EP1473116B1 - Tool for finishing of optical surfaces - Google Patents

Abstract

The tool (10) for fine machining of optical surfaces comprises an elastic membrane (14), a chamber (20) containing a pressure medium, and a guide element (24) which is located in the main body (12) of the tool, and is joined to the machining section (16) of the membrane.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen, wie es z.B. in der Optikfertigung bei der Feinbearbeitung von optischen Linsen Einsatz findet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Werkzeug zur Feinbearbeitung auch von Freiformflächen und torischen Flächen an Brillengläsern.The present invention relates to a tool for Finishing of optically active surfaces, as e.g. in the optical production in the fine machining of optical lenses Use finds. In particular, the invention relates to a Tool for fine machining also of freeform surfaces and toric Surfaces on spectacle lenses.

Wenn nachfolgend beispielhaft für optische Werkstücke von "Brillengläsern" die Rede ist, sollen darunter nicht nur Brillenlinsen aus Mineralglas, sondern auch Brillenlinsen aus allen anderen gebräuchlichen Materialien, wie Polycarbonat, CR 39, HI-Index, etc., also auch Kunststoff verstanden werden.If exemplified below for optical workpieces of "Eyeglass lenses" is the talk, it should not only spectacle lenses made of mineral glass, but also eyeglass lenses from all other common materials, such as polycarbonate, CR 39, HI index, etc., so also be understood plastic.

Die spanende Bearbeitung der optisch wirksamen Flächen von Brillengläsern kann grob in zwei Bearbeitungsphasen unterteilt werden, nämlich zunächst die Vorbearbeitung der optisch wirksamen Fläche zur Erzeugung der rezeptgemäßen Makrogeometrie und sodann die Feinbearbeitung der optisch wirksamen Fläche; um Vorbearbeitungsspuren zu beseitigen und die gewünschte Mikrogeometrie zu erhalten. Während die Vorbearbeitung der optisch wirksamen Flächen von Brillengläsern u.a. in Abhängigkeit vom Material der Brillengläser durch Schleifen, Fräsen und/oder Drehen erfolgt, werden die optisch wirksamen Flächen von Brillengläsern bei der Feinbearbeitung üblicherweise einem Feinschleif-, Läpp- und/oder Poliervorgang unterzogen. Hierbei kommen vornehmlich feste Formwerkzeuge zum Einsatz, die als Auflage für Feinschleiffolien oder Poliermittelträger dienen.The machining of the optically active surfaces of Spectacle lenses can be roughly divided into two processing phases be, namely first the pre-processing of optically effective Surface for generating the recipe macrogeometry and then the fine machining of the optically effective surface; around Eliminate pre-processing traces and the desired microgeometry to obtain. While the pre-processing of the optical effective surfaces of spectacle lenses u.a. depending on Material of the lenses by grinding, milling and / or Turning takes place are the optically effective surfaces of spectacle lenses during finishing usually a fine grinding, Lapping and / or polishing process subjected. in this connection are mainly solid form tools used, as Pad for fine sanding films or polish carrier serve.

Im Stand der Technik wurde wiederholt festgestellt (z.B. DE 44 42 181 C1, EP 0 884 135 B1, DE 101 06 007 A1), daß ein Nachteil fester Formwerkzeuge darin zu sehen ist, daß eine große Anzahl von Formwerkzeugen benötigt wird, um die Vielzahl von bei der Rezeptfertigung von Brillengläsern möglichen Linsengeometrien (konvexe bzw. konkave Krümmungen von 0 bis zu 17 Dioptrien, ggf. mit Zylinderwirkung mit bis zu 6 Dioptrien) bei eventuell noch abweichenden Brechungsindizes der verschiedenen Werkstoffe feinbearbeiten zu können. Erschwerend hinzu kommt hier die Tendenz, für Brillen zunehmend auch Mehrsichtgläser in Form sogenannter Gleitsichtgläser zu verwenden, bei denen der Weitsichtbereich gleitend in den Nahsichtbereich übergeht. Wenigstens eine der optisch wirksamen Flächen derartiger Brillengläser hat eine individuell gestaltete Makrogeometrie, die auch Freiformflächen aufweist und natürlich ebenfalls feinbearbeitet werden muß.The prior art has repeatedly found (e.g., DE44 42 181 C1, EP 0 884 135 B1, DE 101 06 007 A1) that a disadvantage solid molds can be seen therein that a large number of molds needed to meet the variety of Prescription production of spectacle lenses possible lens geometries (convex or concave curvatures from 0 to 17 dioptres, possibly with cylinder effect with up to 6 dioptres) at possibly still different refractive indices of the different materials to fine-edit. To make matters worse, here is the tendency For glasses increasingly multi-view lenses in the form of so-called To use progressive lenses, where the far vision area sliding into the near vision area. At least has one of the optically effective surfaces of such lenses an individually designed macrogeometry, which also includes freeform surfaces and of course also be finished got to.

So fehlt es denn im Stand der Technik auch nicht an Vorschlägen, wie Werkzeuge zur Feinbearbeitung optisch wirksamer Flächen auszubilden sind, damit mit einem Werkzeug ein möglichst großer Bereich an Geometrien abgedeckt werden kann.So there is no lack of suggestions in the state of the art like tools for fine machining optically effective surfaces be trained, so with a tool as possible large range of geometries can be covered.

In diesem Zusammenhang offenbart die DE 44 42 181 C1 der Anmelderin ein Werkzeug zur Feinbearbeitung optischer Flächen von Linsen, mit einer einen Bearbeitungsabschnitt aufweisenden elastischen Membran, die über einen Befestigungsabschnitt an einem starren Halter befestigt ist. Der starre Halter begrenzt zusammen mit der elastischen Membran einen Hohlraum, welcher mit einem Füllmaterial gefüllt ist, das als unter bestimmten Bedingungen plastisch verformbare Masse wahlweise steuerbar eine nachgiebige oder starre Stützschicht für die Membran bildet, so daß vor Beginn der Feinbearbeitung die Außenkontur der Membran der Form der optischen Fläche angepaßt werden kann. Gemäß diesem Stand der Technik weist die Membran des weiteren zwischen ihrem Bearbeitungsabschnitt und ihrem Befestigungsabschnitt einen faltenbalgartigen Abschnitt auf, der bei Kontakt des Bearbeitungsabschnitts mit der optischen Fläche die plastisch verformbare Masse derart mit Kräften beaufschlagt, daß diese den Bearbeitungsabschnitt an die optische Fläche anpreßt, so daß das Werkzeug deren Form nach Erstarren der plastisch verformbaren Masse beibehält. Zwar kann mit diesem Werkzeug ein verhältnismäßig großer Bereich an Linsengeometrien feinbearbeitet werden. Das Erweichen und anschließende Erstarren der plastisch verformbaren Masse erfordert aber u.a. eine geraume Zeit, so daß dieses Werkzeug in der industriellen Fertigung von Brillengläsern nach Rezept nur bedingt eingesetzt werden kann.In this context, DE 44 42 181 C1 discloses the applicant a tool for finishing optical surfaces of Lenses, having a processing portion having elastic Membrane, which has an attachment section on a rigid holder is attached. The rigid holder limits together with the elastic membrane a cavity which with a filling material is filled, as under certain conditions plastically deformable mass optionally controllable one forms a resilient or rigid support layer for the membrane, so that before the start of the fine machining, the outer contour of the membrane the shape of the optical surface can be adjusted. According to this The prior art also sandwiches the membrane their processing section and their attachment section a bellows-like portion which upon contact of the processing section with the optical surface plastic deformable mass so applied with forces that this presses the processing section to the optical surface, so that the tool whose shape after solidification of plastically deformable Maintains mass. Although you can use this tool relatively large range of lens geometries finished become. The softening and subsequent solidification of the plastic deformable mass but requires u.a. a long Time, so that this tool in industrial manufacturing of Eyeglass lenses can only be used conditionally according to prescriptions.

Bei anderen Lösungen (EP 0 884 135 B1, DE 101 06 007 A1), bei denen das Werkzeug ebenfalls in der Lage ist, die feinzubearbeitende Fläche vor der Feinbearbeitung abzuformen, hat das Werkzeug zwei axial beabstandet an einem Grundkörper gehaltene, elastische Membranen, zwischen denen eine Vielzahl von Stiften vorgesehen ist, die durch pneumatische Beaufschlagung der werkzeuginneren Membran in Längsrichtung verschoben werden können, um die werkzeugäußere Membran der feinzubearbeitenden Fläche anzupassen. Ist diese Anpassung erfolgt, werden die Stifte in Querrichtung pneumatisch oder magnetisch gegeneinander fixiert, um am Werkzeug eine feste Bearbeitungsfläche auszubilden. Ein Problem bei diesen Werkzeugen ist jedoch insbesondere darin zu sehen, daß diese Werkzeuge sehr aufwendig ausgebildet und dementsprechend auch störanfällig sind.In other solutions (EP 0 884 135 B1, DE 101 06 007 A1), in which the tool is also capable of the feinzubearbeitende Forming surface before finishing has that Tool two axially spaced held on a body, elastic membranes, between which a variety of pins is provided by the pneumatic loading of the tool inside Membrane can be moved longitudinally, around the tool outer membrane of the surface to be finished adapt. When this adjustment is made, the pins in Transverse direction pneumatically or magnetically fixed against each other, to form a solid working surface on the tool. One However, a problem with these tools is in particular too see that these tools designed very expensive and accordingly are also prone to failure.

