ES2328750T3 - Herramienta para el mecanizado de superficies opticas. - Google Patents
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Abstract
Herramienta para el mecanizado de superficies ópticas, que incluye: - un soporte rígido (104; 104''; 104''''; 104'''''') que presenta una superficie transversal de extremo (113, 113''); - una superficie de separación elásticamente comprimible (105) que está aplicado contra dicha superficie de extremo (113, 113'') cubriendo la misma; - un tampón flexible (106) que está adaptado para ser aplicado contra la superficie óptica y que está aplicado contra la superficie de separación (105) cubriendo la misma al menos en parte en el lado opuesto y en alineación con dicha superficie de extremo (113, 113''), incluyendo dicho tampón (106) una parte denominada parte central que se encuentra en alineación con dicha superficie de extremo (113, 113'') y una parte denominada parte periférica que se encuentra transversalmente más allá de dicha superficie de extremo (113, 113''); y - medios de retroceso elástico (115) que unen dicha parte periférica con el soporte (104; 104''; 104''''; 104''''''), constituyendo la combinación de dicha parte periférica y de los medios de retroceso (115) un medio de estabilización de la herramienta durante el mecanizado de la superficie, y estando adaptada dicha herramienta para realizar un mecanizado de superficies esencialmente en el área de dicha parte central; caracterizada porque dicho soporte rígido (104; 104''; 104''''; 104'''''') forma parte de una base (130; 130''; 130''''; 130'''''') que incluye un collar flexible (131; 131''; 131''''; 131'''''') que rodea el soporte (104; 104''; 104''''; 104''''''), estando aplicada dicha superficie de separación elásticamente comprimible (105) contra una superficie de extremo (132) de dicho collar y cubriendo la misma, que está situada en el mismo lado que dicha superficie de extremo (113, 113'').
Description
Herramienta para el mecanizado de superficies
ópticas.
La invención se refiere al mecanizado de
superficies ópticas.
Por "mecanizado de una superficie" se
entiende toda operación destinada a modificar el estado de una
superficie óptica previamente conformada. Se trata sobre todo de
operaciones de pulido, esmerilado o deslustrado para modificar
(disminuir o aumentar) la rugosidad de la superficie óptica y/o
disminuir su ondulación.
Ya se conoce una herramienta para el mecanizado
de superficies ópticas que incluye un soporte rígido que presenta
una superficie transversal de extremo, una superficie de separación
elásticamente comprimible que está aplicada contra dicha superficie
de extremo cubriendo la misma, y un tampón flexible que es apto para
ser aplicado contra la superficie óptica y que está aplicado contra
la superficie de separación y cubre como mínimo parcialmente la
misma en el lado opuesto y en alineación con dicha superficie de
extremo.
Para disminuir la rugosidad de la superficie
óptica, la herramienta se pone en contacto con ella manteniendo
sobre la misma una presión suficiente de la herramienta para que,
por deformación de la superficie, el tampón se adapte a la forma de
la superficie óptica.
Mientras se rocía un fluido sobre la superficie
óptica, ésta se pone en rotación con respecto a la herramienta (o
viceversa) y se barre por medio de esta última.
Generalmente se pone en rotación la superficie
óptica, siendo suficiente su rozamiento contra la herramienta para
poner ésta conjuntamente en rotación.
La operación de mecanizado de la superficie
requiere un abrasivo que puede estar incluido en el tampón o en el
fluido.
Durante el mecanizado de la superficie, la
superficie de separación, elásticamente comprimible, permite
compensar la diferencia de curvatura entre la superficie de extremo
del soporte de la herramienta y la superficie óptica, de modo que
una misma herramienta se adapta a una gama de superficies ópticas
con curvaturas y formas diferentes.
La solicitud de patente francesa 2 834 662, a la
que corresponde la solicitud de patente americana 2005/0101235,
propone una herramienta de mecanizado de superficies de este tipo
que, adaptándose a una gama de superficies ópticas suficientemente
amplia en términos de curvatura (convexidad, concavidad) y forma
(esférica, tórica, asférica, progresiva o cualquier combinación de
éstas o, más generalmente, "freeform"), presenta una buena
estabilidad durante el mecanizado de la superficie y permite un
mecanizado de la superficie a la vez seguro, rápido y de buena
calidad.
A continuación se describe un ejemplo de
realización de la herramienta propuesta por dicho documento con
referencia a las figuras 1 a 3 de los dibujos adjuntos, en los
que:
- La figura 1, es una vista de despiece en
perspectiva de dicha herramienta y una lentilla oftálmica que
presenta una superficie óptica a mecanizar.
- La figura 2, es una vista en sección de esta
herramienta representada en estado montado, durante el mecanizado de
la superficie óptica de la lentilla de la figura 1.
- La figura 3, es una vista esquemática desde
arriba que representa la lentilla oftálmica durante el mecanizado de
su superficie mediante dicha herramienta, que está representada
durante el barrido de la superficie óptica en dos posiciones, una de
las cuales está ilustrada con trazo discontinuo.
En la figura 1 está representada una herramienta
1 para el mecanizado de una superficie óptica 2, en este caso una de
las caras de una lentilla oftálmica 3. En la figura 1, como en la
figura 2, la superficie óptica 2 en cuestión representada tiene
forma cóncava, pero también podría ser convexa.
