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Linsenschleifmaschine. Die Erfindung betrifft eine Linsenschleifmaschine.
Es sind bereits Linsenschleifmaschinen bekannt (Deutsches Patent 399590) mit denen
Linsen gleichzeitig in großer Zahl und in gleichförmiger, normalisierter Beschaffenheit
erzeugt werden können. Das wird in erster Linie dadurch erreicht, claß alle Linsen
dem Schleifwerkzeug im wesentlichen in derselben Lage - dargeboten «-erden. Im Gegensatz
hierzu stehen die älteren Schleifverfahren, bei denen das Einsetzen und Schleifen
der Linsen auf einzelnen Scheiben durch verhältnismäßig viel Arbeiter ausgeführt
wurde.
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Die vorliegende Erfindung beruht nun im großen und ganzen auf demselben
Grundsatz, nämlich, die Rohlinsen fortlaufend denn oder den Schleifwerkzeugen in
völlig gleicher Lage darzubieten, soweit dies die Genauigkeit mechanischer Mittel
ermöglicht.
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Die Vorteile der Erfindung liegen in folgendem Die mechanische Genauigkeit
wird durch einfache Mittel und auf ei.ifache Weise erhalten.
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Ist die Schleifmaschine erst einmal in Gang gesetzt, kann sie beliebig
lange ohne dauernde Wartung in Betrieb bleiben.
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.Ferner wird die Kunstfertigkeit, die das Linsenschleifen bisher erforderte,
durch einfache, mechanische Tätigkeit ersetzt, bei der die persönliche Eignung,
soweit wie praktisch möglich, ausscheidet.
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Zur Erhöhung der Sicherheit der Lagerung der Werkstücke und zur Vereinfachung
der Zuführung erfolgt die Zuführung der Werkstücke auf die Linsen zu mehreren aufnehmenden
zylindersegmentförmigen Haltern, die zweckmäßig von unter Druck stehenden Stapeln
in entsprechende Sitze der Trommel einzeln eingeschoben werden, während die Führung
der Werkstücke an der Schleifstelle durch ein radial wirkendes Druckorgan und die
Abführung der Werkstücke durch bloßes Loslösen der Halter von der Trommel erfolgt.
Die Linsentrommel und demgemäß auch die Schleifscheibentrommel ist ein Mehrfaches
einer Linsenhalterlänge zuzüglich der zwischen den Halterkränzen notwendigen Bundzwischenräume,
um die Achsenneigung bei ungleicher Abnutzung der Achslager und die davon abhängigen
Fehler der Linsenform zu verhindern. Die Linsenhalter der verschiedenen auf der
Trommel angeordneten Halterkränze sind gegeneinander gestaffelt angeordnet, um die
Schleifleistung der Maschine möglichst auszugleichen. Die Trommel der Linsenschleifmaschine
ist zur Aufnahme der Linsenhalter in der Längsrichtung mit Mitnehmerstiften, deren
eine Radialfläche dachförmig ausgebildet ist, und in der Querrichtung mit Bunden
versehen. Das radial
wirkende Druckorgan besteht aus einem endlosen,
über Rollen geführten elastischen Band. In den Zeichnungen zeigt Abb. i die Seitenansicht
einer Schleifmaschine nach der Erfindung, Abb.2 die Vorderansicht teilweise irr
Schnitt, Abb. 3 einen Teilgrundriß, Abb.4 den Teilschnitt einer Einzelheit in vergrößertem
Maßstabe, Abb.5 den senkrechten Schnitt nach der Linie 5-5 der Abb. 4., Abb. 6,
7 und 8 den Grundriß, die Seitenansicht und die Vorderansicht eines Linsenhalters,
Abb. 9 eine Teilvorderansicht einer- etwas abgeänderten Ausführungsform,
Abb. io und i i den Grundriß und die Seitenansicht des Linsenhalters der Abb. 9,
Abb. 12 den Schnitt nach der Linie i2-iz, der Abb. io und Abb. 13 die Seitenansicht
einer Einzelheit. Die Schleifmaschine (Abb. i und 2) enthält vor allem eine Linsentrommel
io, die in Lagern i i an entgegengesetzten Seiten der Maschine gelagert ist und
irgendwie angetrieben wird, und zwar so, daß sie sehr langsam läuft, etwa eine Umdrehung
in 40 Minuten. Die Schneckenräder iz und die Schnekken 13 sollen nur einen Teil
des Antriebes zur Erzielung der erforderlichen Drehzahl darstellen.
