DE2355403A1 - Linsenaufbockwerkzeug und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Linsenaufbockwerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft das Schleifen von Linsenrohlingen und befaßt sich insbesondere mit einem Aufbockwerkzeug, durch das sich mehrere Linsenrohlinge in Herstellungsünd Poliermaschinen genauestens tragen lassen. In diesem Zusammenhang bezieht 'sich die Erfindung auch auf das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung eins-s solchen Werkzeuges. .

Bei der Herstellung von Linsen beispielsweise des Typs, wie ar in Kameras und dergleichen Verwendung findet, werden

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üblicherweise mehrere Linsenrohlinge auf einem einzigen Werkzeug befestigt oder aufgebockt, das dann als Träger für die Linsenrohlinge in Bearbeitungs- und Polierrnaschinen dient, die durch Schleifen die gewünschten Oberflächen auf dem Rohling herstellen. Zum Schleifen von konvexen Oberflächen weist das Werkzeug üblicherweise eine Kugelsegmentflache auf, in die mehrere mit Abstand getrennte, kreisrunde Aussparungen eingeformt, eingebohrt oder auf andere Weise eingearbeitet wordensind, und zwar so, daß ihre Achsen durch den Krümmungsmittelpunkt der sphärisch gekrümmten Werkzeugoberfläche laufen. Die Linsenrohlinge werden dann in diesen Aussparungen des Werkzeugkörpers selbst so entfernbar eingeklebt, daß die zu schleifenden Oberflächen über die sphärisch gekrümmte oder Kugelfläche des Werkzeugs hinausragen. Daraufhin wird das Werkzeug hintereinander beispielsweise in Fräsmaschinen, SdiLeif- und Poliermaschinen befestigt, die identisch konvex gekrümmte Oberflächen auf den herausragenden Flächen der Rohlinge herstellen.

Zur Erzeugung konkaver Oberflächen wird ein Werkzeug verwandet, das mit einer Kugelsegmentaussparung versehen ist, in die mehrere mit Abstand getrennte, kreisrunde Aussparungen eingebohrt oder auf andere Weise eingearbeitet sind, so daß sich deren Achsen durch den Mittelpunkt der sphärisch gekrümmten Aussparung erstrecken. Es werden dann Linsenrohlinge in den kreisrunden Aussparungen befestigt, beispielsweise angeklebt, so daß sie an der einen Seite über den Boden der sphärisch gekrümmten Aussparung hinausragen. Dann wird das Werkzeug aufeinanderfolgend in den Fräs- und Poliermaschinen befestigt, die auf den vorstehenden Seiten der Rohlinge gleiche, konkav gäqrümmte Oberflächen erzeugen.

Um die kreisrunden Aussparungen in den Werkzeugen der oben genannten Art in der richtigen Weise auszurichten, müssen

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beispielsweise die Bohrer, die zur Herstellung dieser kreisrunden Aussparungen in den sphärisch gekrümmten Werkzeugoberflachen benutzt werden, sehr genau positioniert werden, so daB die Achsen aller kreisrunden Aussparungen in einem diesbezüglichen Werkzeug sich im Mittelpunkt seiner sphärisch gekrümmten Oberfläche schneiden. Nur so läßt sich sicherstellen, daB die konkaven oder konvexen Oberflächen, die auf den verschiedenen Rohlingen, welche sich auf einem solchen Werkzeug befinden, geschliffen werden, denselben oder nahe denselben Krümmungsradius aufweisen. Die in dieser Weise erfolgende Herstellung von Werkzeugen ist jedoch insbesondere deshalb nachteilig, weil beim Bohren der erforderlichen Aussparungen in den Werkzeugkörpern außerordentlich hohe Kosten entstehen. Darüberhinaüs sind die meisten Hersteller im Hinblick auf die hohen Kosten, die bei der Herstellung der Werkzeuge entstehen , dazu über gegangen, diese Werkzeuge für zukünftige Verwendungszwecke aufzubewahren. Über längere Zeiträume können die diesbezüglichen Arbeitskosten und Lagerraumkosten für diese Werkzeuge unerschwinglich werden.

In den Fällen, in denen versucht wurde, Aussparungen zur Aufnahme der Linsenrohlinge, die geschliffen werden sollen, in die Werkzeuge einzugießen oder einzuformen, ist man auf Schwie-.rigkeiten bei der Aufrechterhaltung der richtigen Ausrichtung der Rohlinge in den Aussparungen gestoßen, da die Glasrohlinge und das Material, aus dem das Werkzeug gegossen wird, bzw. geformt ist, unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Wenn beispielsweise der Kleber, der zur Befestigung der Rohlinge in den Aussparungen benutzt wird, erwärmt und auf das Werkzeug aufgetragen wird, neigt dieses dazu, sich . auszudehnen und dann beim Abkühlen wieder zusammen zu ziehen, wodurch, der festgeklebte Rohling, noch bevor er geschliffen wird, schräggestellt oder aus der vorgeschriebenen Ausrichtungslage gedrückt wird= · -

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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die obigen Nachteile zu beseitigen. Dies geschieht mit Hilfe des erfindungsgemäBan Verfahrens zur Herstellung eines Linsenaufbockwerkzeugs, das mehrere Linsenrohlinge haltert, die sich in dam Werkzeug festkleben oder festkitten lassen, um auf einer Qberflächenbearbeitungsmaschine oder dergleichen gleichzeitig geschliffen zu werden.

