DE3934180A1 - Haltevorrichtung fuer die halterung eines zu schleifenden optischen elements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Haltevorrichtungen dieser Art sind in der Japanischen Offenlegungs­ schrift 1 21 862/1986 und in dem Japanischen Gebrauchsmuster 37 627/1987 beschrieben.

Bei der in der Japanischen Patentanmeldung 1 21 862/1986 beschriebenen Vorrichtung handelt es sich um eine solche, wie sie in der Fig. 21 dargestellt ist. Sie enthält eine Schleifscheibe 201, welche eine Linse 203 schleift, während sie sich schwankend dreht, sowie eine Schleifhalterung 202, die so angeordnet ist, daß ihre radiale Ebene rechtwinklig zur Mittelachse der Schleifscheibe 201 steht. Die Linse 203 wird mittels der Schleifscheibe 201 geschliffen, indem sie mittels der Schleifhalterung 202 gegen die Schleif­ scheibe 201 gedrückt wird. Bei der bekannten Vorrichtung ist ein elastisches Element 204 am Ende der Schleifhalterung 202 befestigt, das der Linse 203 gegenüberliegt. Hierbei ist die Schleifhalterung 202 mit einer Haltespindel 205 verbunden, die ihrerseits in eine Haltewelle 206 eingefügt ist, um einen Druck elastisch auf die zu schleifende Linse 203 auszuüben, die sich zwischen der Schleifscheibe 201 und der Schleifhalterung 202 befindet. Mit der Bezugszahl 207 sind Lager bezeichnet, welche die Haltespindel 205 tragen, die sich um ihre Längsachse dreht. Mit der Bezugszahl 208 ist eine Spindel bezeichnet, die mit der Schleifscheibe 201 verbunden ist.

Ein wesentliches Merkmal der bekannten Schleifvorrichtung besteht darin, daß die Schleifhalterung 202, die am Ende ein elastisches Element 204 aufweist, an die Haltespindel 205 angepaßt ist, welche ihrerseits in die Haltewelle 206 eingefügt ist.

Bei der Vorrichtung, die in dem Japanischen Gebrauchsmuster 37 627/1987 beschrieben ist, ist eine Linsenhalterung vorgesehen, wie sie in einer Ein­ richtung gemäß Fig. 22 verwendet werden kann. Hierbei ist eine Schleif­ scheibe 210 vorgesehen, die um die Längsachse der Vorrichtung rotiert, wie es durch einen Pfeil angedeutet ist, der sich am unteren Ende der Figur befindet. Eine Welle 211, welche die Linse bewegt, ist so angeordnet, daß sie in die horizontale Richtung wandert, während sie auf die Oberfläche der Schleifscheibe 210 drückt und dabei ihre Längsachse stets senkrecht zur Oberfläche der Schleifscheibe 210 ausrichtet. Diese Linsenhalterung weist ein nach unten gerichtetes Topfelement 212 auf, das mit einem Ende der die Linse bewegenden Welle 211 verbunden ist und um deren Achse rotiert. Eine Linsenhalterung 214 ist so in das Element 212 eingepaßt, daß sie wieder herausgenommen werden kann. Sie steht über ein elastisches Element 213 mit einer Kante des offenen Endes des Elements 212 in Ver­ bindung und kann um kleine Winkel relativ zum Element 212 gekippt werden. Eine Aussparung 216 ist am unteren Ende der Linsenhalterung 214 vor­ gesehen und erstreckt sich radial nach innen zur Kante des offenen Endes des Elements 212. Sie dient dazu, eine Linse 215 sicher aufzunehmen, während sie das Moment reduziert, das sich aufgrund einer horizontalen Bewegung ergibt. Außerdem dreht sie die Linse 215. Eine Bohrung 217 ist in der Linsenhalterung 214 vorgesehen, um die Aussparung 216 mit einem Raum zu verbinden, der durch das nach unten gerichtete topfförmige Element 212 definiert wird. Eine weitere Bohrung 218 stellt eine Verbindung zwischen dem Raum in dem nach unten gerichteten Topf 212 und einer nicht dar­ gestellten Vakuumpumpe her, um die Linsenhalterung 214 und damit die Linse 216 in das topfförmige Element 212 hineinzuziehen.

Mit dieser bekannten Linsenhalterung ist es möglich, eine Linse von ge­ ringem Durchmesser und großer Dicke mit großer Genauigkeit herzustellen. Sie erleichtert außerdem den Austausch von Linsen sowie eine Änderung der Linsengröße.

Einige Probleme können indessen mit den bekannten Vorrichtungen nicht gelöst werden. So hat die in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift 1 21 862/1986 beschriebene Vorrichtung keinen Mechanismus, mit dem die radiale Bewegung der Linse 203 eingeschränkt werden könnte. Hierdurch wird die Linse 203 beim Schleifen mit einem festen Abriebschleifstein oder dergleichen aufgrund des Schleifwiderstands in die radiale Richtung gezogen, so daß die Linsenachse um einen beachtlichen Betrag ausgelenkt werden kann.

Im Gegensatz hierzu und in Übereinstimmung mit der Japanischen Gebrauchs­ musteroffenlegungsschrift 37 627/1987 wird die radiale Bewegung der Linse 215 durch die Linsenhalterung 214 begrenzt. Da jedoch diese Linsenhalterung 214 über den elastischen Ring 213 aufgrund des Vakuums in das nach unten gerichtete Topfelement 212 angezogen wird, wird der gesamte Linsen­ halter 214 wegen des Schleifwiderstands, der beim Schleifen auftritt, ebenso wie bei dem Gegenstand der Japanischen Patentoffenlegungsschrift 1 21 862/ 1986 in die radiale Richtung gezogen. Dies hat die Nachteile zur Folge, daß sich die Achse der Linse 215 verschiebt und daß der elastische Ring 213 über seinen ganzen Umfang so stark zusammengedrückt wird, daß eine befriedigende Relaxation der elastischen Kräfte verhindert wird.

Bei beiden bekannten Vorrichtungen tritt u. a. das schwerwiegende Problem auf, daß die Linse während des Schleifens so stark vibriert, daß der Schleif­ vorgang nicht mehr fortgesetzt werden kann oder daß die Präzision der geschliffenen Oberfläche zerstört und eine Anzahl ungenügender Produkte hergestellt werden kann.

Herkömmliche Linsen, die unabhängig voneinander geschliffen werden können, wurden zumeist dem nichtblockierenden Schleifen unterworfen. Hierunter versteht man ein Verfahren, bei dem ein Gegenstand geschliffen wird, während er in einer Halterung ohne Klebemittel gehalten wird. Ein typischer Vertreter dieser Art ist in der Fig. 20 gezeigt. In dieser Figur ist eine Halterung 142 dargestellt, die den Körper einer Haltevorrichtung 141 bildet; sie ist mit einer Ausnehmung versehen, die eine Aufnahmefläche 143 auf­ weist, die mit einem Aufnahmeelement 144 aus elastischem Material, z. B. Gummi oder dergleichen, bedeckt ist. Eine Linse 145 als zu schleifendes Objekt ist in die Ausnehmung eingepaßt, wobei das Aufnahmeelement 144 zwischen der Linse 145 und der Aufnahmefläche 143 liegt. Mit dieser An­ ordnung ist ein nicht-blockierendes Schleifen möglich, ohne daß das äußere Erscheinungsbild oder die Qualität der Aufnahmefläche 146 der relativ dicken Linse 145 negativ beeinträchtigt wird.

