool spindle 28 connect.
  • an annular Abstweilflansch 54 is inserted and fixed by means of the ball pin 46 to the spindle shaft 26.
  • an elastic ring member 56th For example, from a suitable foam over which the receiving plate 25 of the tool holder head 24 on the ball pin side Abstweilflansch 54 resiliently supported so that the latched with the receiving plate 25 polishing plate 10 strives to be with its central axis M with the ball pin 46 and so that the spindle shaft 26 of the tool spindle 28 personallyfluchten.
  • both the base body 14 of the polishing plate 10 and the tool holder head 24 on the receiving plate 25 are provided with a radially projecting collar 58 or 59 is provided.
  • These collars .58, 59 lie in the mounted on the tool holder head 24 state of the polishing pad 10 opposite each other and are positively overlapped by means of a locking ring 60 having a substantially U-shaped cross-section (see Fig. 3) to unintentional release of the polishing pad 10 from the tool holder head 24 to prevent.
  • the expediently made of a suitable plastic circlip 60 is, as clearly shown in Figs. 3, 5 and 6, formed by two half-rings 62, 63 pivotally connected to one another by means of a hinge 64 and on the other side over a per se known resilient snap connection 66 with undercuts are releasably locked together.
  • These tool spindle 28 as well as the preferred for the use of the tool 12 described herein polishing device are the subject of parallel, ie filed with the same filing date German patent application DE 10 2014 XXX XXX. X, at this point in terms of more detailed construction and the Function of the tool spindle 28 and the polishing device to avoid repetition is expressly made.
  • the tool spindle 28 is arranged opposite in a working space a workpiece spindle 68, indicated by dashed lines in FIG. 1, by means of which the spectacle lens L to be polished is inserted into a a recording of the workpiece spindle 68 held block piece 69 can be driven to rotate about a workpiece axis of rotation C.
  • the spindle shaft 26 of the tool spindle 28 is rotatably driven via an electric servo motor 70 by means of a belt drive 71 about a tool axis of rotation A.
  • the tool spindle 28 further includes a pneumatically actuated piston-cylinder arrangement 72, by means of which the tool 12 can be delivered axially via the spindle shaft 26 along an alignment axis Z aligned with the tool rotation axis A.
  • the tool 12 can be locked to the tool spindle 28 in a position close to the tool spindle by means of a latching device 74 (compare FIGS. 2 to 4).
  • the tool spindle 28 itself is flanged with servo motor 70 and belt drive 71 on a pivot yoke 76, which is pivotable about a pivoting adjustment axis B which is substantially perpendicular to the workpiece rotation axis C.
  • the pivot yoke 76 with tool spindle 28 and its drive along a - in Fig. 1 perpendicular to the plane extending - linear axis X can be moved axially, in the
  • polishing plate 10 and the lens L rotating - the same or opposite directions, with the same or different speeds - can be driven
  • the range of spectacle lens curvatures which it is at the. optically effective surface cc to be polished with Runax as the maximum radius of curvature on the "thinnest" to be processed lens L and R Lm in as the minimum radius of curvature at the most "curved" to be processed lens L, and the diameter D L of the polished Spectacle lenses L.
  • the diameter D w of the polishing plate 10 should be slightly smaller than the diameter
  • Diameter D L to be polished lenses L are selected, but not too small.
  • the diameter ratio D W / D L should be in the following range:
  • a diameter D w of the polishing plate 10 of about 35 mm would be suitable.
  • a larger diameter Dw of the polishing plate 10 could be provided by about 60 mm.
  • the (smallest) arrow height P min on the "thinnest” lens L and the (largest) arrow height ⁇ max on the most "curved" lens L can be determined from the following range of spectacle lens curvatures Calculate relationships:
  • a mean arrow height P m can be determined : and from this determine a mean radius of curvature Rm of the spectacle lens L, to which the radius of curvature R w of the polishing plate 10 at its working surface 19 on the polishing agent carrier 18 should correspond:
  • polishing pad 10 based on statistical frequency of the spectacle lens curvatures, or to determine the radius of curvature of a universally applicable polishing plate alone from a statistical distribution of the spectacle lens curvatures, which depends on the particular mode. At present, the maximum of a - regionally different - statistical distribution is about ⁇ 5 dioptres. If, for example, the current trend towards strongly curved sports glasses continues in the case of prescription spectacles, a "shift" towards more crooked curves, ie a reduction of the radius of curvature R w of the polishing plate 10, could be expedient.
  • the total thickness S s of the intermediate layer 16 and the individual thicknesses of the foam layers 20, 22 with S w as the thickness of the softer foam layer 20 and S H as the thickness of the harder foam layer 22 are respectively along and parallel to the central axis M, as well as the radius of curvature R G of the end face 21 of the main body 14 to calculate, wherein the thickness S P of the - commercial - polish carrier 18 is known.
  • the polishing plate 10 during the polishing process must be able to bridge the mean arrow height P M while deforming the intermediate layer 16.
  • radii of curvature R G of the end face 21 between 35 and 42 mm were found, with a preferred range between 36 and 40 mm.
  • layer thicknesses S s were between 15 and 22 mm.
  • the polishing agent carrier 18 which forms the processing-active tool component can be a commercially available, elastic and abrasion-resistant fine grinding or polishing agent carrier, such as, for example, a PUR (polyurethane) film containing a Thickness of 0.5 to 1.4 mm and a hardness between 12 and 45 to Shore D.
  • the polishing agent carrier 18 is rather thicker if, by means of the polishing plate 10, a pre-polishing is to take place, but rather thinner in the case of a fine polishing.
  • polishing felts or heat and pressure-treated foams with or without support material, as polishing agent carrier 18, as are obtainable, for example, from Delamar, Mantes La Jolie, France.
  • polishing agent carrier 18 obtainable, for example, from Delamar, Mantes La Jolie, France.
  • the upper side of the harder foam layer 22 facing the polish carrier 18 can be provided with a final "casting skin” (release layer to the casting mold, not shown) which is produced by production technology, but need not, that of the intermediate layer 16 on the outside gives extra rigidity; if necessary, such a "cast skin” can even form the polish carrier 18 itself.
  • the base body 14 of the polishing plate 10 is preferably made of a plastic, "35 Terluran ® GP" injection molded from BASF SE, Ludwigshafen, Germany, such as an ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene polymers rol-polymer), for example.
  • polishing plate 10 base body 14, softer foam layer 20, harder foam layer 22, polish carrier 18
  • base body 14 softer foam layer 20, harder foam layer 22, polish carrier 18
  • the polish carrier 18 may also be otherwise more or less permanently bonded to the intermediate layer 16, e.g. by vulcanization or Aufkletten.
  • the connection between the individual constituents of the polishing plate 10 must be so strong that, at any time during processing, a movement drive, in particular rotational drive, is ensured.
  • a polishing plate for a tool for fine machining of optically effective surfaces of spectacle lenses has a central body having a base body to which a softer relative to the base body intermediate layer is attached from an elastic material on which a polishing agent carrier rests.
  • the intermediate layer has at least two regions of different hardness, which are arranged one behind the other in the direction of the central axis of the base body. In this case, the area of the intermediate layer adjoining the basic body is softer than the area of the intermediate layer on which the polishing agent carrier rests.
  • the simply constructed polishing plate can thus cover a large range of spectacle lens curvatures, which in particular enables high productivity in recipe production.

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Abstract

Ein Polierteller (10) für ein Werkzeug (12) zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an Brillengläsern hat einen eine Mittelachse (M) aufweisenden Grundkörper (14), an dem eine im Verhältnis zum Grundkörper weichere Zwischenschicht (16) aus einem elastischen Material befestigt ist, auf der ein Poliermittelträger (18) aufliegt. Die Zwischenschicht weist wenigstens zwei Bereiche (20, 22) unterschiedlicher Härte auf, die in Richtung der Mittelachse des Grundkörpers hintereinander angeordnet sind. Hierbei ist der an den Grundkörper angrenzende Bereich der Zwischenschicht weicher ist als der Bereich der Zwischenschicht, auf dem der Poliermittelträger aufliegt. Der einfach aufgebaute Polierteller kann so einen großen Bereich an Brillenglas-Krümmungen abdecken, was insbesondere eine hohe Produktivität in der Rezeptfertigung ermöglicht.