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Die Trommel io (Abb. 2 und 5, besonders Abb.13) ist am besten so-
lang, daß sie gleichzeitig verhältnismäßig viel durch die Schleifscheiben 14 zu
bearbeitende Linsen tragen kann. Diese Schleifscheiben 14 sitzen im Abstand voneinander
auf einer Welle 15, die im wesentlichen die gleiche Länge hat wie die Trommel io.
Der Kettenantrieb 16 für die Linsentrommel und die die Trommel io antreibenden Schneckenräder
12 gehören ein und demselben Getriebe an.
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Das wesentlichste Merkmal der Erfindung liegt in der Einrichtung,
welche die Linsen nacheinander in den Bereich der Schleifscheiben bringt. Die Linsen
werden auf plattenartige Linsenhalter 18 (Abb. 6, 7 und 8) aufgesetzt, die innen
gekrümmte Flächen i8a von zweckmäßig etwas kleinerem Krümniungsradius als die Fläche
ioa der Trommel io (Abb. 8) haben. ' Praktisch wird der Krümmungsunterschied sehr
klein, nämlich gerade groß genug bemessen, daß Unregelmäßigkeiten auf der Fläche
i8a oder der Fläche ioa die genaue Anlage des Halters i8 auf der Trommel nicht stören
können. Dadurch, daß der Krümmungsradius der Fläche 18a etwas kleiner bemessen wird,
entsteht ein nach der Mitte hin zunehmender Zwischenraum zwischen den beiden gekrümmten
Flächen, und der Halter 18 liegt mit seinen vorstehenden, der Trommelachse parallelen
Seitenkanten an der Trommel an in einer bestimmten sicheren Lage.
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In der Wahl der Mittel, um die vorbestimmte gegenseitige Lage zwischen
der Trommel und den Linsenhaltern zu sichern, hat man einen weiten Spielraum. Die
oben beschriebene Art und Weise der Sicherung stellt nur einen besonders einfachen
Weg zur Erreichung des erstrebten Zieles dar, der die praktischen Erfordernisse
der genauen Lagerung der Linsen gegenüber den Schleifscheiben erfüllt. In diesem
Zusammenhang sei erwähnt, daß die Linsentrommel, soweit es auf ihren Zweck und ihre
Wirkung ankommt, keine zylindrische Außenfläche ioa zu haben braucht. Diese kann
vielmehr polygonal sein oder irgendeine andere Ausgestaltung haben. Worauf es ankommt,
ist nur, .daß beliebig @ iel gleiche Linsenhalter nacheinander rings um die Achse
eines rötierenden Körpers so angeordnet werden können, daß jeder von ihnen genau
die gleiche Lage gegenüber dieser Achse einnimmt. Wenn weiterhin alle Linsen genau
die gleiche Lage gegenüber den Linsenhaltern einnehmen, haben auch alle Linsen gegenüber
den Schleifscheiben dieselbe Stellung.
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Die zylindrische Außenfläche ioa ist aus praktischen Gründen gewählt
worden, weil sie sich mit einfachen und billigen Werkstattmitteln genau bearbeiten
läßt.
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Die Breite der Halter 18, das Bogenmaß in Richtung ihrer Krümmung,
kann in weiten Grenzen verändert werden, indessen hat es sich bewährt, als Breite
etwa ein Fünftel des Trommelumfanges zu wählen, so daß fünf Halter- rings um die
Trommel herum angeordnet werden können. Die Länge jedes Halters ist so bemessen,
daß mehrere (etwa drei) Linsen in der Längsrichtung nebeneinanderliegen; die Trommellänge
beträgt zweckmäßig ein Mehrfaches (Abb. 2) der Halter- i länge, so däß beispielsweise
drei Halter 18 in der Achsialrichtung auf der Trommel aneinandergereiht werden können.