Das erfindungsgemMBe Verfahren kennzeichnet sich nun dadurch, daß eine Form geschaffen wird, die einen Hohlraum aufweist, der teilweise von einer sphärisch gekrümmten Oberfläche umgeben ist, dassmehrere krasrunde Einsätze erzeugt werden, von denen jeder -in dem einen Ende eine kreisrunde Rohlinghalteaussparung aufweist; daB das entgegengesetzte Ende jedes Einsatzes an der sphärisch gekrümmten Oberfläche befestigt wird, wobei die ausgesparten Enden der Einsätze in den Hohlraum hineingerichtet sind, und ihre Achsen sich durch den Krümmungsmittelpunkt der sphärisch gekrümmten Oberfläche erstrecken» und daß der Hohlraum mit einem fließfähigen Gießmaterial gefüllt wird, das sich um die Einsätze herum verfestigt, um dadurch ein geformtes Werkzeug zu bilden, in das die Einsatze eingebettet sind, wobei sich ihre kreisrunden Aussparungen zu einer sphärisch gekrümmten Oberfläche hin öffnen, die auf dem Werkzeug durch die erstgenannte sphärisch gekrümmte Oberfläche entsteht.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung wird für die Einsätze ein Material mit einem Ausdehnungskoeffizienten verwendet, der demjenigen von Glas ähnlich ist, und es kommt ein Gießmaterial zur Anwendung, dessen Schmelzpunkt unter demjenigen der Einsätze liegt, so daß der geformte oder gegossene Werkzeugkßrper nach der Benutzung aufgeschmolzen werden kann, um die Einsätze für zukünftige Verwendungszwecke wieder zu gewinnen.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht einer Form zur Herstellung von Linsenauf bockwerkzeugen der erfindungsgemäßen Art,

Figur 2 eine Teil-Aif rissansicht der Form, wobei Teile weggebrochen sind, um das Innere der Form sichtbar zu machen, . .

Figur 3 eine der Figur 2 in etwa ähnliche Ansicht, die jedoch die oberen und unteren Teile der Form in gestrichelter Darstellung zeigt und das mit dieser Form hergestellte Werkzeug teilweise in Schnittansicht und teilweise ungeschnitten wiedergibt.

Figur 4 eine Bodenansicht des in Figur 3 gezeigten,geformten bzw. gegossenen Werkzeuges

Figur 5 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht lings der linie 5-5 in Figur 4,

Figur B eine Aufrissansicht einer anderen Ausführungsform der Gießform zur Herstellung eines anders ausgeführten Linsenaufbockwerkzeugs, wobei Teile der Form weggebrochen bzw. geschnitten dargestellt sind.

Figur 7 eine Teil-Bodenansicht der Gießform von Figur B,

Figur θ eine Aufrissansicht eines Linsenaufbockwerkzeuges, das. mit Hilfe dieser anderen Gießform hergestellt wurde, und Figur 9 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht mitten durch das obere Ende des Aufbockwerkzeugs von Figur θ.

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aus der eine, andere Ausführungsform des Einsatzes ers'ichtlich ist, dia für das Werkzeug verwendbar ist.

In den Figuren 1-5 ist mit 2o allgemein eine Gießform bezeichnet, die einen ringförmigen Grundteil 21 aufweist, welcher mit einer Axialbohrung 22 versehen ist, sowie einen zylindrischen Deckelteil 24, der an seinem unteren Ende in eine kreisrunde Aussparung 23 im oberen Ende des Teils 21 koaxial zu dieser Aussparung lösbar eingesetzt ist. Im oberen Ende des Teils 24 befindet sich eine koaxiale, kreisrunde öffnung 26, die an ihrem inneren Ende mit dem oberen schmalen Ende einer kegelstumpfförmigen Aussparung 27 in Verbindung steht, die koaxial im Teil 24 zwischen dessen Enden ausgebildet ist. Das untere Ende der Aussparung 27 deckt sich mit einer Gegenbohrung 28 größeren Durchmessers, die in dem unteren Teil 24 koaxial zur öffnung 26 ausgebildet ist.

Eine kleine senkrechte ö.ffnung oder Steiger 29 befindet sich ebenfalls in dem oberen Endteil 24 und liegt neben und parallel zur öffnung 26. Die Aufgabe dieses Steigers 29 wird noch erläutert.

Zwischen den ftrmteilen 21 und 24 befindetsich ein pilzförmiger Stopfen 3o, der einen zylindrischen Schaft 31 aufweist, welcher sich verschiebbar in die Bohrung 22 im unteren Formteil 21 hineinerstreckt und koaxial durch diese Bohrung hindurchläuft. Desweiteren weist der Stopfen 3o einen vergrößerten, halbkugelförmigen Kopf 32 auf, der koaxial in die Aussparung 27 im Teil 24 hineinragt. Auf seiner Unterseite weist der Kopf 32 eine ebene Begrenzungsfläche 33 auf, die auf dem Boden der Aussparung 23 im Teil 21 aufsitzt.

Der Stopfen 3o wird von sechs mit Abstand getrennten, senkrechten Bohrungen oder öffnungen 35 durchzogen, von denen sich eine koaxial durch Kopf- und Schaftteile des Stopfens hindurcherstreckt, und die anderen nur durch den Kopfteil 32 des

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Stopfens laufen, und zwar an einen gleichen Winkelabstand voneinander aufweisenden Stellen rund um die axiale Mittellinie, Wie aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht, öffnet sich eine Bohrung 35 an ihrem oberen Ende auf der gekrümmten. Oberfläche dBs Kopfteils 32 und an ihrem unteren Ende auf der Begrenzungsfläche 33, die sich auf der Unterseite des Kopfteils an dessen Verbindungsstelle mit dem Schaft 31 befindet. Außerdem steht das untere Ende jeder Bohrung 35 mit dem einen Ende eines mehrerer Rohre 37 in abgedichteter Verbindung, die dazu dienen, diese Bohrungen an eine Vakuumquelle anzusdiiessen, wie dies im folgenden, eiüutert ist,

In den Figuren 3-5 wird mit 4o allgemein ein scheibenförmiger Sietalleinsatz bezeichnet. Mehrere solcher Einsätze werden in Verbindung mit der Form 2o verwendet. Wie aus Figur 5 hervorgeht, weist jeder Einsatz 4o an seinem Umfang eine kreisrunde Nut 41 auf und an seinen entgegengesetzten Enden kreisrunde Stirnflächen 42 und 43. Diese Stirnflächen liegen ' in mit Abstand getrennten parallelen Ebenen, die sich rechtwinklig zur Achse des Einsatzes erstrecken. Eine kreisrunde Bohrung oder Aussparung 44 verläuft koaxial in der Mitte von dessen Stirnfläche 42 aus und etwa halb in jeden Einsatz hinein und ist mit einem abgeschrägten oder konisch geformten inneren Ende 45 versehen. Eine abgeschrägte Oberflädae 46 ist rund um die Aussenseite des ausgesparten Endes jedes Einsatzes 4o ausgebildet und liegt koaxial .zur Stirnfläche 42 des Einsatzes, so daß die- inneren und äußeren Umfangskanten jeder Stirnfläche 42 koaxial um die zugehörige Bohrung 44 angeordnet sind. Die Nut 45 und mehrere flache, parallele Nuten 47, die in der Stirnfläche 43 jedes Einsatzes ausgebildet sind,, dienen mit dazu, den Einsatz gegen Bewegung im Werkzeugkoxper zu sichern,, der um den Einsatz herumgegossen wird, wie dies im folgenden beschrieben wird.