Description

POLIERTELLER FÜR EIN WERKZEUG ZUR FEINBEARBEITUNG VON OPTISCH WIRKSAMEN FLÄCHEN AN BRILLENGLÄSERN
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Polierteller für ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flä- chen an Werkstücken, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Polierteller kommen namentlich in der Rezeptfertigung von Brillengläsern massenweise zum Einsatz.
Wenn nachfolgend von "Brillengläsern" die Rede ist, sollen dar- unter nicht nur Brillenlinsen aus Mineralglas, sondern auch
Brillenlinsen aus allen anderen gebräuchlichen Materialien, wie Polycarbonat, CR 39, HI-Index, etc., also auch Kunststoff verstanden werden.
STAND DER TECHNIK
Die spanende Bearbeitung der optisch wirksamen Flächen von Brillengläsern kann grob in zwei Bearbeitungsphasen unterteilt werden, nämlich zunächst die Vorbearbeitung der optisch wirksamen Fläche zur Erzeugung der rezeptgemäßen Makrogeometrie und sodann die Feinbearbeitung der optisch wirksamen Fläche, um Vorbearbeitungsspuren zu beseitigen und die gewünschte Mikro- geometrie bei Formtreue zu erhalten. Während die Vorbearbeitung der optisch wirksamen Flächen von Brillengläsern u.a. in Abhängigkeit vom Material der Brillengläser durch Schleifen, Fräsen und/oder Drehen erfolgt, werden die optisch wirksamen Flächen von Brillengläsern bei der Feinbearbeitung üblicherweise einem Feinschleif-, Läpp- und/oder Poliervorgang unterzogen.
Für diesen Feinbearbeitungsvorgang werden im Stand der Technik (siehe z.B. die Druckschriften DE 10 2005 010 583 AI, EP 2 464 493 Bl oder die den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildende Druckschrift EP 2 014 412 AI) vermehrt anpassfähige - im Gegensatz zu starren, formangepassten Werkzeugen - Polierteller eingesetzt. Diese Polierteller besitzen einen im Wesentlichen dreiteiligen bzw. -lagigen Aufbau, mit (1.) einem der Werkzeugspindel zugewandten, im Verhältnis festen bzw. starren Trägeroder Grundkörper, an dem (2.) eine demgegenüber weichere
Schicht aus einem elastischen Material, z.B. eine Schaumstoff- schicht befestigt ist, der (3.) eine dem Werkstück zugewandte Schleif- oder Polierfolie (Poliermittelträger) als bearbeitungsaktiver Werkzeugbestandteil aufliegt. Infolge der elastischen Verformbarkeit der Schaumstoffschicht kann sich die Polierfolie in gewissen Grenzen in situ an die Geometrie der zu bearbeitenden Fläche anpassen. Dies sowohl in "statischer" Hin- sieht, d.h. von Brillenglas zu Brillenglas, welche es zu bearbeiten gilt und die sich in ihrer Geometrie, insbesondere der Flächenkrümmung, in der Regel unterscheiden, als auch in "dynamischer" Hinsicht, d.h. während der eigentlichen Bearbeitung eines bestimmten Brillenglases, bei der eine Relativbewegung zwischen dem Polierteller und dem Brillenglas erfolgt. Die
Elastizität der Schaumstoffschicht beeinflusst darüber hinaus in wesentlichem Maße das Abtragsverhalten des Poliertellers während des Polierprozesses. Nun fallen in der Rezeptfertigung zu polierende Brillengläser mit den unterschiedlichsten Geometrien an. Makrogeometrisch gesehen reichen die Krümmungsradien der optisch wirksamen Flächen (Sphäre bzw. Zylinder bei etwa torischen Flächen) der Brillengläser schon im Standardwirkungsbereich (0 bis ca. 14 Diopt- rien) von unendlich (Planfläche) bis ca. 35 mm. Bei z.B. Freiformflächen kommen hier noch weitere, eher mikrogeometrische Einflussfaktoren, wie Addition oder Asphärizität, hinzu. Um den Ständardwirkungsbereich abzudecken, werden bei dem obigen Stand der Technik daher geometrieverschiedene Poliertellertypen benö- tigt, die sich insbesondere in der (Vor) Krümmung der bearbeitungsaktiven Werkzeugfläche unterscheiden.
So umfassen bekannte Polierwerkzeugkonzepte in der Rezeptferti- gung z.B. sieben geometrieverschiedene Poliertellertypen. Dies bedingt während der Produktion von Brillengläsern natürlich einen Werkzeugwechsel, wenn aufeinanderfolgend Brillengläser zu bearbeiten sind, die sich in ihrer Geometrie so voneinander unterscheiden, dass sie nicht mit ein und demselben Poliertel- 1er poliert werden können. Jeder Werkzeugwechsel indes geht auf Kosten der Produktivität in der Rezeptfertigung.
Im Stand der Technik sind auch Polierwerkzeugkonzepte für die Brillenglasfertigung bekannt, die mit bis zu wenigstens drei verschiedenen Polierwerkzeugtypen auskommen, um den Standardwirkungsbereich abzudecken. Solche Polierwerkzeuge sind z.B. in der Druckschrift US 7,559,829 B2 gezeigt. Hier ist zwischen einer SchaumstoffSchicht, auf der eine Polierfolie aufliegt, und einem starren Grundkörper, über den das Polierwerkzeug in bzw. an einer Werkzeugaufnahme gehalten werden kann, eine elastisch federnde Stützstruktur eingefügt, die ein sternförmiges Teil mit einer Mehrzahl von blattfederartig wirkenden Federarmen und einen elastischen Ring zur Abstützung der Federarme gegenüber dem Grundkörper umfasst. Bei diesem Stand der Technik ist jedoch ebenfalls ein Werkzeugwechsel erforderlich, wenn sich aufeinanderfolgend zu polierende Brillengläser in ihrer Geometrie stark voneinander unterscheiden. Zudem besitzen diese Polierwerkzeuge einen relativ komplexen Aufbau.
AUFGABENSTELLUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik, wie er durch die Druckschrift EP 2 014 412 AI re- präsentiert wird, einen möglichst einfach aufgebauten Polier- teller für ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an Brillengläsern zu schaffen, der eine Steigerung der Produktivität in der Rezeptfertigung ermöglicht.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte oder zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 15.
Erfindungsgemäß weist bei einem Polierteller für ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an Brillengläsern, der einen eine Mittelachse aufweisenden Grundkörper hat, an dem eine im Verhältnis zum Grundkörper weichere Zwischenschicht aus einem elastischen Material befestigt ist, auf der ein Poliermittelträger aufliegt, die Zwischenschicht wenigstens zwei Bereiche unterschiedlicher Härte auf, die in Richtung der Mittelachse hintereinander angeordnet sind, wobei der an den Grundkörper angrenzende Bereich der Zwischenschicht weicher ist als der Bereich der Zwischenschicht, auf dem der Poliermittelträger aufliegt.
Ein Kerngedanke hierbei ist, das zur Abdeckung des geforderten Wirkungsbereichs (z.B. 0 bis 14 Dioptrien) notwendige Anpassungsvermögen des Poliertellers an die Makrogeometrie der zu polierenden Brillengläser durch den - bearbeitungs- oder eingriffsfernen - Bereich geringerer Härte der Zwischenschicht bereitzustellen und dabei auch große Pfeilhöhendifferenzen von Brillenglas zu Brillenglas zu "überbrücken". Das zur Erzielung der geforderten Flächentreue auf z.B. Freiformflächen und der gewünschten Glättung nötige Anpassungsvermögen des Poliertellers an die Mikrogeometrie der zu polierenden Brillengläser hingegen wird durch den - bearbeitungs- oder eingriffsnahen - Bereich größerer Härte der Zwischenschicht bereitgestellt. Hierbei wird akzeptiert, dass sich bei der Polierbearbeitung von Brillenglas zu Brillenglas in Abhängigkeit von der jeweiligen Geometrie des Brillenglases die tatsächliche Polier- bzw. Eingriffsfläche zwischen Polierteller und Brillenglas verändern kann - z.B. von fast punktförmig bei planen Brillenglasflächen zu mehr (kreis- oder ring) flächenförmig bei gekrümmten Brillenglasflächen - denn dies kann im Polierprozess insbesondere durch geeignete Änderung der Amplitude und/oder Frequenz der Relativbewegung zwischen Polierteller und Brillenglas (Oszilla- tionshub des Werkzeugs quer zum Werkstück) kompensiert werden.
