DE2447764C3

DE2447764C3 - Maschine zum Schleifen von Dachfacetten o.dgl. an ophthalmischen Linsen

Info

Publication number: DE2447764C3
Application number: DE2447764A
Authority: DE
Inventors: Jean-Marie Brunoy Godot (Frankreich)
Original assignee: Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Current assignee: EssilorLuxottica SA
Priority date: 1973-10-09
Filing date: 1974-10-07
Publication date: 1979-05-03
Also published as: IT1020949B; FR2246356A1; FR2246356B1; DE2447764B2; GB1426999A; DE2447764A1; US3886692A; JPS5819426B2; JPS50111689A

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen von Dachfacetten o. dgl. an ophthalmischen Linsen nach Maßgabe einer synchron mit dem Werkstück umlaufenden Kopierschablone mit einem Rahmengestell, in dem ein Werkzeug und ein an der Kopierschablone anliegender Taster vorgesehen sind, die eine Linie Taster-Werkzeug definieren, und mit einer in einem gegenüber dem Rahmengestell beweglich geführten Gehäuse gelagerten Werkstückspindel, deren Achse parallel zur Linie Taster-Werkzeug verläuft, wobei das Gehäuse mit dem Rahmengestell über eine Kuppelstange gelenkig verbunden ist welche das Gehäuse derart führt, daß beim Arbeitseingriff des Werkzeugs an der incp ale OxIiTf* ριπαγ RolativKöw^rrnncr vwicnhp-n Horn

Gehäuse und dem Rahmengestell der Berührungspunkt

zwischen dem Werkzeug und der Linse im wesentlichen auf einem Kugelabschnitt einer Mittelkugei, deren

Radius gleich dem mittleren Krümmungsradius einer Linse ist, verbleibt, und deren Länge gleich dem Radius

der Mittelkugel ist, und wobei das rahmengestellseitige

Gelenk der Kuppelstange in einer im Rahmengestell

vorhandenen Führung feststellbar gelagert ist

Eine derartige Maschine beschreiben die FR-PS

ίο 13 12 689 und die DE-AS 11 92 073. Dort sind eine bzw. zwei Kuppelstangen vorgesehen, die eine einstellbare Länge haben. Dadurch kann der Radius der Mittelkugel verändert werden. Beim Einstellen der Länge der Kuppelstange(n) wird bei dieser Maschine jedoch auch die Lage der Werkstückspindel bezüglich des Werkzeugs verändert, so daß bei einer Änderung der Länge der Kuppelstangen zusätzlich die rahmengestellseitige Aufnahme für die Kuppelstangen samt diesen und dem Gehäuse der Werkstückspindel parallel zur Achse des Werkzeugs verschoben werden muß, um den Rand der zu bearbeitenden ophthalmischen Linse mit dem Werkzeug in Eingriff bringen zu können.

Dadurch wird jedoch das Einstellen der Maschine erschwert Berücksichtigt man weiterhin, daß der Radius der Mittelkugel in einem großen Bereich variabel ist so ergibt sich ferner, daß auch das Gehäuse in axialer Richtung der Werkstückspindel entsprechend weit verschiebbar sein muß und dies eine ziemlich lange Führung für das Werkstückspindelgehäuse erfordert, was aber wiederum die Größe der Maschine, deren Gewicht und deren Herstellungskosten erhöht

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Maschine so weiterzubilden, daß das Umstellen der Maschine auf ein Werkstück mit anderem

Mittelkugelradius vereinfacht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Führung so angeordnet ist, daß sie sich parallel zur Tangente im Berührungspunkt zwischen der Linse und dem Werkzeug an einen Kreis erstreckt, dessen Mittelpunkt auf der Achse liegt und dessen Radius der Länge der Kuppelstange entspricht

Das Wesentliche an dieser Lösung ist, daß dabei sowohl die Länge der Kuppelstange konstant bleibt als auch das Gehäuse keiner besonderen Geradführung in