La herramienta 1 está formada por al menos tres
partes apiladas, a saber: una parte rígida 4, una parte
elásticamente comprimible 5 y una parte flexible 6, que en adelante
se denominarán soporte, superficie de separación y tampón,
respectivamente.
Como se puede observar en particular en la
figura 1, el soporte 4 incluye dos mordazas, una mordaza inferior 7
y una mordaza superior 8, adaptadas para ser superpuestas encajando
una en la otra por medio de una espiga 9 que sale de una cara 10 de
la mordaza superior 8 y que es adecuada para alojarse en un orificio
11 complementario previsto enfrente en una cara 12 de la mordaza
inferior 7.
Como se puede ver en la figura 1, el soporte 4
es en conjunto cilíndrico con simetría de revolución y presenta un
eje de simetría indicado con una X que define una dirección
longitudinal.
Se indica con n la normal a la superficie
óptica 2 en el punto de intersección del eje de simetría X de la
herramienta 1 con la superficie óptica 2.
En el lado opuesto a la cara 12 en la que se
encuentra el orificio 11, la mordaza inferior 7 presenta una
superficie de extremo 13 que se extiende esencialmente en dirección
transversal, contra la que está aplicada, cubriéndola, la superficie
de separación 5.
El tampón 6 está aplicado contra la superficie
de separación 5 por el otro lado de ésta con respecto al soporte
4.
Más concretamente, el tampón 6 cubre al menos
parcialmente la superficie de separación 5 en el lado opuesto y en
alineación con la superficie de extremo 13.
El rozamiento del tampón 6 contra la superficie
óptica 2 permitirá, por medio de un abrasivo contenido en el fluido
de rociadura o incorporado en el propio tampón 6, asegurar una
eliminación superficial de materia en la superficie óptica 2 con el
fin de modificar el estado de la misma, como se verá más abajo.
El tampón incluye una parte central 6a, que se
encuentra en alineación con la superficie de extremo 13, y una parte
periférica 14, que se encuentra transversalmente más allá de la
superficie de extremo 13.
Esta parte periférica está unida con el soporte
4 a través de medios 15 de retroceso elástico.
La parte periférica se extiende en la
prolongación de la parte central 6a y en reposo se encuentra en
posición esencialmente coplanaria con respecto a ésta.
En el ejemplo representado en las figuras 1 y 2,
el tampón 6 es monobloque, estando la parte periférica 14 unida a la
parte central 6a de modo que de hecho ambas constituyen una única
pieza.
De acuerdo con un modo de realización
representado en trazo grueso en la figura 1, el tampón 6 se presenta
en forma de flor y, en consecuencia, incluye múltiples pétalos 14b
que, sobresaliendo transversalmente de la parte central 6a,
constituyen la parte periférica 14 del tampón 6 y se extienden en
cada caso transversalmente más allá de la superficie de extremo
13.
De acuerdo con una variación representada en
trazo mixto en la figura 1, la parte periférica 14 se presenta en
forma de una corona 14a que rodea la parte central 6a.
En este caso, en ausencia de tensión, cuando el
tampón 6 es monobloque se presenta en forma de un disco de material
con un espesor pequeño en comparación con su diámetro, tal como está
representado en la figura 1, y en consecuencia la parte periférica
14, 14a forma un collar con respecto a la superficie de extremo
13.
Los medios de retroceso 15, que se describirán
más adelante, pueden estar interpuestos directamente entre el
soporte 4 y la parte periférica 14 del tampón 6, es decir, en la
práctica el collar 14a o los pétalos 14b.
La superficie de separación 5 no sólo incluye
una parte central 5a que se encuentra en alineación con la
superficie de extremo 13, sino también una parte periférica 16 que
se encuentra transversalmente más allá de la superficie de extremo
13.
Esta parte periférica se encuentra en la
prolongación de la parte central 5a y, en ausencia de tensión, se
presenta por ejemplo en forma de una corona que rodea la parte
central 5a y que de hecho está interpuesta entre la parte periférica
14 del tampón 6 y los medios de retroceso 15.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, la
superficie de separación 5 es monobloque y su parte central 5a y su
parte periférica 16 están en realidad unidas para constituir
conjuntamente una única pieza, formando la parte periférica 16 un
collar con respecto a la superficie de extremo 13.
Por consiguiente, en ausencia de tensión, la
superficie de separación 5 monobloque se presenta por ejemplo en
forma de un disco de material con un espesor pequeño en comparación
con su dimensión transversal (es decir, su diámetro).
Cuando tanto la superficie de separación 5 como
el tampón 6 son monobloques, presentan dimensiones transversales
comparables. En particular, cuando ambos se presentan en forma de un
disco de material, por comodidad constructiva se elegirán
preferentemente diámetros iguales. Pero igualmente se podrá prever
la utilización de un tampón con un diámetro diferente al de la
superficie de separación, en particular con un diámetro superior
para atenuar los efectos del borde de la herramienta sobre la
superficie trabajada.
\newpage
Además, por razones que se presentarán más
adelante, está previsto un anillo deformable 17 interpuesto entre la
parte periférica 16 de la superficie de separación 5 y los medios de
retroceso 15.
En la práctica, este anillo está fijado sobre la
parte periférica 16 al otro lado del tampón 6, es decir, en el
mismo lado que el soporte 4, y de tal modo que éste está rodeado por
el anillo 17.