Die querliegenden gebogenen Kantenflächen der Halter i8 werden genau bearbeitet
und stoßen an ebenfalls genau bearbeitete Ringrippen i9 an, um jede achsiale Bewegung
zu verhindern. Im Zusammenhang hiermit mag erwähnt ,werden, daß die Bearbeitung
der Halter 18 und der Trommel selbst am besten bei der normalen Betriebstemperatur,
in der die Schleifmaschine arbeitet, erfolgt, so daß die Halter genau in Trommelrasten
passen.
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Zur Sicherung der Halter 18 gegen Verschiebungen der anderen Richtung,
im Kreisbogen der Trommel io, werden radiale Stifte 2o gleichmäßig über die Trommelfläche
i 8a
verteilt. Die Hinterseite der Stifte 20 verläuft radial, während
die Vorderseite eine tangential vorspringende dachförmige Fläche hat mit den beiden
Teilflächen 2od und 20b. Die Fläche 20a erleichtert das Anlegen der Halter 18
an die Trommel, während durch die zurückspringende Fläche 20b die Stützkante außerhalb
der Trommelfläche verlegt ist, so daß der Halter mit dem äußeren Teile seiner Anlegefläche
daran anliegt und seine innere Kante mit größerer Sicherheit zur innigen Berührung
mit der Trommelfläche gelangt. Die Winkelstellung der Flächen 2oa und 20b ist der
Anschaulichkeit halber übertrieben dargestellt.
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Es ist demnach ersichtlich, d'aß jeder Halter 18 eine in radialer,
achsialer Richtung unverrückbare Stellung auf der Trommel io einnimmt. Alle Halter
gleichen einander in der Form, soweit sich die Genauigkeit überhaupt erreichen läßt.
Insbesondere ist die Lage der Linsen zueinander auf den verschiedenen Haltern 18
genau die gleiche; alle nacheinander an die Trommel angelegten Linsenhalter nehmen
gegenüber der Trommelachse genau die gleiche Lage ein und verbleiben darin.
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Die Linsenhalter werden einer nach dem anderen auf die Fläche der
Trommel io aufgelegt und der Reihe nach wieder abgenommen. Auch hier ist in der
Wahl der Mittel zur Erreichung dieses Zieles ebenfalls ein weiter Spielraum gegeben,
indessen wird zweckmäßig ein wagerechtes Rahmengestell 22 mit einem Führungsschacht
für jedes Halterabteil der Trommel, also die Schächte 22a, 22b und 22c, verwandt.
In jedem dieser Führungsschächte sind die Linsenhalter mit den zu schleifenden Linsen
so aufgestapelt, daß die konkave Fläche 18a von der Trommel io abgewandt ist. Ein
Schieber 23 drückt unter Einfluß von Federn 24 auf jeden Stapel und preßt ihn gegen
die sich drehende Trommel. Hierbei werden die Linsenhalter 18 der Reihe nach
auf die Trommel aufgelegt. Die Führungsschächte sind natürlich mit den Rippen oder
Bunden i9 genau ausgerichtet.
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An die Trommel i o sind gegenüber den Führungsschächten 22a, 22b und
22@ Bogenführungen zur Aufnahme und Abführung der fertigen, von der Trommelfläche
ioa sich durch ihr Eigengewicht lösenden Linsenhalter 18 angeordnet und an diese
nach unten geneigte Führungsschienen 24a, 2e und 24' angeschlossen, auf denen
sie in einen Sammeltrog gleiten.