Schließlich sind auch Werkzeuge zum Polieren optischer Flächen bekannt (DE 101 00 860 A1, DE 101 06 659 A1), die einen gelenkig und drehfest mit der Werkzeugspindel verbundenen, festen Grundkörper aufweisen, der auf der Bearbeitungsseite eine elastische Zwischenschicht und darauf die eigentliche Polierschicht trägt. Eine Anpaßfähigkeit dieser Werkzeuge an die feinzubearbeitende optische Fläche ist natürlich nur insofern gegeben, als dies die elastische Zwischenschicht zuläßt, die schon aus Gründen der Polierprozeßbeherrschung nicht beliebig dick ausgebildet werden kann. Finally, there are tools for polishing optical surfaces known (DE 101 00 860 A1, DE 101 06 659 A1), the one articulated and non-rotatably connected to the tool spindle, fixed Base body having on the processing side an elastic Intermediate layer and on it the actual polishing layer wearing. An adaptability of these tools to the fine-to-work optical surface is of course only insofar given, as this allows the elastic intermediate layer, the for reasons of polishing process mastery not arbitrary can be formed thick.

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß nach wie vor ein Bedarf für ein anpassungsfähiges Werkzeug zur Feinbearbeitung von insbesondere Brillengläsern besteht, welches in der industriellen Fertigung von Brillengläsern nach Rezept möglichst universell einsetzbar sowie kostengünstig ist und zugleich in zuverlässiger Weise gute Bearbeitungsergebnisse gewährleistet.In summary, it should be noted that there is still a need for an adaptable tool for fine machining of particular Eyeglass lenses exist which in industrial Production of spectacle lenses according to recipe as universal as possible can be used as well as inexpensive and at the same time in more reliable Guaranteed good processing results.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach ausgebildetes und zuverlässig arbeitendes Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen, insbesondere von Freiformflächen und torischen Flächen an Brillengläsern zu schaffen, das ein gutes Anpassungsvermögen an einen weiten Bereich von zu bearbeitenden Geometrien aufweist.The invention is therefore based on the object as possible simply trained and reliable working tool for fine machining of optically active surfaces, in particular of free-form surfaces and toric surfaces on spectacle lenses to create that good adaptability to one wide range of machined geometries.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte und/oder zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 21.This object is specified by the in claim 1 Characteristics solved. Advantageous and / or expedient developments The invention are the subject of claims 2 to 21st

Erfindungsgemäß hat ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen, insbesondere von Freiformflächen und torischen Flächen an Brillengläsern, einen Grundkörper, der an einer Werkzeugspindel einer Bearbeitungsmaschine anbringbar ist, eine elastische Membran, die einen Bearbeitungsabschnitt aufweist, an den sich ein Faltenbalgabschnitt anschließt, mittels dessen die Membran drehmitnahmefähig am Grundkörper befestigt ist, eine von dem Grundkörper und der Membran begrenzte Druckmittelkammer, die über einen Kanal wahlweise mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, um während der Bearbeitung der optisch wirksamen Fläche über den Bearbeitungsabschnitt einen Bearbeitungsdruck aufzubringen, und ein längsverschieblich an dem Grundkörper geführtes Führungsglied, das mit dem Bearbeitungsabschnitt der Membran wirkverbunden ist, so daß der Bearbeitungsabschnitt in Längsrichtung des Führungsglieds bewegbar und in Querrichtung zum Führungsglied gehalten, gleichwohl unter einer elastischen Verformung des Faltenbalgabschnitts kippbeweglich bezüglich des Führungsglieds ist.According to the invention has a tool for fine machining of optical effective surfaces, in particular free-form surfaces and toric surfaces on spectacle lenses, a basic body, the a tool spindle of a processing machine attachable is an elastic membrane that has a machining section has, to which a bellows followed by means whose diaphragm is attached to the body in such a way that it is capable of rotation is one, bounded by the main body and the membrane Pressure medium chamber, which via a channel optionally with a Pressure medium is acted upon, during the processing of the optically effective surface over the processing section a Apply processing pressure, and a longitudinally displaceable the main body guided guide member, with the processing section the membrane is operatively connected, so that the processing section movable in the longitudinal direction of the guide member and held transversely to the guide member, however under elastic deformation of the bellows section is tiltable with respect to the guide member.

Infolge der Druckbeaufschlagbarkeit der elastischen Membran über die Druckmittelkammer, der Axialbeweglichkeit des mittels des Führungsglieds geführten Bearbeitungsabschnitts der Membran, dessen Kippbeweglichkeit bezüglich des Führungsglieds sowie der elastischen Verformbarkeit des Faltenbalgabschnitts der Membran kann sich das erfindungsgemäße Werkzeug hervorragend an die Geometrie der feinzubearbeitenden Fläche anpassen. Zugleich sorgt das Führungsglied des erfindungsgemäßen Werkzeugs durch Halten des Bearbeitungsabschnitts der Membran in Querrichtung für eine sehr gute Führung des Bearbeitungsabschnitts, und zwar nahe der feinzubearbeitenden Fläche, nachdem das Führungsglied eben mit dem Bearbeitungsabschnitt wirkverbunden ist, so daß die für die Bearbeitung nötigen Torsions- und Querkräfte zuverlässig auf die feinzubearbeitende Fläche übertragen werden können, während unerwünschte Kippmomente vermieden werden. Diese hervorragende Anpaßfähigkeit des Werkzeugs und sehr gute Führung des Bearbeitungsabschnitts der Membran werden auch nicht durch die jedenfalls notwendige Drehmomentübertragung vom Grundkörper des Werkzeugs auf dessen Membran beeinträchtigt, weil diese Drehmomentübertragung über den Faltenbalgabschnitt der Membran erfolgt, also funktional getrennt vom Führungsglied. Dies alles erfordert letztendlich auch keinen komplizierten Aufbau des Werkzeugs. Als Ergebnis der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Werkzeugs kann sich das Werkzeug also einerseits an quasi beliebige Geometrien bzw. Krümmungen der feinzubearbeitenden Flächen anpassen, andererseits aber auch die zur Bearbeitung notwendigen Prozeßkräfte auf beispielsweise eine Feinschleif- oder Polierfolie zuverlässig übertragen. Zugleich ist das Werkzeug in der Lage, kinematische Rauhigkeiten der vorbearbeiteten Fläche, wie z.B. Dreh- oder Fräsriefen, durch ein Glätten der Struktur zu beseitigen. Due to the pressurisability of the elastic membrane on the pressure medium chamber, the axial mobility of the means the guide member guided processing section of the membrane, its tilting mobility with respect to the guide member as well the elastic deformability of the bellows section of the Membrane, the tool according to the invention can excellently adjust the geometry of the surface to be machined. at the same time ensures the guide member of the tool according to the invention Holding the processing section of the membrane in the transverse direction for a very good guidance of the processing section, namely near the surface to be machined, after the guide member just operatively connected to the processing section, so that the torsion and shear forces necessary for machining reliable can be transferred to the surface to be finished, while unwanted tilting moments are avoided. These Excellent adaptability of the tool and very good guidance the processing section of the membrane will not by the anyway necessary torque transmission from Affected body of the tool on the membrane, because this torque transmission via the Faltenbalgabschnitt the membrane takes place, so functionally separated from the guide member. All this ultimately does not require complicated Structure of the tool. As a result of the invention Design of the tool, the tool can thus on the one hand to virtually any geometries or curvatures of Customize fine-machined surfaces, on the other hand but also the process forces necessary for processing on, for example reliably transfer a fine sanding or polishing film. at the same time the tool is capable of kinematic roughness the preprocessed area, e.g. Turning or milling scrapers, by smoothing out the structure.

Grundsätzlich ist es möglich, den Bearbeitungsabschnitt der Membran so auszubilden, daß er im unbelasteten Zustand der Membran eben ist. Bevorzugt wird aber eine Ausgestaltung, bei der der Bearbeitungsabschnitt der Membran im wesentlichen sphärisch vorgeformt ist (den jeweiligen Erfordernissen entsprechend konvex oder konkav), was sich beim Vulkanisieren oder Gießen der Membran leicht bewerkstelligen läßt und wodurch sich der Bearbeitungsabschnitt der Membran noch besser an die feinzubearbeitende Fläche anpassen kann.Basically, it is possible to edit the editing section Make membrane so that it is in the unloaded state of the membrane is just. But preferred is an embodiment in which the processing section of the membrane is substantially spherical is preformed (corresponding to the respective requirements convex or concave), resulting in vulcanization or casting of the Membrane can easily accomplish and causing the processing section the membrane even better to the feinzubearbeitende Can adjust surface.