<5 Längsrichtung der Werkzeugachse bedarf. Dies ist theoretisch an sich zwar auch bei der erfindungsgemäßen Maschine nicht zulässig, doch ist für die große Mehrzahl der in der Praxis vorkommenden Werkstücke damit aber gleichwohl eine ausreichend genaue Näherungslösung geschaffen, die es erlaubt, die Maschine mit einem einzigen Handgriff auf unterschiedliche Mittelkugelradien einzustellen.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 schematisch das Prinzip, auf dem vorbekannte Maschinen mit einer derartigen Einstellung beruhen, wobei F i g. 2 zusätzlich erläutert auf welchen Näherungen die Maschine nach der Erfindung beruht,

F i g. 2a schematisch das Prinzip, auf dem die neuartige Maschine beruht, F i g. 2b perspektivisch eine schematische Ansicht

f>5 einer erfindungsgemäßen Maschine,

F i g. 3 einen vertikalen Teilschnitt durch eine solche Maschine, F i g. 4 die Ansicht in Pfeürichtung Fvon F i g. 3 und

F i g. 5 den Schnitt V-V aus F i g. 4.

Vor der Beschreibung einer konstruktiven Ausführungsform der neuartigen Maschine wird zunächst anhand der Fi g. 1,2,2a und 2b deren Prinzip erläutert In diesen Figuren deutet eine strichpunktierte Linie die Achse 8 einer Werkstückspindel 7 an, die eine zu bearbeitende Linse 6 trägt Eine ebenfalls strichpunktierte Linie 5 verbindet den Berührungspunkt T zwischen einem in den Fig. 1, 2 und 2a als Dreieck symbolisierten und als Umfangsschleifscheibe ausgebil- w deten Werkzeug 2 und der Linse 6 einerseits und dem Berührungspunkt zwischen einer nur in Fig.2b gezeigten Kopierschablone 4, die von der Werkstückspindel 7 der Maschine getragen wird, und einem festen Taster 3, der an der Kopierschablone 4 anliegt und von einem Rahmengestell 1 der Maschine getragen wird. Die Werkstückspindel 7 mit ihrer Achse 8 ist drehbar in einem Gehäuse 9 gelagert das mit dem Rahmengestell 1 zunächst über zwei Verbindungsstangen 14 in zwei Richtungen gelenkig gekoppelt ist, die im wesentlichen parallel zu bzw. senkrecht auf der Linie 5 stehen, wobei rahmengestellseitig Kugelgelenke 15 und gehäuseseitig Drehgelenke 16 verwendet sind. Auf an sich bekannte Weise ist das Gehäuse 9 zusätzlich aber auch noch derart geführt daß beim Eindringen des Werkzeugs 2 in die Linse 6 der Berührungspunkt T ständig auf einer Kugelfläche und die Achse 8 ständig parallel zur Linie 5 bleibt Diese Kugelfläche ist als Mittelkugel bezeichnet Ihr Mittelpunkt O befindet sich auf der Achse 8, und ihr Krümmungsradius R ist gemäß Fig.2a gleich dem so mittleren Krümmungsradius der Linse 6. Die zusätzliche Führung des Gehäuses 9 wird hingegen durch eine oder mehrere Kuppelstangen 21 erreicht die mit ihrem einen Ende über ein Gelenk 23 mit dem Rahmengestell 1 und mit ihrem anderen Ende über ein Kugelgelenk 22 mit dem Gehäuse 9 verbunden sind, wobei deren Länge dem Radius R der Mittelkugel gleich ist und das Gehäuse 9 mit der Werkstückspindel 7 und der an dieser befestigten Schablone 4 und Linse 6 mittels einer Feder 17 gegen den Taster 3 und das Werkzeug 2 gezogen wird.

