DE3407615C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstückträger für eine Ma­ schine zur Bearbeitung von optischen Linsen o. dgl., be­ stehend aus zwei im wesentlichen koaxial zueinander ange­ ordneten und ineinander greifenden rotationssymmetrischen Elementen, von denen eines fest an einem Maschinenteil ge­ halten und das andere gegenüber dem fest angeordneten Ele­ ment in Axialrichtung verschiebbar und mittels einer Klemmeinrichtung festlegbar ist, wobei das eine Element an seinem einen Ende eine Aufnahme für ein zu bearbeiten­ des Werkstück und das andere Element an seinem einen Ende eine an der Rückseite des Werkstücks anliegende Stirnfläche aufweist.

Eine Schleifmaschine für optische Linse mit einem gattungs­ gemäßen Werkstückträger ist aus der US-PS 19 52 212 bekannt. Dort kann die Axialstellung des eine Linse haltenden Werk­ stückträgers so gesteuert werden, daß die Enddicke in der Mitte der Linse ohne Zwischenmessung während der Bearbeitung erhalten wird. Zur Steuerung der Axialstellung müssen dort jedoch zwei Einstellungen erfolgen und zwar zwischen dem Werkstückträger und dem Maschinenrahmen und zwischen einem Zapfen und einem diesen umgebenden Element an dem Werkstückträger selbst, was sich ungünstig auf die Ge­ nauigkeit der bearbeiteten Linsen auswirken kann. Ferner muß dort, wenn an Stelle einer konvexen Linse eine konkave Linse bearbeitet werden soll, der Werkstückträger umgebaut werden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen für konvexe und konkave Linsen universell einsetzbaren Werkstückträger zu schaffen, dessen Steuerung und Einstellung vereinfacht ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das fest angeordnete Element die an der Rückseite des Werkstücks anliegende Stirnfläche aufweist und daß das das zu bearbeitende Werkstück tragende Element das fest angeordnete Element rohr­ förmig umgibt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem fest angeordneten Element und dem verschiebbaren Element mindestens eine Feder angeordnet. Zur Begrenzung der Relativverschiebung der Elemente kann ferner eine Sperreinrichtung vorgesehen sein, welche insbesondere aus einer in eine entsprechende Aussparung an dem fest angeordneten Element eingreifenden Anschlag besteht.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Teildarstellung eines erfindungsgemäßen Werkstück­ trägers, aus welcher das Funktionsprinzip hervor­ geht,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch Werkstückträger und

Fig. 3 den Querschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 2.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist eine Maschine zur Bearbeitung von optischen Linsen einen Werkstückträger 1 auf, der längs seiner Längsachse eine Translationsbewegung, wie durch den Doppelpfeil F ₁ gezeigt ist, und eine Drehung um eine Achse 2 durchführen kann, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft, wie durch den gebogenen Doppelpfeil F ₂ angedeutet ist. Die Achse 2 ist gegenüber dem Maschinenrahmen fest angeordnet und verläuft im wesentlichen vertikal. Die Maschine weist außerdem eine Welle 3 mit horizontaler Achse auf, welche an einem Ende mit einer Schleifscheibe 4 versehen ist und welche eine Trans­ lationsverschiebung in Richtung der Längsachse, wie durch den Doppelpfeil F ₃ angedeutet ist, und eine Verschiebung in senk­ rechter Richtung zu ihrer Längsachse durchführen kann, wie durch den Doppelpfeil F ₄ angedeutet.

Der in den Fig. 2 und 3 gezeigte Werkstückträger weist ein feststehendes Element 11 mit zylindrischer Form auf, auf welchem verschiebbar ein Element 12 angeordnet ist, von dem ein Ende eine Aufnahme 13 zur Aufnahme eines Metall­ blockes oder einer Molette 9 aufweist, an welchem eine zu bearbeitende ophtalmische Linse 8 befestigt ist. Die Aufnahme 13 kann eine zylindrische oder polygonale Form aufweisen oder andere Indexierungsmittel können auf bekannte Art zwischen dem verschiebbaren Element 12 und dem Metallblock 9 vorgesehen sein, um die Winkelstel­ lung der ophtalmischen Linse 8 gegenüber der Achse des Werkstückträgers 1 zu indexieren, wenn es darum geht, eine torische Oberfläche auf der Seite 8 b der Linse auszu­ bilden.