Bei der Benutzung wird der obere Teil 24 der Form 2o entfernt, und die Rohre 37 werden über einzelne, nicht dargestellte

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Ventile wahlweise mit einer Vakuumwelle verbunden, um an den oberen Enden der Bohrungen 35, wo sich diese zu der sphärisch gekrümmten Oberfläche des Stopfenkopfes 32 hin öffnen, einen Unterdruck zu erzeugen. Die ausgesparten Enden der sechs Einsätze 4o werden dann einer nach dem anderen über den oberen Enden der Bohrungen 35 positioniert, so daB der innere Umfangsrand der Fläche 42 jedes Einsatzes mit der gekrümmten Oberfläche des Kopfes 32 rund um eine Bohrung 35 in Berührung steht. Dieser kreisrunde Linienkontakt zwischen jeder Oberfläche 42 und dem Kopf 32 hat zur Folge, daß das ausgesparte E-nde des Einsatzes durch den in der zugehörigen Bohrung 35 entwickelten Unterdruck fest und dicht auf dem Kopf 32 gehalten wird. Qarüberhinaus richtet sich aufgrund dieses Linienkontaktes jeder Einsatz 4o automatisch auf dem Kopf 32 selbst aus, so daß die Achse seiner Aussparung 44 und damit des Einsatzes selbst durch den Mittelpunkt C (Figur 3) des halbkugelförmigen Kopfes 32 läuft.

Aus Figur 3, wo beispislshalber nur drei Einsätze 4o dargestellt sind, wie sie mit Hilfe des Unterdrucks über drei Bohrungen 35 gehalten werden, ergibt sich, daB die Achsen A1, A2 und A3 der drei Einsätze durch den nittelpunkt C des Kopfes 32 laufen. Es leuchtet ein» daB es aufgrund, der Tatsache, daß die Oberfläche des Kopfes 32 sphärisch gekrümmt ist, und aufgrund der weiteren Tatsache, daß der innere Umfangsrand jeder Oberfläche 42 koaxial zu der Aussparung 44 angeordnetist, die ihn umgibt, nicht erforderlich isi, daß das ausgesparte Ende jedes Einsatzes sxakt zentrisch über der Mitte des oberen Endes der zugehörigen Bohrung 35 im Stopfen 3o liegt, sondern daß es nur notwendig ist* daß das obere Ende der Bohrung 35 sich zur Aussparung 44 des zugehörigen Einsatzes hin "öffnet.

Nachdem sechs Einsitze 4o mit Hilfe des über die Bohrungen 35 im Kopf 32 herangeführten Unterdrucks befestigt worden sind, wird eine Spannfutterhülse 5o zwischen ihren Enden lösbar und

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koaxial in der Öffnung 26 im oberen Formteil 24 befestigt* so daß ein bestimmter Teil der Hülse über den Teil 24 hinaus ragt, um auf dem fertigen Werkzeug einen Spannfutterschaft zu bilden. Daraufhin wird der Teil 24 wiedar koaxial in der Aussparung 23 im unteren Teil 21 angeordnet, und ein fließfähiges Gießmaterial 51, dessen Schmelzpunkt unter denjenigen der Einsätze 4o und der Hülse 5o liegt, beispielsweise ein thermoplastisches Material, eins eutektische Legierung, etc. wird durch die Bohrung in der Hülse 5o eingegossen, um den Hohlraum in der zusammengesetzten Gießform rund um die Einsätze 4o auszuiüLlen und auch den Steiger *39 sowie das untere Ende der Bohrung in der Hülse 5o bis zu dem in Figur 3 gezeigten Spiegel anzufüllen. Das Gießmaterial kann sich danach verfe-stigen* wodurch ein Werkzeug 52 entsteht, das einen geformten oder gegossenen.Körperteil aufweist, in dem die Einsätze 4o und das eine Ende der Hülse 5o eingebettet sind.

Nachdem die Legierung 51 sich verfestigt hat, werden die Gießformteile 21 und 24 getrennt, und das Werkzeug 52 wird aus dem Teil 24entnommen, wodurch das eine Ende des Werkzeugs eine halbkugelförmige Aussparung 54 zeigt, sowie die sechs ausge-» sparten Enden der eingebetteten Einsätze 4o, die sich zu der Aussparung 54 hin öffnen. Daraufhin werden sechs kreisrunde Linsenrohlinge B, von denen nur einer in Figur 5 dargestellt ist, mit Hilfe eines Klebers 56 in den mit Abstand·getrennten Aussparungen 44 befestigt. Jeder Rohling' B weist einen Durchmesser auf, der nur geringfügig kleiner ist als der der Aus-, sparung 44, in der der Rohling befestigt wird, so daß der Rohling sich selbst automatisch koaxial zu der Aussparung zentriert. ■

Nachdem die Linsenrohlinge in dem Werkzeug 52 aufgebockt oder befestigt worden sind, wird das Werkzeug mit Hilfe des vorstehenden Endes der Hülse 5o in dem Spannfutter einer beispiels-

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weise herkömmlichen Linsenbearbeitungs- oder Schleifmaschine eingespannt. Jader aufgebockte Linsenrohling B ist koaxial zu seiner zugehörigen Aussparung 44 angeordnet, und dass sich die Achse jeder derartigen Aussparung durch cfen ,Mittelpunkt C der halbkugelförmigen Aussparung 54 erstreckt, die von dem Kopf 32 koaxial zur Hülse 5o ausgebildet worden ist, laufen auch die Krümmungsradien der konkaven Oberflächen S (Figur 53, die auf den Rohlingen B während des Bearbeitungsvorganges geschliffen werden, durch den Mittelpunkt C, so daß auf den Rohlingen identische Oberfläche geschliffen werden.