Wird eine solche herkömmliche Haltevorrichtung in einer Schleifvorrichtung verwendet, so wird indessen der Gesamtbereich des elastischen Aufnahme­ elements 144 eingeschlossen und in einer Lage zwischen der Halterung 142 und der Linse gehalten, weil während des Schleifens der Linse 145 ein Druck auf diese ausgeübt wird. Als Folge hiervon erhält man keine hin­ reichende Entspannung der elastischen Kräfte, d. h. das elastische Element wird deformiert. Verzerrte Newton-Interferenzstreifen, die durch den Ein­ fluß der Änderung in der Stärke des Schleifdrucks entstehen können, z. B. durch eine außergewöhnliche Zunahme des Randdrucks oder des zentralen Drucks, werden in dicken Linsen nicht hervorgerufen. Wenn jedoch eine zu schleifende Linse eine besondere Konfiguration hat, werden Änderungen des Schleifdrucks durch nichtgleichförmige elastische Kräfte verursacht. Dies hat zur Folge, daß die Linse deformiert wird und unerwünschte Newton- Ringe entstehen, so daß man keine Grundfläche von hoher Genauigkeit erhält.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung zum Halten eines zu schleifenden optischen Elements zu schaffen, die das optische Element hält und gleichzeitig dessen Deformation selbst während hoher Schleifdrücke verhindert, ohne daß das äußere Erscheinungsbild oder die Qualität der Aufnahmefläche des zu schleifenden Elements negativ beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß die Linse während des Schleifens nicht in Vibration gerät, so daß Linsen mit hoher Oberflächenqualität hergestellt werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Haltebasis, die in einer Haltevorrichtung für die Halterung eines zu schleifenden optischen Elements dient;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 8 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht, welche das Prinzip von der siebten bis zehnten Ausführungsform zeigt;

Fig. 9 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße siebte Ausführungs­ form;

Fig. 10 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße achte Ausführungs­ form;

Fig. 11a einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße neunte Ausführungs­ form;

Fig. 11b eine vergrößerte Darstellung eines wesentlichen Bereichs der Fig. 11a;

Fig. 12a einen Querschnitt durch die eine Hälfte einer zehnten Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 12b einen seitlichen Querschnitt der zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 13a und b Querschnitts-Seitenansichten von Abwandlungen der zehnten Ausführungsform;

Fig. 14 eine schematische Ansicht, welche das Prinzip einer Haltevor­ richtung für ein zu schleifendes optisches Element zeigt;

Fig. 15 eine schematische Ansicht, welche das Prinzip einer weiteren Haltevorrichtung für ein optisches Element zeigt;

Fig. 16a einen Längsschnitt durch eine elfte erfindungsgemäße Ausfüh­ rungsform einer Haltevorrichtung für ein zu schleifendes opti­ sches Element;

Fig. 16b einen Längsschnitt durch eine Abwandlung der elften Ausführungs­ form gemäß Fig. 16a;

Fig. 17a einen Längsschnitt durch eine zwölfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 17b einen Längsschnitt durch eine Abwandlung der zwölften Ausfüh­ rungsform gemäß Fig. 17a;

Fig. 18 einen Längsschnitt durch eine dreizehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;

Fig. 19 bis 22 Darstellungen des Standes der Technik.

In der Fig. 1 ist eine Haltevorrichtung A dargestellt, in welcher eine linsen­ aufnehmende Fläche 6 a einer Linse 6 durch ein Halteelement B gehalten wird. Während des Schleifens der Linse wird die Linsenaufnahmefläche 6 a der Linse 6 einem gleichmäßigen Druck durch das Halteelement B aus­ gesetzt. Dementsprechend verändert sich die Elastizität des Halteelements B in radialer Richtung der Linse 6.

Spezielle Ausführungen, die auf diesem Prinzip beruhen, werden im folgenden beschrieben.

In der Fig. 2 ist die geschnittene Seitenansicht einer Haltebasis gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei besitzt die Haltebasis 4 eine obere Endfläche, die in einer Draufsicht kreisförmig und in einer Seitenansicht flach ist. Eine konische Aussparung 8 ist im oberen Bereich und im Zentrum der Haltebasis 4 vorgesehen. Diese konische Aus­ sparung 8 ist mit einem nicht gezeigten aufrechten Antrieb verbunden und mit dem sphärischen Endbereich 7 eines stabförmigen Koppelelements 1 gekoppelt. Im unteren Endbereich dieser Haltebasis 4 ist eine Ausnehmung 10 definiert, wobei drei Stufen 11, 12 und 13 konzentrisch in dieser Aus­ nehmung vom Zentrum bis zum Randbereich in der Weise vorgesehen sind, daß alle drei Stufen dieselbe Höhe in Richtung der Längsachse der Vorrich­ tung besitzen.

In die Umfangswände der Stufen 11 und 12 sind elastische Elemente 5′ und 5′′ eingepaßt. Diese elastischen Elemente 5′ und 5′′ sind ringförmig ausgebildet und weisen eine Dicke auf, die geringfügig größer ist als die Höhe der Umfangswand der jeweiligen Stufe. Die ringförmigen elastischen Stufen 5′ und 5′′ sind beispielsweise aus Gummi oder Kunststoff hergestellt.

Die Oberfläche einer zu schleifenden Linse 6 wird in präzisem Kontakt mit den unteren Oberflächenbereichen der jeweiligen elastischen Elemente 5′ und 5′′ gehalten, wobei der innere Umfang der Haltebasis 4 die Ausnehmung 10 definiert.

Ein Fluideingang 15 ist im Zentrum der Haltebasis 4 vorgesehen, so daß ein Fluid durchströmen kann. Eine Lüftungsbohrung 14, die mit einer nicht dargestellten Fluidzuführung verbunden ist, um ein Fluid wie z. B. Luft zuzuführen, erstreckt sich durch den sphärischen Endbereich 7, der mit der Haltebasis 4 und dem Koppelelement 1 verbunden ist, entlang der Längs­ achse der Vorrichtung.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird die zu schleifende Linse 6 sowohl durch die elastischen Elemente 5′ und 5′′ als auch durch den unteren Endbereich der Haltebasis 4 gehalten, der die Ausnehmung 10 definiert. Hierbei ist ein Luftzwischenraum 16 als Druckkammer zwischen der Stufe 11 und der Linse 6 vorgesehen. Ein weiterer Luftzwischenraum 17 als Druckkammer befindet sich zwischen der Stufe 12 und der Linse 6. Schließlich ist noch ein dritter Luftzwischenraum 18 zwischen der Stufe 13 und der Linse 6 vorgesehen.

Eine ebene Sicherungsscheibe 2 ist auf der oberen Endfläche der Haltebasis 4 angeordnet, und zwar an einer Stelle, wo sie die Drehung des Endbereichs 7 des Koppelelements 1 nicht behindert. Diese Sicherungsscheibe 2 dient dazu, den Endbereich 7 daran zu hindern, daß er aus der konischen Aus­ sparung 8 in den oberen Endbereich der Haltebasis 4 gelangt. Eine Staub­ dichtung 19 ist vorgesehen, um den Raum zwischen der Sicherungsscheibe 2 und der gegenüberliegenden Oberfläche des Koppelelements 1 abzudecken.

Im folgenden wird die Wirkungsweise dieser Ausführungsform beschrieben.

Die Haltebasis 4 ist an einem nicht dargestellten unteren scheibenförmigen Träger angeordnet und ein nicht dargestellter Antrieb wird eingeschaltet, um die Haltebasis 4 um ihre Achse zu drehen.