Im Ergebnis wird/werden im Idealfall nur ein Poliertellertyp, jedenfalls aber deutlich weniger Poliertellertypen als im gattungsbildenden Stand der Technik benötigt, um in der Rezeptfer- tigung übliche Krümmungsbereiche der zu polierenden Brillengläser abzudecken. Ein solcher universell einsetzbarer Poliertellertyp reduziert zum einen den mit dem Vorhalten einer Mehrzahl von geometrieverschiedenen Poliertellern verbundenen Aufwand. Zum anderen - was noch bedeutender ist - können die im Stand der Technik üblichen, durch verschiedene Geometrien der zu polierenden Brillengläser bedingten Werkzeugwechsel idealerweise entfallen, jedenfalls aber deutlich reduziert werden. Die hierdurch erzielte Zeitersparnis führt, schon bei gleichbleibender Polierzeit, zu einer erheblichen Steigerung der Produk- tivität in der Rezeptfertigung. Stillstandzeiten der Poliermaschinen - auch solche, die im Stand der Technik durch erneute Werkzeugjustage bedingt waren - werden zugleich verringert bzw. eliminiert. Dies alles erfordert gemäß der Erfindung zudem keine aufwendigen Maßnahmen oder neuen Teile am - somit nach wie vor denkbar einfach aufgebauten - Polierteller; es wird lediglich örtlich gezielt Einfluss genommen auf die Eigenschaften des elastischen Materials der Zwischenschicht.
Im Hinblick auf eine einfache und kostengünstige Herstellung der Polierteller ist es bevorzugt, wenn die wenigstens zwei Be- reiche der Zwischenschicht durch voneinander verschiedene
Schaumstoffschichten ausgebildet sind, nämlich wenigstens einer weicheren SchaumstoffSchicht auf dem Grundkörper und wenigstens einer härteren Schaumstoffschicht unter dem Poliermittelträger. Andere geeignet elastische Werkstoffe für die Zwischenschicht sind jedoch ebenfalls denkbar, insbesondere für den härteren Bereich der Zwischenschicht, der z.B. aus einem Gummiwerkstoff bestehen könnte. Vorzugsweise sind die voneinander verschiedenen Schaumstoffschichten miteinander verklebt, was lediglich einen kostengünstigen, auch in der Massenfertigung gut beherrschbaren Prozessschritt erfordert, bei dem handelsübliche Schaumstoff- und Klebstoffmaterialien verwendet werden können. Ein geeigneter Schaumstoffverbund oder -sandwich könnte alternativ aber auch durch Aufeinanderschäumen von verschiedenen Schaumstoffsorten hergestellt werden.
Was die Form der einzelnen Schaumstoffschichten der Zwischen- schicht vor deren Anbringung am Grundkörper angeht, können die einzelnen Schaumkörper zur Beeinflussung der elastischen Eigenschaften des Poliertellers grundsätzlich an einer oder beiden Stirnflächen von einer Planfläche abweichend z.B. konvex oder konkav ausgebildet sein - wie auch am Rand beispielsweise zy- lindrisch, konisch, ballig oder ringmuldenartig - wofür indes spezielle Gießformen vorzusehen wären. Insofern ist es insbesondere aus Kostengründen bevorzugt, wenn die verschiedenen Schaumstoffschichten der Zwischenschicht jeweils eine - entlang oder parallel zu der Mittelachse des Grundkörpers gemessen - im Wesentlichen konstante Dicke aufweisen, was die Möglichkeit eröffnet, bei der Herstellung der Polierteller vielfältige Materialien in Plattenform aus der Großserie einzusetzen. Von den hiesigen Erfindern durchgeführte Untersuchungen haben hierbei gezeigt, dass eine bestimmte Relation der Dicken beider Schaum- stoffschichten eine optimale Anpassung an einen großen Krüm- mungsradienbereich bei gleichzeitiger Beibehaltung und Glättung der Mikrogeometrien an den zu polierenden Brillengläsern ermöglicht. So wurde gefunden, dass das Verhältnis der im Wesentlichen konstanten Dicke der härteren SchaumstoffSchicht zur im Wesentlichen konstanten Dicke der weicheren SchaumstoffSchicht vorzugsweise zwischen 1 zu 2 und 1 zu 4, mehr bevorzugt bei etwa 1 zu 3 liegen sollte.
Von den Erfindern wurden auch mit verschiedenen Schaumstoff- materialien praktische Versuche durchgeführt, bei denen einerseits überprüft wurde, . inwieweit die Geometrie des vorbearbeiteten Brillenglases beim Polieren erhalten bzw. verändert wurde, und andererseits untersucht wurde, mit welchen Schaum- stoffmaterialien der Polierabtrag pro Zeiteinheit möglichst hoch war, ohne dass es zu nennenswerten Mikrostrukturen oder ünsauberkeiten auf der polierten Oberfläche kam. Hierbei wurde festgestellt, dass, ermittelt für den Fall einer ganzflächigen Kompression, der statische E-Modul der härteren Schaumstoffschicht vorzugsweise zwischen 0,40 und 1,50 N/mm2, mehr bevor- zugt zwischen 0,80 und 1,00 N/mm2 betragen sollte, während der statische E-Modul der weicheren SchaumstoffSchicht vorzugsweise zwischen 0,25 und 0,45 N/mm2, mehr bevorzugt zwischen 0,35 und 0,45 N/mm2 liegen sollte. Hinsichtlich des Schaummaterials der einzelnen Bestandteile der Zwischenschicht hat es sich in den durchgeführten Versuchen ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn die weichere Schaumstoffschicht aus einem wenigstens teilweise o.ffenporigen Polyether- urethan-Elastomer besteht, während die härtere Schaumstoff- schicht aus einem geschlossenzelligen Polyetherurethan-Elasto- mer besteht. Bei dieser Materialkombination besteht einerseits nicht die Gefahr, dass sich die Zwischenschicht beim Polieren zu sehr mit dem Poliermittel vollsaugt und beim Trocknen danach übermäßig verhärtet, andererseits aber ist die teilweise Offen- porigkeit der Zwischenschicht als vorteilhaft für die Abfuhr der beim Polierprozess erzeugten Reibungswärme über das Poliermittel zu bewerten und begünstigt bei der bevorzugten Herstellung der Zwischenschicht auch die Verklebung der Einzelschichten.
Bei den von den Erfindern angestellten Überlegungen und durchgeführten Untersuchungen haben sich des Weiteren die folgenden geometrischen Merkmale für einen universell einsetzbaren Polierteller für die Polierbearbeitung von Brillengläsern im heute üblichen Krümmungsbereich herauskristallisiert bzw. bewährt: Vorzugsweise sollte der Grundkörper des Poliertellers eine der Zwischenschicht zugewandte, im Wesentlichen sphärische Stirnfläche aufweisen, an der die Zwischenschicht befestigt, zweckmäßig festgeklebt ist, wobei diese Stirnfläche einen Krüm- mungsradius aufweisen sollte, der vorzugsweise zwischen 35 und 42 mm, mehr bevorzugt zwischen 36 und 40 mm liegt. Ferner sollte der Grundkörper im Bereich seiner Stirnfläche vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 35 und 60 mm aufweisen, wobei die im Wesentlichen konstante Dicke der Zwischenschicht entlang oder parallel zu der Mittelachse gemessen bevorzugt zwischen 15 und 22 mm betragen sollte - zweckmäßig mit den kleineren
Dickenwerten für die kleineren Durchmesser und den größeren Dickenwerten für die größeren Durchmesser. Hinsichtlich des Poliermittelträgers ist es weiterhin vorteilhaft, wenn dieser in bezogen auf die Mittelachse des Grundkörpers radialer Richtung allseits über die Zwischenschicht des Poliertellers vorsteht. Dieser überstehende Bereich des Poliermittelträgers kann beim Polieren keinen Druck auf das Brillen- glas ausüben, so dass nicht die Gefahr besteht, dass sich die Außenkante des Poliermittelträgers auf dem Brillenglas in Form von Mikrostrukturen oder Vorzugsrichtungen abbildet.
