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Dokumentenidentifikation DE3814626C2 14.03.1996
Titel Maschine zum Schleifen und Polieren optischer Linsen
Anmelder HOYA Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Murahashi, Hiroyuki, Tokio/Tokyo, JP;
Akutsu, Yukio, Tokio/Tokyo, JP;
Koyama, Shinichi, Higashi-kurume, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Hoffmann, Eitle & Partner Patent- und Rechtsanwälte, 81925 München
DE-Anmeldedatum 29.04.1988
DE-Aktenzeichen 3814626
Offenlegungstag 17.11.1988
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 14.03.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.03.1996
IPC-Hauptklasse B24B 57/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen und Polieren optischer Linsen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer solchen gattungsgemäßen Schleif- oder Poliermaschine für Linsen, insbesondere für Brillengläser, ist es bekannt (DD 35 422), dem Bearbeitungsraum ein Auffangbecken für ein Schleif- oder Polier-Wassergemisch zuzuordnen, aus dem das Schleif- oder Polier-Wassergemisch mittels Pumpen entnommen wird, um das Schleif- oder Polier-Wassergemisch den Bearbeitungseinheiten für die Linsen wieder zuzuführen, wobei jedoch nichts darüber ausgesagt ist, wie das Schleif- oder Polier-Wassergemisch insbesondere auch bei der Rückführung aus der Maschine getrennt gehalten werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Maschine dahingehend weiterzubilden, daß das in der Bearbeitungskammer alternativ anfallende Schleif- oder Poliergemisch sich nicht miteinander vermischen kann.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe bei der gattungsgemäßen Maschine durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 beschrieben.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der Maschine nach der vorliegenden Erfindung in einer schematisch vertikalen Querschnittsdarstellung und

Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Maschine nach Fig. 1.

Eine erste Ausführungsform der Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung, wie dargestellt in Fig. 1, ist zusammengesetzt aus einer Bearbeitungskammer 11 und einer Rückführungskammer 12 für verbrauchtes Schleif- oder Poliergemisch, umgeben durch ein Gehäuse 10. In einem vorderen Bereich des Gehäuses 10 ist eine Lukeneinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen für die Verwendung beim Befestigen und Lösen von Linsen 29 und von Schleif- oder Polierkissen 36. In der Bearbeitungskammer 11 sind zwei Bearbeitungsstationen 13 und 14 vorgesehen, um das Schleifen und das Polieren von zwei Linsen gleichzeitig zu ermöglichen. Da der Aufbau dieser Bearbeitungsstationen 13, 14 gleich ist, sind die folgenden Erklärungen nur auf die Bearbeitungsstation 13 gerichtet.

Die Bearbeitungsstation 13 besitzt eine obere Welle 15 und eine untere Welle 16 und ist mit einer Zufuhrleitung 17 für die Zuführung des Schleif- oder Poliergemischs ausgerüstet. Die obere Welle 15 vollführt eine schwingende Bewegung, wie durch den Pfeil 18 angedeutet und eine gleichzeitige Drehbewegung, um die zentrale Achse der Welle 15, wie durch den Pfeil 19 angedeutet, mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebseinheit. Die untere Welle 19 dreht sich um ihre zentrale Achse, wie durch den Pfeil 20 angedeutet, durch eine nicht dargestellte Antriebseinheit.

Die obere Welle 15 wird von einem Querträger 21 getragen, der am Gehäuse 10 befestigt ist, und ist mit einer Spindel 23 über einen pneumatischen Betätigungszylinder verbunden, der in einem faltenbalgartigen ausdehnbaren Stutzen 22 untergebracht ist. Der pneumatische Betätigungszylinder kann durch einen Fußschalter bedient werden, der auf dem Boden der Maschine mit einer Einstellung für die Druckkraft der Linsen 29 auf das Schleif- oder Polierkissen 36 durch die Einstellung des pneumatischen Drucks vorgesehen ist. Unter der Spindel 23 sind zwei Tragezapfen 24 befestigt. Durch Einführen der Tragezapfen 24 in jeweils entsprechende Bohrungen, die an einem Linsenhalter 25 vorgesehen ist, kann der Linsenhalter 25 durch eine Schnappvorrichtung gesichert gehalten werden.