Nach der Herstellung dsr Oberflächen S auf den von dem Werkzeug 52 festgehaltenen Linsanrohlingen läßt sich das Werkzeug aus der Bearbeitungsmaschine herausnehmen und hintereinander beispielsweise in eine Feinschleifmaschine und mehrere Pollermaschinen einspannen, um die geschliffenen Oberflächen S auf den Rohlingen fertig zu bearbeiten.

Nachdem dieser Vorgang abgeschlossen worden ist, läßt sich der Klebstoff 56, der einerGruppe von Klebstoffen· angehören kann, deren Schmelzpunkt unter demjenigen des Materials liegt, aus dem der Werkzeugkörper geformt worden' ist, erhitzen, so daß die Rohlinge B aus dem Werkzeug 52 entfernt werden können, woraufhin andere Linsenrohlinge, deren Oberflächen gleichfalls in der oben beschriebenen Weise geschliffen werden sollen, in den Aussparungen 44 des Werkzeugs angeklebt werden können. Desweiteren läßt sich der Werkzeugkörper, der aus der Aufbocklegierung 51 besteht, nachdem das Werkzeug 52 seine Aufgabe erfüllt hat und im Augenblick nicht weiter benötigt wird, wieder einschmelzen, wodurch seine sechs Einsätze 4o frei werden, die dann zusammen mit der zugehörigen Gießform 2o für künftige Verwendungszwecke auf Lager genommen werden können.

Bei den meisten mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Aufbockverfahren der oben beschriebenen Art werden üblicherweise

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mehrere gleiche Aufbockwerkzeuge verwendet, so daß einige von ihnen beispielsweise in Bearbeitungsmaschine/! eingespannt werden, während auf anderen die Rohlinge festgekittet werden oder von anderen die fertigbearbeiteten Roh- " linge entfernt werden. In jedem Fall muß ein derartiges Werkzeug einen identischen Spannschaft haben, so daß alle Werkzeuge in derselben Weise in den vörschiedenen Maschinen be-« festigt werden können, wenn sie den vollständigen Schleifzyklus durchlaufen. Aus diesem Grunde muß jede Hülse 5o an dieselbe Stelle in der öffnung 26 das Formteils 24 eingesetzt werden, so daß die Hülsen 5o in allen Werkzeugen 52 die selbe Relativlage aufweisen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die öffnung 26 eine leicht kegelstumpfförm'ige Konfiguration erhält,, und daß jede Hülse 5o mit einer dazu komplementären äußeren Umfangsflache versehen wird_s so daß jede Hülse von der äußeren Oberfläche des Tails 24 aus so weit in die Öffnung 26 hineingesteckt werden kann, wie dies durch die zusammenpassenden konischen Oberflächen auf der Hülse 5o und der Öffnung 26 ermöglicht wird.

Bei der in den Figuren 6 bis 9 dargestellten anderen Ausführungsform werden zur Kenn-zeichnung von Elementen, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen, gleiche Bezugszeichen verwendet« Mit 6o wird demnach eine Gießform bezeichnet , die einen oberen, zylindrischen Teil 61 und einen unteren, zylindrischen Teil 62 aufweist„ Diese Form 6o sitzt an ihrem oberen Ende eingepaßt und entfernbar in einer kreisrunden Aussparung 63 (Figur B), die im Boden des Teils 61 koaxial zu diesem Teil ausgebildet ist. In seinem oberen Ende weist der Teil 62 eine 'zentrale, halbkugslförmige Aussparung 65 auf, deren Mittelpunkt C (Figur B) auf der gemeinsamen axialen Mittellinie der Teile 61 und 62 liegt« Der Teil 62 ist außerdem mit sechs kreisrundem Durchgangsbohrungen 66 versehen, von denan eine koaxial

zum Teil 62 liegt. Die übrigen fünf Durchgangsbohrungen 66 sind in dem Teil 62 an Stellen gleichen Winkelabstandes rund um die Achse dieses Teils angeordnet und öffnen sich an ihren inneren Enden, also in oberen Enden in Figur 6, zu der Aussparung 65 neben deren R'andkante. An ihrem äußeren Ende ist jede Bohrung 66 mit dem einen Ende eines mehrerer Rohre 67 verbunden, die wie bei der ersten Ausführungsform an eine Vakuumquelle angeschlossen werden können, und zwar zu einem noch zu erläuternden Zweck.

In eine Blindbohrung 71, die im Boden des Teils 61 ausgebildet ist und dort koaxial zur Aussparung 63 liegt, ist ein mit Aussengewinde versehener Schaft eines Stopfens 73 entfernbar eingeahraubt [Figur 6). Der Stopfen 73 hat einen vergrößerten, halbkugelförmigen Kopf 74, der auf dem Boden der Aussparung 63 aufliegt und in den Gie2formhohlraum 65 koaxial hineinragt. Eine Schulter 75, die auf dem Stopfen 73 zwischen dessen Schaft 72 und dessen Kopf 74 ausgebildet ist, steht mit dem Boden der Aussparung 63 im Teil 61 in Berührung, um den Kopf 74 in geringem Abstand vom Boden der Aussparung 63 getrennt zu halten, und stellt außerdem sicher, daß jeder Schaft 72 ständig dieselbe Relativlage für alle in der Form 6o hergestellten Werkzeuge aufweist. Vier flache Nuten oder Rillen 77 sind in der Oberfläche des Kopfes 74 in einem Winkelabstand von 9o° um dessen Achse gegeneinander versetzt ausgebildet.