Preferentemente, este anillo 17 tiene una
sección longitudinal circular, pero igualmente podría tener una
sección de forma más compleja, en particular oblonga, poligonal,
rectangular o cuadrada. Por otra parte, está dispuesto sobre la
parte periférica 16 de forma concéntrica con respecto al soporte
4.
A continuación se describen los medios de
retroceso.
Estos comprenden al menos una lámina
elásticamente flexible 18 que sobresale transversalmente del soporte
4 y que está unida, por un lado, rígidamente con el soporte 4
mediante una primer extremo 18a y, por otro lado, con la parte
periférica 14 del tampón 6 mediante un segundo extremo 18b,
denominado extremo libre, opuesto al primero 18a.
De este modo, bajo el efecto de una fuerza
ejercida longitudinalmente sobre la parte periférica 14 en
alineación con la lámina 18, ésta se deforma ejerciendo sobre la
parte periférica 14 una reacción opuesta a dicha fuerza.
En la práctica, los medios de retroceso 15
comprenden múltiples láminas 18 de este tipo, repartidas
uniformemente por la periferia del soporte 4, para actuar sobre toda
la parte periférica 14 del tampón 6.
De hecho, los medios de retroceso 15 se
presentan en forma de una pieza estrellada 19 fijada rígidamente al
soporte 4.
Esta pieza estrellada 19 incluye una parte
central 20 de la que salen múltiples brazos 18. Cada uno de estos
brazos 18 constituye una lámina elásticamente flexible que se
extiende en dirección radial en un plano transversal.
Para fijar la pieza estrellada 19 al soporte 4,
en la práctica su parte central 20 está aprisionada entre las
mordazas 7, 8 del soporte 4, estando asegurado su centrado por medio
de un orificio 21 pasante practicado en el centro de la misma y
atravesado por la espiga 9 de la mordaza superior 8. El conjunto se
mantiene unido con ayuda de medios de fijación tales como tornillos
que, atravesando la mordaza superior 8 y la parte central 20 de la
pieza estrellada 19, se agarran en la mordaza inferior 7.
Cuando, según un modo de realización antes
descrito, el tampón 6 monobloque incluye múltiples pétalos 14b, en
la pieza estrellada 19 está prevista una cantidad de brazos 18 igual
a la cantidad de pétalos 14b, estando orientada la pieza estrellada
19 de tal modo que cada brazo 18 se extiende en alineación con un
pétalo 14b. Por consiguiente, cuando el tampón 6 incluye siete
pétalos 14b, la pieza estrellada 19 también incluye siete brazos 18
apropiados para asegurar cada uno de ellos el retroceso elástico de
un pétalo 14b.
El anillo 17 está fijado a la superficie de
separación 5. Esta fijación se puede asegurar mediante cualquier
método, siendo preferente no obstante la pegadura, en particular por
su simplicidad.
En el modo de realización representado, los
diámetros de la superficie de separación 5, el tampón 6 y la pieza
estrellada 19 tienen un valor como mínimo correspondiente al doble
del diámetro del soporte 4.
Por otro lado, cuando se trata de mecanizar la
superficie de una lentilla oftálmica, los diámetros de la superficie
de separación 5 y del tampón 6 se eligen con una dimensión
esencialmente igual al diámetro de la lentilla 3, de modo que el
diámetro del soporte 4 es muy inferior al diámetro de la lentilla
3.
En las figuras 2 y 3 se ilustra la utilización
de la herramienta 1.
En este caso se trata del mecanizado de la
superficie o del esmerilado de una cara cóncava 2 asférica de una
lentilla oftálmica.
La lentilla 3 está montada sobre un soporte
giratorio (no representado) por medio del cual se pone en rotación
alrededor de un eje fijo Y.
La herramienta 1 se aplica contra dicha cara 2
con una fuerza suficiente para que el tampón 6 se adapte a su forma.
La herramienta 1 gira libremente, pero está descentrada con respecto
a la superficie óptica 2. No obstante, también se puede prever un
arrastre forzado de rotación de la herramienta a través de medios
apropiados.
El rozamiento relativo de la superficie óptica 2
y el tampón 6 es suficiente para poner en rotación la herramienta 1
en el mismo sentido que el de la lentilla 3, alrededor de un eje que
coincide esencialmente con el eje de simetría X del soporte 4.
\newpage
Un fluido de rociadura abrasivo o no abrasivo,
dependiendo de que el tampón ejerza o no por sí mismo esta función,
se rocía sobre la superficie óptica 2.
Con el fin de barrer toda la superficie óptica
2, durante el mecanizado de la superficie la herramienta 1 se
desplaza siguiendo una trayectoria radial, efectuando el punto de
intersección del eje de rotación X de la herramienta 1 con la
superficie óptica 2 un movimiento de vaivén entre dos puntos de
cambio de sentido, a saber: un punto de cambio de sentido exterior A
y un punto de cambio de sentido interior B, ambos situados a
distancia del eje de rotación Y de la lentilla 3.
La parte central 6a del tampón 6 se deforma
adaptándose a la forma de la superficie óptica 2 gracias a la
compresibilidad de la parte central 5a de la superficie de
separación 5.
En cuanto a la parte periférica 14 del tampón 6,
ésta se deforma adaptándose a la forma de la superficie óptica 2
gracias a la deformación de las láminas flexibles 18.