Das Element 11 weist einen Abschnitt 11 a auf, welcher einen axialen Vorsprung im Inneren der Aufnahme 13 bildet und eine Stirnfläche 14 aufweist, die einen festen Bezugs­ punkt und eine axiale Abstützung für die bearbeitete Seite 8 a der ophtalmischen Linse 8 bildet, wie nachstehend näher er­ läutert wird. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Stirnfläche 14 eben und senkrecht zur Längsachse des Elements 11; aber diese Fläche kann auch eine andere Form aufweisen, beispiels­ weise kann sie kegelstumpfförmig sein oder die Form eines Kugelabschnitts aufweisen.

Der Werkstückträger 1 weist Federn 15 auf, die zwischen dem feststehenden Element 11 und dem verschiebbaren Element 12 angeordnet sind, um das Element 12 in eine Ausgangsstellung hin vorzuspannen, in welcher die Endfläche des Elementes 12 in Axialrichtung über die Stirnfläche 14 des Abschnitts 11 a des Elementes 11 hinaus verschoben ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, stützen sich die als schraubenförmige Druckfedern ausgebildeten Federn 15 mit ihrem einen Ende auf dem Ende des Elementes 12 gegenüber dem mit der Aufnahme 13 ver­ sehenen Ende und mit ihrem anderen Ende an einem kreisförmigen Flansch 16, welcher an einem Ab­ schnitt 11 b des Elements 11 ausgebildet ist und sich in Axialrichtung zur Außenseite des anderen Endes des Elementes 12 hin erstreckt. Vorzugsweise sind die Enden der Federn 15 in Sacklochbohrungen 17 und 18, die in dem Ende des Ele­ ments 12 ausgebildet sind und in dem ringförmigen Flansch 16 aufgenommen. Eine Sperreinrichtung ist angeordnet, um die Axialverschiebung des Elements 12 gegenüber dem Ele­ ment 11 unter Einwirkung der Federn 15 zu begrenzen und um die Ausgangsstellung zu bestimmen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann diese Sperreinrichtung beispielsweise aus einem von einer Schraube gebildeten Anschlag 19 bestehen, der in dem Element 12 angeordnet ist, in Radialrichtung nach innen vorsteht und in eine als Lang­ loch ausgebildete Aussparung 20 eingreift, welche in Längsrichtung in der zylin­ drischen Oberfläche des Elements 11 ausgebildet ist.

Der Werkstückträger 1 weist weiterhin eine Verriegelungs­ einrichtung auf, mit welcher das Element 12 gegenüber dem Element 11 in der gewünschten Stellung blockiert werden kann, wie nachstehend beschrieben wird. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, kann diese Verriegelungseinrichtung beispielsweise aus zwei Klemmbacken 21 und 22, welche an dem Element 11 angeordnet sind und welche das Element 12 einspannen, und aus einer Betätigungseinrichtung 23 bestehen, die mit den beiden Klemmbacken 21, 22 verbunden ist, um diese gegeneinander zu verschieben. Jede der beiden Klemmbacken 21 und 22 weist vorzugsweise eine in etwa halb­ kreisförmige Gestalt auf. Der Klemmbacken 21 ist fest an dem Flansch 16 des Elements 11 angeordnet, während der Klemmbacken 22 verschiebbar in Radialrichtung auf zwei Bolzen 24 befestigt ist, welche sich senkrecht zur Verbindungsebene der beiden Klemmbacken 21 und 22 beider­ seits des Elements 11 erstrecken und mit ihren Enden an dem Klemmbacken 21 befestigt sind. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, kann die Betätigungseinrichtung 23 bei­ spielsweise aus einem Pneumatikzylinder bestehen, dessen Körper 25 an dem anderen Ende der beiden Bolzen 24 be­ festigt ist und dessen Kolbenstange 26 sich auf dem Klemm­ backen 22 etwa in der Mitte der äußeren halbkreisförmigen Oberfläche abstützt. Der Pneumatikzylinder 23 ist über eine flexible Leitung 27 mit einer Druckluftquelle (nicht ge­ zeigt) verbunden.