In den oberen Teil 61 sind parallel zu dessen Achse zwei mit Abstand getrennte Bolzen 78 entfernbar eingeschraubt, von denen jeder eine axiale Durchgangsbohrung 79 aufweist, die sich an ihrem inneren Ende zu dem Hohlraum hin öffnet, der in der zusammengebauten Gießform zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen des Kopfes 74 und der Aussparung 65 vorhanden ist.

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Figur 9 zeigt in Schnittansicht einen etwas abgeänderten Einsatz 4o', von dem mehrere in Verbindung mit der Form 6o anstelle des oben beschriebenen Einsatzes 4o verwendet werden können. Der abgeänderte Einsatz 4ο¹ ist dem Einsatz 4o nur darin ungleich, daß er eine flache, rund um den Umfang laufende Schulter 49 aufweist,.die am Boden der Aussparung 44 zwischen den ringförmigen Wandteil der Aussparung und ihrem konischen Boden 45 ausgebildet ist. Der Radius des konischen Bodens 45 an der Schnittstelle mit der Schulter 49 beträgt 2/3 des Radius R der kreisrunden Aussparung 44.

Bei Benutzung wird der obere Formteil 61 zusammen mit dem Stopfen 73 von dem bodenseitigen Teil 62 entfernt. Die Rohre 67 werden dann an eine Vakuumquelle'angeschlossen, um an den inneren Enden der Bohrungen 66 einen Unterdruck · zu erzeugen. Die ausgesparten Enden von sechs Einsätzen 4o' werden dann über den Enden der Bohrungen 66 in dem Teil 62 angeordnet, wie dies beispielsweise bei dem einzelnen Einsatz 4o' in Figur 6 der Fall ist, so daß der äußere Umfangsrand der Oberfläche 42 rund um die Aussparung 44 jedes Einsatzes an der Oberfläche 65, an der er durch den in der Bohrung 66 erzeugten Unterdruck gehalten wird, abdichtend anliegt und dabei in Linienberührung mit dieser Oberfläche steht. Wie bei der erstbeschriebenen Ausführungsform so ist es auch hier nicht erforderlich, daß das ausgesparte Ende jedes Einsatzes 4o' exakt über dem inneren Ende der zugehörigen Bohrung 66 zentriert ist, sondern es ist nur notwendig, daß das innere Ende einer Bohrung 66 mit der Aussparung 44 eines Einsatzes in Verbindung steht. Desweiteren wird wie bei der vorherigen Ausführungsform auch hier die Achse jedes Einsatzes 4o' automatisch mit dem Mittelpunkt C* des Hohlraums 68 zentriert.

In den Figuren Ei und 7 sind die Achsen der Bohrungen 66 radial zum Mittelpunkt C verlaufend angeordnet, wobei jedoch offen-

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sichtlich, die Richtung dieser Bohrungen in bezug auf den Mittelpunkt C unerheblich ist, und nur die Bedingung besteht, daß die inneren Enden dieser Bohrungen sich zu der Oberfläche 65 hin an mit Abstand getrennten Stellen öffnen, so daß das innere Ende jeder derartigen Bohrung in geeigneter Weise von dem ausgesparten Ende eines der Einsätze 4o' abgedeckt werden kann.

Nachdem die Einsätze 4ο¹ durch die Unterdruckwirkung über den Bohrungen 66 fest angeordnet worden sind, wird der obere Formteil 61 zusammen mit dem Stopfen 73 wieder über dem unteren Formteil 62 angeordnet, wie dies in Figur 6 dargestellt ist. Ein geschmolzenes Gießmaterial derart, wie es bei der ersten Ausfuhrungsform beschrieben wurde, wird daraufhin durch die Bohrung79 in einem der Bolzen eingegossen, um den Formhohlraum zwischen den Formteilen auszufüllen und rund um die Einsätze 4o und den Kopf 74 des Stopfens 73 zu laufen. Während dieses Vorganges wirkt die Bohrung 79 in dem anderen Bolzen 78 als Steiger, und sobald sie mit geschmolzenem Gießrr.aterial gefüllt ist, ist das das Zeichen dafür, '"ß der Formhohlraum mit Schmelze voll ist.

Nachdem die Gießform 6o sich abkühlen und damit das Gießmaterial verfestigen konnte, wird der obere Formteil 61 wieder von dem Formteil 62 entfernt, wobei aus dem Formhohlraum oder der Aussparung 65 das fertige Werkzeug So (Figur 6 und 9) entnommen wird, das sechs Einsätze 4o' sowie den Kopf 74 des Stopfens 73 enthält. Zu diesem Zeitpunkt ist der Schaft 72 des Stopfens noch in den Teil 61 eingeschraubt, und Teile des Gießmaterials haben sich in den 3ohrungen 79 der Bolzen 7Θ verfestigt. Diese Bolzen werden deshalb von dem Teil 61 entfernt, um das verfestigte Gießmaterial in ihren Bohrungen 79 von der Unterseite 61 [Figur 6) des Werkzeugs her abzuschneiden, woraufhin das Werkzeug 8c

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aus dem Teil 61 durch bloßes Drehen des ganzen Werkzeugs in einer Richtung entnommen werden kann, in der der'Schaft 72 des nicht eingebetteten Stopfens 73 aus der Bohrung 71 im Formteil 61 herausgeschraubt wird. ■

Nachdem das Werkzeug 8o aus der Form 6o entnommen worden ist, lassen sich Linsenrohlinge wie bei der ersten Ausführungsform mit Hilfe eines Klebstoffes 56 in den Aussparungen 44 der sechs Einsätze 4o', die sich nunmehr in dem Werkzeug befinden, befestigen. Als Beispiel ist ein einzelner, halbfertiger Linsenrohling B* dargestellt, der in einem in den Figuren 8 und 9 gezeigten Einsatz 4o' befestigt ist, wobei seine fertigbearbeitete Seite auf dem inneren Umfangsrand der Schulter 49 getragen wird. Wenn sechs derartige Linsenrohlinge in den Werkzeugaussparungen 44 befestigt worden sind, dient der Gewindeschaft 72, der jetzt ein integraler Bestandteil des Werkzeugs ist, dazu, das Werkzeug aufeinanderfolgenden Bearbeitungs-, Feinschliff- und Poliermaschinen der oben beschriebenen Art zu befestigen. Diese Bearbeitungvorgänge erzeugen auf den oberenoder äußeren Enden jedes Rohlings B' identische konvexe Oberflächen derart, wie sie durch strichpunktierte Linien bei S' in den Figuren 8 und 9 angedeutet sind. Ebenso läßt sich wie bei der ersten Ausführungsform auch hier dann, wenn das Werkzeug 8o nicht mehr benötigt wird,- sein Körper wieder einschmelzen, wodurch die Einsätze 4ο¹ und der Stopfen 73 freikommen und sich zusammen mit der Form 6o für künftige Verwendungszwecke auf Lager nehmen lassen. Wenn mehrere Werkzeuge in der Form 6o hergestellt werden, dann gibt die Schulter 75 des Stopfens 73 Sicherheit dafür, daB die richtige axiale Positionierung des Spannfutterschaftes in bezug auf den gegossenen Werkzeugkörper hergestellt wird.