Teniendo en cuenta la rigidez del soporte 4, la
mayor parte de la eliminación de materia tiene lugar en alineación
con la superficie de extremo 13, es decir, dicha eliminación de
materia es efectuada esencialmente por la parte central 6a del
tampón 6.
En cuanto a las partes periféricas 14 del tampón
6 y 16 de la superficie de separación 5, éstas desempeñan
esencialmente una función estabilizadora, por un lado gracias al
aumento de la sustentación o asiento de la herramienta 1 con
respecto a una herramienta clásica, en la que el tampón y la
superficie de separación se limitarían a las partes centrales 5a,
6a, y por otro lado gracias a los medios de retroceso 15 que
mantienen un contacto permanente entre la parte periférica 14 del
tampón 6 y la superficie óptica 2.
El anillo deformable 17 permite un alisado de la
distribución de la tensión ejercida por las láminas 18 sobre el
contorno periférico de la superficie de separación 5 y, por lo
tanto, sobre el tampón 6.
De ello se deduce que, sea cual sea la
localización de la herramienta 1 sobre la superficie óptica 2 y sea
cual sea su velocidad de rotación, su eje de rotación X es
permanentemente colineal o esencialmente colineal con la normal
n a la superficie óptica 2, con lo que la orientación de la
herramienta 1 es óptima en todo momento.
En el modo de realización ilustrado en las
figuras 1 y 2, la superficie de extremo 13 del soporte 4 es
plana.
Por consiguiente, la herramienta 1 está adaptada
para mecanizar la superficie de una determinada gama de superficies
ópticas 2 con curvaturas diferentes.
Con el fin de modificar la adaptabilidad de la
herramienta 1, los medios de retroceso 15 se pueden pretensar
torciendo las láminas flexibles 18 para que ya estén dobladas en
reposo, en un sentido o en el otro.
Cuando las láminas 18 en reposo están derechas o
dobladas en sentido opuesto a la superficie de extremo 13, la
herramienta 1 está destinada a las superficies ópticas 2 cóncavas,
mientras que cuando las láminas 18 en reposo están dobladas en el
sentido de la superficie de extremo 13, la herramienta 1 está
destinada a las superficies ópticas 2 convexas.
En una primera variante no ilustrada, la
superficie de extremo 13 del soporte 4 es convexa, con lo que la
herramienta 1 está destinada a superficies ópticas 2 que presenten
una concavidad más pronunciada.
Por el contrario, en una segunda variante no
ilustrada, la superficie de extremo 13 del soporte 4 es cóncava, con
lo que la herramienta 1 está destinada a superficies ópticas 2 con
una convexidad más pronunciada.
Evidentemente, la realización cóncava o convexa
de la superficie de extremo 13 se puede combinar con el pretensado
de los medios de retroceso 15 tal como se describe más arriba.
La solicitud de patente francesa 2 857 610, a la
que corresponde la solicitud internacional WO 2005/007340, propone
que los medios de retroceso elástico, en lugar de tener la forma de
una pieza estrellada como la pieza 19 ilustrada en las figuras 1 y
2, presente una parte periférica continua que coopere en apoyo con
la parte periférica del tampón, tal como el tampón 6, directamente o
por medio de la superficie de separación única, tal como la
superficie de separación 5 (no está previsto ningún anillo
deformable como el anillo 17), incluyendo los medios de retroceso
elástico, además de la parte periférica continua, un collar plano o
curvado fijado de forma rígida, por la parte interior, al soporte,
tal como el soporte 4, estando formado dicho collar por una pared
calada o maciza.
La continuidad de la parte periférica de este
medio de retroceso permite aumentar la regularidad del mecanizado de
la superficie efectuado por la herramienta.
\newpage
La invención se refiere a una herramienta para
el mecanizado de superficies del mismo tipo, pero en la que se
mejore aún más la regularidad del mecanizado de la superficie y
también sus cualidades de simplicidad, comodidad y economía.
Para ello, la invención propone una herramienta
para el mecanizado de superficies ópticas, que incluye:
- -
- un soporte rígido que presenta una superficie transversal de extremo;
- -
- una superficie de separación elásticamente comprimible que está aplicada contra dicha superficie de extremo cubriendo la misma;
- -
- un tampón flexible que está adaptado para ser aplicado contra la superficie óptica y que está aplicado contra la superficie de separación cubriendo la misma al menos en parte en el lado opuesto y en alineación con dicha superficie de extremo, incluyendo dicho tampón una parte denominada parte central que se encuentra en alineación con dicha superficie de extremo y una parte denominada parte periférica que se encuentra transversalmente más allá de dicha superficie de extremo; y
- -
- medios de retroceso elástico que unen dicha parte periférica con el soporte, constituyendo la combinación de dicha parte periférica y de los medios de retroceso un medio de estabilización de la herramienta durante el mecanizado de la superficie, y estando adaptada dicha herramienta para realizar un mecanizado de superficies esencialmente en el área de dicha parte central;
caracterizada porque dicho
soporte rígido forma parte de una base que incluye un collar
flexible que rodea el soporte, estando aplicada dicha superficie de
separación elásticamente comprimible contra y cubriendo una
superficie de extremo de dicho collar situada en el mismo lado que
dicha superficie de
extremo.