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Sobald die radiale -Ebene einer Stiftreihe 20 bei der oberen Kante
des vordersten Halters 18 in einem der Führungsschächte 22.11, 22b oder 22a vorübergegangen
ist, wird dieser Halter unter Einfluß der Federkraft 24 des Schiebers 23 in seine
Stellung auf der Tromtnel gebracht. Der Vorgang spielt sich so ab, daß zunächst
die untere Kante (Abb. 4) des Halters unter Kippen um die untere Kante der Linse
des bereits eingelegten und mitgenommenen Halters etwas nach innen voraneilt und
dann zur Anläge gegen den anrückenden Stift 2o genau in dem Augenblick kommt, wo
der vorangehende Stift oder die Stiftreihe an der oberen Kante des einzubettenden
Linsenhalters vorbeigeht. So werden der Reihe nach alle Halter 18 mitgenommen, zunächst
nur durch die Federn 24 gegen die Trommel gepreßt. Dann gelangt er unter eine nachgiebige
Klammer, die ihn weiterhin bei dem Schleifvorgange an der Trommel festhält. Hierzu
dient zweckmäßig ein endloses elastisches Gummiband 26, das gegen die linsenfreie
Außenfläche des Linsenhalters drückt. Das Gummiband ruht auf mehreren an einem bogenförmigen
hohlen Träger.28 im Bogen angeordneten Scheiben oder Rollen 27, so daß es, unbeeinflußt,
sich wie die Sehne dieses Kreisbogens in seinem unteren Teile einstellt und teilweise
aus dem Halter 28 hervorspringt. Der Träger 28 ist mit seinem einen Ende 29 an einem
sich längs über den Rahmen 22 erstreckenden Balken 30 zweckmäßig auf einer elastischen
Zwischenlage 31 durch Bolzen 32 befestigt. Wird der Träger 28 auf die Trommel niedergedrückt,
biegt sich der sehnenartige Teil des Bandes natürlich durch und übt auf die Trommel
und auf die vorbeilaufenden Halter 18 einen erheblichen Druck aus.
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Da das Band 26 frei laufen und sein rollender Reibungswiderstand verglichen
mit der Reibung zwischen dem Bande und dem Barunterliegenden Linsenhalter 18 praktisch
vernachlässigt werden kann, bewegt sich das untere Trum des Bandes zusammen mit
den Linsenhaltern, während das obere Trum in entgegengesetzter Richtung über die
Rollen 27 lauft.
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Für jeden Linsenhalter 18 sind zwei Bänder 26 bzw. Träger 28 vorgesehen.
Wie Abb. 5 zeigt, liegt das Band 26 auf den Linsenhaltern 18 längs zylindrischer
Aussparungen 18c zwischen den Linsenkränzen an. Die Schleifscheiben 14 müssen ausreichenden
Abstand voneinander haben, um die Anordnung der Halter 28 zu ermöglichen.
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Die Stelle der Trommel io und die Scheibenwelle 15 sind in
Lagerböcken 34 gelagert, während der Rahmen 22 und die Führungsschienen 24 in einem
Tragrahmen 35 sitzen. Unter den Führungsschienen 24 ist ein Ausgußtrog 36 aufgestellt.
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Die Rohlinsen sitzen in Aussparungen 37 (Ab. 12), die in die Bußeisernen
plattenförmigen Linsenhalter 18 genau eingearbeitet
sind,
. um eine ganz bestimmte -Paßfläche für die Rohlinsen zu schaffen. Die Aussparungen'
.an den verschiedenen Platten sind vollständig gleichförmig und gleich tief hergestellt,
so daß die Linsenlage zur Platte hei allen. Linsenhaltern dieselbe ist. Die Rohlinsen
werden durch Prägestempel hergestellt. so daß auch ihre Innenflächen von vornherein
im wesentlichen gleichförmig sind. Durch Einlegen in die Aussparungen werden sie
folglich, gegenüber den Linsenplatten in die bestimrizte -richtige Lage gebracht,
ohne besonders ausgerichtet werden zu müssen. Tatsächlich ist das Einlegen oder
»bloclcinge, wie man es in Amerika nennt, außerordentlich einfach: In die Aussparungen
37 wird Pech eingebracht, die Platten werden erhitzt, um das Pech zu erweichen,
und dann die Linsen daraufgelegt und hineingepreßt. Vom Boden der Aussparungen führen
AuslaßÖffnungen 38 nach außen (Abb. 6 und 8), durch die das überschüssige Pech herausgequetscht
wird. Die Rohlinsen nehmen auf diese Art leicht ihre bestimmte Lage auf der Fläche
der Aussparungen ein. Auch diese Flächen sind zweckmäßig etwas weniger stark gewölbt
als die Innenflächen der Rohlinsen, so daß ein sichelförmiger Zwischenraum zur Aufnahme
einer ausreichenden Pechmenge entsteht, um die Rohlinsen in ihrer Lage festzuhalten.