Die erfindungsgemäßen Polierteller können vorteilhaft an einem Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an Brillengläsern zum Einsatz kommen, umfassend einen axial- und drehmitnahmefähig an einer Spindelwelle einer Werkzeugspindel befestigbaren Werkzeugaufnahmekopf, wobei der Polierteller auswechselbar an dem Werkzeugaufnahmekopf gehalten ist, wozu der Grundkörper des Poliertellers und der Werkzeugaufnahmekopf mit komplementären Strukturen zur axialen Verrastung und zur Drehmitnahme des Poliertellers mit dem Werkzeugaufnahmekopf versehen sind. Dies bewirkt zum einen eine unkomplizierte Austauschbarkeit des Poliertellers sowie einen sicheren Halt des Poliertellers an der Werkzeugspindel, zum anderen eine definierte, formschlüssige Drehmomentübertragung von der Werkzeugspindel auf den Polierteller während der Polierbearbeitung.
Hierbei kann der Werkzeugaufnahmekopf ein Kugelgelenk besitzen, mit einem in einer Kugelpfanne aufgenommenen Kugelkopf, der an einem an der Spindelwelle der Werkzeugspindel befestigbaren Kugelstift ausgebildet ist, während die Kugelpfanne in einer Aufnahmeplatte ausgeformt ist, mit welcher der Polierteller verrastbar ist. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine Verkip- pung des Poliertellers gegenüber der Spindelwelle der Werkzeugspindel bei der Polierbearbeitung, so dass der Polierteller den unterschiedlichsten Brillenglasgeometrien, selbst z.B. zylindrischen Flächen oder Progressivflächen mit hohen Additionen, leicht folgen kann. · Darüber hinaus gestattet die Verkippbarkeit des Poliertellers vorteilhaft die Durchführung von Polierprozessen mit sogenannter "Tangential-Polierkinematik", bei denen der sich mit dem Brillenglas, welches mittels einer Werkstückspindel um eine Werkstück-Drehachse drehend angetrieben wird, in Bearbeitungseingriff befindende Polierteller entweder durch Reibung drehend mitgenommen oder selbst drehend angetrieben wird, während ein Linearantrieb dafür sorgt, dass die bezüglich der Werkstück-Drehachse winkelmäßig definiert angestellte Werkzeugspindel in der Poliermaschine abwechselnd vor und zurück bewegt wird, so dass der Polierteller mit einem relativ kleinen Weg laufend quer über das Brillenglas vor und zurück streift. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Kugelkopf eine Aufnahmebohrung für einen Querstift aufweisen, der sich durch den Kugelkopf hindurch■ erstreckt und auf beiden Seiten des Kugel- kopfs mit zugeordneten Aussparungen in der Kugelpfanne eingreift, um die Aufnahmeplatte drehmitnahmefähig mit dem Kugelstift zu verbinden. Eine- derartige Ausgestaltung des Kugelkopfs als Kardangelenk gestattet es auf einfache Weise, den Polierteller drehend anzutreiben, was, verglichen zu einer ebenfalls denkbaren, bloßen reibungsbewirkten Drehmitnahme des Poliertellers mit dem Brillenglas, wesentlich kürzere Polierzeiten ermöglicht. Hinsichtlich Verkippbarkeit und Drehantriebsmöglichkeit Ähnliches könnte zwar grundsätzlich auch mittels eines homokinetischen Gelenks realisiert werden, dies wäre jedoch mit einem deutlich größeren Aufwand und höheren Kosten verbunden.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn sich die Aufnahmeplatte über ein elastisches Ringelement an einem kugelstiftseitigen Abstützflansch derart federnd abstützt, dass der mit der Aufnah- meplatte verrastete Polierteller bestrebt ist, sich mit seiner Mittelachse mit dem Kugelstift und damit der Spindelwelle der Werkzeugspindel auszufluchten. Hierdurch wird der Polierteller an zu starken Kippbewegungen gehindert, was sich zum einen insbesondere während der Bewegungsumkehr bei dem erwähnten Oszil- lieren des Poliertellers über dem Brillenglas günstig auswirkt, da der Polierteller nicht wegknicken und in der Folge am Brillenglas verklemmen kann. Zum anderen ist eine solche elastische Abstützung der Aufnahmeplatte des Werkzeugs beim Montieren bzw. Aufsetzen des Poliertellers von Vorteil, weil die Aufnahme- platte hierbei mit leichtem Zwang durch das elastische Ringelement eine definierte Lage einnimmt. Das Zusammenfahren von Polierteller und Brillenglas kann darüber hinaus infolge der elastischen (Vor) Orientierung der Aufnahmeplatte so erfolgen, dass der Polierteller im Wesentlichen axial orientiert auf dem Brillenglas aufsetzt ,■ und nicht etwa verkippt, was bei beson- ders dicken bzw. hochbauenden Poliertellern zu Problemen führen könnte. Grundsätzlich wäre es zwar auch möglich, eine solche (Vor) Orientierung des Poliertellers mittels eines pneumatisch beaufschlagbaren Gummibalgs an der Aufnahmeplatte zu bewerk- stelligen, dies wäre jedoch ungleich aufwändiger.
Im weiteren Verfolg, des Erfindungsgedankens können der Grundkörper des Poliertellers und der Werkzeugaufnahmekopf jeweils mit einem radial vorstehenden Bund versehen sein, wobei die Bünde im am Werkzeugaufnahmekopf montierten Zustand des Poliertellers einander gegenüberliegen und mittels eines Sicherungsrings mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt formschlüssig übergriffen sind. Ein solcher Sicherungsring verhindert in zuverlässiger Weise, dass sich der Polierteller bei auftretenden Kräften unbeabsichtigt vom Werkzeugaufnahmekopf lösen kann, z.B. dann, wenn während des Poliervorgangs der Polierteller vom Brillenglas (oder umgekehrt) abgehoben wird, um die relative Werkzeug-Drehrichtung zu ändern und/oder frisches Poliermittel an die Eingriffsstelle zu bringen, oder beim Ab- heben am Ende des Poliervorgangs, wobei stets mit einem am
Brillenglas "angesaugten" Polierteller gerechnet werden muss. Demgemäß können aufgrund obiger Sicherung Polierteller und Brillenglas zu jeder Zeit im Polierprozess gefahrlos auseinander bewegt werden. Das Problem des unbeabsichtigten Lösens des Poliertellers vom Werkzeugaufnahmekopf ließe sich zwar auch verfahrenstechnisch mit einem hinreichend weiten Querverfahren des Poliertellers bezüglich des Brillenglases vor dem Abheben beheben, dieses Vorgehen würde aber die Prozesszeiten in unerwünschter Weise verlängern.