Gracias al collar, la superficie de contacto
entre la superficie de separación y el resto de la herramienta es
particularmente grande, lo que asegura una distribución uniforme de
la presión ejercida sobre la superficie a trabajar.
Por lo tanto, la herramienta según la invención
permite efectuar mecanizados de superficies que ofrecen un aspecto
de gran calidad.
Por lo demás, esta mayor superficie de contacto
facilita la sujeción de la superficie de contacto en el soporte
rígido, en particular por pegadura.
Conforme a las características preferentes por
la calidad de los resultados obtenidos o por cuestiones de
simplicidad y comodidad tanto en la fabricación como en la
utilización:
- -
- la superficie de extremo del collar está a nivel con dicha superficie de extremo de dicho soporte;
- -
- dicho collar está subdividido en pétalos;
- -
- el soporte rígido incluye una cavidad para el alojamiento del cabezal de un husillo de una máquina de mecanizado de superficies;
- -
- dicha cavidad incluye una sección esférica bordeada por un nervio anular;
- -
- el soporte rígido presenta en una pared lateral una ranura para el alojamiento de un nervio de dichos medios de retroceso elástico;
- -
- dichos medios de retroceso elástico están formados por una pieza estrellada cada uno de cuyos brazos presenta un resalte en el lado de su extremo libre y en el lado orientado hacia dicha base;
- -
- cada uno de dichos resaltes presenta en el lado exterior una superficie conformada como una sección de toro, gracias a lo cual dicha pieza estrellada está adaptada para recibir dicho anillo deformable;
- -
- dicha base es de un material plástico moldeado en una sola pieza;
- -
- dichos medios de retroceso elástico están formados por una pieza estrellada de material plástico moldeado en una sola pieza; y/o
- -
- dicha base es de un material plástico moldeado en una sola pieza; dichos medios de retroceso elástico están formados por una pieza estrellada de material plástico moldeado en una sola pieza; y el material plástico con el que está hecha dicha base es distinto del material plástico con el que está hecha dicha pieza estrellada.
La exposición de la invención proseguirá ahora
mediante la descripción detallada de ejemplos de realización
preferentes, dados a continuación a título ilustrativo y no
limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos. En los
dibujos:
- La figura 4, es una vista de despiece en
perspectiva de una parte de la herramienta según la invención, más
concretamente de la base, el anillo deformable y la pieza
estrellada.
- La figura 5, es una vista desde arriba que
representa esta parte de la herramienta según la invención, en
estado montado.
- La figura 6, es un alzado en sección según la
línea VI-VI de la figura 5.
- La figura 7, es una vista esquemática en
sección de otra parte de la herramienta según la invención, que
incluye la superficie de separación elásticamente comprimible y el
tampón flexible.
- La figura 8, es un alzado en sección de una
variante de la base.
- Las figuras 9 y 10, son vistas en planta desde
abajo que muestran otras variantes de la base que incluye la
herramienta según la invención.
En adelante se utilizan para la herramienta
según la invención las mismas referencias numéricas que para la
herramienta 1, pero aumentadas en 100.
En términos generales, la herramienta 101 está
construida como la herramienta 1, con:
- -
- un soporte rígido 104 que presenta una superficie transversal de extremo 113;
- -
- una superficie de separación elásticamente comprimible 105 (figura 7) que está aplicada contra la superficie de extremo 113 cubriendo la misma;
- -
- un tampón flexible 106 (figura 7) que es apto para ser aplicado contra la superficie óptica (como la superficie 2) de una lentilla (como la lentilla 3), y que está aplicado contra la superficie de separación 105 y cubre como mínimo parcialmente la misma en el lado opuesto y en alineación con la superficie de extremo 113, incluyendo el tampón 106 una parte central que está en alineación con la superficie de extremo 113 y una parte periférica que se encuentra transversalmente más allá de la superficie de extremo 113; y
- -
- medios de retroceso elástico 115 formados en este caso por una pieza estrellada 119 que une la parte periférica del tampón 106 con el soporte 104, que está rodeado transversalmente por un anillo deformable 117 interpuesto entre la parte periférica de la superficie de separación 105 y los medios de retroceso 115, formando la combinación de la parte periférica del tampón 106 y los medios de retroceso un medio de estabilización de la herramienta 101 durante el mecanizado de la superficie, y estando adaptada la herramienta 101 para realizar un mecanizado de la superficie esencialmente en el área de la parte central del tampón 106.
De acuerdo con la invención, el soporte 104
forma parte de una base 130 que presenta una parte periférica
flexible 131 que se encuentra transversalmente más allá del soporte
rígido 104, que está dispuesto centralmente.
La parte periférica 131 forma en conjunto un
collar flexible que tiene un diámetro exterior (diámetro mayor)
parecido al diámetro exterior de la superficie de separación 105 y
del tampón 106.
El diámetro interior (diámetro menor) del collar
flexible 131 corresponde al diámetro exterior del soporte 104,
sobresaliendo el collar 131 de la pared lateral del soporte 104.
En el ejemplo ilustrado en las figuras 4 a 6, el
soporte 104 y el collar periférico flexible 131 son de un material
plástico moldeado en una sola pieza, siendo el soporte 104 macizo al
menos en las cercanías de la superficie 113 con el fin de presentar
la rigidez necesaria, mientras que el collar 131 tiene un espesor de
pared reducido para que sea flexible.