Zur selben Zeit, wenn die Haltebasis 4 sich zu drehen beginnt, wird die nicht dargestellte Fluidzuführung, die mit der Lüftungsbohrung 14 in Ver­ bindung steht, aktiviert. Das Fluid, das durch die Fluidzuführung herangeführt wird, wird durch den Fluideingang 15 der Haltebasis 4 in die Luft- oder Druckkammer 16 gegeben, die sich zwischen der Haltebasis 4 und der zu schleifenden Linse 6 befindet. Das eingeführte Fluid übt einen Druck auf eine Oberfläche 6 a der zu schleifenden Linse aus, bei der es sich um die linsenseitige Empfangsoberfläche handelt. Auf diese Weise wird der Fluid­ druck auf denjenigen Bereich der linsenseitigen Empfangsoberfläche 6 a ausgeübt, der sich um die optische Achse herum befindet - die z-Achse ist in der Fig. 2 nicht gezeigt - und der leicht deformiert werden kann, und zwar derart, daß die Deformation der Linse 6 ein Minimum wird. Auf diese Weise wird die Linse 6 ohne Deformation mit hoher Präzision ge­ schliffen.

Gemäß dieser ersten Ausführungsform und ihrer Wirkungsweise wird der begrenzte Bereich der Linse 6, der sich um die optische Achse herum befindet, gedrückt, so daß die Linse 6 unter einem gemittelten Druck ohne Deformation geschliffen wird. Dies bedeutet, daß es möglich ist, ein optisches Element von hoher Qualität und Präzision herzustellen.

In der Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform einer Haltebasis in einem Längsschnitt gezeigt. Es sind hierbei dieselben Bezugszahlen wie in der Fig. 2 verwendet, um gleiche Bauelemente gleich zu bezeichnen. Auf die erneute Beschreibung dieser Bauelemente wird verzichtet.

Die Haltebasis 4 gemäß Fig. 3 besitzt eine obere Endfläche, die in der Draufsicht kreisförmig und in der Seitenansicht eben ist. In dem oberen Bereich der Haltebasis 4 und in deren Zentrum befindet sich eine konische Aussparung 8. Diese konische Aussparung 8 ist mit einem nicht dargestellten aufrechten Antrieb verbunden und mit einem sphärischen Endbereich 7 des Koppelelements 1 gekoppelt. Im unteren Endbereich der Haltebasis 4 ist eine Aussparung 10 vorgesehen, die drei konzentrische Stufen 11, 12 und 13 von der Zentralachse bis zur Peripherie aufweist. Alle diese Stufen haben, bezogen auf die Längsachse der Vorrichtung, die gleiche Höhe.

In die Umfangswände der Stufen 11 und 12 sind elastische Elemente 5′ und 5′′ eingelassen. Beide Elemente 5′, 5′′ sind ringförmig ausgebildet und weisen eine Dicke auf, die geringfügig größer ist als die Höhe der Wand der jeweiligen Stufe.

Die Oberfläche der zu schleifenden Linse 6 wird in präzisem Kontakt mit den unteren Oberflächenbereichen der jeweiligen elastischen Elemente 5′ und 5′′ und der inneren Peripherie der Haltebasis 4 gehalten, welche die Ausnehmung 10 definiert.

Ein Luftzwischenraum 16 ist als Druckkammer hermetisch zwischen dem elastischen Element 5′ und der Linse 6 eingeschlossen. Eine Sicherungs­ scheibe 2 befindet sich auf der oberen Endfläche der Haltebasis 4 an einer Stelle oberhalb des Endbereichs 7 des Koppelelements 1. Das nächste Ende des Koppelelements 1, d. h. der obere Bereich des in der Fig. 3 dargestellten Koppelelements 1, ist mit einer säulenförmigen oberen Welle 20 verbunden, die ihrerseits mit einem nicht dargestellten Antrieb in Verbindung steht.

Eine Belüftungsbohrung 21 erstreckt sich durch die obere Welle 20 entlang der Zentralachse dieser Welle 20, während sich ein Fluiddurchlaß 21′ durch das Koppelelement 1 entlang der Welle 20 erstreckt. Ein Belüftungseingang 15 ist im Zentrum der Haltebasis 4 vorgesehen. Die Belüftungsbohrung 21 und die Haltebasis 4 sind mittels einer flexiblen Röhre 22 miteinander verbunden, die sich durch den Fluiddurchlaß 21′ und den Belüftungseingang 15 erstreckt. Das obere Ende der flexiblen Röhre 22 ist also mit einem Verbindungselement 23 gekoppelt, das an einem Ende des Fluiddurchlasses 21 der oberen Welle 20 befestigt ist, während das untere Ende der flexiblen Röhre 22 über eine Drehverbindung 24 mit der Haltebasis 4 verbunden ist, die sich um die z-Achse der Haltebasis 4 dreht, so daß während des Schleif­ vorgangs eine Evakuierung ermöglicht wird.

Der erwähnte Fluiddurchlaß 21 kommuniziert mit der Druckkammer 16, die im zentralen Bereich des unteren Endes der Haltebasis definiert ist.

Ein Fluiddurchlaß 25 erstreckt sich entlang der Längsachse der oberen Welle 20 und kommuniziert mit dem Luftzwischenraum um die äußere Peripherie der flexiblen Röhre 22. Dieser Luftzwischenraum kommuniziert seinerseits über Fluidbohrungen 15′ in der Haltebasis 4 mit der Druck­ kammer 17, die sich um die Druckkammer 16 herum an der unteren End­ fläche der Haltebasis 4 befindet.

Bei der zweiten Ausführungsform können verschiedene Fluide in die Druck­ kammern 16 und 17 der Haltebasis 4 eingegeben werden. Dies bedeutet, daß durch den Fluiddurchlaß 21 der oberen Welle 20 ein erster Kanal gebildet wird, daß die flexible Röhre 22 entlang der Längsachse des Koppel­ elements 1 angeordnet ist, daß die drehbare Verbindung 24 an der Halte­ basis 4 vorgesehen ist und daß der erste Kanal mit der Druckkammer 16 kommuniziert. Ein zweiter Kanal wird durch den Fluiddurchlaß 25 gebildet, der um den Fluiddurchlaß 21 in der oberen Welle 20 vorgesehen ist, sowie durch einen Fluiddurchlaß 21′ um die flexible Röhre 22 im Koppelelement 1, durch einen Fluideinlaß 15 in der Haltebasis 4 und mehrere Fluid­ bohrungen 15′, die von dem Fluideinlaß 15 an der Stelle der Drehverbindung 24 abgehen. Hierbei kommuniziert der zweite Kanal mit der Druckkammer 17, die durch die obere Endfläche der Haltebasis 4 definiert ist. Demzufolge können verschiedene Fluiddrücke auf die jeweiligen Druckkammern 16 und 17 über die zugeordneten Kanäle gegeben werden.

Da bei dieser Ausführungsform verschiedene Größen der Drücke auf die jeweiligen Druckkammern gegeben werden können, kann die Deformation einer Linse während des Schleifvorgangs mit weitaus höherer Genauigkeit verhindert werden, wobei sogar noch eine höhere Schleifpräzision erreicht wird.

In der Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung einer Haltebasis gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In dieser Figur werden wieder die­ selben Bezugszahlen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet, wenn sie die gleichen Bauelemente bezeichnen. Wie dargestellt, weist eine Halte­ basis 4 in ihrem oberen Bereich eine konusförmige Ausnehmung 8 auf, wobei diese konusförmige Ausnehmung 8 mit einem sphärischen Endbereich 7 eines Koppelelements 1 in Verbindung steht. Eine Sicherungsscheibe 2 ist an der oberen Endfläche der Haltebasis 4 befestigt, so daß der Endbereich 7 frei rotieren kann, ohne daß er aus der konusförmigen Aussparung 8 herausspringt.

Eine Ausnehmung 10 ist am unteren Endbereich der Haltebasis 4 vorgesehen, um ein elastisches Element aufzunehmen, dessen Dicke sich in radialer Richtung der zu schleifenden Linse verändert. Die untere Endfläche des elastischen Elements 5 steht in engem Kontakt mit der Linse 6, so daß eine linsenseitige Aufnahmefläche 6 a der Linse 6 definiert wird. Anders ausgedrückt: Die Haltebasis 4 hält die Linse 6 mittels des elastischen Elements 5.