Die untere Welle 16 ist drehbar am Boden 33 der Bearbeitungskammer 11 über ein Lager 32 gelagert und kann in die Richtung, die durch den Pfeil 20 angedeutet wird, durch eine nicht dargestellte Antriebseinheit gedreht werden. Ein Sitz 34, auf dem ein scheibenartiger Werkzeugträger 35 entfernbar befestigt ist, ist starr auf der unteren Welle 16 angeordnet. Die untere Welle 16 des Sitzes 34 und der scheibenartige Werkzeugträger 35 werden zusammenhängend angetrieben gedreht. Die obere Oberfläche des scheibenartigen Werkzeugträgers 35 besitzt eine Oberfläche mit einer festgelegten Krümmung, die der der fertigzustellenden Linse 29 entspricht. Auf dem scheibenartigen Werkzeugträger 35 ist ein Schleif- oder Polierkissen 36 angepaßt befestigt. Als Schleif- oder Polierkissen 36 für das Schleifen wird ein Kissen eingesetzt, das z. B. durch Laminieren einer gesinterten Aluminium-Oxidschicht auf einer hitzebeständigen Kunststoffscheibe vorbereitet wurde, um als Bearbeitungsfläche zu dienen. Für das Polieren wird ein Kissen, hergestellt aus einer Poly-Urethanscheibe oder eine Filzscheibe, verwendet. Das Schleif- oder Polierkissen 36 ist auf dem Werkzeugträger 35 befestigt, unter Verwendung eines Klebstoffs, der auf die Rückseite des Schleif- oder Polierkissens 36 aufgebracht wurde.

Die Zufuhrleitung 17, die in der Bearbeitungsstation 13 vorgesehen ist, verzweigt an ihrem Endbereich 39 in eine Vielzahl von Auslaßdüsen, um ein Versprühen des Schleif- oder Poliergemisches auf die Linse 29 und auf das Schleif- oder Polierkissen 36 zu ermöglichen. Für das Schleif- oder Poliergemisch können verschiedene Materialien verwendet werden. Zum Beispiel werden bei der Bearbeitung von Glaslinsen sogenannte Diamantpellets, die durch Sinterung feiner Diamantpartikel unter Verwendung eines Bindemittels aus Metall oder Kunststoff vorbereitet werden, Borkarbid, Silikonkarbid, Aluminiumoxid und flüssiges Wachs für das Glätten bzw. Schleifen und für das Polieren wäßrige Schlemme aus Zeroxid, Chromoxid, Eisenoxid usw. verwendet. Bei der Bearbeitung von Kunststofflinsen wird normalerweise Wasser beim Schleifen und ein wäßriger Schlamm aus Zeroxid beim Polieren verwendet.

Das versprühte Schleif- oder Poliergemisch fließt dann nach unten zum Boden 33, der zur Mitte hin nach unten konvergiert und wird durch ein Auslaßrohr 40 abgeführt, das in der Mitte des Bodens 33 angeordnet ist. In der Nähe des Auslaßrohres 40 ist eine Einrichtung zum Auffangen und Rückführen des Schleif- oder Poliergemisches vorgesehen. Die Einrichtung zum Auffangen und Rückführen des Schleif- oder Poliergemisches weist eine Pfanne 41 auf, deren obere Oberfläche eine freie Öffnung in der Nähe des Auslaßrohrs 40 für die Aufnahme des aufgebrachten Schleif- oder Poliergemisches besitzt. Die Pfanne 41 ist in zwei getrennte Auffangbecken 42 und 43 für die Aufnahme des Schleifgemisches für das Schleifen und des Poliergemisches für das Polieren aufgeteilt. Die Pfanne 41 ist entlang einer Schiene 44 verschiebbar angeordnet, die quer in dem Gehäuse 10 vorgesehen ist. Das Verschieben der Pfanne 41 wird durch eine Betätigungsvorrichtung ausgeführt, die aus einer Kolbenstange 46, die an der Pfanne 41 befestigt ist, und einem pneumatischen Zylinder 47 besteht, der am Gehäuse 10 über ein Verbindungselement 48 und einen Befestigungsbolzen 49 befestigt ist. Durch die Betätigung des Zylinders 47 wird die Pfanne 41 entlang der Schiene 44 verschoben und in eine von zwei festgelegten Positionen gebracht, wobei in der einen das Auffangbecken 42 unter dem Auslaßrohr 40 liegt, um das Schleifgemisch aufzunehmen, und in der anderen das Auffangbecken 43 unter dem Auslaßrohr 40 für die Aufnahme des Poliergemisches liegt. Die Betätigung des pneumatischen Zylinders 47 wird durch eine Steuereinheit mit einer CPU gesteuert. Es ist möglich, einen Filter am Boden jedes Auffangbeckens 42, 43 vorzusehen, um Partikel, die von der Linse 29 geschliffen wurden, oder andere Dinge zu entfernen.