En el ejemplo preferente ilustrado en las
figuras 4 a 6, el collar 131 presenta doce ranuras 133 orientadas en
dirección radial y repartidas formando ángulos iguales, de modo que
el collar 131 está subdividido en doce pétalos 134 cada uno de ellos
conformado en conjunto en forma de tronco de sector angular.
La subdivisión del collar 131 en pétalos permite
a este collar ser flexible para adaptarse a las diferentes
curvaturas de las superficies a pulir.
La superficie de extremo 113 del soporte 104
está a nivel con la superficie 132 del collar 131 situada al mismo
lado.
El hecho de que el soporte 104 y el collar 131
estén hechos de una sola pieza permite reducir los efectos de
marcado del borde de la superficie de extremo 113 sobre la
superficie a trabajar, de modo que la herramienta 101 permite
efectuar mecanizados de superficies que ofrecen una gran calidad de
aspecto.
Debido a la diferencia de espesor entre el
collar 131 y el soporte 104, en el lado opuesto a las superficies
132 y 113 hay un resalto 135 en la unión entre el collar 131 y el
soporte 104.
En términos generales, el soporte 104 tiene el
contorno exterior de un sombrero con una parte proximal 137 que
presenta un diámetro exterior más pequeño que la parte distal 136 a
la que pertenecen la superficie de extremo 113 y el resalto 135.
La parte proximal 137 sirve para unir el soporte
104, y más generalmente la base 130, por un lado con los medios de
retroceso elástico 115, en este caso formados por la pieza
estrellada 119, y por otro lado con el husillo de la máquina de
mecanizado de superficies que permite que la herramienta 101 coopere
con una superficie óptica, tal como la superficie 2, del modo
explicado más arriba con ayuda de las figuras 2 y 3.
La parte proximal 137 presenta un refuerzo
anular 138 que sale del lado opuesto a la superficie de extremo 113
y se extiende axialmente por la parte 137 hasta cerca de la parte
136.
La superficie lateral interior del refuerzo 138
delimita una caja anular 139 para la recepción del cabezal de un
husillo de una máquina de mecanizado de superficies.
Para ello, la caja 139 presenta una cavidad 140
para el alojamiento del cabezal de husillo. La cavidad 140 presenta
una parte esférica 141 conformada en conjunto como tres cuartos de
una esfera, un nervio anular 142 y una parte troncocónica 143,
estando dispuesto el nervio anular 142 entre las partes 141 y
143.
El cabezal de husillo previsto para ser alojado
en la cavidad 140 incluye un extremo en porción de esfera conformado
como la parte 141 y una parte cilíndrica con un diámetro más pequeño
que el nervio 142.
El ensamblaje entre la caja 139 y el husillo de
la máquina se realiza mediante un simple sistema de trinquete,
siendo el espesor de la pared de la caja 139 suficientemente
pequeño, gracias al refuerzo 138, para poder deformarse con el fin
de que la parte esférica del cabezal de husillo se aloje dentro de
la parte 141.
Cuando el cabezal de husillo está encajado en la
cavidad 140, la herramienta 101 coopera en articulación de rótula
con respecto al husillo.
Se observará que el centro de la parte esférica
141 está especialmente cerca de la superficie de extremo 113, lo que
permite que la herramienta 101 se oriente de forma óptima con
respecto a la superficie, como la superficie 2, con la que la
herramienta 101 debe cooperar.
Una caja anular 144 está delimitada por la pared
lateral de la parte proximal 137 y por la pared lateral exterior del
refuerzo 138.
La pared lateral de la parte 137 presenta una
ranura 147 para el alojamiento de un nervio 148 de la pieza
estrellada 119 que constituye los medios de retroceso elástico
115.
La caja anular 144 se puede deformar para
permitir la colocación del nervio 148 dentro de la ranura 147
gracias a que el espesor de la pared de la caja 137 es relativamente
pequeño y que el refuerzo anular 138 permite el desplazamiento
necesario.
El nervio 148 de la pieza estrellada 119
sobresale dentro del orificio que presenta la parte central 120 de
esta pieza, teniendo dicho orificio un diámetro correspondiente al
de la superficie lateral de la parte distal 137 del soporte 104.
Cuando la parte central 120 de la pieza
estrellada 119 está colocada sobre el soporte 104, estas dos piezas
pueden girar una con respecto a la otra alrededor de su eje común
X.
En la figura 5, cada uno de los brazos 118 de la
pieza estrellada 119 está centrado angularmente con respecto a un
pétalo 134 correspondiente del collar 131, pero esta disposición
relativa puede ser diferente.
Cada uno de los brazos 118 de la pieza 119 tiene
cerca de su extremo libre y en el lado orientado hacia la base 130
un resalte 145 que presenta, en el lado exterior, una superficie 146
con forma de sección de toro centrada sobre el eje central de la
pieza 119 y, por consiguiente, más generalmente el eje central de la
herramienta 101.
Las superficies 146 de los diferentes resaltes
145 se corresponden unas con otras y con la superficie exterior del
anillo deformable 117.
Más concretamente, el anillo 117 se ha de
estirar ligeramente para poder colocarlo contra los resaltes 145,
del modo mostrado en las figuras 5 y 6, y la elasticidad del anillo
117 lo mantiene aplicado contra las superficies 146.