Es versteht sich, daß die Linse auch eine andere als die dargestellte Form haben kann. Es können Linsen mit konvexen, einander gegenüberliegenden Oberflächen oder mit konkaven, einander gegenüberliegenden Oberflächen oder dergleichen geschliffen werden. Es wird dann lediglich die radiale Verteilung der Dicke des elastischen Elements 5 entsprechend der jeweiligen Linsenform verändert. Gemäß der dritten Ausführungsform wird die Dicke hc des Bereichs des elastischen Elements 5, der einem hohen Schleifdruck ausgesetzt ist, klein gemacht, während die Dicke h _o desjenigen Bereichs, der einem kleinen Schleifdruck ausgesetzt ist, groß gewählt wird.

Die Verschiebung des elastischen Elements 5, die bei der dritten Ausfüh­ rungsform durch den Schleifdruck entlang der z-Achse, d. h. der zentralen Achse, auftritt, kann gleichmäßig von der zentralen Achse zur Linsen­ peripherie verteilt werden. Somit wird die Deformation der Linse 6 während des Schleifvorgangs auf ein erträgliches Maß reduziert, was eine weitere Verbesserung der Schleifgenauigkeit mit sich bringt.

Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine Haltebasis gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

ln dieser Figur werden wieder dieselben Bezugszahlen für die gleichen Bau­ elemente wie in den vorangegangenen Figuren verwendet. Wie dargestellt, weist eine Haltebasis 4 in ihrem oberen Bereich eine konusförmige Aus­ nehmung 8 auf, wobei diese Ausnehmung 8 mit einem sphärischen Endbereich 7 eines Koppelelements 1 in Verbindung steht. Eine Sicherungsscheibe 2 ist auf der oberen Endfläche der Haltebasis 4 angeordnet, damit der Endbereich 7 frei rotieren kann und damit dieser Endbereich 7 nicht aus der konus­ förmigen Aussparung 8 herausspringt. Eine scheibenförmige Öffnung 10, die so geformt ist wie die zu schleifende Linse 6, ist am unteren Ende der Haltebasis 4 vorgesehen.

Ein elastisches Element 5, das teilweise unterschiedliche Elastizitäten auf­ weist, die sich bezüglich Härte, Elastizitätsmodul und dergleichen unter­ scheiden, und das der Oberflächenform der Linse 6 angepaßt ist, ist in die scheibenförmige Öffnung 10 eingepaßt. Dies heißt, daß das elastische Element 5 aus mindestens zwei verschiedenen Arten von elastischen Elementen be­ steht, die konzentrisch in Bezug auf die zentrale Achse angeordnet sind. Bei dem in der Fig. 5 dargestellten elastischen Element 5 sind beispiels­ weise die elastischen Elemente 5 a, 5 b und 5 c miteinander kombiniert, weil die zu schleifende Linse 6 eine Meniskuslinse von der Art ist, die während des Schleifvorgangs die schwerwiegendsten Deformationen erleidet. Durch diese Kombination nimmt die Elastizität vom Zentrum bis zur Peripherie der Linse 6 in drei Stufen ab.

Es versteht sich auch hier wieder, daß die zu schleifende Linse 6 jede Art von Linse sein kann, mit konkaven oder konvexen gegenüberliegenden Flächen. Die radiale Kombination der elastischen Teile in dem elastischen Element 5 wird hierbei an die jeweilige Konfiguration der Linse angepaßt.

Mit der vierten Ausführungsform wird somit die Elastizität der elastischen Teile des elastischen Elements 5, die einem großen Schleifdruck ausgesetzt sind, klein gemacht, während die Elastizität der elastischen Teile, die einem geringen Schleifdruck ausgesetzt sind, groß gewählt wird.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann die Verschiebung der elastischen Elemente 5 a, 5 b und 5 c entlang der z-Achse, die durch einen Schleifdruck, der auf die zu schleifende Linse zu übertragen ist, bewirkt wird, von der Achse bis zur Peripherie der Linse 6 vergleichmäßigt werden. Demgemäß kann die Deformation der Linse 6 während des Schleifens auf ein erträg­ liches Maß herabgesetzt werden, so daß die Schleifgenauigkeit weiter ver­ bessert wird.

Die Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Haltebasis im Schnitt. Die verwendeten Bezugszahlen sind wieder dieselben wie in den voran­ gegangenen Figuren, sofern die gleichen Bauelemente bezeichnet werden.

Die Haltebasis 4 gemäß Fig. 6 weist in ihrem unteren Bereich eine konus­ förmige Aussparung 8 auf, die mit einem sphärischen Endbereich 7 eines Koppelelements 1 in Verbindung steht. Eine Sicherungsscheibe 2 ist auf der oberen Endfläche der Haltebasis 4 angeordnet, so daß der Endbereich 7 frei rotieren kann, ohne daß er aus der konusförmigen Aussparung 8 springt.

Eine scheibenförmige Öffnung 10, welche eine Konfiguration hat, die der­ jenigen der zu schleifenden Linse 6 entspricht, ist am unteren Ende der Haltebasis 4 vorgesehen.

Ein elastisches Element 5, das in die scheibenförmige Öffnung 10 eingepaßt ist, enthält unterschiedliche Blasen, die sich beispielsweise bezüglich Anzahl oder bezüglich der Dicke unterscheiden, um die Elastizität des elastischen Elements 5 in radialer Richtung der Linse 6 zu verteilen, damit die De­ formation der zu schleifenden Linse 6 vermieden wird. Das elastische Ele­ ment 5 enthält also Blasen, deren Anzahl oder andere Kenngrößen sich in radialer Richtung ändern, während die linsenseitige Aufnahmeoberfläche 6 a, die durch die untere Endfläche des elastischen Elements definiert wird, in engem Kontakt mit der zu schleifenden Linse 6 steht.

Das elastische Element 5 gemäß Fig. 6 wird so gewählt, daß seine Elasti­ zität allmählich vom Zentrum zur äußeren Peripherie abnimmt, weil es sich bei der zu schleifenden Linse 6 um eine Meniskuslinse handelt, die beim Schleifprozeß am meisten beansprucht wird. Hierbei wird die Linse nur so gering wie möglich deformiert.

Es versteht sich, daß die Vorrichtung gemäß Fig. 6 auch für andere Linsen­ typen verwendet werden kann, beispielsweise für Linsen mit gegenüber­ liegenden konvexen oder konkaven Oberflächen. Die radiale Verteilung der Elastizität des elastischen Elements 5 wird dann dem jeweiligen Linsentyp angepaßt.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 kann die Verschiebung des elastischen Elements 5 entlang der z-Achse, d. h. entlang der zentralen Achse, die durch den auf die zu schleifende Linse 6 aufgebrachten Schleifdruck entsteht, von der Achse bis zur Peripherie der Linse 6 ver­ gleichmäßigt werden. Demzufolge wird die Deformation der Linse 6 während des Schleifprozesses auf ein erträgliches Maß reduziert, so daß die Schleif­ genauigkeit weiter verbessert wird.

In der Fig. 7 ist eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltebasis dargestellt. Hierbei sind wieder dieselben Bezugszahlen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet, sofern sie gleiche Elemente be­ zeichnen. Die Haltebasis 4 weist in ihrem oberen Bereich eine konische Aussparung 8 auf, die mit einem sphärischen Endbereich 7 eines Koppel­ elements 1 in Verbindung steht. Eine Sicherungsscheibe 2 ist auf der oberen Endfläche der Haltebasis 4 angeordnet, so daß sich der Endbereich 7 frei drehen kann und nicht aus dem konischen Vorsprung 8 herausspringt.