Schließlich ist der Sicherungsring vorzugsweise durch zwei Halbringe ausgebildet, die auf einer Seite mittels eines Scharniers schwenkbar miteinander verbunden und auf der anderen Seite über eine Schnappverbindung lösbar miteinander verrastbar sind, was nicht nur eine einfache und kostengünstig herstell- bare Lösung darstellt, die zudem gut zu reinigen ist, sondern ebenfalls eine unaufwändige (weil werkzeuglose) , leichte und schnelle Handhabung gewährleistet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten, teilweise schematischen und nicht maßstabsgetreuen Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer in einem teilweise
aufgebrochen dargestellten Schwenkjoch einer Poliermaschine aufgenommenen Werkzeugspindel mit einem erfindungsgemäßen Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an Brillengläsern, an dessen Werkzeugaufnahmekopf ein Polierteller lösbar gehalten ist, der sich mit einer zu bearbeitenden Fläche in Bearbeitungseingriff befindet, wobei sich das Werkzeug in einer gegenüber der Werkzeugspindel ausgefahrenen, unteren Stellung befindet;
Fig. 2 ein Halbschnitt der Werkzeugspindel mit Werkzeug gemäß
Fig. 1 im unmontierten Zustand, ohne Faltenbalg zwischen Werkzeug und Werkzeugspindel, der hier zur besseren Sicht . Weggelassen wurde, wobei sich das Werkzeug mit dem Polierteller in einer gegenüber der Werkzeugspindel eingefahrenen, oberen Stellung befindet, in der der Werkzeugaufrtahmekopf des Werkzeugs an der Werkzeugspindel verrastet ist;
Fig. 3 eine nach oben abgebrochene Schnittansicht des an der
Werkzeugspindel angebrachten Werkzeugs aus Fig. 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie III-III in Fig. 2; Fig. 4 eine Schnittansicht des an der hier nur teilweise gezeigten Werkzeugspindel angebrachten Werkzeugs aus Fig 1 in der eingefahrenen, oberen Stellung gemäß Fig. 2, mit dem an . der .Werkzeugspindel verrasteten Werkzeugauf nahmekopf und einem davon abgenommenen Polierteller;
Fig. 5 eine perspektivische Explosionsdarstellung des gegenüber der hier abgebrochen gezeigten Werkzeugspindel ausgefahrenen Werkzeugs aus Fig. 1 von schräg unten, mit dem Werkzeugaufnahmekopf, einem geöffneten Sicherungsring und dem Polierte'ller, zur Veranschaulichung der Schnittstellen zwischen Werkzeugspindel, Werkzeugaufnahmekopf, Sicherungsring und Polierteller;
Fig. 6 eine hinsichtlich der gezeigten Teile der Fig. 5 entsprechende,, perspektivische Explosionsdarstellung des gegenüber der wiederum abgebrochen gezeigten Werkzeugspindel ausgefahrenen Werkzeugs aus Fig. 1 von schräg oben, mit dem Werkzeugaufnahmekopf, dem Sicherungsring in geschlossener Stellung und dem Polierteller, zur weiteren Veranschaulichung der Schnittstellen zwischen Werkzeugspindel, Werkzeugaufnahmekopf, Sicherungsring und Polierteller; und
Fig. 7 eine Skizze eines Brillenglases und eines erfindungsge mäßen Poliertellers zur Veranschaulichung der wesentlichen Geometriedaten für die Dimensionierung eines universell einsetzbaren Poliertellers in Abhängigkeit von Brillenglas-Krümmungen und Brillenglas-Durchmesser DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Gemäß insbesondere den Fig. 1 bis 6 hat ein Polierteller 10 für ein Werkzeug 12 zur. Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flä- chen cc, cx an Brillengläsern L (vgl. die Fig. 1 und 7) einen eine Mittelachse M aufweisenden Grundkörper 14, an dem eine im Verhältnis zum Grundkörper 14 weichere Zwischenschicht 16 aus einem elastischen Material befestigt ist, auf der ein Poliermittelträger 18 aufliegt, der die eigentliche, äußere Bearbei- tungsfläche 19 des Poliertellers 10 bildet. Wesentlich ist, dass die Zwischenschicht 16 wenigstens zwei Bereiche unterschiedlicher Härte aufweist, die in Richtung der Mittelachse M hintereinander angeordnet sind, wobei der an den Grundkörper 14 angrenzende Bereich der Zwischenschicht 16 weicher ist als der Bereich der Zwischenschicht 16, auf dem der Poliermittelträger 18 aufliegt, wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird.
Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zwei Bereiche der Zwischenschicht 16 durch voneinander verschiedene Schaumstoffschichten 20, 22 von jeweils - entlang der Mittelachse M gesehen - konstanter Dicke ausgebildet, nämlich einer weicheren SchaumstoffSchicht 20 auf dem Grundkörper 14, genauer dessen Stirnfläche 21, und einer härteren Schaumstoffschicht 22 unter dem Poliermittelträger 18. Dabei sind die von- einander verschiedenen Schaumstoffschichten 20 und 22 bei 23 miteinander verklebt.
Ebenso ist der Poliermittelträger 18 auf der härteren Schaumstoffschicht 22 und die weichere Schaumstoffschicht 20 auf der Stirnfläche 21 des Grundkörpers 14 aufgeklebt. Um zu verhindern, dass sich der Rand des Poliertellers 10 auf der bearbeiteten Fläche cc des Brillenglases L in Form von sehr feinen, kratzerähnlichen Mikrostrukturen abbildet, steht der Poliermittelträger 18 in bezogen auf die Mittelachse M radialer Richtung allseits über die Zwischenschicht.16 vor. Der im Wesentlichen starre Grundkörper 14 dient zum einen mit seiner vorgeformten Stirnfläche 21 zur Formgebung sowie zum Abstützen bzw. Auflagern des vorbeschriebenen elastischen
Schichtaufbaus des Poliertellers 10, zum anderen bildet er das Verbindungsstück zum Rest des Werkzeugs 12, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stirnfläche 21 des Grundkörpers 14 im Wesentlichen sphärisch vorgeformt und wölbt sich quasi der Zwischenschicht 16 entgegen. Die Stirnfläche des Grundkörpers kann nach Maßgabe der Makrogeometrie der zu bearbeitenden Flächen cc oder cx grundsätzlich aber auch anders, z.B. asphärisch vorgeformt sein.
Wie in den Fig. 1 bis 6 zu sehen ist, besitzt das Werkzeug 12 einen Werkzeugaufnahmekopf 24 mit einer Aufnahmeplatte 25, der axial- und drehmitnahmefähig - gleichwohl lösbar - an einer Spindelwelle 26 einer Werkzeugspindel 28 befestigt ist. An dem Werkzeugaufnahmekopf 24 ist der Polierteller 10 auswechselbar gehalten, wozu der Grundkörper 14 des Poliertellers 10 und der Werkzeugaufnahmekopf 24, genauer dessen Aufnahmeplatte 25 mit komplementäre Strukturen 29 (siehe insbesondere die Fig. 5 und 6) zur axialen Verrastung und zur Drehmitnahme des Poliertellers 10 mit dem Werkzeugaufnahmekopf 24 versehen sind. Die durch die komplementären Strukturen 29 gebildete Schnittstelle zwischen Polierteller 10 und Werkzeugaufnahmekopf 24 ist Gegenstand der bereits eingangs erwähnten Druckschrift EP 2 464 493 Bl, auf die an dieser Stelle bezüglich Aufbau und Funktion der Schnittstelle zur Vermeidung von Wiederholungen zunächst ausdrücklich verwiesen sei. Kurzgesagt weist, wie am besten in den Fig. 4 bis 6 zu erkennen ist, der Grundkörper 14 des Poliertellers 10 an seiner Innenseite einen durch eine Wandfläche 30 und eine Grundfläche 31 begrenzten Innenraum 32 auf, welcher zum Aufschieben des Poliertellers 10 auf und Verrasten an einem komplementär ausgebildeten Aufnahmeabsatz 33 an der Aufnahme- platte 25 des Werkzeugaufnahmekopfs -24 vorgesehen ist und an seiner Grundfläche.31 Mitnehmerelemente 34 zur Drehmomentsübertragung besitzt, denen entsprechende Mitnehmergegenelemente 35 an dem Aufnahmeabsatz 33 zugeordnet sind. Ferner ist zwischen der Wandfläche 30 und dem Aufnahmeabsatz 33 ein in einer
Ringnut 36 festgelegter elastischer Haltering 37 vorgesehen, welcher die Verrastung mit einer entsprechenden Gegennut 38 und eine Abdichtung des Innenraums 32 vorsieht. Die Verrastung tritt hierbei beim Aufschieben des Poliertellers 10 ein bevor die Mitnehmerelemente 34 mit den Mitnehmergegenelementen 35 in Eingriff gelangen, . der erst bei weiterem Aufschieben des Poliertellers 10 unter Abdichtung zwischen der Wandfläche 30 und dem Aufnahmeabsatz 33 erzielbar ist. Auf der vom Innenraum- 32 abgewandten Seite der Aufnahmeplatte 25 besitzt der Werkzeugaufnahmekopf 24 ein Kugelgelenk 40, mit einem in einer Kugelpfanne 42 aufgenommenen Kugelkopf 44, der an einem an der Spindelwelle 26 der Werkzeugspindel 28 befestigbaren, genauer einschraubbaren Kugelstift 46 ausgebildet ist. Die Kugelpfanne 42 hingegen ist in der Aufnahmeplatte 25 ausgeformt, mit welcher der Polierteller 10 verrastbar ist. Gemäß insbesondere den Fig. 3 und 4 weist der Kugelkopf 44 eine Aufnahmebohrung 48 für einen Querstift 50 auf. Der Querstift 50 erstreckt sich durch den Kugelkopf 44 mit abgerundeten Enden hindurch und greift auf beiden Seiten des Kugelkopfs 44 mit zugeordneten Aussparungen 52 in der Kugelpfanne 42 ein, um die Aufnahmeplatte 25 drehmitnahmefähig mit dem Kugelstift 46 und damit mit der Spindelwelle 26 der Werkzeugspindel 28 zu verbinden.