Jedes Auffangbecken 42, 43 ist mit einer flexiblen faltenbalgartigen Leitung 50, 51 verbunden, die entweder mit einem Vorratsbehälter 52 für das Schleifgemisch 56 oder mit einem Vorratsbehälter 53 für das Poliergemisch 60 verbunden ist. Die Vorratsbehälter 52, 53 sind mit einer Zufuhrpumpe 54 bzw. 55 ausgestattet. Das Schleifgemisch 56 wird zur Zufuhrleitung 17 durch die Zufuhrpumpe 54 über eine Zuleitung 57, ein magnetisches Ventil 58, eine T-Verbindung 59 und eine Rückführleitung 63 zurückgeführt. Andererseits wird das Poliergemisch 60 zur Zufuhrleitung 17 durch die Zufuhrpumpe 55 über eine Zuleitung 61, ein magnetisches Ventil 62, die T-Verbindung 59 und die Rückführleitung 63 zurückgeführt. Die Betätigung der magnetischen Ventile 58 und 62 wird durch einen Abfolgeschaltkreis der Steuereinheit derart gesteuert, daß eines der beiden Ventile 58, 62 geöffnet ist wenn das andere geschlossen ist, so daß kein Vermischen des Schleifgemisches 56 für das Glätten mit dem Poliergemisch 60 für das Polieren auftritt.

Im folgenden wird die Endbearbeitung der Linse 29 mit einer Maschine gemäß der Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, dargestellt.

Die Linse 29, die bearbeitet werden soll, nämlich eine rohe gegossene Glaslinse oder eine formgepreßte Kunststofflinse, wird auf dem Linsenhalter 25 befestigt. Dann werden die Tragezapfen 24 in die entsprechenden Bohrungen am Linsenhalter 25 eingesetzt, um den Linsenhalter 25 auf der Spindel 23 zu fixieren. Danach wird das Schleif- oder Polierkissen 36 auf dem Werkzeugträger 35 angeordnet. Durch die Betätigung eines Schaltknopfs für den Schleifbetrieb wird der pneumatische Zylinder 47 aktiviert, wodurch das Auffangbecken 42 der Pfanne 41 in die Position unmittelbar in der Nähe des Auslaßrohres 40, wie in Fig. 1 dargestellt, bewegt wird. Die Zufuhrpumpe 54 und das magnetische Ventil 58 werden betätigt, wodurch das Schleifgemisch 56 für das Schleifen, wie z. B. flüssiges Wachs oder Wasser durch die T-Verbindung 59, die Rückführleitung 63, die Zufuhrleitung 17 und den verzweigten Endbereich 39 gepumpt und auf die Linse 29 und auf das Schleif- oder Polierkissen 36 zugeführt wird.