Um die Oberflächen des Elemente 11 und des Elemente 12, welche in Gleitkontakt miteinander sind, gegen die Kühl­ flüssigkeit, die bei der Maschine zum Kühlen der Schleifscheibe 4 und der ophtalmischen Linse 8 verwendet wird, und gegen Abriebteilchen aus minera­ lischem oder organischem Glas zu schützen, die während der Bearbeitung von der Schleifscheibe 4 abgeschliffen werden, ist das Element 12 an dem der Aufnahme 13 gegenüberliegen­ den Ende mit einer ringförmigen zylindrischen Ausnehmung 28 ausgebildet, in welche ein zylindrischer Kragen 29 ein­ greift, der fest mit dem Flansch 16 verbunden ist und mit der Ausnehmung 28 eine Labyrinthdichtung bil­ det. Um deren Dichtheit noch zu verbessern und auch die aktiven Oberflächen der Klemmbacken 21 und 22 zu schützen, kann ein dichter Balg 30 zusätzlich zwischen den beiden Klemmbacken 21 und 22 einerseits und dem Element 12 ande­ rerseits angeordnet werden, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist.

Der metallische Block 9 mit der ophtalmischen Linse 8, die an dem Block 9 befestigt ist, kann zudem in der Aufnahme 13 des Elements 12 auf an sich bekannte Art, beispiels­ weise durch Unterdruck, in seiner Stellung gehalten wer­ den. Dazu weist das Element 11 einen axialen Durchgang 31 auf, welcher über eine flexible Leitung 32 mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) verbunden ist und welcher über geneigte Durchgänge 33 in die Aufnahme 13 des Elements 12 mündet.

Wenn eine sphärische oder torische Oberfläche auf der Seite 8 b der ophtalmischen Linse 8 ausgebildet werden soll, be­ festigt man auf der fertig bearbeiteten Seite 8 a dieser Linse einen metallischen Block 9, und dieser Block 9 wird dann in die Aufnahme 13 in dem Element 12 eingesteckt, wo er über Unterdruck festgehalten wird. Dazu weist der metallische Block 9 in seiner Mitte ein zylindrisches Loch 34 auf. In der vorbekannten Technik ermöglicht dieses Loch 34 die Messung der Dicke der ophtalmischen Linse 8 in der Mitte mit Hilfe einer Meßschraube. Bei dem Werk­ stückträger 1 weist der Abschnitt 11 a des Körpers 11 einen Außendurchmesser auf, der etwas geringer ist als der Innen­ durchmesser des zylindrischen Loches 34, so daß dieser Abschnitt 11 a in dem Loch 34 aufgenommen werden kann.

Nachdem der metallische Block 9 eingesteckt und in der Aufnahme 13 des Elementes 12 festgehalten wird, verschiebt der Operateur die ophtalmische Linse 8 und das Element 12 entgegen der Druckkraft der beiden Federn 19, bis der höchste Punkt S der Seite 8 a der ophtalmischen Linse 8 in Kontakt kommt mit der Stirnfläche 14 des Abschnitts 11 a des Elementes 11, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Augen­ blick betätigt der Operateur die beiden Klemmbacken 21 und 22 mit Hilfe des Pneumatikzylinders 23, um das Element 12 gegenüber dem Element 11 festzusetzen. Nach Durchführung der Bearbeitung der Seite 8 b der ophtalmischen Linse 8 regelt der Operateur die drei Abstände X, Y und Z. Wie bekannt, können die Abstände X und Y beispielsweise von einem Rechner geliefert werden als Funktion einerseits des oder der gewünschten Kurvenradien für die Seite 8 b (sphärisch oder torisch) der ophtalmischen Linse 8, und andererseits aufgrund der Form und der Abmessungen der verwendeten Schleifscheibe 4. Mit dem Werkstückträger 1 kann der Ab­ stand Z ebenfalls durch einen Rechner geliefert werden als Funktion der gewünschten Dicke e in der Mitte der opthal­ mischen Linse 8 als Funktion der Abmessungen (R und r) der Schleifscheibe 4 und als Funktion der Abstände X und Y. Tatsächlich wird, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, der Abstand Z durch nachstehende Gleichung geliefert:

Z = e + r + √X ² ± (R + Y) ²

Vorausgesetzt, daß alle Variablen e, r, R, X und Y bekannt sind, ist der Abstand Z, der erforderlich ist zur Darstellung der gewünschten Dicke e, ebenfalls bekannt und kann demnach direkt von dem Operateur gesteuert werden, ohne daß eine Abnahme der opthalmischen Linse und eine Messung der Dicke e in ihrer Mitte zwischen zwei Arbeitsstufen erforderlich ist. Wenn die Menge des Glases, die durch Schleifen entfernt werden muß, zu groß ist, um in einem einzigen Bearbeitungsschritt entfernt werden zu können, kann man zwei Bearbeitungsstufen durch­ führen. Auf jeden Fall ist es auch in letzterem Fall nicht erforderlich, die opthalmische Linse 8 abzunehmen und eine Messung der Dicke e in ihrer Mitte zwischen zwei Bearbeitungs­ stufen vorzunehmen. Es reicht tatsächlich, in einem ersten Arbeitsschritt den Abstand Z auf einen höheren Wert als den von dem Rechner gelieferten und zur Erhaltung der gewünschten Dicke e für die opthalmische Linse 8 erforderlichen Wert einzustellen, dann die erste Arbeitsstufe durchzuführen, und anschließend in einem zweiten Arbeitsschritt den Abstand Z auf den von dem Rechner gelieferten Wert einzustellen, um die gewünschte Dicke e nach dem zweiten Bearbeitungsschritt zu erhalten.

Mit dem Werkstückträger 1 wird die gewünschte Dicke e mit einer Genauigkeit im Bereich von ¹/₁₀₀ mm erhalten, wenn die gewöhnlichen zulässigen Bearbeitungstoleranzen für die Dicke e±¹/₁₀ mm betragen.

Der Werkstückträger 1 ist nicht nur bei Maschinen zur Ober­ flächenbearbeitung einsetzbar, welche manuell gesteuert werden, sondern er ist darüber hinaus insbesondere verwend­ bar bei Maschinen zur Oberflächenbehandlung mit numerischer Steuerung, die direkt mit einer Datenverarbeitungsanlage zur Berechnung und Steuerung verbunden sind.

Claims (3)

1. Werkstückträger für eine Maschine zur Bearbeitung von optischen Linsen o. dgl., bestehend aus zwei im wesentlichen koaxial zueinander angeordneten und ineinander greifenden rotationssymmetrischen Elementen, von denen eines fest an einem Maschinenteil gehalten und das andere gegen­ über dem fest angeordneten Element in Axialrichtung ver­ schiebbar und mittels einer Klemmeinrichtung festleg­ bar ist, wobei das eine Element an seinem einen Ende eine Aufnahme für ein zu bearbeitendes Werkstück und das andere Element an seinem einen Ende eine an der Rückseite des Werkstücks anliegende Stirnfläche auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß das fest angeordnete Element (11) die an der Rückseite des Werkstücks (8) anliegende Stirnfläche (14) aufweist, und daß das das zu bearbeitende Werkstück (8) tragende Element (12) das fest angeordnete Element (11) rohrförmig umgibt.

2. Werkstückträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen dem fest angeordneten Element (11) und dem verschiebbaren Element (12) mindestens eine Feder (15) angeordnet ist.

3. Werkstückträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Relativverschiebung der Elemente (11; 12) eines (12) der beiden Elemente (11; 12) einen Anschlag (19) trägt, der in eine entsprechende Aussparung (20) am anderen Element (11) eingreift.