Der Stopfen 73 besteht aus einem Material, dessen Schmelzpunkt höher liegt als derjenige des GieBmaterials, das zum Gießen des Werkzeugykörpers benutzt wird. Darüberhinaus ist

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erforderlich, daß der Schaft 72, da er zum Einspannen des Werkzeugs 8o in die Oberflächenbearbeitungsmaschinen verwendet wird, aus einem gehärteten Stahl besteht, um den Verschleiß auf ein Mindestmaß zu beschränken. Aus Wirtaiiaftlichkeitsgründen kann es dahsr erwünscht sein, den Schaft aus einem Material herzustellen, das sich von dem Material unterscheidet, aus dem der Kopf 74 besteht. In einem solchen Fall läßt sich der Schaft mit dem einen Ende in eine axiale Blindbohrung einschrauben oder auf andere Weise befestigen, die im Boden des Kopfes 74 vorhanden ist, jedoch nicht in der Zeichnung dargestellt ist, so daß er dann in der in Figur 6 gezeigten Weise aus dem Kopf herausragt.

Obgleich zwei verschiedene Typen von Einsätzen 4o und 4o' dargestellt worden sind, läßt sich erkennen, daß jeder Einsatztyp sowohl für die Formen 2o als auch für die Formen 6o Verwendung finden kann. Der Vorteil des Einsatzes 4o' besteht darin, daß dann, wenn ein halbfertiger Rohling auf ihn aufgebockt wird, um geschliffen zu werden, dessen halbfertige Seite durch Linienberührung in einem Abstand von seiner Mittellinie, die zwei Drittel des radialen Abiandes beträgt, so abgestützt wird, daß jedes unerwünschte Biegen der Linse während des Schleifens auf ein Mindestmaß beschränkt wird.

Aus dem obigen ergibt sich, daß der hier beschriebene Einsatz ein verhältnismäßig einfaches und preiswertes Werkzeug zum Aufbocken von Linsen der beschriebenen Art darstellt, bevor diesB Linsen durch Schleifen konvexe oder konkave Oberflächen erhalten. Qe Verwendung von geformten oder gegossenen Werkzeugen mit wiederverwendbaren Einsätzen und Spannfutterschäften macht teuere maschinelle Bearbeitungsstufen überflüssig, die bisher erforderlich gewesen sind, um richtig ausgerichtete Aussparungen und Spannfutteroberf3äbhen in den Werkzeugen zu schaffen. Diese neuartigen Werkzeuge sind

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darüberhinaus erheblich billiger als bekannte Werkzeuge dieser Art, und da die Spannschäfte und Einsätze 4o, 4o* nach der Ver Wendung durch bloßes Einschmelzen der Werkzeugkörper gewonnen werden können, wird durch das hier beschriebene Verfahren und die dazu benutzte Vorrichtung eine erhebliche Einsparung an Lagereinrichtungen erreicht, die bisher für derartige Werkzeuge benötigt wurden.

Im Gegensatz zu bekannten Verfahren, bei denen während des Drehens der Spannfutterschäfte auf einem Aufbockwerkzeug mit außergewöhnlicher Sorgfalt vorgegangen werden mußte, sowie auch während des Einbohrens jeder Aussparung in die kugelförmige Aufbockoberflache, wird bei dem hier beschriebenen Verfahren nur zur Herstellung von Formen und zugehörigen Spannfutterschäften sowie Einsätze 4o und 4o', die Aufrechterhaltung enger Toleranzen gefordert." Sobald die Spannkörper So, 73 und Formen 2o und 6p einmal hergestellt worden sind, und die Einsätze 4o und/oder 4o* beispielsweise auf einer Gewindeschneidmaschine erzeugt worden sind, verlangen die nachfolgenden Arbeitsvorgänge, beispielsweise auf einer Gewindeschneidmaschine emeugt worden sind, verlangen die nachfolgenden Arbeitsvorgänge, beispielsweise das Positionieren der Einsatz.© in den Formen und das tatsächliche Gießen und Aufbocken, keine übermaßige Sorgfalt, da die Oberflächen 42 auf den Einsätzen sich automatisch selbst zentrieren, wobei sie auf einer entsprechenden sphärisch gekrümmten Oberfläche in Linisnberührung treten, so daß sich die Achsen der Einsätze durch den Mittelpunkt der Oberfläche erstrecken.

Beim Aufboeken schnappen die Rohlinge in die zugehörigen Aussparungen 44 ein., sa daß eine unerwünschte Verkeilung eines Rohlings während dsr Fertigbiärbeitung vermieden wird» ein Fehler, der bei SehleifvorgSngsn» wie sie den bekannten Aufboekverfähren zugrunäiliigini Überwiegend vorkommt. Die Beseitigung tier Verkeilung maeht darüberhinaus dia ten-

triervorgänge überflüssig, die bisher erforderlich gewesen sind, um Linsen zu korrigieren, die aufgrund der Verkeilung nicht richtig geschliffen worden sind.