Unter weiterer Bezugnahme auf F i g. 1 kann man feststellen, daß beim Kantenschleifen der ophthalmischen Linse 6 mit einem Durchmesser d bzw. Radius r der Punkt Tunter Berücksichtigung der konkaven und konvexen Oberflächenkrümmung der Linse 6 auf einem Kugelabschnitt mit dem Radius R bleiben muß, dessen Mittelpunkt sich im Punkt O auf der Achse 8 befindet. Unter diesen Bedingungen beschreibt der Punkt O beim Eindringen des Werkzeugs 2 in die Linse 6 (in to Wirklichkeit steht jedoch das Werkzeug 2 fest, und die Werkstückspindel 7 mit der Linse 6 wird auf der Werkzeug 2 zubewegt) einen Kreisbogen mit dem Mittelpunkt Tund dem Radius R. Die Punkte O_n, und O_w auf diesem Kreisbogen stellen Extremlagen der Punktes y> O dar, die den möglichen Extremiagen der Werkstückspindel 7 entsprechen, die die Linse 6 trägt In den F i g. 1 und 2 ist die Achse 8 in einer Lage dargestellt, die einer mittleren Lage der Werkstückspindel 7 zwischen den beiden Extremlagen entspricht. Die beiden für die w> Werkstückspindel 7 möglichen Extremlagen entsprechen einem Mindestradius r_m bzw. einem maximalen Radius γμ, die für die Kopierschablonen 4 möglich sind. Eine entsprechende Bewegung des Punktes O kann dadurch erhalten werden, daß das Rahmengestell 1 mit tr> dem Gehäuse 9 über eine Kuppelstange 21 verbunden wird, deren Länge gleich R ist und deren Gelenke 23 und 22 am Rahmengestell ί und am Gehäuse § derart angeordnet sind, daß sie mit den Punkten O und T vier Spitzen eines verformbaren Parallelogramms bilden und das Gehäuse 9 über die Verbindungsstangen 14, deren rahmengestellseitige Gelenke 15 als Kugelgelenke ausgebildet sind, verschwenkt wird.

Unter anderen Umständen hat die abzurändernde ophthalmische Linse 6 vor dem Kantenschleifen beispielsweise einen Durchmesser dt (oder einen Radius n). Der Punkt T muß auf einer Mittelkugel bleiben, deren Mittelpunkt sich im Punkt OY der Achse 8 der Werkstückspindel 7 befindet, sowie — beispielsweise unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Linse 6 konkave und konvexe Oberflächen hat — einen Radius gleich R]. Unter diesen Bedingungen beschreibt der Punkt O\ beim Eindringen des Werkzeugs 2 in die Linse 6 einen Kreisbogen mit dem Mittelpunkt Tund dem Radius R\. Die Punkte O\_m und O\m dieses Kreisbogens entsprechen den beiden Extremlagen des Punktes Oi' für die Extremlagen der Werkstückspindel 7 wie oben definiert Hat die Linse vor dem Kantenschleifen einen Durchmesser O₂ (oder einen Radius P₂), so muß der Punkt T beispielsweise auf einer Mittelkugel bleiben, deren Mittelpunkt sich im Punkt O₂ befindet, und die einen Radius gleich R₂ hat Unter diesen Bedingungen verschiebt sich der Punkt O₂, der Achse 8 der Werkstückspindel 7 beim Eindringen des Werkzeugs 2 in die Linse 6 längs eines Kreisbogens mit dem Mittelpunkt Tund dem Radius R₂. Die Grenzen dieses Kreisbogens sind durch die Punkte O_2n, und O₂M dargestellt, die den Extremlagen des Punktes O₂' bei den Extremlagen der Werkstückspindel 7 entsprechen.