Durch die Betätigung eines Fußschalters wird der pneumatische Zylinder im Stutzen 22 betätigt, wodurch die Spindel 23, die Tragezapfen 24, der Linsenhalter 25 und die Linse 29 nach unten bewegt werden, wodurch die Linse 29 auf das Schleifkissen 36 gedrückt wird. Die obere Welle 15 und die untere Welle 16 werden nun in eine schwingende und rotierende Bewegung bzw. eine rotierende Bewegung in der Richtung gebracht, wie durch die Pfeile 18, 19 und 20 gekennzeichnet, und zwar mit Hilfe der nicht dargestellten Antriebseinheit, wodurch das Schleifen der Linse 29 durchgeführt wird. Während des Schleifens wird das auf die Linse 29 und das Schleifkissen 36 zugeführte Schleifgemisch 56 kontinuierlich zum Boden 33 der Bearbeitungskammer 11 fließen und wird dort im Auslaßrohr 40 gesammelt, wo es durch das Auffangbecken 42 der Pfanne 41 und die Leitung 50 im Vorratsbehälter 52 für das Schleifgemisch 56 aufgefangen und dann durch die Zufuhrleitung 17 über das Ventil 58, die Zuleitung 57, die T-Verbindung 59 und die Rückführleitung 63 wie vorher erwähnt, zurückgeführt wird.

Die Dauer des Schleifens wird durch eine Steuereinheit derart gesteuert, daß das Schleifen durch Anhalten des Antriebs der oberen und unteren Wellen 15 und 16 nach einem festgelegten Zeitintervall von z. B. ein bis zwei Minuten beendet wird. Kurz vor der Beendigung des Antriebs der Wellen 15 und 16, nämlich ungefähr 10 Sekunden vorher, wird die Zufuhrpumpe 54 durch einen Ablauf des Abfolgeschaltkreises in der Steuereinheit angehalten. Demnach wird die Zufuhr des Schleifgemisches 56 beendet und der Teil des bereits den Bearbeitungsstationen 13, 14 zugeführten Schleifgemisches wird daraufhin im Vorratsbehälter 52 wieder aufgefangen.

Wenn der Antrieb der oberen und unteren Wellen 15 und 16 angehalten wurde, wird der pneumatische Zylinder 47 durch den Folgeschaltkreis der Steuereinheit betätigt, wodurch das Auffangbecken 43 der Pfanne 41 unter das Auslaßrohr 40 bewegt wird, und gleichzeitig wird das magnetische Ventil 58 geschlossen und das magnetische Ventil 62 geöffnet.

Das Polieren wird dann wie folgt durchgeführt: Der Fußschalter wird angeschaltet. Der pneumatische Zylinder im Stutzen 22 wird betätigt, wodurch die Spindel 23, die Tragezapfen 24, der Linsenhalter 25 und die Linse 29 nach oben bewegt werden. Darauf folgend wird die nicht dargestellte Klappe im Gehäuse 10 geöffnet, um das Schleifkissen, das auf dem Werkzeugträger 35 befestigt ist, zu entfernen und durch ein Polierkissen zu ersetzen. Dann wird die Zufuhrpumpe 55 und das magnetische Ventil 62 in Betrieb genommen, um das Poliergemisch 60 für das Polieren, wie z. B. ein wäßriger Schlamm aus Ceroxid auf das Polierkissen 36 und die Linse 29 über die T-Verbindung 59, die Rückführleitung 63 und die Zufuhrleitung 17, wie beim Schleifvorgang, zuzuführen. Durch die Betätigung des Fußschalters wird der pneumatische Zylinder im Stutzen 22 wieder so aktiviert, daß die Linse 29 auf das Polierkissen 36 drückt, indem die Spindel 23, die Tragezapfen 24, der Linsenhalter 25 und die Linse 29 nach unten bewegt werden. In diesem Zustand wird das Polieren unter Einbeziehung einer schwingenden und drehenden Bewegung der oberen Welle 15 und einer gleichzeitigen Rotation der unteren Welle 16 wie durch die Pfeile 18, 19 und 20 angedeutet, bewirkt. Während des Polierens fließt das auf das Polierkissen 36 und die Linse 29 zugeführte Poliergemisch zum Boden 30 der Bearbeitungskammer 11 und wird durch das Auslaßrohr 40 gesammelt, von wo es im Vorratsbehälter 53 für das Poliergemisch 60 über das Auffangbecken 43 und die Leitung 51 aufgefangen wird.