Versuche der Anmelderin haben des weiteren gezeigt, daß ein Faltenbalgabschnitt der Membran, der mindestens zwei Falten aufweist, ein für die Zwecke der vorliegenden Erfindung brauchbares Verformungsvermögen hat. Zur Erzielung eines guten Kompromisses aus Anpaßfähigkeit und Formbeständigkeit des Werkzeugs hat der Faltenbalgabschnitt vorzugsweise drei Falten. Zweckmäßig kann die Membran aus einem elastomeren Werkstoff, insbesondere NBR, EPDM oder PUR mit einer Härte nach Shore A von 45 bis 70, vorzugsweise von 55 bis 60 bestehen.Experiments by the applicant have further shown that a Bellows portion of the membrane, which has at least two folds has one suitable for the purposes of the present invention Deformability has. To achieve a good compromise from adaptability and dimensional stability of the tool For example, the bellows portion preferably has three folds. Suitably, the membrane of an elastomeric material, in particular NBR, EPDM or PUR with a Shore A hardness from 45 to 70, preferably from 55 to 60 exist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Bearbeitungsabschnitt der Membran mittels einer flächigen Armierung ausgesteift ist. Durch diese Maßnahme können insbesondere langwellige Unebenheiten, die aus den Vorbearbeitungsstrukturen (kinematische Rauhigkeiten in Form von Dreh- oder Fräsriefen) resultieren, infolge eines stärkeren Abtrags der erhabenen Anteile der Dreh- bzw. Frässtruktur besser ausgeglichen werden, wodurch es zu einer Glättung der feinbearbeiteten Fläche kommt. Außerdem sorgt die Armierung für eine verbesserte Druckverteilung bei der Feinbearbeitung. Die Armierung kann im wesentlichen sphärisch vorgeformt sein, was - verglichen mit einer ebenfalls denkbaren, ebenen Ausbildung der Armierung - für eine bessere Verformbarkeit der Armierung und damit bessere Anpaßfähigkeit des Bearbeitungsabschnitts der Membran an die zu bearbeitende Fläche sorgt. In an advantageous embodiment of the invention can be provided be that the processing section of the membrane means stiffened a planar reinforcement. By this measure In particular, long-wave unevenness arising from the Vorbearbeitungsstrukturen (Kinematic roughnesses in the form of Turning or milling grooves) result, as a result of greater removal the raised portions of the turning or milling structure better be balanced, resulting in a smoothing of the finely processed Surface comes. In addition, the reinforcement ensures a improved pressure distribution during fine machining. The reinforcement may be substantially spherically preformed, which - compared with a conceivable, even training the Reinforcement - for a better ductility of the reinforcement and thus better adaptability of the processing section of the Membrane to the surface to be machined ensures.

Grundsätzlich ist es möglich, die Armierung in den Bearbeitungsabschnitt der Membran schon bei deren Herstellung einzuvulkanisieren oder die Armierung auf den Bearbeitungsabschnitt der Membran von außen oder innen aufzukleben. Bevorzugt wird jedoch eine Ausgestaltung, bei der die Armierung auf der von der Druckmittelkammer abgewandten Seite des Bearbeitungsabschnitts der Membran auf dem Bearbeitungsabschnitt aufvulkanisiert ist.Basically, it is possible the reinforcement in the machining section to vulcanize the membrane during its production or the reinforcement on the processing section Stick the membrane from the outside or inside. It is preferred However, an embodiment in which the reinforcement on the of the pressure medium chamber side facing away from the processing section the membrane vulcanized on the processing section is.

In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Armierung aus einem plastisch verformbaren, metallischen Blechabschnitt, insbesondere einem Blechabschnitt aus einer Legierung auf TiZn-Basis besteht. Durch den Einsatz einer solchen Blechlamelle als Armierung wird der Bearbeitungsabschnitt der Membran, der infolge seiner Ausbildung aus einem elastomeren Werkstoff grundsätzlich bestrebt ist, in seine Ausgangsform zurückzukehren, daran gehindert, wodurch in vorteilhafter Weise eine zeitlich gesehen zumindest für den Feinbearbeitungsvorgang bleibende Abformung der zu bearbeitenden Fläche mittels des armierten Bearbeitungsabschnitts möglich ist.In a further embodiment it can be provided that the Reinforcement of a plastically deformable, metallic sheet metal section, in particular a sheet metal section of an alloy based on TiZn. By the use of such Lamination as reinforcement is the processing section of the Membrane, due to its formation of an elastomeric Material in principle endeavors to return to its original form, prevented, thereby advantageously a temporally seen at least for the finishing process permanent impression of the surface to be treated by means of the armored Processing section is possible.

Für eine bessere Anpassung an nicht-rotationssymmetrische, vor allem torische Flächen, insbesondere solche mit hoher Zylinderwirkung, d.h. starker Abweichung von Basis- und Zylinderkurve, kann die Armierung des Bearbeitungsabschnitts ferner in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Ebenen bzw. in Richtung der Basis- und Zylinderachsen des Torus unterschiedliche Biegesteifigkeiten aufweisen. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß die Armierung in kreuzförmiger Anordnung vier Sätze von satzweise jeweils im wesentlichen parallel verlaufenden Schlitzen hat, die sich vom Rand der Armierung nach innen erstrecken und dort an einem schlitzfreien Bereich der Armierung enden, der im wesentlichen die Form eines beidseitig einwärts geschwungenen "X" aufweist, wodurch die Schlitze in der einen Richtung im Mittel eine andere Länge aufweisen als die Schlitze in der dazu senkrechten Richtung.For better adaptation to non-rotationally symmetric, pre all toric surfaces, in particular those with high cylinder effect, i.e. strong deviation of base and cylinder curve, the reinforcement of the processing section can also be divided into two perpendicular to each other planes or in the direction of Base and cylinder axes of the torus different bending stiffnesses exhibit. This can be accomplished, for example be that the reinforcement in a cross-shaped arrangement four sets of sentences, each essentially parallel Has slits that extend from the edge of the reinforcement extend inside and there at a slot-free area of Arming ends, which is essentially the shape of a two-sided inwardly curved "X", whereby the slots in the one direction on average have a different length than the slots in the direction perpendicular to it.

Des weiteren kann an dem Bearbeitungsabschnitt der Membran auf der von der Druckmittelkammer abgewandten Seite eine elastische Zwischenschicht angebracht sein, die aus einem geeigneten elastomeren Werkstoff, beispielsweise einem PUR-Schaumstoff, besteht und eine Härte nach Shore A von 35 bis 60, vorzugsweise von 45 bis 50 aufweist. Eine solche Zwischenschicht bietet sich insbesondere für die Feinbearbeitung von Freiformflächen (FFF) an, um auch Flächenübergänge, z.B. bei Gleitsichtgläsern für Brillen den Übergang vom Weitsichtbereich in den Nahsichtbereich, gut auspolieren zu können.Furthermore, at the processing portion of the membrane the side facing away from the pressure medium chamber an elastic Intermediate layer may be attached, which consists of a suitable elastomeric Material, such as a polyurethane foam exists and a Shore A hardness of 35 to 60, preferably from 45 to 50. Such an interlayer offers itself especially for fine machining of freeform surfaces (FFF) to also make surface transitions, e.g. in progressive lenses for Eyeglasses the transition from the far vision area to the near vision area, to polish well.

Das Führungsglied zur Führung des Bearbeitungsabschnitts der Membran kann z.B. durch eine Hülse ausgebildet sein, die an einem komplementären, am Grundkörper ausgebildeten oder angebrachten Zapfen geführt ist. Insbesondere in herstellungstechnischer Hinsicht bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der das Führungsglied durch einen Stift ausgebildet ist, der längsverschieblich in einer Aufnahmebohrung im Grundkörper geführt ist.The guide member for guiding the machining portion of Membrane can e.g. be formed by a sleeve, the on a complementary, formed on the body or attached Spigot is guided. Especially in manufacturing technology However, preference is given to an embodiment in the guide member is formed by a pin, the guided longitudinally displaceable in a receiving bore in the body is.

Um eine möglichst leichtgängige Führung zu erzielen, können zwischen dem Führungsglied und dem Grundkörper Mittel zur Reibungsreduzierung vorgesehen sein. Hier können beispielsweise handelsübliche Gleitlager, Gleitbuchsen aus z.B. PTFE oder Kugelbuchsen eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Aufnahmebohrung im Grundkörper mit wenigstens einer Fettasche als Mittel zur Reibungsreduzierung versehen.To achieve the smoothest possible guidance, you can between the guide member and the body friction reducing means be provided. Here, for example commercial plain bearings, sliding bushes made of e.g. PTFE or Ball bushings are used. In a preferred embodiment is the receiving bore in the body with at least a fat ash provided as a means for reducing friction.