Wie des Weiteren am besten in den Fig. 3 und 4 zu sehen ist, ist zwischen dem Kugelstift 46 und dem freien Ende der Spindel¬ welle 26 ein kreisringförmiger Abstützflansch 54 eingefügt und mittels des Kugelstifts 46 an der Spindelwelle 26 befestigt. Auf dem Abstützflansch 54 liegt ein elastisches Ringelement 56 aus z.B. einem geeigneten Schaumstoff auf, über das sich die Aufnahmeplatte 25 des Werkzeugaufnahmekopfs 24 an dem kugel- stiftseitigen Abstützflansch 54 derart federnd abstützen kann, dass der mit der Aufnahmeplatte 25 verrastete Polierteller 10 bestrebt ist, sich mit seiner Mittelachse M mit dem Kugelstift 46 und damit der Spindelwelle 26 der Werkzeugspindel 28 auszufluchten.
Zur lösbaren Verbindung von Polierteller 10 und Werkzeugaufnah- mekopf 24 ist schließlich noch zu sagen, dass gemäß insbesondere den Fig. 3, 5 und 6 sowohl der Grundkörper 14 des Poliertellers 10 als auch der Werkzeugaufnahmekopf 24 an der Aufnahmeplatte 25 mit einem radial vorstehenden Bund 58 bzw. 59 versehen ist. Diese Bünde .58, 59 liegen im am Werkzeugaufnahmekopf 24 montierten Zustand des Poliertellers 10 einander gegenüber und sind mittels eines Sicherungsrings 60 mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt formschlüssig übergriffen (siehe Fig. 3) , um ein unbeabsichtigtes Lösen des Poliertellers 10 vom Werkzeugaufnahmekopf 24 zu verhindern. Der zweckmäßig aus einem geeigneten Kunststoff bestehende Sicherungsring 60 ist, wie deutlich in den Fig. 3, 5 und 6 zu sehen, durch zwei Halbringe 62, 63 ausgebildet, die auf einer Seite mittels eines Scharniers 64 schwenkbar miteinander verbunden und auf der anderen Seite über eine an sich bekannte federnde Schnappverbindung 66 mit Hinterschnitten lösbar miteinander verrastbar sind.
Um die Bewegungsmöglichkeiten des Werkzeugs 12 relativ zu dem zu polierenden Brillenglas L zu zeigen, sind insbesondere in den Fig. 1 und 2 weitere Details der Werkzeugspindel 28 und zu deren Einbausituation in einer Poliervorrichtung dargestellt. Diese Werkzeugspindel 28 wie auch die für den Einsatz des hier beschriebenen Werkzeugs 12 bevorzugte Poliervorrichtung sind Gegenstand der parallel, d.h. mit gleichem Anmeldetag eingereichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 XXX XXX. X, auf die an dieser Stelle hinsichtlich des genaueren Aufbaus und der Funktion der Werkzeugspindel 28 und der Poliervorrichtung zur Vermeidung von Wiederholungen ausdrücklich verwiesen sei.
Zu den Bewegungsmöglichkeiten des zu bearbeitenden Brillengla- ses L und des Werkzeugs 12 erwähnt werden soll hier lediglich Folgendes: Der Werkzeugspindel 28 in einem Arbeitsraum gegenüberliegend angeordnet ist eine in Fig. 1 gestrichelt angedeutete Werkstückspindel 68, mittels der das zu polierende Brillenglas L über ein in einer Aufnahme der Werkstückspindel 68 gehaltenes Blockstück 69 um eine Werkstück-Drehachse C drehend angetrieben werden kann. Auch die Spindelwelle 26 der Werkzeugspindel 28 ist über einen elektrischen Servomotor 70 mittels eines Riementriebs 71 um eine Werkzeug-Drehachse A drehend antreibbar. Die Werkzeugspindel 28 umfasst des Weiteren eine pneumatisch betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung 72, mittels der das Werkzeug 12 über die Spindelwelle 26 entlang einer mit der Werkzeug-Drehachse A ausgefluchteten Zustellachse Z axial zustellbar ist. Hierbei kann das Werkzeug 12 in einer werkzeug- spindelnahen Stellung mittels einer Rasteinrichtung 74 mit der Werkzeugspindel 28 verrastet werden (vgl. die Fig. 2 bis 4) .
Die Werkzeugspindel 28 selbst ist mit Servomotor 70 und Riementrieb 71 an einem Schwenkjoch 76 angeflanscht, welches um eine Schwenk-Stellachse B definiert schwenkbar ist, die im Wesent- liehen senkrecht zu der Werkstück-Drehachse C verläuft. Darüber hinaus kann das Schwenkjoch 76 mit Werkzeugspindel 28 und deren Antrieb entlang einer - in Fig. 1 senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden - Linearachse X axial bewegt werden, die im
Wesentlichen senkrecht zu sowohl der Schwenk-Stellachse B als auch der Werkstück-Drehachse C ausgerichtet ist.
Insoweit ist ersichtlich, dass der Polierteller 10 und das Brillenglas L drehend - gleich- oder gegensinnig, mit gleichen oder verschiedenen Drehzahlen - angetrieben werden können
(Drehachsen A, C) . Zugleich kann der Polierteller 10 in Rieh- tung des Brillenglases L axial zugestellt werden (Zustellachse Z) . Ferner können die Drehachsen A, C relativ zueinander winkelmäßig voreingestellt oder dynamisch verschwenkt (Schwenk- Stellachse B) sowie quer zueinander verschoben (Linearachse X) werden. Die verschiedenen, mit dieser Kinematik durchführbaren Polierprozesse sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und sollen daher an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die Fig, 7 noch erläutert werden, wie der oben beschriebene Polierteller 10 dimensioniert werden kann.
Vorzugeben ist hierbei zunächst der Bereich an Brillenglaskrümmungen, den es an der. optisch wirksamen Fläche cc zu Polieren gilt, mit Runax als dem maximalen Krümmungsradius am "flachsten" zu bearbeitenden Brillenglas L und RLmin als dem minimalen Krümmungsradius an dem am stärksten "gekrümmten" zu bearbeitenden Brillenglas L, sowie der Durchmesser DL der zu polierenden Brillengläser L.
Auf Erfahrungen der hiesigen Erfinder zurückgreifend sollte der Durchmesser Dw des Poliertellers 10 etwas kleiner als der
Durchmesser DL der zu polierenden Brillengläser L gewählt werden, jedoch nicht zu klein. Zweckmäßig sollte das Durchmesser- Verhältnis DW/DL in dem folgenden Bereich liegen:
So wäre etwa 50 mm ein Standard-Durchmesser Dw für den Polier- teller 10. Für sehr kleine Brillenglas-Durchmesser bis 40 mm - und sehr starke Brillenglas-Krümmungen - wäre ein Durchmesser Dw des Poliertellers 10 von etwa 35 mm geeignet. Für eine prinzipiell ebenfalls mögliche konvexseitige Brillenglas-Bearbei- tung könnte hingegen auch ein größerer Durchmesser Dw des Poliertellers 10 von etwa 60 mm vorgesehen werden.
Für den so gewählten Durchmesser Dw des Poliertellers 10 lässt sich aus dem vorgegebenen Bereich an Brillenglaskrümmungen die (kleinste) Pfeilhöhe Pmin am "flachsten" Brillenglas L und die (größte) Pfeilhöhe Ρmax an dem am stärksten "gekrümmten" Brillenglas L aus den folgenden Beziehungen berechnen:
mit dem (kleinsten) Öffnungswinkel <pmin für den gewählten Durchmesser Dw des Poliertellers 10 am "flachsten" Brillenglas L und dem (größten) Öffnungswinkel qw für den gewählten Durchmesser Dw des Poliertellers 10 an dem am stärksten "gekrümmten" Brillenglas L aus den folgenden Formeln:
Aus den so gewonnenen Pfeilhöhen Pmin und Ρmax lässt sich eine mittlere Pfeilhöhe Pm: und hieraus ein mittlerer Krümmungsradius Rm des Brillenglases L bestimmen, dem der Krümmungsradius Rw des Poliertellers 10 an seiner Bearbeitungsfläche 19 am Poliermittelträger 18 entsprechen soll:
Prinzipiell wäre es auch möglich, noch eine Wichtung des mittleren Krümmungsradius RLm des Brillenglases L und damit des Krümmungsradius Rw des . Poliertellers 10 anhand statistischer Häufigkeit der Brillenglaskrümmungen vorzunehmen, oder den Krümmungsradius eines universell einsetzbaren Poliertellers allein aus einer statistischen Verteilung der Brillenglaskrümmungen zu bestimmen, die von der jeweiligen Mode abhängt. So liegt derzeit das Maximum einer - regional unterschiedlichen - statistischen Verteilung bei ca. ± 5 Dioptrien. Wenn sich z.B. der derzeitige Trend zu stark gekrümmten Sportbrillen bei Rezeptbrillen fortsetzt, könnte eine "Verschiebung" hin zu krummeren Kurven, d.h. eine Verkleinerung des Krümmungsradius Rw des Poliertellers 10 sinnvoll sein.