Das Polieren wird über einen festgelegten Zeitraum, z. B. ein bis zwei Minuten, durchgeführt. Kurz vor Beendigung des Polierens, ungefähr 10 bis 15 Sekunden vorher, wird die Zufuhr des Poliergemisches 60 beendet und das Auffangen des Poliergemisches 60, das bereits zugeführt wurde, wird wie im Fall des Schleifens weiter fortgesetzt.

Wie oben beschrieben ist es gemäß der vorliegenden Erfindung nun möglich, das Glätten bzw. Schleifen und das Polieren einer Linse 29 in ein und derselben Maschine nur durch das Wechseln des Schleif- oder Poliergemisches 56 bzw. 60, das den Bearbeitungsstationen 13, 14 zugeführt wird, und durch Auswechseln des Schleif- oder Polierkissens 36 durchzuführen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist eine Spülung der Bearbeitungskammer 11 mit Wasser durch die Zuführung von Wasser über die Zufuhrleitung 17 vorgesehen, um das Mischen des Schleifgemisches 56 mit dem Poliergemisch 60 beim Wechseln der Bearbeitungsart zu verhindern. Dazu ist ein Umschaltventil 64 unter dem Auslaßrohr 40angeordnet, das durch eine Umschalteinrichtung 65 in Form eines pneumatischen Zylinders oder einer elektromagnetischen Betätigungseinheit, wie durch den Pfeil 66 angedeutet, betrieben wird. Das Umschaltventil 64 besitzt zwei Öffnungen 67 und 68. Die Öffnung 67 steht mit einer Abflußleitung 69 in Verbindung, um das Abführen des Spülwasser zu ermöglichen. Die Öffnung 68 wird unmittelbar über der Pfanne 41 positioniert, wenn sie mit dem Auslaßrohr 40 verbunden ist. Die Zufuhrleitung 17 für das Schleif- oder Poliergemisch 56 bzw. 60 wird während der Spülung mit Wasser mit einer Wasserzufuhrleitung verbunden.


Anspruch[de]
  1. 1. Maschine zum Schleifen und Polieren optischer Linsen mit in einer Bearbeitungskammer (11) angeordneten, je ein auf einem scheibenartigen Werkzeugträger (35) befestigten Schleif- oder Polierkissen (36) aufweisenden Bearbeitungsstationen (13; 14) für die zu bearbeitenden Linsen (29), einer Einrichtung (17, 39, 54, 55, 57, 58, 59, 61, 62, 63) zum Zuführen eines Schleif- oder Poliergemisches (56; 60) auf das Schleif- oder Polierkissen (36) und einer Einrichtung (41 bis 53) zum Auffangen und Rückführendes aufgebrachten Schleif- oder Poliergemisches (56; 60), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (41 bis 53) zum Auffangen und Rückführen des Schleif- oder Poliergemisches (56; 60) getrennte Auffang- und Rückführmittel (42, 50, 52; 43, 51, 53) für das Schleifgemisch (56) einerseits und das Poliergemisch (60) andererseits aufweist, wobei diese Einrichtung (41 bis 53) eine gegenüber einem das Schleif- oder Poliergemisch (56; 60) aus der Bearbeitungskammer (11) abführenden Auslaßrohr (40) verschiebbare Pfanne (41) mit zwei getrennten Auffangbecken (42; 43) für das Schleifmittel (56) einerseits und das Poliermittel (60) andererseits aufweist, so daß das Schleif- oder Poliermittel (56; 60) entsprechend getrennten Vorratsbehältern (52; 53) zuführbar ist.
  2. 2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

    eine Einrichtung zum Einspritzen von Wasser in die Bearbeitungskammer (11), um ein Spülen der Bearbeitungskammer (11) mit Wasser zu bewirken,

    eine Einrichtung (67, 69) zum Auffangen des durch das Auslaßrohr (40) auslaufenden Spülwassers für das Schleif- und Poliergemisch (56; 60) und

    eine Einrichtung (65) zum Umschalten der Einrichtung (67, 69) zum Entfernen des Spülwassers derart, daß das durch das Auslaßrohr (40) auflaufende Schleif- oder Poliergemisch (56; 60) auf die Einrichtung (41 bis 53) zum Auffangen und Rückführen des aufgebrachten Schleif- oder Poliergemisches (56; 60) trifft.






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