Grundsätzlich ist es möglich, den Kanal zur Beaufschlagung der Druckmittelkammer etwa als Bohrung durch den eigentlichen Grundkörper des Werkzeugs hindurchzuführen. Vorzugsweise ist der Kanal zur Beaufschlagung der Druckmittelkammer aber in dem Führungsglied ausgebildet. Hierbei hat es sich insbesondere in herstellungstechnischer Hinsicht als zweckmäßig erwiesen, den Kanal mit einer Längsbohrung in dem Führungsglied auszubilden, die über eine Querbohrung in dem Führungsglied mit der Druckmittelkammer kommuniziert.Basically it is possible to use the channel for loading the Pressure medium chamber approximately as a bore through the actual Pass the main body of the tool. Preferably the channel for loading the pressure medium chamber but in the Guiding member formed. This is especially true in Manufacture technical point proved to be appropriate, the Form channel with a longitudinal bore in the guide member, via a transverse bore in the guide member with the pressure medium chamber communicated.

Für die Wirkverbindung zwischen dem Führungsglied und dem Bearbeitungsabschnitt der Membran sind verschieden gestaltete Gelenkverbindungen denkbar, die den Bearbeitungsabschnitt in die Lage versetzen, kardanische Ausgleichsbewegungen ausführen zu können. Bevorzugt ist hier eine Wirkverbindung, bei der das Führungsglied über einen in einer Gelenkpfanne verschwenkbar aufgenommenen Kugelkopf mit dem Bearbeitungsabschnitt der Membran wirkverbunden ist. Dabei kann die Gelenkpfanne durch ein Formteil ausgebildet sein, welches in eine hinterschnittene Aufnahmekammer eingeknüpft ist, die auf der der Druckmittelkammer zugewandten Seite an dem Bearbeitungsabschnitt der Membran ausgebildet ist.For the operative connection between the guide member and the processing section the membrane are differently shaped joints conceivable that the processing section in the Shift position, perform gimbal compensatory movements can. Preferred here is an active compound in which the Guide member about a pivotable in a socket recorded ball head with the processing section of the membrane is actively connected. The socket can by a Be formed molding, which in an undercut Receiving chamber is knotted, on the pressure medium chamber facing side on the processing section of the membrane is trained.

Wenn schließlich die Aufnahmekammer am Bearbeitungsabschnitt der Membran über einen sich durch den Kugelkopf hindurch erstreckenden Kanal mit dem Kanal zur Beaufschlagung der Druckmittelkammer kommunizieren kann, ist es in vorteilhafter Weise möglich, auch den oberhalb des Kugelkopfs befindlichen Bereich des Bearbeitungsabschnitts der Membran mit dem Druckmittel zu beaufschlagen, so daß auch dieser Bereich des Bearbeitungsabschnitts bei der Bearbeitung der optisch wirksamen Fläche individuell an diese angedrückt wird.Finally, when the receiving chamber on the processing section the membrane over a through the ball head extending therethrough Channel with the channel for acting on the pressure medium chamber can communicate, it is in an advantageous way possible, even the area located above the ball head the processing section of the membrane with the pressure medium to apply, so that this area of the processing section in the processing of optically effective surface individually is pressed to this.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine Längsschnittansicht eines Werkzeugs zur Feinbe- arbeitung von optisch wirksamen Flächen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem gegenüber der Realität vergrößerten Maßstab,

Fig. 2

eine Längsschnittansicht eines aufgeblockten Brillen- glases und des Werkzeugs gemäß dem ersten Ausfüh- rungsbeispiel in einem gegenüber Fig. 1 kleineren Maßstab, wobei sich Brillenglas und Werkzeug im Ein- griff befinden,

Fig. 3

eine Längsschnittansicht entsprechend Fig. 2, wobei das Brillenglas und das Werkzeug gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Drehstellung jeweils um eine Vier- telumdrehung gleichsinnig um ihre Längsachsen weiter- gedreht wurden,

Fig. 4

eine Längsschnittansicht einer im Bereich ihres Bear- beitungsabschnitts mit einer flächigen Armierung aus- gesteiften, elastischen Membran für ein Werkzeug nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem gegenüber der Realität vergrößerten Maßstab,

Fig. 5

eine Draufsicht auf die Membran gemäß Fig. 4 mit Dar- stellung des Schnittverlaufs IV-IV für Fig. 4, wobei gegenüber der Fig. 4 ein Poliermittelträger von der Membran abgenommen wurde, und

Fig. 6

eine Längsschnittansicht einer auf ihrem Bearbei- tungsabschnitt mit einer elastischen Zwischenschicht versehenen, elastischen Membran für ein Werkzeug nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem gegenüber der Realität vergrößerten Maßstab.

In the following the invention with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying drawings is explained in more detail, wherein the same or corresponding parts are provided with the same reference numerals. In the drawings show:

Fig. 1

1 is a longitudinal sectional view of a tool for fine machining of optically effective surfaces according to a first embodiment of the invention in an enlarged scale compared to reality;

Fig. 2

4 shows a longitudinal sectional view of a blocked spectacle lens and the tool according to the first exemplary embodiment in a smaller scale compared to FIG. 1, with spectacle lens and tool in engagement,

Fig. 3

FIG. 2 shows a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 2, wherein the spectacle lens and the tool have been further rotated in the same direction about their longitudinal axes by a quarter turn relative to the rotational position shown in FIG.

Fig. 4

3 shows a longitudinal sectional view of a flexible membrane for a tool according to a second exemplary embodiment of the invention, enlarged in the area of its machining section with a planar reinforcement, in a scale which is larger than in reality,

Fig. 5

4 shows a plan view of the membrane according to FIG. 4, showing the sectional profile IV-IV for FIG. 4, a polishing agent carrier having been removed from the membrane compared with FIG. 4, and FIG

Fig. 6

a longitudinal sectional view of a provided on its processing section with an elastic intermediate layer, elastic membrane for a tool according to a third embodiment of the invention in an enlarged scale compared to reality.

Gemäß Fig. 1 hat ein Werkzeug 10 zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen F, insbesondere von Freiformflächen und torischen Flächen an Brillengläsern L, einen Grundkörper 12, der an einer Werkzeugspindel (nicht gezeigt) einer an sich bekannten Bearbeitungsmaschine (ebenfalls nicht dargestellt) angebracht werden kann. Des weiteren weist das Werkzeug 10 eine elastische Membran 14 auf, die einen Bearbeitungsabschnitt 16 hat, an den sich ein Faltenbalgabschnitt 18 anschließt, mittels dessen die Membran 14 drehmitnahmefähig am Grundkörper 12 befestigt ist. Der Grundkörper 12 und die Membran 14 begrenzen eine Druckmittelkammer 20 des Werkzeugs 10, die über einen Kanal 22 wahlweise mit einem geeigneten flüssigen oder gasförmigen Druckmittel (z.B. Öl oder Druckluft mit einem Druck von ca. 0,2 bis 0,6 bar) beaufschlagt werden kann, um während der Bearbeitung der optisch wirksamen Fläche F über den Bearbeitungsabschnitt 16 einen Bearbeitungsdruck aufzubringen. Längsverschieblich an dem Grundkörper 12 geführt ist ein Führungsglied 24, das, wie im folgenden noch näher beschrieben werden wird, mit dem Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 wirkverbunden ist, so daß der Bearbeitungsabschnitt 16 in Längsrichtung des Führungsglieds 24 bewegbar und in Querrichtung zum Führungsglied 24 gehalten, gleichwohl unter einer elastischen Verformung des Faltenbalgabschnitts 18 der Membran 14 kippbeweglich bezüglich des Führungsglieds 24 ist.1, a tool 10 for fine machining of optical effective surfaces F, in particular free-form surfaces and toric surfaces on spectacle lenses L, a main body 12, the at a tool spindle (not shown) of a known per se Processing machine (also not shown) attached can be. Furthermore, the tool 10 has a elastic membrane 14, which has a processing section 16 has, to which a bellows portion 18 connects, means whose diaphragm 14 is fastened to the main body 12 in such a way that it is capable of rotation is. The main body 12 and the diaphragm 14 define a Pressure medium chamber 20 of the tool 10, which via a channel 22nd optionally with a suitable liquid or gaseous Pressure means (e.g., oil or compressed air at a pressure of about 0.2 to 0.6 bar) can be applied during processing the optically effective surface F via the processing section 16 apply a processing pressure. longitudinal displacement guided on the base body 12 is a guide member 24, which will be described in more detail below, with the processing section 16 of the membrane 14 operatively connected is, so that the processing section 16 in the longitudinal direction of Guide member 24 movable and transversely to the guide member 24 held, but under an elastic deformation the Faltenbalgabschnitts 18 of the membrane 14 tiltable with respect to the guide member 24 is.