Die Erfindung beruht nun auf folgender Überlegung. Wenn man in F i g. 2 einen Kreis mit dem Mittelpunkt O und dem Radius R schlägt so schneidet dieser Kreis das Segment OM\ im Punkt Pi sowie die Verlängerung des Segments OM₂ im Punkt P₂. Schlägt man jetzt einen Kreisbogen mit dem Radius R und dem Mittelpunkt Pi, der durch den Punkt O geht, so stellt man fest, daß in den Extremlagen der Werkstückspindel 7 dieser Kreisbogen praktisch mit dem Kreisbogen Oi _mOOi _M übereinstimmt, dessen Mittelpunkt bei M\ liegt und dessen Radius gleich R\ ist Schlägt man entsprechend einen Kreisbogen mit dem Radius R und dem Mittelpunkt P₂, der durch den Punkt O geht, so stellt man fest, daß dieser Kreisbogen praktisch mit dem Kreisbogen O_2nOO₂M übereinstimmt dessen Mittelpunkt bei Af₂ liegt und dessen Radius gleich R₂ ist. Aus praktischen Gründen wird daraus abgeleitet, daß man den Radius der Mittelkugel virtuell ändern kann, ohne die Länge der Kuppelstange 21 zu ändern, nur durch Verschiebung des Gelenks 23 dieser Stange am Rahmengestell 1 auf dem Kreisbogen PiTP₂. Weil dieser Kreisbogen PiTP₂ eine kleine Winkelöffnung hat und mit Berücksichtigung derselben Annäherungen, ergibt sich, daß man das Gelenk 23 längs der Sehne Pi P₂ oder längs der Tangente an diesem Kreisbogen im Punkt T verschieben kann, anstatt das Gelenk 23 der Kuppelstange 21 an dem Rahmengestell 1 längs des Bogens Pi TP₂ zu verschieben. Zum Schluß kann man den Radius der Mitteikugel virtuell ändern, ohne die Länge der Kuppelstange 21 ändern zu müssen, durch Verschieben des Gelenks 23 der Kuppelstange 21 am Rahmengestell 1 längs eines Weges PiP₂, der sich im wesentlichen parallel zur Sehne O„,O_M des Kreisbogens O_mOOu erstreckt. Dieser Kreisbogen hat den Mittelpunkt T Sein Radius entspricht der Länge der Kuppelstange 21 und wird vom Punkt O der Achse 8 der Werkstückspindel 7 beschrieben, wenn die Werkstückspinde! 7 sich zwi-

sehen den beiden Extremlagen verschiebt.

Der Kreis mit dem Mittelpunkt O und dem Radius R ist in F i g. 2a mit K bezeichnet und die Tangente dieses Kreises im Punkt Γ mit /. in Fig. 2a erstreckt sich die Kuppelstange 21 parallel zu dem die Punkte O und T s verbindenden Radius R. Der Radius R und die Kuppelstange 21 sind gleich lang. Eine weiter unten noch näher erläuterte Führung 51 für das eine Ende der Kuppelstange ist als Kreisbogen um ein Kugelgelenk 22 der Kuppelstange 21 am Gehäuse 9 der Werkstückspin- ι ο del 7 mit dem Radius der Länge der Kuppelstange 21 (= R) ausgebildet Die Tangente der Kuppelstange 21 an der Führung 51 ist mit f'bezeichnet

In jedem Fall gilt unter der Annahme, daß R\ und R₂ der maximal bzw. minimal mögliche Wert für den '5 Radius der Mittelkugel ist, daß es genügt, das Gelenk 23 der Kuppelstange 21 am Rahmengestell 1 in der vorstehend angegebenen Richtung um eine Strecke zu verschieben, die wenigstens gleich B\ + B₂ ist. Diese Strecke ist fühlbar kleiner als die Strecke A₁ + A₂. Des weiteren genügt es, eine einzige Einstellung vorzunehmen, weil die Länge der Kuppelstange 21 konstant bleibt Die Einstellung zum Verschieben des Gelenks der Kuppelstange 21 am Rahmengestell 1 kann derart vorgenommen werden, daß das Gelenk 23 selbst verschoben wird oder daß die Betätigung in einem Punkt der Kuppelstange 21 erfolgt, der sich zwischen den beiden Gelenken 22 und 23 befindet. Im zweiten Fall ist die Gesamtverschiebung der Einstellung zum Verschieben des Gelenks 22 der Kuppelstange 21 am Gehäuse 9 vom Punkt P, zum Punkt P₂ kleiner als B₁ + B₂.