Nun sind noch die Gesamtdicke Ss der Zwischenschicht 16 und die Einzeldicken der Schaumstoffschichten 20, 22, mit Sw als der Dicke der weicheren Schaumstoffschicht 20 und SH als der Dicke der härteren Schaumstoffschicht 22 - jeweils entlang bzw. pa- rallel zu der Mittelachse M gesehen, sowie der Krümmungsradius RG der Stirnfläche 21 des Grundkörpers 14 zu berechnen, wobei die Dicke SP des - handelsüblichen - Poliermittelträgers 18 bekannt ist. Für die Dickenberechnung wird angenommen, dass der Polierteller 10 beim Poliervorgang in der Lage sein muss, unter Deformation der Zwischenschicht 16 die mittlere Pfeilhöhe PM zu überbrücken. Hier haben von den Erfindern durchgeführte Untersuchungen ergeben, dass sich zur Erzielung reproduzierbarer Polierergeb- nisse diese "Überbrückung" im rein elastischen Deformationsbereich des Schaumstoffs abspielen sollte, wobei der Faktor 4 als ein guter Wert gefunden wurde, d.h. die maximale Deformation des Schaumstoffs sollte nicht größer als 25% der Gesamtdicke Ss der Zwischenschicht 16 sein, also:
Zur Bestimmung der Einzeldicken SH, Sw der Schaumstoffschichten 20, 22 haben die Erfinder weitere Versuche durchgeführt, um einen guten Kompromiss aus Anpassungsfähigkeit (vornehmlich Makrogeometrie) und Polierperformance (Mikrogeometrie) zu erzielen, wobei für das Dickenverhältnis folgender Bereich
gefunden wurde:
mit einem bevorzugten Dickenverhältnis von etwa 1 (SH) zu 3 (S„) . Bliebe schließlich die Berechnung des Krümmungsradius RG der Stirnfläche 21 des Grundkörpers 14 über die folgende einfache Subtraktion:
Für einen üblichen, in der Brillenglasfertigung zu polierenden Geometrienbereich von bis zu 14 Dioptrien wurden so Krümmungsradien RG der Stirnfläche 21 zwischen 35 und 42 mm gefunden, mit einem bevorzugten Bereich zwischen 36 und 40 mm. Bei Werk- zeugdurchmessern Dw von 35 bis 60 mm ergaben sich Schichtdicken Ss zwischen 15 und 22 mm.
Bei den von den Erfindern durchgeführten Versuchen wurden ferner verschiedene Schaummaterialien getestet. Hierbei hat sich zur Härte bzw. "Weichheit" der einzelnen Schaummaterialien gezeigt, dass, ermittelt für den Fall einer ganzflächigen Kompression (Formfaktor q = 6) , der statische E-Modul der weicheren Schaumstoffschicht 20 zwischen 0,25 und 0,45 N/mm2, vor- zugsweise zwischen 0,35 und 0,45 N/mm2 liegen sollte, während der statische E-Modul der härteren SchaumstoffSchicht 22 zwischen 0,40 und 1,50 N/mm2, vorzugsweise zwischen 0,80 und 1,00 N/mm2 betragen sollte.
In den Versuchen wurden im Übrigen gute Erfahrungen - auch was die Standzeiten angeht - mit Schaumstoffen aus Polyetherure- than-Elastomeren gemacht, insbesondere mit einem wenigstens teilweise offenporigen Polyetherurethan-Elastomer-Schaumstoff für die weichere SchaumstoffSchicht 20, wie er z.B. von der Firma Getzner Werkstoffe GmbH, Bürs, Österreich, unter der Handelsbezeichnung "Sylomer® SR28" oder "Sylomer® SR42" kommerziell erhältlich ist, und einem geschlossenzelligen Polyether- urethan-Elastomer-Schaumstoff für die härtere Schaumstoff- schicht 22, wie er beispielsweise von der Firma Getzner unter der Handelsbezeichnung "Sylodyn® NC" zu beziehen ist.
Bei dem den bearbeitungsaktiven Werkzeugbestandteil ausbildenden Poliermittelträger 18, auch "Polierfolie" oder "Polierpad" genannt, kann es sich um einen handelsüblichen, elastischen und abriebfesten Feinschleif- bzw. Poliermittelträger handeln, wie zum Beispiel eine PUR- (Polyurethan-) Folie, die eine Dicke von 0,5 bis 1,4 mm und eine Härte zwischen 12 und 45 nach Shore D aufweist. Hierbei ist der Poliermittelträger 18 eher dicker ausgebildet, wenn vermittels des Poliertellers 10 ein Vorpolieren erfolgen soll, eher dünner hingegen im Falle eines Feinpolierens. Auch können Polierfilze oder Hitze und Druck behandelte Schaumstoffe mit oder ohne Trägermaterial als Poliermittelträger 18 verwendet werden, wie sie z.B. von der Firma Dela- mare, Mantes La Jolie, Frankreich erhältlich sind. In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass die dem Poliermittelträger 18 zugewandte Oberseite der härteren Schaumstoffschicht 22 mit einer abschließenden, herstellungstechnologiebedingten "Gießhaut" (Trennschicht zur Gießform; nicht dargestellt) versehen sein kann, aber nicht muss, die der Zwischenschicht 16 außen eine zusätzliche Steifigkeit gibt; ggf. kann eine solche "Gießhaut" sogar den Poliermittelträger 18 selbst bilden.
Der Grundkörper 14 des Poliertellers 10 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff, wie z.B. einem ABS (Acrylnitril-Butadien-Sty- rol-Polymerisat) , etwa "Terluran® GP 35" von der Firma BASF SE, Ludwigshafen, Deutschland spritzgegossen.
Für das Aneinanderbefestigen der einzelnen Bestandteile des Po- liertellers 10 (Grundkörper 14, weichere Schaumstoffschicht 20, härtere Schaumstoffschicht 22, Poliermittelträger 18) eignet sich schließlich z.B.; ein handelsüblicher Klebstoff der Marke "Pattex®" von der Firma Henkel AG & Co. KGaA, Düsseldorf,
Deutschland. Insbesondere der Poliermittelträger 18 kann aber auch auf andere Weise mehr oder weniger dauerhaft mit der Zwischenschicht 16 verbunden sein, z.B. durch Aufvulkanisieren oder Aufkletten. Jedenfalls muss die Verbindung zwischen den einzelnen Bestandteilen des Poliertellers 10 so fest sein, dass zu jeder Zeit während der Bearbeitung untereinander eine Be- wegungsmitnahme, insbesondere Drehmitnahme gewährleistet ist.