Das Hauptmerkmal liegt darin, daß eine bestimmte pechfreie Sitzfläche bzw. Richtfläche
zur genauen Bestimmung der Lage der Rohlinsen geschaffen ist, so daß auch ungelernte
Kräfte in kürzester Zeit die Rohlinsen einlegen können.
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In den Abb. 6, 7 und 8 ist ein Linsenhalter dargestellt, der zur Aufnahme
von Rohlinsen für torische Linsen dient, während der in der. Abb. io, ii und 12
dargestellte Linsenhalter zur Aufnahme von Rohlinsen für Menisken bestimmt ist.
Im letzten Falle (Abb. g) bearbeitet eine Schleifscheibe 1q. gleichzeitig zwei Linsenreihen
41, während im ersten Falle eine Scheibe 1q. jeweils nur eine Linsenreihe (Abb.
2) bearbeitet.
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Die Linsenplatten 4.o der Abb. io bis 12 unterscheiden sich von den
Linsenplatten i8 der Abb. 6 bis 8 nur in einigen Einzelheiten. Ihre Lage - gegenüber
der Trommel ist im wesentlichen dieselbe, wie im Zusammenhange mit den Platten i
8 beschrieben. Entsprechend der anderen Lage der Rohlinsen sind die Führungsschienen
zur Aufnahme der Platten in einem größeren Abstande voneinander angeordnet, um mit
Aussparungen 4.2 zur Führung der Linsenplatten bei ihrem Heruntergleiten nach dem
Abfallen von der Trommel zusammenzuwirken. Statt zweier Halter 28 ist ein
einziger Halter 43 (Abb: -9) angebracht: Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende:
Die Rohlinsen werden wie oben beschrieben .eingesetzt und die Linsenhalter im Führungsrahmen
in den Schächten 22d, 22b und 22c aufgestapelt. Sie- gelangen dann unter der Einwirkung
-des federnden Schiebers z3 der Reihe nach in die Rasten der langsam umlaufenden
Linsentrommel, deren Bewegung gegenüber der der Schleifscheiben so bemessen ist,
daß jede Rohlinse gerade bis zur erforderlichen Tiefe abgeschliffen wird. Die Geschwindigkeit
der Trommel io ist veränderlich und richtet sich praktisch nach den jeweiligen besonderen
Arbeitsbedingungen. Im allgemeinen hängt sie von der Stärke des abzuschleifenden
Glases ab. Bei der beschriebenen Anordnung, bei der die Umfangsgeschwindigkeit der
Schleifscheiben etwa 7,5 Ir. pro Sekunde beträgt, braucht die Trommel io für eine
Umdrehung ungefähr 40 Minuten, und die zum Schleifen einer Linse erforderliche Zeit
beträgt weniger als . Minuten. Die Trommel io und die Schleifscheiben laufen am
besten im gleichen Drehsinn um, so daß sie an der Berührungslinie in entgegengesetzter
Richtung aneinander vorbeistreichen.
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Die Fläche der Rohlinsen und deren Dicke wird bei dem ersten Arbeitsvorgange,
dem obenerwähnten Prägen, so bemessen, daß zum Fertigstellen der Linsen möglichst
wenig abzuschleifen ist.
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Die aus dem Schleifvorgang hervorgehende Krümmung der Linsen ergibt
sich einerseits aus der Kreisbogenbahn um die Achse der Trommel io und ihrem Radius,
andererseits aus der quer verlaufenden Krümmung der Schleifscheibe. Für torische
Linsen sind diese Krümmungen verschieden, für -sphärische Linsen müssen sie gleich
sein.