Ein weiterer Vorteil, der sich bei der Verwendung der Formen 2o und 60 ergibt, ist darin zu sehen, daß jeder Einsatz 5o und 73, der danach für Spannzwecke verwendet wird, schnell und genau an seinen richtigen Platz in einem Formteil eingesetzt werden kann, so daß derjenige Teil des Einsatzes, der später zum Einspannen benutzt wird, ständig in derselben axialen Lage in bezug auf den Körper jedes Werkzeugs angeordnet ist, das in einer Form hergestellt wird, wodurch also sichergestellt worden ist, daß jedes Werkzeug in jeder benutzten Bearbeitungsmaschine identisch eingespannt wird.

Um das Verkeilen auf ein Minimum zu reduzieren, kann es von Vorteil sein, vorgerundete, flache Glaslinsenrohlinge, die auf genauen Durchmesser geschliffen worden sind, zu benutzen, wodurch ein genauer Paßsitz des Rohlings in den Aussparungen 44 sichergestellt ist. Die zusätzlichen Kosten derartiger Rohlinge werden durch die Einsparungen mehr als aufgewogen, die durch die Verwendung des h.er beschriebenen gegossenen Werkzeuges erbracht werden. Um die Genauigkeit noch weiter zu vergrößern, lassen sich die Einsätze 4o und 4o' aus einem Metall herstellen, dessen Wärmedehnungskoeffizient gleich demjenigen der Glaslinsenrohlinge ist, die auf dem Einsatz aufgebockt werden sollen, so daß dann, wenn das Werkzeug erwärmt wird, um beispielsweise den Klebstoff aufzuschmelzen, der die Rohlinge in dem Werkzeug festhält, die Rohlinge und Einsätze gemeinsam sich gleichermaßen ausdehnen und zusammenziehen, so daß ein Rohling während des Aufbockens in eine

r Aussparung 44 nicht mit Spannungen beaufschlagt wird.

Es versteht sich, daß die Einsätze 4o und 4o' nicht aus Metall hergestellt werden müssen. Sie könnten beispielsweise aus

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einem Plastikmaterial oder aus einem gegossenen Keramikmaterial bestehen, das einen Wärmedehnungskoeffizienten aufweist, der annähernd" gleich demjenigen der Linsenrohlinge ist, die auf dem Werkzeug aufgebockt werden· Darüberhinatis können auch die Werkzeugoberflächen, die von dem Kopf 32 auf dem Stopfen 3o und der Aussparung 65 im Teil 62 gebildet werden, eine andere Formgebung aufweisen, brauchen also nicht halbkugelförmig ausgebildet zu sein, ohne daß dadurch von dem hier beschriebenen Gedanken abgewichen wird, vorausgesetzt allerdings, daß jede dieser Oberflächen wenigstens einen Teil einer Kugel bildet, deren Mittelpunkt auf der Achse der zugehörigen Spannfutterschäfte 5o und 72 liegt.

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Claims (16)

Patentansprüche

1. jjerfahren zur Herstellung eines Linsenaufbockwerkzeuges zur Halterung mehrerer Linsenrohlinge, die in dem Werkzeug ^angekittet werden, um auf einer Oberflächenbearbeitungsmaschine oder dergleichen gleichzeitig geschliffen zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gießform hergestellt wird, deren Formhohlraum teilweise von einer kugelförmigen Oberfläche begrenzt ist, daß mehrere Einsätze hergestellt werden, denen jeder eine kreisrunde Linsenrohlinghalterungsaussparung auf seinem einen Ende aufweist, daß diese Einsätze mit Abstand getrennt in dem Formhohlraum so lösbar befestigt werden, daß die offenen Enden der Aussparungen an der sphärisch gekrümmten Oberfläche anliegen und von dieser Oberfläche geschlossen werden, wobei sich die Achsen dieser Aussparungen durch den Krümmungsmittelpunkt der Oberfläche erstrecken, und daß dann der Formhohlraum mit einem fließfähigen Gießmaterial gefüllt wird, das sich rund um die Einsätze zur Bildung eines gegossenen Werkzeugs verfestigt, in dem die Einsätze eingebettet sind, wobei sich ihre kreisrunden Aussparungen zu der kugelförmig, gekrümmten Oberfläche hin öffnen, die auf dem Werkzeug durch die erstgenannte Oberfläche gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Spannkörper in dem Formhohlraum so angeordnet wird, daß er an dem einen Ende aus obm Hohlraum um eine bestimmte Strecke koaxial zu der erstgenannten Oberfläche herausragt, bevor der Formhohlraum mit dem Gießmaterial gefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die in der erstgenannten Oberfläche vorhandenen

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Öffnungen an das Innere jeder kreisrunden Aussparungen in den Einsätzen ein Unterdruck angelegt wird, der die Einsätze lösbar auf der erstgenannten Oberfläche festhält, bevor der Formhohlraum mit dem Gießmaterial gefüllt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt des Gießmaterials tiefer liegt als derjenige des Materials, aus dem die Einsätze hergestellt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß dre Wärmedehnungskoeffizienten der Linsenrohlinge'und Einsätze annähernd gleich sind.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5, mit einem Paar Formteile, die lösbar miteinander verbunden sind, einem auf dem einen Formteil vorhandenen Vorsprung, der sich in einen Hohlraum des anderen 'Formteils hineinerstreckt und dabei mit seiner Oberfläche von der gegenüberliegenden Oberfläche des Hohlraums mit Abstand getrennt ist wobei eine der gegenüberliegenden Oberflächen des Vorsprungs und des anderen Formteils als Kugelsegment ,ausgebildet ist, gekennzeichnet durch mehrere Einsätze[4o, 4a¹),. die in einer Stirnseite eine kreisrunde Linsenrohlinghalterungsaussparung (44) aufweisen,· die einen Linaenrohling (B¹) aufnimmt, ferner durch eine Einrichtung G37, 67) zur lösbaren Befestigung der ausgesparten Enden (44) dieser Einsätze (4o, 4o') auf der Kugelsegmentoberflache (3o, 65), wobei die offenen Enden der Aussparungen durch die Oberfläche abgedichtet sind und die Achsen der Einsätze durch den Krümmungsmittelpunkt (C) der Oberfläche verlaufen, und durch eine Vorrichtung (5o, 78) zum Anschluß des Formhohlraums (27) an eine Quelle fließfähigen Gießmaterials, um den Formhohlraum mit Gießmaterial zu füllen, das sich rund um den Einsätzen (4o, 4o') verfestigt.