Die scheibenförmige Öffnung 10, die eine Konfiguration hat, die derjenigen der zu schleifenden Linse 6 entspricht, ist am unteren Ende der Haltebasis 4 vorgesehen. Eine ringförmige Rippe 28 ist an einer bestimmten Stelle des Bodens der scheibenförmigen Öffnung 10 vorgesehen und erstreckt sich so weit nach unten, daß sie nicht über das untere Ende der Haltebasis 4 hervorragt. Ein sackähnliches elastisches Element 29, das in der Draufsicht eine runde Konfiguration hat, ist in dem inneren Umfang der Rippe 28 der scheibenförmigen Öffnung 10 eingepaßt, d. h. in den mittleren Bereich der scheibenförmigen Öffnung 10. Ein anderes sackförmiges elastisches Element 30 mit der Form einer Ringröhre ist in den ringförmigen Raum zwischen der äußeren Peripherie der Rippe 28 und der inneren Peripherie, welche die scheibenförmige Öffnung 10 definiert, eingepaßt.

Vor der Befestigung der elastischen Elemente 29 und 30 wird jedes mit einem Fluid gefüllt, das entsprechend der Konfiguration der zu schleifenden Linse 6 und der Schleifbedingung unter Druck steht.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 7 sind die elastischen Elemente 29 und 30 im Hinblick darauf, daß es sich bei der Linse 6 um eine Meniskus­ linse handelt, die wegen des Schleifdrucks die gefährlichsten Deformationen erleidet, so angeordnet, daß der Druck vom Zentrum zur äußeren Peripherie der Linse 6 stetig abnimmt. Anders ausgedrückt: der Fluiddruck des elasti­ schen Elements 29 wird groß gehalten im Vergleich zum Fluiddruck des elastischen Elements 30.

Es versteht sich, daß die Vorrichtung gemäß Fig. 7 auch für andere als die in der Fig. 7 dargestellte Linsen verwendet werden kann, beispielsweise für Linsen mit gegenüberliegenden konvexen und gegenüberliegenden konkaven Oberflächen. Der erwähnte Druck wird hierbei entsprechend der Konfigura­ tion des jeweiligen Linsentyps geändert.

Indem bei der sechsten Ausführungsform die inneren Fluiddrücke der jewei­ ligen elastischen Elemente 29 und 30 voneinander verschieden gemacht werden, ist es möglich, die Verschiebungen der elastischen Elemente 29 und 30 entlang der z-Achse, die durch den Schleifdruck hervorgerufen werden, von der zentralen Achse bis zur Peripherie der Linse 6 zu ver­ gleichmäßigen. Demzufolge wird die Deformation der Linse 6 während des Schleifens auf ein Minimum reduziert, so daß die Schleifgenauigkeit weiter verbessert wird.

Obwohl bei der sechsten Ausführungsform nur eine einzige Rippe 28 dar­ gestellt ist, können zwei oder mehrere Rippen vorgesehen werden, wenn es erwünscht ist. Es versteht sich auch, daß die Fluid-Drücke, die auf die elastischen Elemente 29 und 30 gegeben werden, beliebig eingestellt werden können.

In der Fig. 8 ist eine Vorrichtung in teilweise gebrochener Ansicht dar­ gestellt, die zur Erläuterung einer siebten bis zehnten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung dient. Eine Haltevorrichtung 101 besitzt hierbei mehrere Aufnahmeelemente 108 mit einer Elastizität zwischen einer Aufnahmeoberfläche 103 einer Halterung 102 und einer Aufnahme­ fläche 105 einer Linse 104. Die Aufnahmeelemente 108 weisen jeweils einen Stützbereich 106 auf, der gegen die Aufnahmefläche 105 der Linse 104 stößt, wobei Zwischenräume 107 zwischen den Stützbereichen 106 gebildet werden. Die Stützbereiche 106 und die Räume 107 arbeiten folglich zu­ sammen, um eine hinreichende Ausnutzung der Elastizität der aufnehmenden Elemente 108 zu ermöglichen.

Die Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch eine Schleifhaltevorrichtung gemäß der siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Eine Haltevorrichtung 111, die an einer nicht dargestellten Schleifmaschine befestigt ist, enthält eine Halterung 112, die den Körper der Haltevorrichtung 111 darstellt, sowie ein aufnehmendes Element 114 aus Silikon, das so angeordnet ist, daß es zwischen der Halterung 112 und einer zu schleifenden Linse 113 zu liegen kommt, wenn die Linse 113 von der Haltevorrichtung gehalten wird. Die Oberfläche der inneren Wand der äußeren Peripherie der Halterung 112 ist so gestaltet, daß sie an die äußere Peripherie der Linse 113 angepaßt ist. Die Halterung 112 besitzt außerdem eine Ausnehmung 112 b für die Aufnahme eines Koppelelements der Schleifvorrichtung. Da die Linse 113 eine flache und konkave Linse ist, wird das aufnehmende Element 114 mit der linsen­ aufnehmenden Oberfläche 115 der Halterung 112 verbunden, beispielsweise mittels eines Klebers. Das aufnehmende Element 114 weist eine Vielzahl von halbkugelförmigen Vorsprüngen 116 auf seiner Oberfläche auf. Diese Vorsprünge 116 sind so ausgebildet, daß sie gleichmäßig gegen die Linsenaufnahmefläche 117 stoßen und Lufträume 118 zwischen benachbarten Vorsprüngen 116 definieren. Während bei der Ausführungs­ form gemäß Fig. 9 die positionierte Linse 113 geschliffen wird, dehnen sich die Vorsprünge 116 des aufnehmenden Elements 114 aufgrund des Schleifdrucks, und sie werden so deformiert, daß eine gleichmäßige Elasti­ zität des aufnehmenden Elements 114 entsteht. Da die Linse 113 nicht durch eine ungleichförmige Elastizität negativ beeinflußt wird, tritt in der Linse 113 keine Deformation auf.

Selbst bei dünnen Linsen kann das nichtblockierende Schleifen eingesetzt werden, um eine hohe und von Verzerrungen freie Oberflächengüte zu erzielen.

Das aufnehmende Element 114 kann bei niedrigen Kosten in Massenproduktion aus einer Schmelze, z. B. aus Silikonkautschuk, Urethangummi oder der­ gleichen im Spritzgußverfahren hergestellt werden. Die Vorsprünge 16 können als konische, als säulenförmige oder verschiedene andere Konfigurationen ausgebildet sein, die Zwischenräume zwischen benachbarten Vorsprüngen gestatten, um ähnliche Vorteile und Effekte zu erhalten.

Die Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch eine Schleifhalterung gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung. Für gleiche Elemente werden wieder dieselben Bezugszahlen wie beim siebten Ausführungsbeispiel ver­ wendet. Wie man aus der Fig. 10 erkennt, besteht ein Aufnahmeelement 114 aus mehreren Bällen 119 aus Silikongummi und aus einem Befestigungs­ mittel 120, z. B. einem Einbettungsmittel auf Silikonbasis, einem Silikon­ kleber oder dergleichen. Die Bälle 119 sind hierbei durch das Befestigungs­ mittel 120 mit der die Linsenseite aufnehmenden Fläche 115 der Halterung 112 verbunden. Die Bälle 119 definieren Lufträume 118 zwischen der die Linsenseite aufnehmenden Oberfläche 117 der Linse 113.

Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, eine sehr präzise und von Ver­ zerrungen freie Oberfläche zu erreichen. Die Bälle 119 können leicht und preiswert hergestellt werden, indem elastische Bälle verwendet werden, die auf dem Markt erhältlich sind. Außerdem kann die Dichte der Bälle 119 und damit die Elastizität des aufnehmenden Elements 114 nach Bedarf eingestellt werden.