Como se puede observar en particular en la
figura 6, el anillo 117, cuando está colocado, está aprisionado en
sándwich entre los medios de retroceso elástico 115 (pieza
estrellada 119) y el collar flexible 131.
Como se indica más arriba, el diámetro de la
superficie de separación 105 y del tampón 106 corresponde al
diámetro exterior del collar 131.
La sujeción entre la superficie de separación
105 y la base 130 se efectúa mediante un adhesivo de doble cara 150
dispuesto entre la superficie de separación 105 y las superficies
113 y 132 de la base 130.
En el ejemplo ilustrado, la superficie de
separación elásticamente comprimible 105 consiste en una espuma con
un espesor del orden de 9 mm con una piel brillante situada en el
lado del tampón 106.
En el lado opuesto a la piel, es decir, en el
lado del adhesivo de doble cara 150, está termosoldada una película
151 de poliéster (PET) que por ejemplo tiene un espesor de 23
micrómetros.
La unión entre la superficie de separación
elásticamente comprimible 105 y el tampón flexible 106 se realiza
mediante una capa 152 de masilla de encolado, en este caso una capa
de 0,5 mm de espesor.
En el ejemplo ilustrado en la figura 7, el
tampón flexible 106 tiene un espesor del orden de 1 mm y el adhesivo
de doble cara 150 tiene un espesor del orden de 0,32 mm.
El diámetro de la superficie de separación 105 y
el tampón 106 es del orden de 55 mm.
Tanto la pieza estrellada 119 como la base 130
son de un material plástico moldeado en una sola pieza por
inyección.
En el ejemplo ilustrado, la base 130, que debe
ser a la vez rígida cerca de la superficie de extremo 113 y flexible
en el área del collar 131 y las cajas anulares 139 y 141 para
permitir los montajes por trinquete y al mismo tiempo ofrecer una
buena resistencia al desgaste por la cooperación con el cabezal de
husillo, es de polipropileno (PP) o polietileno de alta densidad
(por ejemplo PE-HD 1000).
Para que presente la elasticidad necesaria, la
pieza estrellada 119 es preferentemente de polioximetileno (POM),
incluso de poliamida (PA), para que tenga un módulo de elasticidad
comprendido entre 1500 y 4000 N/mm^{2}.
Por consiguiente, la pieza estrellada 119 y la
base 130 están hechas preferentemente de materiales diferentes, ya
que deben responder a tensiones físicas diferentes: la pieza
estrellada que forma los medios de retroceso elástico debe presentar
buenas características de retroceso elástico, mientras que la base
debe presentar una buena resistencia al desgaste para la cooperación
con el cabezal de husillo y ha de permitir una pegadura fácil con la
superficie de separación 105.
En el ejemplo ilustrado, el anillo deformable
117 es una simple junta tórica comercial, por ejemplo de
nitrilo.
La superficie de extremo 113 del soporte 104
está conformada como una porción de esfera que tiene un radio de
curvatura del orden de 70 mm.
Cuando la base 130 está en reposo, es decir, en
ausencia de solicitaciones externas, la superficie 132 del collar
131, que como se indica más arriba está a nivel con la superficie
113, está conformada como un cono truncado cuyo diámetro menor
corresponde al diámetro mayor de la superficie 113, estando
determinada la inclinación (ángulo en el vértice) de la superficie
131 por la tangente a la superficie 113 al nivel de la zona de unión
con la superficie 132.
Gracias al collar 131, la superficie de contacto
entre la superficie de separación 105 y el resto de la herramienta,
en este caso la base, es particularmente grande, ya que está formada
por la superficie 113 y la superficie 132 a la vez.
Esto asegura una distribución uniforme de la
presión ejercida sobre la superficie a trabajar, como la superficie
2 de la lentilla 3.
En particular se evita el riesgo, como en la
herramienta anterior ilustrada en las figuras 1 a 3, de marcar la
superficie a trabajar con el borde, en forma de arista, de la
superficie de extremo 13.
De un modo más general, esto permite a la
herramienta 101 efectuar mecanizados de superficies con calidades de
aspecto particularmente elevadas.
Además, el hecho de disponer a la vez de la
superficie 113 y de la superficie 132 facilita la pegadura de la
superficie de separación 105 con el soporte rígido 104.
A continuación se describe una variante 130' de
la base 130 con referencia a la figura 8. Para los elementos
similares se han utilizado las misma referencias numéricas, pero con
un exponente '.
La base 130' está construida como la base 130,
pero el radio de curvatura R de la superficie de extremo 113' es
mucho más pequeño, del orden de 30 mm.
La herramienta que incluye la base 130' es
particularmente adecuada para las superficies muy curvadas.
Para las variantes 130'' y 130''' de la base
130, ilustradas respectivamente en las figuras 9 y 10, se han
empleado las mismas referencias numéricas que más arriba, pero con
los exponentes '' y ''', respectivamente.
En términos generales, las bases 130'' y 130'''
están construidas como la base 130 o la base 130', pero sus
collares, respectivamente 131'' y 131''', incluyen seis pétalos
134'' y 134''', respectivamente, estando delimitados estos pétalos
por ranuras 133'' y 133''', respectivamente, que no están orientadas
en dirección radial.
Más concretamente, las ranuras 133'' son curvas
mientras que las ranuras 133''' son rectilíneas, pero dispuestas en
direcciones que no son radiales.