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7.· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kugelsegmentoberflache auf dem Vorsprung (3o) befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

sich die Kugelsegmentoberflache (65) auf dem anderen Formteil (62) befindet und wenigstens einen Teil des Formhohlraums begrenzt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem anderen Formteil (62) mehrere mit Abstand getrennte Leitungen (67) befinden, die sich an dem einen Ende zu der Kugelsegmentoberflache (65) hin öffnen, um von den ausgesparten Enden (44) der Einsätze (4o) bedeckt zu werden, unddaß die Einrichtung zur Befestigung der Einsätze auf dieser Oberfläche (65) mit Mitteln zum Anschluß der entgegengesetzten Enden der Leitungen (67) an eine Vakuumquelle versehen ist, um die Einsätze durch Unterdruckwirkung auf der kugelförmigen Oberfläche C65) festzuhalten.

10. Vorrichtung nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung ein Stopfen (73) ist, der einen zylindrischen Schaft (71) aufweist, welcher entfernbar in einer in dem einen Formteil (61) vorhandenen Bohrung koaxial zu der Kugelsegmentoberfläche angeordnet ist, und der außerdem einen einen größeren Durchmesser aufweisenden Kopf (74) besitzt, der sich in den Formhohlraum hineinerstreckt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß

der Formhohlraum Kugelsegmentform hat, daß sich in dem anderen Formteil (62) mehrere mit Abstand getrennteLeitungen G67) befinden, die sich an dem einen Ende in den Hohlraum hineinöffnen und an ihrem anderen Ende außerhalb des Formhohlraums an eine Vakuumquelle anschließbar sind, und daß der Kopf (74) des Stopfens (73) von der benachbarten Oberfläche des einen Formteils C61) mit Abstand getrennt ist, wenn der Schaft (71)

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in der in diesem Formteil C61D befindlichen Bohrung sitzt, wodurch der Kopf in das Gießmaterial eingebettet wird, sobald sich dieses in dem Hohlraum verfestigt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (32) des Stopfens (3d) Kugelsegmentform hat und an seinem Rand an der benachbarten Oberfläche des einen Formteil s C21) anliegt, sobald der Schaft [3D des Stopfens (3o) in der Bohrung dieses einen Teils anliegt, wobei sich in dem Stopfen mehrere mit Abstand getrennte Leitungen (37) befinden, die sich an ihrem einen Ende auf dem Kopf (32) öffnen und mit ihrem anderen Ende außerhalb der Gießform (2o) mit einer Vakuumquelle verbindbar sind, und daß ein zylindrischer Körper (5o) zwischen seinen Enden in einer in dem anderen Formteil (24) befindlichen Bohrung (26) entfernbar befestigt ist, der an seinem einen Ende aus der Form (2o) herausragt und mit seinem anderen Ende in den Formhohlraum (27) koaxial zu dem Kopf (32) hineinragt, so daß dieses anders Ende des Körpers (5o) im Gießmaterial eingebettet wird, sobald dieses sich in dem Formhohlraum (27). verfestigt. ' .

13. Aufbockwerkzeug, hergestellt gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1-4 und mit der Vorrichtung nach den Ansprüchen 6-12 zur Halterung mehrerer Linsenrohlinge, die in dem Werkzeug eingekittet sind,um gleichzeitig auf einer Qberflächenbearbeitungsmaschine oder dergleichen geschliffen zu werden, mit einem gegossenen Körper, der auf dem einen Ende eine Kugelsegmentoberfläche aufweist, g&ennzeichnet durch mehrere mit Abstand getrennte Einsätze (4o, 4a'), die in dem Körper eingebettet sind und von denen jeder in der einen Stirnfläche eine kreisrunde Aussparung (44) aufweist, die sich zu der kugelförmigen Oberfläche hin öffnet und sich mit ihrer Achse durch den Krümmungsmittelpunkt (C) dieser Oberfläche erstreckt Und so angeordnet ist, daß in ihr ein Linsenrohling (B') zwecks Oberflächenbearbeitung aufgebockt werden kann,, wobei sich von

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dem anderen Ende des Körpers aus koaxialzu der Oberfläche ein Schaft (72) erstreckt, mit dem das Werkzeug (Bo) in einer Linsenoberflächenbearbeitungsmaschine befestigbar ist, wobei der Werkzeugkörper aus einem Material gegossen ist, dessen Schmelzpunkt unter demjenigen des für die Einsätze (4o') verwendeten Materials liegt.

14. Aufbockwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einsatz (4ο¹) einen kreisrunden Querschnitt hat und eine kreisrunde Aussparung (44) aufweist, die sich koaxial zum Einsatz und in seine eine Stirnseite ein Stück hineinerstreckt, und daß jeder Einsatz auf der einen Stirnseite eine kreisrunde Oberfläche (42) aufweist, die sich in einer Ebene befindet, welche rechtwinklig zur Einsatzachse liegt und die die im Einsatz (4ο¹) befindliche Aussparung (44) koaxial umgibt.

15. Aufbockwerkzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisrunde Aussparung (44) ein konisch geformtes inneres Ende (45) aufweist, und daß an jedem Einsatz (4o*) zwischen den Enden seiner kreisrunden Aussparung (44) eine Umfangsschulter (46) ausgebildet ist, die mit der konvex geformten Oberfläche eines Linsenrohlings (B¹) entlang einer kreisrunden Bahn in Berührung bringbarist, die koaxial zu der Aussparung (44) angeordnet ist und einen Radius hat, der gleich 2/3 des Radius der Aussparung (44) beträgt.

16. Aufbockwerkzeug nach einem der Ansprüche 13 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (72) Teil eines BefestigungseTementes ist, dessen übriger Teil in dem Körper des Werkzeugs (8o) eingebettet ist, und daß der Schaft aus einem Material besteht, das erheblich härter ist und einen höheren Schmelzpunkt aufweist, als das Material, aus dem der Werkzeugkörper gegossen ist.

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