Der vorzugsweise metallische Grundkörper 12 hat einen Befestigungsabschnitt 26, mittels dessen das Werkzeug 10 lösbar an der Werkzeugspindel (nicht gezeigt) montiert werden kann, sowie einen sich an den Befestigungsabschnitt 26 anschließenden Kopfabschnitt 28, an dem die Membran 14 auswechselbar angebracht ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Befestigungsabschnitt 26 in einer sehr einfachen Ausgestaltung eine zylindrische Außenumfangsfläche auf. Für einen automatischen Werkzeugwechsel kann der Befestigungsabschnitt aber auch als Steilkegelanschluß ausgeführt sein, mit z.B. einem Hohlschaftkegel gemäß der deutschen Norm DIN 69893. Den jeweiligen Erfordernissen entsprechend ist es ebenfalls denkbar, den Befestigungsabschnitt als Blockstückanschluß auszubilden, wie er in der Rezeptfertigung von Brillengläsern L üblich und in der deutschen Norm DIN 58766 standardisiert ist. Dieser Anschluß kann für etwaige Handhabungssysteme ggf. auch mit einer Greifrille versehen sein.The preferably metallic base body 12 has a fastening portion 26, by means of which the tool 10 releasably attached to the Tool spindle (not shown) can be mounted, as well a subsequent to the attachment portion 26 head portion 28, on which the membrane 14 mounted replaceably is. In the illustrated embodiment, the attachment portion 26 in a very simple embodiment a cylindrical outer peripheral surface on. For an automatic Tool change, the attachment section but also as Steep taper terminal be executed with e.g. a hollow shaft cone according to the German standard DIN 69893. The respective requirements Accordingly, it is also conceivable, the attachment section to train as a block terminal, as in the prescription production of spectacle lenses L usual and in the German standard DIN 58766 is standardized. This connection may possibly for any handling systems with a gripping groove be provided.

Der Kopfabschnitt 28 des Grundkörpers 12 hat einen zylindrischen Absatz 30, an den sich in Richtung des Befestigungsabschnitts 26 eine Ringschulter 32 anschließt, die eine Anschlagfläche für ein vorzugsweise metallisches Ringteil 34 ausbildet, welches zur Befestigung der Membran 14 am Grundkörper 12 über den Absatz 30 geschoben ist. Das zum Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 hin abgeschrägte Ringteil 34 ist mit mehreren über den Umfang verteilten Gewindebohrungen versehen, in die Madenschrauben 36 eingeschraubt sind, welche formschlüssig in im Absatz 30 ausgebildete Aussparungen 38 eingreifen, um das Ringteil 34 zug-, druck- und drehfest am Kopfabschnitt 28 des Grundkörpers 12 festzulegen.The head portion 28 of the body 12 has a cylindrical Paragraph 30, in the direction of the attachment section 26 an annular shoulder 32 connects, which has a stop surface for a preferably metallic ring part 34, which for attachment of the membrane 14 on the base body 12 via the paragraph 30 is pushed. That to the processing section 16 the diaphragm 14 beveled ring part 34 is provided with several Provided over the circumference distributed threaded holes in the Grub screws 36 are screwed, which form fit in in paragraph 30 formed recesses 38 engage the Ring member 34 tensile, compressive and rotationally fixed to the head portion 28 of Set body 12.

In Richtung der Membran 14 schließt sich an den Absatz 30 des Kopfabschnitts 28 über eine weitere Ringschulter 40 ein weiterer, im Durchmesser kleinerer zylindrischer Absatz 42 an, der mit einer Radialnut 44 zur formschlüssigen Befestigung der Membran 14 am Grundkörper 12 versehen ist. Ein in axialer Richtung über die Ringschulter 40 vorstehender Bereich einer zylindrischen Innenumfangsfläche des Ringteils 34, die Ringschulter 40 sowie der die Radialnut 44 aufweisende Absatz 42 des Kopfabschnitts 28 begrenzen einen ringförmigen Aufnahmeraum für einen geschlitzten Ring 46 und einen ringförmigen Befestigungsendabschnitt 48 des Faltenbalgabschnitts 18 der Membran 14. Mit Hilfe des vorzugsweise aus POM (Polyoxymethylen, z.B. Delrin® von DuPont) bestehenden Rings 46 ist die Membran 14 in Zug- und Druckrichtung formschlüssig und in Umfangsrichtung reibschlüssig, mithin drehfest am Grundkörper 12 befestigt. Genauer gesagt ist der Befestigungsendabschnitt 48 der Membran 14 innenumfangsseitig mit einer nach radial innen vorspringenden, umlaufenden Nase 50 versehen, die formschlüssig in die Radialnut 44 des Absatzes 42 am Kopfabschnitt 28 eingreift. Außenumfangsseitig ist der Befestigungsendabschnitt 48 seinerseits mit einer Radialnut 52 versehen, in die eine am Innenumfang des Rings 46 ausgebildete, nach radial innen vorspringende, umlaufende Nase 54 formschlüssig eingreift. Der Ring 46 selbst liegt mit einer zylindrischen Außenumfangsfläche flächig an der Innenumfangsfläche des Ringteils 34 an. Es ist ersichtlich, daß die Membran 14 somit unter Zuhilfenahme des Ringteils 34 und des Rings 46 fest am Grundkörper 12 gehalten ist.In the direction of the membrane 14 connects to the shoulder 30 of the Head section 28 via another annular shoulder 40 another, in diameter smaller cylindrical shoulder 42, the with a radial groove 44 for the positive attachment of the membrane 14 is provided on the base body 12. One in the axial direction over the annular shoulder 40 projecting portion of a cylindrical Inner peripheral surface of the ring member 34, the annular shoulder 40th and the radial groove 44 having paragraph 42 of the head section 28 bound an annular receiving space for one slotted ring 46 and an annular attachment end portion 48 of the Faltenbalgabschnitts 18 of the membrane 14. Mit Aid of preferably POM (polyoxymethylene, e.g., Delrin® from DuPont) ring 46 is the membrane 14 in tensile and Pressure direction positively and circumferentially frictionally, thus rotatably attached to the base body 12. More precisely the attachment end portion 48 of the diaphragm 14 is inside peripheral side with a radially inwardly projecting, circumferential Nose 50 provided, the form-fitting in the radial groove 44 of paragraph 42 engages the head portion 28. Outer peripheral side is the attachment end portion 48 in turn with a radial groove 52 provided in the one on the inner circumference of the Rings 46 formed, radially inwardly projecting, circumferential Nose 54 engages positively. The ring 46 itself lies with a cylindrical outer peripheral surface flat on the inner peripheral surface of the ring member 34 at. It can be seen that the membrane 14 thus with the aid of the ring member 34 and of the ring 46 is held firmly on the base body 12.

Die Membran 14 besteht aus einem elastomeren Werkstoff, wie NBR (Elastomer auf Basis Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kautschuk), EPDM (Elastomer auf Basis Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) oder einem PUR-(Polyurethan-)Elastomer (z.B. Vulkollan® von Bayer), mit einer Härte nach Shore A von 45 bis 70, vorzugsweise von 55 bis 60. Im Bereich zwischen dem Befestigungsendabschnitt 48 und dem Bearbeitungsabschnitt 16 hat die Membran 14 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Falten 56, wobei die ausgehend vom Grundkörper 12 gesehen letzte, d.h. obere Falte 56 unmittelbar in den Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 übergeht. Der Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht von oben in Fig. 1 gesehen kreisförmig und weist, wie der Schnitt zeigt, eine im wesentlichen sphärische Vorformung auf, so daß der Bearbeitungsabschnitt 16 von Grundkörper 12 weggewölbt ist.The membrane 14 is made of an elastomeric material, such as NBR (Elastomer based on acrylonitrile-butadiene-styrene rubber), EPDM (elastomer based on ethylene-propylene-diene rubber) or a polyurethane (polyurethane) elastomer (e.g., Vulkollan® from Bayer), with a Shore A hardness of 45 to 70, preferably 55 to 60. In the area between the mounting end portion 48 and the processing section 16, the membrane 14 has shown in FIG Embodiment three folds 56, wherein the starting seen from the main body 12 last, i. upper fold 56 immediately in the processing section 16 of the membrane 14 passes. The processing section 16 of the membrane 14 is shown in FIG Embodiment in a plan view from above in Fig. 1 seen circular and has, as the section shows a substantially spherical preform, so that the processing section 16 is curved away from the base body 12.