En otras variantes no ilustradas, la base de la
herramienta según la invención incluye un número de pétalos
diferente de ocho o doce, por ejemplo seis o dieciséis, y las
ranuras que delimitan los pétalos presentan formas diferentes, por
ejemplo con ondulaciones.
En otras variantes no ilustradas de la base 130,
el collar 131 se sustituye por un collar flexible, pero no
subdividido en pétalos.
En otras variantes que tampoco están ilustradas,
el soporte 104 presenta una conformación diferente, por ejemplo está
conformado en dos partes que constituyen mordazas, como en el caso
de la herramienta anterior ilustrada en las figuras 1 a 3.
En otras variantes de la herramienta según la
invención, los demás elementos que no son la base están construidos
de un modo diferente, por ejemplo tal como se ilustra en las figuras
1 a 3.
También son posibles otras numerosas variantes
en función de las circunstancias, y a este respecto se recuerda que
la invención no se limita a los ejemplos descritos y representados,
sin sobrepasar los límites de la invención tal como se define en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (14)
1. Herramienta para el mecanizado de superficies
ópticas, que incluye:
- -
- un soporte rígido (104; 104'; 104''; 104''') que presenta una superficie transversal de extremo (113, 113');
- -
- una superficie de separación elásticamente comprimible (105) que está aplicado contra dicha superficie de extremo (113, 113') cubriendo la misma;
- -
- un tampón flexible (106) que está adaptado para ser aplicado contra la superficie óptica y que está aplicado contra la superficie de separación (105) cubriendo la misma al menos en parte en el lado opuesto y en alineación con dicha superficie de extremo (113, 113'), incluyendo dicho tampón (106) una parte denominada parte central que se encuentra en alineación con dicha superficie de extremo (113, 113') y una parte denominada parte periférica que se encuentra transversalmente más allá de dicha superficie de extremo (113, 113'); y
- -
- medios de retroceso elástico (115) que unen dicha parte periférica con el soporte (104; 104'; 104''; 104'''), constituyendo la combinación de dicha parte periférica y de los medios de retroceso (115) un medio de estabilización de la herramienta durante el mecanizado de la superficie, y estando adaptada dicha herramienta para realizar un mecanizado de superficies esencialmente en el área de dicha parte central;
caracterizada porque dicho
soporte rígido (104; 104'; 104''; 104''') forma parte de una base
(130; 130'; 130''; 130''') que incluye un collar flexible (131;
131'; 131''; 131''') que rodea el soporte (104; 104'; 104'';
104'''), estando aplicada dicha superficie de separación
elásticamente comprimible (105) contra una superficie de extremo
(132) de dicho collar y cubriendo la misma, que está situada en el
mismo lado que dicha superficie de extremo (113,
113').
2. Herramienta según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicha superficie de extremo (132) del
collar (131; 131'; 131''; 131''') está a nivel con dicha superficie
de extremo (113, 113') de dicho soporte (104; 104'; 104'';
104''').
3. Herramienta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque dicho collar
(131; 131'; 131''; 131''') está subdividido en pétalos (134; 134';
134''; 134''').
4. Herramienta según la reivindicación 3,
caracterizada porque dichos pétalos (134; 134') están
subdivididos por ranuras rectilíneas (133) orientadas en dirección
radial.
5. Herramienta según la reivindicación 3,
caracterizada porque dichos pétalos (134''') están
subdivididos por ranuras rectilíneas (133''') orientadas en una
dirección no radial.
6. Herramienta según la reivindicación 3,
caracterizada porque dichos pétalos (134'') están
subdivididos por ranuras curvas (133'').
7. Herramienta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque dicho soporte
rígido (104) incluye una cavidad (140) para el alojamiento del
cabezal de un husillo de una máquina de mecanizado de
superficies.
8. Herramienta según la reivindicación 7,
caracterizada porque dicha cavidad (140) incluye una sección
esférica (140) bordeada por un nervio anular (142).
9. Herramienta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el soporte
rígido (104) presenta en una pared lateral una ranura (147) para el
alojamiento de un nervio (148) de dichos medios de retroceso
elástico (115).
10. Herramienta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque dichos medios de
retroceso elástico (115) están formados por una pieza estrellada
(119) cada uno de cuyos brazos (118) presenta un resalte (145) en el
lado de su extremo libre y en el lado orientado hacia dicha base
(130; 130'; 130''; 130''').
11. Herramienta según la reivindicación 10,
caracterizada porque cada uno de dichos resaltes (145)
presenta en el lado exterior una superficie (146) conformada como
una sección de toro, gracias a lo cual dicha pieza estrellada está
adaptada para recibir dicho anillo deformable (117).
12. Herramienta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque dicha base
(130; 130'; 130''; 130''') es de un material plástico moldeado en
una sola pieza.
13. Herramienta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque dichos medios
de retroceso elástico (115) están formados por una pieza estrellada
(119) de material plástico moldeado en una sola pieza.
14. Herramienta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque dicha base
(130; 130'; 130''; 130''') es de un material plástico moldeado en
una sola pieza; porque dichos medios de retroceso elástico (115)
están formados por una pieza estrellada (119) de material plástico
moldeado en una sola pieza; y porque el material plástico con el que
está hecha dicha base es distinto del material plástico con el que
está hecha dicha pieza estrellada (119).
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