Die Fig. 11a und 11b zeigen einen Schnitt und eine vergrößerte Darstellung einer Schleifhaltevorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform. Es werden dieselben Bezugszahlen wie beim achten Ausführungsbeispiel ver­ wendet, sofern die gleichen Elemente bezeichnet werden. Ein Halteelement 121, welches die aus Silikongummi bestehenden Bälle hält, ist auf der halterseitigen Aufnahmefläche 115 einer Halterung 112 vorgesehen. Das Halteelement 121 weist ein Außengewinde 123 auf, das auf seinem äußeren Umfang vorgesehen ist, so daß es in ein Innengewinde 122 geschraubt werden kann, das sich an der inneren Peripherie der Halterung 112 befindet. Das Halteelement 121 besitzt außerdem eine Innenperipherie 124, die sich an die äußere Peripherie der Linse 113 anpaßt. Der Bodenbereich 125 des Halteelements 121 weist abgeschrägte Öffnungen 126 auf, welche für die Befestigung der Aufnahmeelemente an Stellen dienen, die der Gestaltung der Bälle 119 entsprechen. Die Öffnungen 126 dienen zum Stützen der Bälle 119 zwecks Drehung in Bezug auf die halterseitige Aufnahmefläche 115 sowie dazu, daß die Vorsprünge, die gegen die linsenseitige Aufnahme­ fläche 117 stoßen, beliebig deformiert werden können.

Mit dieser Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, beim Schleifen eine präzise und von Verzerrungen freie Oberfläche zu erzielen. Werden die Bälle herausgedreht, können sie leicht durch neue ersetzt werden.

Die Fig. 12a und 12b zeigen eine Schleifhaltevorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform. Die Fig. 12a stellt einen Querschnitt durch eine Hälfte der Haltevorrichtung dar, während Fig. 12b einen Längsschnitt dieser Vorrichtung zeigt. Es werden wieder dieselben Bezugszahlen wie beim achten und neunten Ausführungsbeispiel verwendet, wenn diese die gleichen Elemen­ te bezeichnen. Wie man aus den Figuren erkennt, sind mehrere Ausnehmungen 127 vorgesehen, die alle eine halbkugelförmige Konfiguration haben, welche dem Durchmesser eines Balls 119 entspricht, der aus einem Elastomer wie Silikongummi besteht. Diese Ausnehmungen 127 sind in dem Bereich der Halterung 112 vorgesehen, der gegenüber ihrer halterseitigen Aufnahmefläche 115 liegt. Indem die Bälle 119 in die jeweiligen Ausnehmungen 127 ein­ gebracht werden, kann die Haltevorrichtung unter Verwendung des Klebers 120 (wie im achten Ausführungsbeispiel) oder des Befestigungselements 121 (wie im neunten Ausführungsbeispiel) leicht hergestellt werden; die Vorteile und Effekte sind dabei ähnlich denjenigen der vorbeschriebenen Ausführungs­ beispiele. Diese zehnte Ausführungsform kann auf einfache Weise bei jeder Form der linsenseitigen Aufnahmefläche 117 Anwendung finden, gleichgültig ob es sich um eine konkave Form (wie in Fig. 13a gezeigt) oder um eine konvexe Form handelt. In jedem Fall kann, wie in der Fig. 13a gezeigt, eine Halterung 112 lösbar in einer Schale 128 befestigt werden, so daß die halterseitige Aufnahmefläche 115 der Halterung 112 leicht bearbeitet werden kann.

Um die Bälle 119 in den Aussparungen 127 festzuhalten, können sie mit­ einander verbunden werden, nachdem das Befestigungsmittel 120 in die Aus­ sparungen 127 eingeführt wurde oder nachdem das Befestigungsmittel 120 auf die Oberflächen der jeweiligen Bälle 119 aufgetragen wurde. Wie die Fig. 13b zeigt, können die Ausnehmungen ganz verschiedenartige Konfigura­ tionen besitzen, so daß sie sich nicht nur den Bällen 119, sondern auch den säulenförmigen Elementen 129 oder prismenförmigen Elementen, konus­ förmigen Elementen, pyramidenförmigen Elementen oder dergleichen anpassen. Mit jeder dieser Konfigurationen kann man ähnliche Vorteile und Effekte erreichen. Obwohl das zehnte Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einer Linse beschrieben wurde, kann dieses Ausführungsbeispiel auch bei zahlreichen anderen optischen Bauelementen Anwendung finden, beispielsweise bei Prismen, Filtern oder dergleichen.

Die Fig. 14 und 15 zeigen eine elfte und zwölfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung. Hierbei ist ein linsenaufnehmendes Element 224 für die Halterung einer Linse 222 mittels Saugkräften so an­ geordnet, daß es mit einem Haltekörper 221 über ein Element in Kontakt steht, das bezüglich des Haltekörpers 221 geneigt ist, wobei die Achsen einen Abstand voneinander haben. Der äußere Rand der Linse 222 wird mittels eines Befestigungsrings 223 gehalten, so daß die Bewegung der Linse 222 eingeschränkt werden kann. Hierdurch ist die Haltevorrichtung in der Lage, sich frei in dem Raum zwischen dem Haltekörper 221 und dem linsenaufnehmenden Körper 224 sowie dem Raum zwischen dem Befestigungs­ ring 223 und der Linse 222 zu bewegen.

Die Fig. 16a zeigt einen Schnitt durch eine Schleifhalterung 230 ent­ sprechend einer elften Ausführungsform der Erfindung.

Wie in dieser Figur dargestellt, enthält die Schleifhalterung 230 ein Gehäuse 220, einen Haltekörper 221, der über ein Lager 231 drehbar mit dem Gehäuse 220 in Verbindung steht, einen Haltering 223, der auf ein Gewindeteil 232 aufgeschraubt ist, das um die äußere Peripherie des Haltekörpers 221 geführt ist, sowie ein linsenaufnehmendes Element 224, welches die Rückseite einer zu schleifenden Linse 222 stützt (die Oberfläche der Linse 222, die der zu schleifenden Oberfläche gegenüberliegt) und welches die Neigung der Linse 222 auffängt etc. Mit der Bezugszahl 233 ist ein Ringrohr be­ zeichnet, während die Bezugszahl 234 auf einen C-Ring hinweist.

Der Befestigungsring 223 besitzt an einem Ende und in axialer Richtung eine Öffnung 235; in der Fig. 16a ist dies das untere Ende. Die Öffnung 235 ist so ausgebildet, daß ihr innerer Umfang an den äußeren Umfang der Linse 222 angepaßt ist. Die Öffnung 235 ist koaxial zur Achse des Befesti­ gungsrings 223 ausgerichtet, d. h. zur Achse des Haltekörpers 221. Die Einpaßgenauigkeit zwischen der Öffnung 235 und der Linse 222 wird zu 0,1 mm oder kleiner gewählt. Die radiale Verschiebung der Linse 222 ist damit auf einen extrem eingeschränkten Bereich eingeschränkt.

Eine halbkugelförmige Ausnehmung 236 ist am unteren Bereich des Halte­ körpers 221 und um dessen Achse herum vorgesehen, während ein halb­ kugeliger Vorsprung 237 sich von der Oberfläche des linsenaufnehmenden Elements 234 aus erstreckt, welches dem Haltekörper 221 gegenüberliegt. Der halbkugelige Vorsprung 237 ist so ausgebildet, daß er in die halbkugelige Ausnehmung 236 paßt. Selbst wenn die Linse 222 innerhalb des vorerwähnten engen Bereichs aufgrund des Schleifwiderstands während des Schleifens schräg liegt oder wenn sie während der Rotation leicht verschoben wird, kann eine solche Lageveränderung durch das relative Gleiten der halbkugel­ förmigen Ausnehmung 236 und des halbkugelförmigen Vorsprungs 237 aus­ geglichen werden.