Im vorstehenden wurde zur Vereinfachung angenommen, daß die Kuppelstange 21 mit dem Segment OT übereinstimmt In der Praxis ist dies jedoch nicht immer ^J5 so. Die Kuppelstange 21 bildet vielmehr mit dem Segment OTein verformbares Parallelogramm. Um den Radius der Mittelkugel fühlbar zu verändern, muß man deshalb das Gelenk 23 der Kuppelstange 21 am Rahmengestell 1 nicht längs des Weges P_xP₂ verschieben, sondern längs eines Weges (Kreisbogen, Sehne oder Tangente), der sich durch Übersetzung des Weges P₁P₂ ableitet, wobei der Weg im wesentlichen parallel zur Sehne O_mO_M bleibt

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Maschine unter Bezugnahme auf die Fig.3 bis 5 beschrieben. Die Maschine besteht im wesentlichen aus dem Rahmengestell 1, der Werkstückspindel 7, die die Linse 6 trägt, und dem Gehäuse 9, das bezüglich des Rahmengestells 1 einerseits über ein Paar Verbindungs-Stangen 14 verbunden und geführt ist In F i g. 3 ist nur eine der Verbindungsstangen 14 gezeigt Diese sind jeweils am Rahmengestell 1 mittels eines Kugelgelenks 15 und am Gehäuse 9 mittels eines Drehgelenks 16 verbunden. Die weitere Führung des Gehäuses 9 erfolgt über die Kuppelstange 21, die am Gehäuse 9 über ein Kugelgelenk 22 und am Rahmengestell über ein Gelenk 23 angreift

Die Länge der Kuppelstange 21, d. h„ der Abstand zwischen der Achse 28 des Gelenks 23 und der Achse 32 des Kugelgelenks 22 ist konstant und wird so gewählt, daß sie dem Radius R einer Mittelkugel entspricht, deren Radius einen mittleren Wert hat Beispielsweise kann man für R den Wert des Radius der sogenannten Kugel »Basis 6« wählen, der 8831 mm beträgt

Vorstehend wurde gezeigt daß man das Gelenk 23 der Kuppelstange 21 am Rahmengestell 1 versetzen

65 kann, um den Radius R der Mittelkugel fühlbar zi verändern. Hierzu ist die Achse 28 in der bogenföimi gen Führung 51 geführt die als Schlitz in einei Gleitplatte 35 ausgebildet ist, die mittels eines Handgriffs 37 betätigbar ist Wie insbesondere aus Fig.4 hervorgeht, erstreckt sich die Führung 5J längs eines Kreisbogens mit dem Radius R, dessen Mittelpunkt auf einem Lagerzapfen 39a (F i g. 5) einer Gabel 39 liegt. Die Hauptrichtung der Führung 51 ist des weiteren wie bezüglich F i g. 2 erläutert ausgerichtet.