Auf der von der Druckmittelkammer 20 abgewandten Außenseite des Bearbeitungsabschnitts 16 der Membran 14 ist ein elastischer und abriebfester Feinschleif- bzw. Poliermittelträger 58, auch "Polierpad" genannt, aufgeklebt, wie er im Handel erhältlich ist. Auf der der Druckmittelkammer 20 zugewandten Innenseite des Bearbeitungsabschnitts 16 der Membran 14 hat der Bearbeitungsabschnitt 16 im wesentlichen mittig einen einstückig mit der Membran 14 ausgebildeten, hohlzylindrischen Fortsatz 60, der an seinem freien Ende einen nach radial innen vorspringenden Bund 62 aufweist, so daß der Fortsatz 60 zusammen mit dem Bund 62 eine hinterschnittene Aufnahmekammer 64 begrenzt.On the side remote from the pressure medium chamber 20 outside of Processing portion 16 of the diaphragm 14 is a resilient and abrasion-resistant fine grinding or polishing agent carrier 58, too Called "polishing pad", glued on as it is commercially available is. On the pressure medium chamber 20 facing inside of the processing portion 16 of the diaphragm 14 has the processing portion 16 essentially in the middle with one piece the membrane 14 formed, hollow cylindrical extension 60, the at its free end a radially inwardly projecting Bund 62, so that the extension 60 together with the Bund 62 an undercut receiving chamber 64 limited.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner das Führungsglied 24 durch einen Stift ausgebildet, der längsverschieblich und drehbar in einer zentralen Aufnahmebohrung 66 im Grundkörper 12 geführt ist, welche sich in Längsrichtung durch den gesamten Grundkörper 12 hindurch erstreckt. Zur Reibungsreduzierung zwischen dem Führungsglied 24 und der Aufnahmebohrung 66 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel drei in axialer Richtung gleichmäßig beabstandete Fettaschen 68 in Form von Radialnuten in der Aufnahmebohrung 66 vorgesehen.In the embodiment shown in Fig. 1 is further the guide member 24 is formed by a pin which is longitudinally displaceable and rotatable in a central receiving bore 66th is guided in the base body 12, which extends in the longitudinal direction extends through the entire body 12 therethrough. For friction reduction between the guide member 24 and the receiving bore 66 are in the illustrated embodiment three in axial direction uniformly spaced fat pockets 68 in shape provided by radial grooves in the receiving bore 66.

An seinem dem Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 zugewandten Ende hat das Führungsglied 24 einen Kugelkopf 70, der über einen konischen Übergangsabschnitt 72 mit einem in der Aufnahmebohrung 66 geführten zylindrischen Hauptteil 74 des Führungsglieds 24 verbunden ist. Über den Kugelkopf 70, der verschwenkbar in einer Gelenkpfanne 76 aufgenommen ist, ist das Führungsglied 24 mit dem Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 in der Art eines Kugelstiftgelenks wirkverbunden, so daß der Bearbeitungsabschnitt 16 kardanische Ausgleichsbewegungen auszuführen vermag. Hierbei ist die Gelenkpfanne 76 durch ein Formteil 78 ausgebildet, bei welchem es sich um ein geschlitztes Teil oder, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, um ein in Grenzen elastisches Kunststoffteil handelt, damit der Kugelkopf 70 in die Gelenkpfanne 76 eingeknüpft werden kann. Das Formteil 78 selbst ist, wie sich ohne weiteres aus Fig. 1 ergibt, in die hinterschnittene Aufnahmekammer 64 am Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 eingeknüpft, in der es durch den Bund 62 am Fortsatz 60 formschlüssig gehalten wird. At its processing section 16 of the membrane 14 facing End, the guide member 24 has a ball head 70, the over a conical transition section 72 with a in the receiving bore 66 guided cylindrical main part 74 of the guide member 24 is connected. About the ball head 70, the pivoting is received in a socket pan 76, the guide member 24 with the processing section 16 of the membrane 14 in the Type of ball pin joint operatively connected, so that the processing section Perform 16 gimbal compensatory movements can. Here, the socket pan 76 through a molding 78th formed, which is a slotted part or, as in the illustrated embodiment, to a limited elastic plastic part is, so that the ball head 70 in the socket pan 76 can be knotted. The molding 78 itself is, as readily apparent from Fig. 1, in the undercut receiving chamber 64 on the processing section 16 the membrane 14 is knotted, in which it by the collar 62 am Extension 60 is held positively.

Wie weiterhin der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist der Kanal 22 zur Druckbeaufschlagung der Druckmittelkammer 20 in dem Führungsglied 24 ausgebildet, wobei der Kanal 22 in dem Führungsglied 24 eine Längsbohrung 80 aufweist, die über eine Querbohrung 82 nahe dem Übergangsabschnitt 72 mit der Druckmittelkammer 20 kommuniziert. An das Ende der Längsbohrung 80 schließt sich ein weiterer Kanal in Form einer durchmesserkleineren Bohrung 84 an, welche sich durch den Kugelkopf 70 des Führungsglieds 24 hindurch erstreckt, so daß die Aufnahmekammer 64 am Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 mit dem Kanal 22 kommunizieren kann oder, mit anderen Worten gesagt, die Aufnahmekammer 64 ebenfalls mit dem Druckmittel beaufschlagbar ist.As further shown in FIG. 1, the channel 22 is for Pressurization of the pressure medium chamber 20 in the guide member 24 formed, wherein the channel 22 in the guide member 24 has a longitudinal bore 80, which has a transverse bore 82nd near the transition section 72 with the pressure medium chamber 20th communicated. At the end of the longitudinal bore 80 is followed another channel in the form of a smaller diameter bore 84th which, through the ball head 70 of the guide member 24th extends through, so that the receiving chamber 64 on the processing section 16 of the membrane 14 communicate with the channel 22 can or, in other words, the receiving chamber 64 can also be acted upon by the pressure medium.

Es ist ersichtlich, daß der Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 mittels des Führungsglieds 24 in Querrichtung gegenüber dem Grundkörper 12 abgestützt ist. Zugleich kann das Führungsglied 24 dem Bearbeitungsabschnitt 16 in axialer Richtung folgen, wenn die Druckmittelkammer 20 über den Kanal 22 mit dem Druckmittel beaufschlagt oder aber der Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 durch äußere Einwirkung in Richtung des Grundkörpers 12 gedrückt wird. Außerdem kann der Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 mit dem in die Aufnahmekammer 64 eingeknüpften Formteil 78 insgesamt an dem Kugelkopf 70 des Führungsglieds 24 verkippen, wobei der Faltenbalgabschnitt 18 der Membran 14 entsprechend verformt wird.It can be seen that the processing section 16 of the membrane 14 by means of the guide member 24 in the transverse direction opposite the base body 12 is supported. At the same time, the guide member 24 follow the processing section 16 in the axial direction, when the pressure medium chamber 20 via the channel 22 with the Pressure applied or the processing section 16 the membrane 14 by external action in the direction of the body 12 is pressed. In addition, the processing section 16 of the membrane 14 with the knotted into the receiving chamber 64 Molded part 78 in total on the ball head 70 of the guide member 24 tilt, wherein the bellows portion 18 of the Membrane 14 is deformed accordingly.

Diese Bewegungsmöglichkeiten des Bearbeitungsabschnitts 16 der Membran 14 werden in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht. Hier befindet sich das Werkzeug 10 mit dem Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 in Eingriff mit der zu bearbeitenden optisch wirksamen Fläche F eines Brillenglases L, die eine torische Geometrie aufweist. Das Brillenglas L ist auf einem Blockstück 86 aufgeblockt, wie es aus der deutschen Norm DIN 58766 bekannt ist. In Fig. 3 wurden gegenüber Fig. 2 lediglich das Blockstück 86 mit dem Brillenglas L und das Werkzeug 10 gleichsinnig um 90° um ihre jeweilige Achse weitergedreht, ohne daß eine Bewegung des gesamten Werkzeugs 10 bzw. des Blockstücks 86 in vertikaler oder horizontaler Richtung erfolgte, und auch ohne Schwenkbewegung zwischen Brillenglas L und Werkzeug 10.This movement possibilities of the processing section 16 of Membrane 14 are illustrated in FIGS. 2 and 3. Located here the tool 10 with the processing section 16 the membrane 14 in engagement with the optical to be processed effective area F of a spectacle lens L, which is a toric Has geometry. The lens L is on a block piece 86 blocked, as known from the German standard DIN 58766 is. In Fig. 3 were compared with FIG. 2, only the block piece 86 with the lens L and the tool 10 in the same direction 90 ° further rotated about their respective axis, without any movement of the entire tool 10 and the block piece 86 in vertical or horizontal direction, and also without Pivoting movement between spectacle lens L and tool 10.