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Einer der Gründe, weshalb die Länge der Linsentrommel ein Mehrfaches
der Linsenhalter trägt, ist folgender: Die Unterteilung der Linsenhalter ermöglicht
es, sie in der Winkellage gegeneinander versetzt gestaffelt anzuordnen, so daß die
zwischen den Linsen einer Abteilung notwendig entstehenden Schleifpausen, durch
die Schleifarbeit des benachbarten Satzes ausgefüllt und so der Schleifvorgang im
wesentlichen ausgeglichen ist. Bei den drei dargestellten Linsenreihen kann daher
die Linse der einen Reihe an der Vorderkante, die der zweiten Reihe gleichzeitig.
in der Mitte und die der dritten Reihe i an der Hinterkante geschliffen werden.
Diese Anordnung ist insofern wichtig, als die Schleifwirkung bei der Vorder- und
der Hinterkante größer als in der Mitte ist.
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Einer der Hauptvorteile der neuen Bauart und Anordnung liegt in der
hochgradigen Genauigkeit und Gleichförmigkeit der geschliflenen
Linsen.
Die verhältnismäiig große Länge der Trommel hat den Vorteil, daß der durch einseitige
Abnutzung der Lager an den Trommelenden verursachte Fehler in der Winkelstellung
der Länge der Trommel umgekehrt proportional ist und, da diese Länge sehr groß ist,
ohne weiteres vernachlässigt werden kann. Dieser Vorteil ist, verglichen mit dem
älteren Schleifverfahren mit einer einzigen Scheibe, besonders augenfällig, wo eine
verhältnismäßig kurze Welle vorhanden ist. Überdies neigt die kurze Welle bei einer
Winkelstellung zu Schwingungen, die Materialfehler beim Schleifen zur Folge haben,
bei einer langen Welle dagegen, wie bei der vorliegenden Anordnung, werden die Winkelfehler
nicht nur so weit vermindert, daß sie einen im großen und ganzen zu vernachlässigenden
Faktor bilden, sondern eine so lange Welle kann auch nicht so leicht in Schwingungen
um einen zwischen ihren Enden liegenden Punkt geraten.
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Bei einer verhältnismäßig langen Welle wird also durch ungleichmäßige
Abnutzung die Krümmung oder die Dicke der Linsen nicht wesentlich beeinflußt, da
sich die Verstellung des einen Endes gegenüber dem anderen über die ganze Länge
der Welle verteilt.
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Einer der Hauptnachteile der Schleifscheibe des früheren Verfahrens
lag in dem Spielraum zwischen der Scheibe und ihrer Welle. Durch die vorliegende
Anordnung ist dieser Spielraum ganz ausgeschaltet worden. Die Zylinderfläche der
Trommel bildet das Lager für die Linsenhalter, die jetzt die Funktion als Linsenträger
ausüben. Die Linsenhalter sind weniger als 2,5 cm stark, und der Abstand von der
zylindrischen Paßfläche der Trommel bis zur Außenfläche der Linse ist deshalb sehr
klein, und jede Ver änderung infolge von Abnutzungen zwischen der Zylinderfläche
und den Linsenhaltern würde natürlich -dementsprechend klein wer- i den. Zieht man
weiter in Betracht, daß die Linsenhalter verhältnismäßig lang und breit f ,sind,
so müßte die Abnutzung schon sehr erheblich werden, um eine wesentliche Abweichung
von den theoretischen Eigenschaften der Linsenfläche hervorzurufen.
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Die beschriebene Anordnung ermöglicht es daher, mit einfachen Mitteln
Linsen in Massen so herzustellen, daß sie alle dieselben Merkmale, wie Krümmung,
Dicke usw., aufweisen. Der Ausschuß wird praktisch auf ein Mindestmaß zurückgeführt.
Gelernte Arbeiter sind für keinen Arbeitsvorgang mehr erforderlich, da das Einlegen
der Linsen durch ungelernte Arbeiter ausgeführt werden i kann und das Aufstapeln
der Linsenhalter in der Schleifmaschine ein einfacher Vorgang ist, der keinerlei
Geschicklichkeit erfordert. Der Schleifvorgang selbst erfolgt völlig selbsttätig.
Den Schleifwerkzeugen kafin fortlaufend durch eine geeignete Vorrichtung, die -
für die Erfindung unwesentlich ist, Wasser zugeführt werden.