Durch den Haltekörper 221 und den linsenaufnehmenden Körper 224 und durch deren Achsen führen Kommunikationsbohrungen 238 und 239. Die Kommunikationsbohrungen 238 und 239 sind zueinander ausgerichtet, wobei die Kommunikationsröhre 238 mit einer nicht dargestellten Lufteinrichtung in Verbindung steht, so daß die Linse 222, die durch das linsenaufnehmende Element 224 gestützt wird, mittels Saugkräften zurückgehalten werden kann.

Wenn die Linse 222 mittels der dargestellten Schleifhalterung 230 geschliffen werden soll, wird die Linse 222 in die Öffnung 235 des Befestigungsrings 223 eingeführt, wobei die Linse 222 an dem linsenaufnehmenden Element 224 durch Saugkräfte festgehalten wird, die durch die Kommunikations­ bohrungen 238 und 239 angreifen. Die Linse 222, die durch die Saugkräfte gehalten wird, wird gegen einen nicht dargestellten Schleifstein zum Zwecke des Schleifens gepreßt.

Bei der elften Ausführungsform ist der radiale Versatz der Linse 222 durch die Öffnung 235 des Befestigungsrings 223 auf den kleinsten erforderlichen Betrag begrenzt. Selbst wenn die Linse 222, die an dem linsenaufnehmenden Element 224 durch Saugkräfte festgehalten wird, aufgrund des Schleif­ widerstands beim Schleifen innerhalb der erwähnten Grenzen geneigt ist oder aufgrund der Vibrationen bei der Drehung versetzt wird, kann eine solche Lageveränderung durch das relative Gleiten der halbkugelförmigen Aussparung 236 und des halbkugelförmigen Vorsprungs 235 ausgeglichen werden. Hierdurch wird die Linse 222 sicher daran gehindert, heftig zu vibrieren, so daß eine Linse von hoher Qualität und ausgezeichneter Ober­ flächengenauigkeit hergestellt werden kann.

Die Formen des halbkugeligen Vorsprungs 237 und der halbkugelförmigen Aussparung 236 sind nicht auf die in der Fig. 16a gezeigten Formen be­ schränkt. Wie die Fig. 16b zeigt, kann ein halbkugelförmiger Vorsprung 240 auf dem Haltekörper 221 mit einer halbkugelförmigen Ausnehmung 241 im linsenaufnehmenden Element 224 in Verbindung stehen. Mit einer solchen Anordnung können ähnliche Vorteile und Effekte erzielt werden.

Die Fig. 17a zeigt einen Schnitt durch eine Schleifhalterung 230 gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung. Das wichtigste Merkmal der zwölften Ausführungsform besteht darin, daß eine konische Aussparung 250 und ein halbkugelförmiger Vorsprung 251 anstelle einer halbkugelförmigen Aussparung 237 und eines halbkugelförmigen Vorsprungs 237 wie in der Fig. 16a vorgesehen sind. Da die übrigen Elemente ähnlich wie die der elften Ausführungsform sind, werden dieselben Bezugszahlen verwendet, um die gleichen Elemente zu bezeichnen.

Obwohl mit der vorbeschriebenen Vorrichtung Vorteile und Effekte erzielt werden können, die mit denjenigen der elften Ausführungsform vergleichbar sind, können mit der Schleifhalterung 230 gemäß der zwölften Ausführungs­ form weitere Vorteile erzielt werden, wie weiter unten noch beschrieben wird. Da die konische Aussparung 250 und der halbkugelförmige Vorsprung 251 so angeordnet sind, daß sie in Linienkontakt zueinander kommen, werden ihre Gleiteigenschaften wesentlich verbessert, so daß die Eigenschaft der Halterung 230, der Neigung der Linse, die innerhalb der Öffnung 235 auf­ treten kann, dicht zu folgen, erheblich verbessert werden kann. Hieraus ergibt sich, daß die Neigung der Linse 222 (innerhalb des sehr begrenzten Bereichs) sehr wirkungsvoll ausgeglichen werden kann. Hinzu kommt, daß es im Gegensatz zur elften Ausführungsform bei dieser Ausführungsform genügt, sphärisches Bearbeiten nur auf einer Oberfläche vorzusehen, obwohl das Bearbeiten einer sphärischen Oberfläche im allgemeinen ein komplexes Verfahren und hohe Kosten bedingt. Somit können die Herstellungskosten im Vergleich zur elften Ausführungsform gesenkt werden.

Die übrigen Wirkungsweisen und Vorteile entsprechen weitgehend denjenigen des elften Ausführungsbeispiels, so daß auf ihre Beschreibung verzichtet werden kann.

Wie die Fig. 17b zeigt, kann ein halbkugelförmiger Vorsprung 256 an dem Haltekörper 221 vorgesehen sein, wobei sich eine konische Aussparung 253 im linsenaufnehmenden Element 224 befindet, ganz ähnlich wie bei der elften Ausführungsform. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, die­ selben Vorteile und Effekte zu erzielen, wie sie oben bereits beschrieben wurden.

Die Fig. 18 zeigt einen Schnitt durch eine Schleifhalterung entsprechend einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind konusförmige Aussparungen 260 und 261 an den gegenüberliegenden Endbereichen einer Halterung 221 bzw. eines linsenaufnehmenden Elements 224 vorgesehen. Ein Element 262, welches das Kippen unterstützt und als Stahlball ausgebildet ist, ist zwischen die Aussparungen 260 und 261 ein­ gepaßt. Das das Kippen unterstützende Element 262 und das linsen­ aufnehmende Element 224 werden mittels eines Befestigungsrings 223 in Position gehalten, der auf einen außen mit einem Gewinde versehenen Bereich des Haltekörpers 221 aufgeschraubt ist. Mit der Bezugszahl 263 ist ein Ring bezeichnet, der einen V-förmigen Querschnitt hat. Dieser Ring 263 dient dazu, das Lecken der Saugluft zu verhindern, welche die Linse 222 anzieht. Da die anderen Elemente ähnlich denjenigen sind, die bei der elften Ausführungsform Verwendung fanden, sind dieselben Bezugszahlen wie dort verwendet.

Die Genauigkeit des Einpassens der Linse 222 in die Öffnung 235 des Be­ festigungsrings 223 wird zu 0,1 mm oder weniger gewählt. Der radiale Versatz der Linse 222 ist auf diesen eng begrenzten Minimalbereich be­ schränkt. Die Neigung der Linse 222 kann wegen des relativen Gleitens des Elements 262 und der Aussparungen 260 und 261 wirksam ausgeglichen werden. Damit ist das Verhalten der Linse 222 auf den Bereich von 0,1 mm oder weniger wegen der beschränkenden Wirkung des Befestigungsrings 223 eingeschränkt. Mit der dreizehnten Ausführungsform können folglich ähnliche Vorteile und Effekte erzielt werden wie mit der elften Ausführungs­ form. Darüber hinaus ist es jedoch möglich, mit der dreizehnten Ausführungs­ form weitere Vorteile zu erzielen, die weiter unten beschrieben werden. Da die Ausnehmungen 260 und 261, die in Kontakt mit der kippunter­ stützenden Stahlkugel 262 stehen, beide konisch ausgebildet sind, gelangt das Element 262 in Linienkontakt mit den Ausnehmungen 260 und 261, so daß ihre Gleiteigenschaften wesentlich verbessert werden. Außerdem benötigt man bei der dreizehnten Ausführungsform keine sphärische Oberflächen­ bearbeitung, die im allgemeinen hohe Kosten verursacht. Hierdurch können die Herstellungskosten weiter reduziert werden.

Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen ist jeweils nur ein bestimmter Linsentyp dargestellt. Wenn die linsenaufnehmende Oberfläche des linsen­ aufnehmenden Elements 224 jedoch eine entsprechende Form erhält, kann jede Ausführungsform für jeden Linsentyp Verwendung finden.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Deformation optischer Elemente oder solcher zu bearbeitender Objekte, die zur Deformation auf­ grund von Druck neigen, bzw. die Deformation optischer Elemente aufgrund eines hohen Arbeitsdrucks zu kompensieren bzw. zu unterdrücken. Es ist außerdem möglich, ein solches optisches Element oder Objekt ohne negative Beeinflussung des äußeren Erscheinungsbilds und der Qualität seiner Ober­ fläche zu bearbeiten.