Bei der Feinbearbeitung der zu bearbeitenden optisch wirksamen Fläche F des Brillenglases L, die auf an sich bekannte Weise mittels nicht gebundenem Korn erfolgt, welches mittels einer geeigneten Flüssigkeit zur Eingriffsstelle zwischen Werkzeug 10 und Brillenglas L zugeführt wird, werden das Werkzeug 10 und das Brillenglas L in ebenfalls an sich bekannter Weise im wesentlichen synchron, d.h. gleichsinnig und im wesentlichen mit der gleichen Drehzahl (ca. 800 bis 1000 Umdrehungen pro Minute) angetrieben, wobei das Werkzeug 10 und das Brillenglas L zugleich relativ zueinander verschwenkt werden, so daß sich der Eingriffsbereich zwischen Werkzeug 10 und Brillenglas L laufend ändert. Diese Feinbearbeitungsverfahren, bei denen etwa im Fall der Bearbeitung von Freiformflächen die Schwenkbewegung in fester Einstellung um den Mittelpunkt eines "Best Fit Radius", d.h. eines angenährten Mittelpunkts der zu bearbeitenden Fläche F des Brillenglases L erfolgt oder aber die Relativbewegung zwischen Werkzeug 10 und Brillenglas L durch ein bahngesteuertes Verfahren in zwei CNC-Linearachsen und einer CNC-Schwenkachse erzeugt wird, sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und sollen deshalb an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden.In the fine machining of the optically effective to be processed Surface F of the lens L, which in a known per se takes place by means of unbound grain, which by means of a suitable liquid to the point of contact between the tool 10 and lens L is supplied, the tool 10 and the lens L in also known per se in substantially synchronous, i. in the same direction and essentially at the same speed (about 800 to 1000 revolutions per Minute), with the tool 10 and the spectacle lens L are simultaneously pivoted relative to each other, so that the engagement area between tool 10 and spectacle lens L constantly changes. These finishing processes, where about in the case of processing freeform surfaces, the pivoting movement in a firm setting around the center of a "Best Fit Radius ", i.e. an approximate center of the object to be machined Surface F of the lens L takes place or the relative movement between tool 10 and lens L by a web-controlled Method in two CNC linear axes and one CNC swivel axis is produced, are well known to those skilled in the art and should therefore not be described in detail at this point become.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen Membranen 14 für ein zweites bzw. drittes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs 10, die nachfolgend nur insoweit beschrieben werden sollen, als sie sich vom unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden. Da sich im übrigen der Aufbau des Werkzeugs 10 gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel nicht weiter vom Aufbau des Werkzeugs 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, wurde auf eine nochmalige Darstellung der weiteren Teile (Grundkörper 12, Führungsglied 24, etc.) verzichtet.FIGS. 4 to 6 show membranes 14 for a second and third, respectively Embodiment of the tool 10, the following only should be described in so far as they are by reference to the first embodiment described in FIGS. 1 to 3 differ. As is the rest of the structure of the tool 10 according to the second and third embodiments not further from the structure of the tool 10 according to the first embodiment was distinguished, was on a re-presentation the other parts (base body 12, guide member 24, etc.) waived.

Gemäß den Fig. 4 und 5 ist der Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 mittels einer flächigen Armierung 88 ausgesteift, die entsprechend Fig. 4 im wesentlichen sphärisch vorgeformt und auf der von der Druckmittelkammer 20 abgewandten Seite des Bearbeitungsabschnitts 16 der Membran 14 auf dem Bearbeitungsabschnitt 16 aufvulkanisiert ist. Die Armierung 88 ist hier durch einen plastisch verformbaren, metallischen Blechabschnitt ausgebildet, der vorzugsweise aus einer TiZn-Legierung besteht.Referring to FIGS. 4 and 5, the processing portion 16 of Membrane 14 stiffened by means of a planar reinforcement 88, 4 preformed substantially spherical in accordance with FIG .. and on the side remote from the pressure medium chamber 20 side of the Processing portion 16 of the diaphragm 14 on the processing section 16 is vulcanized. Reinforcement 88 is here by a plastically deformable, metallic sheet metal section formed, which preferably consists of a TiZn alloy.

Durch diese Armierung 88 werden zwei Haupteffekte erzielt: Zum einen steift die Armierung 88 den Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 derart aus, daß der Bearbeitungsabschnitt 16 nicht so nachgiebig ist, daß er sich auch an langwellige kinematische Rauhigkeiten anpassen kann, wie sie entstehen können, wenn die Vorbearbeitung der Brillengläser L mittels Drehen oder Fräsen erfolgt, vielmehr hinreichend steif ist, um diese Rauhigkeiten zu glätten. Zum anderen ist die Armierung 88 infolge ihrer plastischen Verformbarkeit in der Lage, dem Bearbeitungsabschnitt 16 den jeweiligen Bearbeitungserfordernissen entsprechend eine vorwählbare Geometrie zu geben, wobei die Armierung 88 wiederum infolge ihrer Eigensteife verhindert, daß der Bearbeitungsabschnitt 16, der aufgrund seiner Ausbildung aus einem Elastomer ein Formerinnerungsvermögen ("Memory") hat, seine Geometrie selbst vorgibt.By this reinforcement 88 two main effects are achieved: To one reinforces the reinforcement 88, the processing section 16 of Membrane 14 such that the processing section 16 is not so yielding is that he is also interested in long-wave kinematic Roughnecks can adjust how they can arise when the Pre-processing of the lenses L by turning or milling rather, is sufficiently rigid to these roughnesses to smooth. On the other hand, the reinforcement 88 is due to their plastic Deformability in the position, the machining section 16 according to the respective processing requirements to give preselectable geometry, with the reinforcement 88 in turn due to their inherent stiffness prevents the machining section 16, due to its training of an elastomer a memory has its geometry pretending.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Armierung 88 darüber hinaus speziell für die Feinbearbeitung von nicht-rotationssymmetrischen, insbesondere torischen Flächen F ausgebildet, indem ihr in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Ebenen unterschiedliche Biegesteifigkeiten gegeben wurden. Dies wurde hier, wie in Fig. 5 gezeigt, durch eine kreuzförmige Anordnung von vier Sätzen von satzweise jeweils im wesentlichen parallel verlaufenden Schlitzen 90, 92 bewerkstelligt, die sich vom Rand 94 der Armierung 88 nach innen erstrecken und dort an einem schlitzfreien Bereich 96 der Armierung 88 enden, der im wesentlichen die Form eines beidseitig einwärts geschwungenen "X" aufweist. Mit anderen Worten gesagt werden im dargestellten Ausführungsbeispiel die Schlitze 90 jedes Satzes von Schlitzen 90 an ihrem inneren Ende von einem gedachten Kreisbogen K90 begrenzt (in Fig. 5 nur für die linke Seite dargestellt), der um einen auf der Achse BK liegenden Mittelpunkt M geschlagen wurde. Ein gedachter Kreisbogen K92, der um denselben Mittelpunkt M mit einem größeren Radius geschlagen wurde und durch das Zentrum Z der Armierung 88 verläuft, begrenzt die benachbarten äußeren Schlitze 92 der beiden anderen Sätze von Schlitzen 92. In Fig. 5 geben die Ziffern BK und ZK im übrigen die Ausrichtung der Armierung 88 bezüglich der Basiskurve bzw. Zylinderkurve der feinzubearbeitenden torischen Fläche F an.In the embodiment shown here, the reinforcement 88 In addition, especially for the finishing of non-rotationally symmetric, especially toric surfaces F, by moving in two perpendicular planes different bending stiffnesses were given. That was here, as shown in Fig. 5, by a cross-shaped arrangement of four sets of sentences, each substantially parallel extending slots 90, 92 accomplished, extending from the edge 94 of the reinforcement 88 extend inwards and there at a slot-free portion 96 of the reinforcement 88, the substantially the shape of a "X" curved inwards on both sides having. In other words, in the illustrated Embodiment, the slots 90 of each set of slots 90 bounded at its inner end by an imaginary arc K90 (shown in Fig. 5 only for the left side), the order hit a lying on the axis BK midpoint M. has been. An imaginary arc K92 around the same center M was hit with a larger radius and through the center Z of the reinforcement 88 extends, delimiting the adjacent ones outer slots 92 of the other two sets of slots 92. In FIG. 5, the numerals BK and ZK otherwise indicate the Alignment of the reinforcement 88 with respect to the base curve or cylinder curve the finely processed toric surface F on.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist eine Armierung 88 vorgesehen. Zudem hat die Membran 14 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine elastische Zwischenschicht 98, die auf der von der Druckmittelkammer 20 abgewandten Seite des Bearbeitungsabschnitts 16 oberhalb der Armierung 88 an dem Bearbeitungsabschnitt 16 der Membran 14 mittels eines geeigneten Klebstoffs angebracht ist und den gleichen Außendurchmesser aufweist wie der Bearbeitungsabschnitt 16. Die Zwischenschicht 98 besteht hier aus einem PUR-(Polyurethan-)Schaumstoff (z.B. Aclacell® von den Aclawerken) und hat eine Härte nach Shore A von 35 bis 60, vorzugsweise von 45 bis 50. Diese Zwischenschicht 98 ist in erster Linie für die Feinbearbeitung von Freiformflächen vorgesehen, damit an diesen auch Übergänge zwischen Flächenbereichen von unterschiedlicher Geometrie sauber auspoliert werden können. Also in the embodiment of FIG. 6 is a reinforcement 88 provided. In addition, the membrane 14 according to this embodiment an elastic intermediate layer 98, the on the side facing away from the pressure medium chamber 20 side of the processing section 16 above the reinforcement 88 on the processing section 16 of the membrane 14 by means of a suitable adhesive is attached and has the same outer diameter like the processing section 16. The intermediate layer 98 here consists of a polyurethane (polyurethane) foam (e.g. Aclacell® from the Aclawerken) and has a Shore A hardness from 35 to 60, preferably from 45 to 50. This intermediate layer 98 is primarily for the finishing of Free form surfaces provided, so that these transitions between Surface areas of different geometry clean can be polished out.