Ein Polierteller für ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen an Brillengläsern hat einen eine Mittelachse aufweisenden Grundkörper, an dem eine im Verhältnis zum Grundkörper weichere Zwischenschicht aus einem elastischen Material befestigt ist, auf der ein Poliermittelträger aufliegt. Die Zwischenschicht weist wenigstens zwei Bereiche unterschiedlicher Härte auf, die in Richtung der Mittelachse des Grundkörpers hintereinander angeordnet sind. Hierbei ist der an den Grundkörper· angrenzende Bereich der Zwischenschicht weicher ist als der Bereich der Zwischenschicht, auf dem der Poliermittelträger aufliegt. Der einfach aufgebaute Polierteller kann so einen großen Bereich an Brillenglas-Krümmungen abdecken, was insbesondere eine hohe Produktivität in der Rezept- fertigung ermöglicht. BEZUGSZEICHENLISTE Polierteller
Werkzeug
Grundkörper
Zwischenschicht
Poliermittelträger
Bearbeitungsfläche
weichere Schaumstoffschicht Stirnfläche
härtere Schaumstoffschicht Klebstoff
Werkzeugaufnahmeköpf
Aufnahmeplatte
Spindelwelle
Werkzeugspindel
komplementäre Strukturen Wandfläche
Grundfläche
Innenraum
Aufnahmeabsatz
Mitnehmerelemente
Mitnehmergegenelemente
Ringnut
Haltering
Gegennut
Kugelgelenk
Kugelpfanne
Kugelköpf
Kugelstift
Aufnahmebohrung
Querstift
Aussparung
Abstützflansch
elastisches Ringelement 58 Bund
59 Bund
60 Sicherungsring
62 Halbring
63 Halbring
64 Scharnier
66 Schnappverbindung
68 Werkstückspindel
69 Blockstück
70 Servomotor
71 Riementrieb
72 Kolben-Zylinder-Anordnung
74 Rasteinrichtung
76 Schwenkjoch
A Werkzeug-Drehachse
B Schwenk-Stellachse
C Werkstück-Drehachse
cc zweite optisch wirksame Fläche
cx erste optisch wirksame Fläche
DL Durchmesser des Brillenglases
Dw Durchmesser des Poliertellers
L Brillenglas
M Mittelachse des Grundkörpers
Rmax maximale Pfeilhöhe
Pm mittlere Pfeilhöhe
Pmin minimale Pfeilhöhe
RG Krümmungsradius der Stirnfläche des Grundkörpe
Rlimax maximaler Krümmungsradius des Brillenglases
Run mittlerer Krümmungsradius des Brillenglases
RLmin minimaler Krümmungsradius des Brillenglases
Rw Krümmungsradius des Poliertellers
SH Dicke der härteren SchaumstoffSchicht
SP Dicke des Poliermittelträgers
Ss Gesamtdicke der Zwischenschicht Sw Dicke der weicheren SchaumstoffSchicht X Linearachse
Z Zustellachse (Pmax maximaler Öffnungswinkel
cpmin minimaler Öffnungswinkel

Claims

PATENTANSPRÜCHE :
1. Polierteller (10) für ein Werkzeug (12) zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen (cc, cx) an Brillengläsern (L) , mit einem eine Mittelachse (M) aufweisenden Grundkörper (14), an dem eine im Verhältnis zum Grundkörper (14) weichere Zwischenschicht (16) aus einem elastischen Material befestigt ist, auf der ein Poliermittelträger (lg), aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (16) wenigstens zwei Bereiche (20, .22) unterschiedlicher Härte aufweist, die in Richtung der Mittelachse (M) hintereinander angeordnet sind, wobei der an den Grundkörper (14) angrenzende Bereich (20) der Zwischenschicht (16) weicher ist als der Bereich (22) der Zwischenschicht (16) , auf dem der Poliermittelträger (18) auf-, liegt .
2. Polierteller (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Bereiche der Zwischenschicht (16) durch voneinander verschiedene Schaumstoffschichten (20, 22) ausgebildet sind, nämlich wenigstens einer weicheren SchaumstoffSchicht (20) auf dem Grundkörper (14) und wenigstens einer härteren SchaumstoffSchicht (22) unter dem Poliermittelträger (18) .
3. Polierteller (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander verschiedenen Schaumstoffschichten (20, 22) miteinander verklebt sind.
4. Polierteller (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der im Wesentlichen konstanten Dicke (SH) der härteren SchaumstoffSchicht (22) zur im Wesent- liehen konstanten Dicke (Sw) der weicheren Schaumstoffschicht (20) zwischen 1 zu 2 und 1 zu 4, vorzugsweise bei etwa 1 zu 3 liegt, wobei die Dicken (SH, Sw) entlang oder parallel zu der Mittelachse (M) gemessen sind.
5. Polierteller (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da- durch gekennzeichnet, dass, ermittelt für den Fall einer ganzflächigen Kompression, der statische E-Modul der härteren
SchaumstoffSchicht (22) zwischen 0,40 und 1,50 N/mm2, vorzugsweise zwischen 0,80 und 1,00 N/mm2 beträgt, während der statische E-Modul der weicheren Schaumstoffschicht (20) zwischen 0,25 und 0,45 N/mm2, vorzugsweise zwischen 0,35 und 0,45 N/mm2 liegt.
6. Polierteller (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weichere Schaumstoffschicht (20) aus einem wenigstens teilweise offenporigen Polyetherurethan- Elastomer besteht, während die härtere Schaumstoffschicht (22) aus einem geschlossenzelligen Polyetherurethan-Elastomer besteht .
7. Polierteller (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (14) eine der Zwischenschicht (16) zugewandte, im Wesentlichen sphärische Stirnfläche (21) aufweist, an der die Zwischenschicht (16) befestigt, insbesondere festgeklebt ist, wobei die Stirnfläche (21) einen Krümmungsradius (RG) aufweist, der zwischen 35 und 42 mm, vorzugsweise zwischen 36 und 40 mm liegt.
8. Polierteller (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (14) im Bereich seiner Stirnfläche (21) einen Durchmesser zwischen 35 und 60 mm aufweist, wobei die im Wesentlichen konstante Dicke (Ss) der Zwischenschicht (16) entlang oder parallel zu der Mittelachse (M) gemessen zwischen 15 und 22 mm beträgt.
9. Polierteller (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Poliermittelträger (18) in bezogen auf die Mittelachse (M) radialer Richtung allseits über die Zwischenschicht (16) vorsteht.
10. Werkzeug (12) zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen (cc, cx) an Brillengläsern (L) , mit einem axial- und drehmitnahmefähig an einer Spindelwelle (26) einer Werkzeugspindel (28) befestigbaren Werkzeugaufnahmekopf (24), dadurch gekennzeichnet, dass ein Polierteller (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche an dem Werkzeugaufnahmekopf (24) auswechselbar gehalten ist, wozu der Grundkörper (14) des Poliertellers (10) und der Werkzeugaufnahmekopf (24) mit komplementären Strukturen (29) zur. axialen Verrastung und zur Drehmitnahme des Poliertellers (10) mit dem Werkzeugaufnahmekopf (24) versehen sind.
11. Werkzeug (12) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugaufnahmekopf (24) ein Kugelgelenk (40) be- sitzt, mit einem in einer Kugelpfanne (42) aufgenommenen Kugelkopf (44), der an einem an der Spindelwelle (26) der Werkzeugspindel (28) befestigbaren Kugelstift (46) ausgebildet ist, während die Kugelpfanne (42) in einer Aufnahmeplatte (25) ausgeformt ist, mit welcher der Polierteller (10) verrastbar ist.
12. Werkzeug (12) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (44) eine Aufnahmebohrung (48) für einen Querstift (50) aufweist, der sich durch den Kugelkopf (44) hindurch erstreckt und auf beiden Seiten des Kugelkopfs (44) mit zugeordneten Aussparungen (52) in der Kugelpfanne (42) eingreift/ um die Aufnahmeplatte (25) drehmitnahmefähig mit dem Kugelstift (46) zu verbinden.
13. Werkzeug (12) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass sich die Aufnahmeplatte (25) über ein elasti- sches Ringelement (56) an einem kugelstiftseitigen Abstützflansch (54) derart federnd abstützt, dass der mit der Aufnahmeplatte (25) verrastete Polierteller (10) bestrebt ist, sich mit seiner Mittelachse (M) mit dem Kugelstift (46) und damit der Spindelwelle (26) der Werkzeugspindel (28) auszufluchten.
14. Werkzeug (12) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (14) des Poliertellers (10) und der Werkzeugaufnahmekopf (24) jeweils mit einem radial vorstehenden Bund (58, 59) versehen sind, wobei die Bünde (58, 59) im am Werkzeugaufnahmekopf (24) montierten Zustand des Poliertellers (10) einander gegenüberliegen und mittels eines Sicherungsrings (60) mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt formschlüssig übergriffen sind.
15. Werkzeug (12) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (60) durch zwei Halbringe (62, 63) ausgebildet ist, die auf einer Seite mittels eines Scharniers (64) schwenkbar miteinander verbunden und auf der anderen Seite über eine Schnappverbindüng (66) lösbar miteinander verrastbar sind.
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