Bei der Erfindung können während des Schleifvorgangs die tragenden Teile der Aufnahmeelemente, die gegen die Aufnahmefläche eines optischen Elements an mehreren Stellen stoßen, innerhalb des Raums zwischen benach­ barten tragenden Teilen deformiert werden. Somit ist es möglich, ein dünnes optisches Element mit großer Oberflächengenauigkeit mittels des nicht­ blockierenden Schleifens herzustellen, ohne daß das äußere Erscheinungs­ bild und die Qualität der aufnehmenden Fläche des optischen Elements negativ beeinträchtigt werden.

Mit einer Schleifhalterung gemäß der Erfindung kann außerdem die radiale Verschiebung der zu schleifenden Linse auf einen kleinstmöglichen Bereich eingeschränkt werden. Weiterhin kann die Neigung der Linse, d. h. die Verschiebung der Linse aufgrund des Schleifwiderstands oder aufgrund von Vibrationen, welche die Linse bei der Drehung ausführt, in dem angegebenen Bereich absorbiert werden. Die Linse wird zuverlässig daran gehindert, während des Schleifvorgangs stark zu vibrieren, so daß eine Linse von hoher Qualität mit großer Oberflächengenauigkeit hergestellt werden kann.

Zusätzlich zu diesen Vorteilen ist es möglich, eine Verbesserung in den Rückführungseigenschaften zu erreichen und die Kosten zu reduzieren.

Claims (18)

1. Haltevorrichtung für die Halterung eines zu schleifenden optischen Ele­ ments, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltebasis (4) für die Verwendung beim nichtblockierenden Schleifen des optischen Elements (6) vorgesehen ist, wobei diese Haltebasis (4) so ausgebildet ist, daß ein Druck, der auf eine Aufnahmefläche (6 a) des optischen Elements (6) an der Haltebasis (4) gegeben wird, in radialer Richtung verschieden gemacht wird.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (6) mittels eines elastischen Elements (5′, 5′′, 5, 5 a, 5 b, 5 c, 29, 30) an der Haltebasis (4) festgehalten wird, wobei der elastische Druck in radialer Richtung des zu schleifenden optischen Elements (6) verteilt ist.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (5′, 5′′, 5, 5 a, 5 b, 5 c, 29, 30) eine dem zu schleifenden optischen Element (6) entsprechende Form hat, wobei die Druckverteilung entsprechend der Form des zu schleifenden Elements (6) geändert wird.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (5 a, 5 b, 5 c) aus wenigstens zwei Arten von elastischen Elementen (5 a, 5 b) besteht, von denen jedes Element (5 a, 5 b) eine andere Elastizität besitzt.

5. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (5) Blasen einschließt, deren Dichte in radialer Richtung verändert ist.

6. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element aus mindestens zwei verschiedenen sackförmigen Elementen (29, 30) besteht, die jeweils unterschiedliche Fluiddrücke aufweisen.

7. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fluidöffnung (14) vorgesehen ist, durch welche ein druckzuführendes Fluid in die Haltebasis (4) eingegeben wird, daß ein elastisches Element in der Haltebasis angeordnet ist, um das zu schleifende optische Element (6) zu tragen, daß eine Druckkammer (16) zwischen dem elastischen Element (5′) und dem zu schleifenden optischen Element (6) vorgesehen ist und daß eine Einrichtung für die Zuführung von Druck auf das zu schleifende optische Element (6) vorgesehen ist, die das druckerzeugende Fluid auf das optische Element (6) durch die Fluidöffnung (14) gibt.

8. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Fluidöffnungen (15, 15′) und wenigstens zwei Druckkammern (16, 17) vorgesehen sind.

9. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (113) im Eingriff gehalten wird und daß ein elastisches Aufnahmeelement (114) in einem Halteelement (112) gehalten wird, so daß das Aufnahmeelement (114) zwischen dem optischen Element (113) und dem Halteelement (112) angeordnet werden kann, wobei das elastische Aufnahmeelement (114) mit einem Stützbereich versehen ist, um das optische Element an verschiedenen Stellen (116) zu stützen, wobei zwischen den jeweiligen Stützbereichen Zwischenräume (117, 118) definiert sind.

10. Haltevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Aufnahmeelement (114) aus Silikongummi besteht und eine halb­ kugelförmige Projektion besitzt.

11. Haltevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Aufnahmeelement aus mehreren sphärischen Gebilden aus Silikon­ gummi besteht.

12. Haltevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement einen Aufnahmeoberflächenbereich aufweist, der mit mehreren Einkerbungen versehen ist, die nach Größe und Konfiguration mindestens einem sphärischen Element, einem säulenförmigen Element, einem prismen­ förmigen Element, einem konischen Element und einem pyramidenförmigen Element entsprechen.

13. Haltevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß außer­ dem ein Halteelement zum Halten des sphärischen Elements vorgesehen ist, wobei das sphärische Element einen äußeren Gewindebereich besitzt, der in den inneren Umfang des Halteelements geschraubt ist, und daß ein innerer Umfang auf dem äußeren Umfang des zu schleifenden optischen Elements eingepaßt ist, und daß schräge Bohrungen zum Befestigen des Aufnahme­ elements vorgesehen sind, welche an die sphärischen Elemente angepaßt sind.

14. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltekörper für die Drehung um seine Längsachse vorgesehen ist, daß ein fester Ring koaxial mit dem Haltekörper befestigt ist, der mit einem Begrenzungsbereich zum Begrenzen der radialen Bewegung des optischen Elements versehen ist, und daß ein das optische Element aufnehmendes Element vorgesehen ist, das auf einer Seite einen Eingriffsbereich für den Eingriff des Haltekörpers aufweist, wobei das das optische Element auf­ nehmende Element das optische Element auf der anderen Seite unterstützt, so daß die Neigung des optischen Elements ausgeglichen wird.

15. Haltevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Eingriffsbereiche des Haltekörpers und der Eingriffsbereich des das optische Element aufnehmenden Elements, das mit dem Eingriffsbereich des Haltekörpers in Verbindung steht, ein halbkugelförmiger Ausschnitt ist, während der andere eine halbkugelförmige Projektion ist.

16. Haltevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Eingriffsbereiche des Haltekörpers und der Eingriffsbereich des das optische Element aufnehmenden Elements, welches mit dem Eingriffsbereich des Haltekörpers in Verbindung steht, eine konische Ausnehmung ist, während der andere eine halbkugelförmige Projektion ist.

17. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltekörper für die Drehung um seine Längsachse vorgesehen ist, daß ein fester Ring koaxial mit dem Haltekörper befestigt ist, der mit einem Begrenzungsbereich zum Begrenzen der radialen Bewegung des optischen Elements versehen ist, und daß ein das optische Element aufnehmendes Element zum Stützen der Oberfläche des optischen Elements vorgesehen ist, das der Oberfläche des zu schleifenden optischen Elements gegenüber­ liegt, und daß ein Kipp-Unterstützungselement zwischen zwei Ausnehmungen angeordnet ist, die in den Zentren der sich jeweils gegenüberliegenden Bereiche des Haltekörpers und des das optische Element aufnehmenden Elements gebildet sind, um mit den jeweiligen Ausnehmungen in Verbindung zu kommen.

18. Haltevorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kipp-Unterstützungselement aus einem Stahlball hergestellt ist, wobei dieses Kipp-Unterstützungselement zusammen mit dem optischen Element durch einen festen Ring zurückgehalten wird, der in einem Gewindebereich des Haltekörpers eingeschraubt ist.