Die Achse 28 kann in der Führung 51 mittels eines Hebels 52 versetzt werden. Der Hebel 52 besteht aus einem Arm 53, der drehbar um den Lagerzapfen 39a gelagert ist und der ein Loch hat, durch das die Achse 28 paßt. Ein Kopf 28a der Achse 28 ist verbreitert und überragt den Arm 53. Er hat eine konische Bohrung 54. Der Arm 53 trägt des weiteren beiderseits der Bohrung 54 der Achse 28 zwei Lagerböcke 55 und 56 für eine Welle 57. Die Welle 57 hat in Längsrichtung gesehen einen Gewindeteil 57a, der in eine in dem Lagerbock 56 vorhandene Gewindebohrung geschraubt ist sowie einen konischen Teil 576, dessen Form derjenigen der Bohrung 54 entspricht Der konische Teil 57 b ist in die Bohrung 54 eingesetzt. An dem Ende, das demjenigen Ende entgegengesetzt ist, in dem der Lagerbock 55 montiert ist, trägt die Welle 57 einen Bedienungsknopf 58, mit dem der Lagerbock 56 von Hand in die Gewindebohrung hinein- oder herausgeschraubt werden kann. Beim Schrauben der Welle 57 in den Lagerbock 56 bewirkt die Anlage des konischen Teils 57b in der konischen Bohrung 54, daß der Kopf 28a gegen die obere Oberseite des Arms 53 gedrückt wird, wodurch die Teile fest aneinander gepreßt werden, um den Arm 53 an der Gleitplatte 35 zu befestigen. Gleichzeitig wird die Achse 28 in der Lage festgelegt, die ihr vorher in der bogenförmigen Führung 51 gegeben worden ist. Um die Lage der Achse 28 in der Führung 51 zu ändern, genügt es, die Welle 57 mittels des Bedienungsknopfes 58 herauszuschrauben und den Arm 53 um den Lagerzapfen 39a zu drehen, wobei auf den Bedienungsknopf 58 in einem oder anderem Sinn eingewirkt wird, der durch den Doppelpfeil 59 angedeutet ist Nachdem die Achse 28 in die neue gewünschte Position gebracht ist, muß man lediglich die Welle 57 mittels des Bedienungsknopfes 58 einschrauben, um den Arm 53 an der Gleitplatte 35 festzulegen. Eine Führung 61, die an einer Platte 26 befestigt ist hat einen Führungsschlitz 61a. Die Platte 61 führt die Bewegungen der Welle 58 im Sinne des Doppelpfeils 59. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig.2 erläutert wurde, kann die Führung 51 auch gerade ausgebildet sein, wobei sie insgesamt dieselbe Richtung hat wie die Bogenform, die in Fig.4 gezeigt ist Die Bohrung des Arms 53, durch die sich die Achse 28 erstreckt muß dann jedoch als Langloch ausgebildet sein, um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß alle Punkte des die Führung 51 bildenden Schlitzes dann nicht mehr denselben Abstand von der Achse des Lagerzapfens 39a haben, um den sich der Arm 53 dreht Das Kugelgelenk 22 ermöglicht bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel eine dreidimensionale Bewegung des Gehäuses 9. An Stelle des Kugelgelenks 22 kann aber auch, wie in der DE-AS 11 92 073 oder in der FR-PS 13 12 689 beschrieben, eine Schwenkachse vorgesehen sein, die eine Bewegung des Gehäuses 9 in einer Ebene gestattet

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Maschine zum Schleifen von Dachfacetten o. dgl. an ophthalmischen Linsen nach Maßgabe einer synchron mit dem Werkstück umlaufenden Kopierschablone mit einem Rahmengestell, in dem ein Werkzeug und ein an der Kopierschablone anliegender Taster vorgesehen sind, die eine Linie Taster-Werkzeug definieren, und mit einer in einem gegenüber dem Rahmengestell beweglich geführten Gehäuse gelagerten Werkstückspindel, der^n Achse parallel zur Linie Taster-Werkzeug verläuft, wobei das Gehäuse mit dem Rahmengestell über eine Kuppelstange gelenkig verbunden ist, welche das Gehäuse derart führt, daß beim Arbeitseingriff des Werkzeugs an der Linse als Folfe einer Relativbewegung zwischen dem Gehäuse und dem Rahmengestell der Berührungspunkt zwischen dem Werkzeug und der Linse im wesentlichen auf einem Kugelabschnitt einer Mittelkugel, deren Radius gleich dem mittleren Krümmungsradius einer Linse ist, verbleibt, und deren Länge gleich dem Radius der Mittelkugel ist, und wobei das rahmengestellseitige Gelenk der Kuppelstange in einer im Rahmengestell vorhandenen Führung feststellbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (51) so angeordnet ist, daß sie sich parallel zur Tangente (t) im Berührungspunkt (T) zwischen der Linse (6) und dem Werkzeug (2) an einen Kreis (K) erstreckt, dessen Mittelpunkt (O) auf der Achse (8) liegt und dessen Radius (R) der Länge der Kuppelstange (21) entspricht.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung(51)geradlinig verläuft

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (Sl) kreisbogenförmig verläuft

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der kreisbogenförmigen Führung gleich der Länge der Kuppelstange (21) ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des rahmengestellseitigen Gelenks (23) in der Führung (51) die Achse (28) des Gelenks (23) verlängert und in der Führung (51) verschiebbar ist.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Mittelkugel gleich dem mittleren Krümmungsradius einer Linse von mittlerer Brechkraft ist.