Schließlich zeigt die Fig. 6 noch eine dünne Schicht 100 zwischen der Zwischenschicht 98 und dem Poliermittelträger 58. Diese Schicht 100, die aus einem Gummiwerkstoff mit einer Härte nach Shore A von ca. 60 bis 70 besteht und wiederum mittels eines geeigneten Klebstoffs befestigt ist, dient der Haftvermittlung zwischen Zwischenschicht 98 und Poliermittelträger 58.Finally, FIG. 6 shows a thin layer 100 between the intermediate layer 98 and the polishing agent carrier 58. This layer 100, made of a rubber material with a hardness to Shore A of about 60 to 70 and again by means of a suitable adhesive is attached, serves the adhesion between intermediate layer 98 and polish carrier 58.

Es wird ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von optisch wirksamen Flächen offenbart, mit einem Grundkörper, der an einer Werkzeugspindel einer Bearbeitungsmaschine anbringbar ist, und einer elastischen Membran, die einen Bearbeitungsabschnitt aufweist, an den sich ein Faltenbalgabschnitt anschließt, mittels dessen die Membran drehmitnahmefähig am Grundkörper befestigt ist. Der Grundkörper und die Membran begrenzten eine Druckmittelkammer, die über einen Kanal wahlweise mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, um während der Bearbeitung der optisch wirksamen Fläche über den Bearbeitungsabschnitt einen Bearbeitungsdruck aufzubringen. Ein am Grundkörper längsverschieblich geführtes Führungsglied ist mit dem Bearbeitungsabschnitt der Membran wirkverbunden, so daß der Bearbeitungsabschnitt in Längsrichtung des Führungsglieds bewegbar und in Querrichtung zum Führungsglied gehalten, gleichwohl unter einer elastischen Verformung des Faltenbalgabschnitts kippbeweglich bezüglich des Führungsglieds ist. Im Ergebnis wird ein einfach ausgebildetes und zuverlässig arbeitendes Werkzeug geschaffen, das ein sehr gutes Anpassungsvermögen an einen weiten Bereich von zu bearbeitenden Geometrien aufweist. It becomes a tool for fine machining of optically effective Surfaces disclosed with a base body attached to a tool spindle a processing machine is attachable, and an elastic membrane having a processing section, to which a bellows section adjoins, by means of whose diaphragm is attached to the body in such a way that it is capable of rotation is. The main body and the membrane bounded a pressure medium chamber, via a channel optionally with a pressure medium can be acted upon during the processing of the optical effective area over the processing section a processing pressure applied. One on the body longitudinally displaceable Guided guide member is connected to the processing section of Actively connected membrane, so that the processing section in Longitudinal direction of the guide member movable and in the transverse direction held to the guide member, however, under an elastic Deformation of the bellows section tiltable with respect to the Guiding member is. As a result, a simply trained and reliably working tool created that a very good adaptability to a wide range of machinable Has geometries.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

WerkzeugTool

1212

Grundkörperbody

1414

Membranmembrane

1616

Bearbeitungsabschnittmachining section

1818

Faltenbalgabschnittbellows

2020

DruckmittelkammerFluid chamber

2222

Kanalchannel

2424

Führungsgliedguide member

2626

Befestigungsabschnittattachment section

2828

Kopfabschnittheader

3030

Absatzparagraph

3232

Ringschulterannular shoulder

3434

Ringteilring part

3636

Madenschraubegrub screw

3838

Aussparungrecess

4040

Ringschulterannular shoulder

4242

Absatzparagraph

4444

Radialnutradial groove

4646

Ringring

4848

BefestigungsendabschnittFixing end portion

5050

Nasenose

5252

Radialnutradial groove

5454

Nasenose

5656

Faltewrinkle

5858

PoliermittelträgerPolisher carrier

6060

Fortsatzextension

6262

BundFederation

6464

Aufnahmekammerreceiving chamber

6666

Aufnahmebohrunglocation hole

6868

Fettascheashes

7070

Kugelkopfball head

7272

ÜbergangsabschnittTransition section

7474

Hauptteil Bulk

7676

Gelenkpfannesocket

7878

Formteilmolding

8080

Längsbohrunglongitudinal bore

8282

Querbohrungcross hole

8484

Bohrungdrilling

8686

Blockstückblock piece

8888

Armierungreinforcement

9090

Schlitzslot

9292

Schlitzslot

9494

Randedge

9696

schlitzfreier Bereichslot-free area

9898

Zwischenschichtinterlayer

100100

Schichtlayer

BKBK

Basiskurvebase curve

FF

optisch wirksame Flächeoptically effective surface

K90K90

Kreisbogenarc

K92K92

Kreisbogenarc

LL

Brillenglaslens

MM

MittelpunktFocus

ZZ

Zentrumcenter

ZKZK

Zylinderkurvecylinder cam

Claims (21)

1. A tool (10) for fine machining of optically active surfaces (F), in particular free form surfaces and toric surfaces on spectacle lenses (L), comprising
      a base body (12) that can be attached to a tool spindle of a machine tool,
      an elastic membrane (14) with a machining section (16) followed by a gaiter section (18) by means of which the membrane (14) is attached to the base body (12) so that it can be rotated therewith,
      a pressure medium chamber (20) delimited by the base body (12) and the membrane (14) which can be pressurized selectively with a pressure medium via a channel (22) in order during the machining of the optically active surface (F) to exert a machining pressure via the machining section (16), and
      a guide element (24) guided longitudinally displaceable on the base body (12) and actively connected with the machining section (16) of the membrane (14) so that the machining section (16) is mobile in the longitudinal direction of the guide element (24) and held in the transverse direction to the guide element (24), although under an elastic deformation of the gaiter section (18) it is tilt-mobile in relation to the guide element (24).
2. The tool (10) according to claim 1, wherein the machining section (16) of the membrane (14) is preformed essentially spherical.
3. The tool (10) according to claim 1 or 2, wherein the gaiter section (18) has at least two, preferably three folds (56).
4. The tool (10) according to one of the preceding claims, wherein the membrane (14) is comprised of an elastomer material in particular NBR, EPDM or PUR with a Shore A hardness of 45 to 70, preferably 55 to 60.
5. The tool (10) according to one of the preceding claims, wherein the machining section (16) of the membrane (14) is stiffened by means of an areal reinforcement (88).
6. The tool (10) according to claim 5, wherein the reinforcement (88) is preformed essentially spherical.
7. The tool (10) according to claim 5 or 6, wherein the reinforcement (88) is vulcanized onto the machining section (16) on the side of the machining section (16) of the membrane (14) facing away from the pressure medium chamber (20).
8. The tool (10) according to one of the claims 5 to 7, wherein the reinforcement (88) is comprised of a plastically deformable metallic sheet section, in particular a sheet section of a TiZn alloy.
9. The tool (10) according to one of the claims 5 to 8, wherein the reinforcement (88) has different flexional rigidities in two planes running perpendicular to each other.
10. The tool (10) according to claim 9, wherein the reinforcement (88) in cross-like arrangement has four sets of slots (90, 92) essentially parallel in each set, which extend inwards from the edge (94) of the reinforcement (88) and there end at a slot-free area (96) of the reinforcement (88) which essentially has the form of an "X" curved inwards on both sides.
11. The tool (10) according to one of the preceding claims, wherein an elastic intermediate layer (98) is applied to the machining section (16) of the membrane (14) on the side facing away from the pressure medium chamber (20).
12. The tool (10) according to claim 11, wherein the intermediate layer (98) is comprised of a PUR foam.
13. The tool (10) according to claim 11 or 12, wherein the intermediate layer (98) has a Shore A hardness of 35 to 60, preferably 45 to 50.
14. The tool (10) according to one of the preceding claims, wherein the guide element (24) is formed by a pin which is guided longitudinally displaceable in a receiving bore (66) in the base body (12).
15. The tool (10) according to one of the preceding claims, wherein between the guide element (24) and the base body (12) are provided means for friction reduction.
16. The tool (10) according to claims 14 and 15, wherein the receiving bore (66) in the base body (12) is fitted with at least one grease pocket (68) as a means of friction reduction.
17. The tool (10) according to one of the preceding claims, wherein the channel (22) for pressurization of the pressure medium chamber (20) is formed in the guide element (24).
18. The tool (10) according to claim 17, wherein the channel (22) has a longitudinal bore (80) in the guide element (24) which communicates with the pressure medium chamber (20) via a transverse bore (82) in the guide element (24).
19. The tool (10) according to one of the preceding claims, wherein the guide element (24) is actively connected with the machining section (16) of the membrane (14) via a ball head (70) held swivellable in a ball socket (76).
20. The tool (10) according to claim 19, wherein the ball socket is formed by a shaped part (78) that is engaged in an undercut receiving chamber (64) formed on the machining section (16) of the membrane (14) on the side facing the pressure medium chamber (20).
21. The tool (10) according to claim 20, wherein the receiving chamber (64) on the machining section (16) of the membrane (14) communicates with the channel (22) for pressurization of the pressure medium chamber (20) via a channel (84) extending through the ball head (70).

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