EP4470717B1 - Vorrichtung zum polieren einer optischen oberfläche von optischen linsen, poliermaschine sowie verfahren zum polieren - Google Patents

Vorrichtung zum polieren einer optischen oberfläche von optischen linsen, poliermaschine sowie verfahren zum polieren

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EP4470717B1
EP4470717B1 EP23176169.3A EP23176169A EP4470717B1 EP 4470717 B1 EP4470717 B1 EP 4470717B1 EP 23176169 A EP23176169 A EP 23176169A EP 4470717 B1 EP4470717 B1 EP 4470717B1
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EP
European Patent Office
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polishing
wheel
polishing machine
spindle
crown
Prior art date
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EP4470717C0 (de
EP4470717A1 (de
Inventor
Igor Morozov
Alexander DOROFEEV
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Optodor GmbH
Original Assignee
Optodor GmbH
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Publication date
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    • B24B47/12—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces by mechanical gearing or electric power

Definitions

  • the invention relates to a device for polishing an optical surface of optical lenses, wherein a connecting element for attachment to a polishing machine is provided at one end of the device and a polishing wheel with an axially arranged drive shaft extending radially to a longitudinal center axis of a spindle of the polishing machine is arranged at another end of the device, and wherein the device has a crown or bevel gear drive with which the polishing wheel can be driven via the drive shaft by means of a rotating part of the spindle of the polishing machine.
  • lens blanks are used, which are first pre-machined by subtractive machining. Due to the relatively high roughness of the optical surfaces resulting from this process, they must then be polished, which reduces the roughness and creates the fine contour of the optical surface.
  • the EP 2 837 464 B1 This describes a polishing process for processing the optical surface of an optical lens and suitable polishing tools.
  • a polishing surface of a polishing wheel placed on the surface of the lens and rotated about a wheel axis and a rotation axis perpendicular to the wheel axis, is moved across the lens surface along a spiral processing path, whereby the rotational speed of the polishing wheel about the wheel axis and/or the rotation axis is reduced at the center of the spiral path.
  • the invention is based on the objective of proposing a device for polishing an optical surface of a lens, a polishing machine with such a device, and a polishing method, with which the adjustment of the shape and profile of the polishing impression on optically effective surfaces of lenses is made possible depending on the required polishing removal, wherein the dimensional accuracy and optical quality of the lenses are further improved during contouring and surface-coating polishing, and the roughness of the optical surfaces is further reduced.
  • the crown or bevel gear drive is formed from a crown gear arranged at one end of the drive shaft and a crown or bevel gear rotatably mounted on a stationary bearing sleeve of the device, which runs coaxially to the spindle of the polishing machine, wherein on an outer circumference
  • the crown or bevel gear is provided with an additional toothing, which, via a gear driven by a separate drive motor, drives the polishing wheel via the drive shaft.
  • This additional drive by the separate drive motor which drives the crown or bevel gear via the gear, or the crown or bevel gear and the spur gear drive the polishing wheel's shaft, changes the gear ratio between the crown or bevel gear and the polishing wheel's gear, thus changing the polishing wheel's rotational speed. This allows for further improvement of the dimensional accuracy and optical quality of the lenses during contouring and surface-coating polishing, while also further reducing the roughness of the lenses' optical surfaces.
  • the connecting element can have a bearing journal at its end facing the polishing machine. This journal can be received and held by a clamping system on the rotating part of the polishing machine's spindle. At the end of the connecting element facing away from the polishing machine, a mounting frame can be provided for receiving and supporting the polishing wheel.
  • the clamping system ensures quick adaptation of the device to the polishing machine, virtually eliminating the need for increased effort during installation.
  • the coaxial arrangement of the connecting element's bearing journal to the clamping system on the rotating part of the spindle ensures precise concentricity of the connecting element and the polishing wheel during spindle rotation and optimal power transmission from the spindle to the polishing wheel.
  • the mounting frame of the connecting element can also provide some protection for the polishing wheel against potential external impacts.
  • the clamping system can be a hydraulic expansion chuck, which, with its high clamping force, ensures a secure and permanent hold of the device's connecting element or the entire device on the polishing machine's spindle. Furthermore, the hydraulic expansion clamping system guarantees very high concentricity of the connecting element and thus of the polishing wheel.
  • the drive shaft of the polishing wheel can be mounted on the lateral legs of the U-shaped mounting frame.
  • the U-shaped mounting frame ensures relatively simple installation of the drive shaft and the polishing wheel, and allows for relatively quick and easy replacement of the polishing wheel if necessary.
  • the drive shaft can extend beyond the mounting frame on one side, with the gear wheel mounted on this extended portion.
  • the gear wheel, and thus the polishing wheel can be driven via the spindle when the drive motor is stationary and the crown or bevel gear is locked.
  • the polishing wheel rotates radially around the longitudinal axis of the spindle and axially around the longitudinal axis of the drive shaft and the gear wheel mounted on it. During this rotation, the gear wheel rolls against the crown or bevel gear.
  • the gear wheel when the drive motor is operating, the gear wheel, and thus the polishing wheel, can be driven by the motor via the motor's gear that drives the crown or bevel gear drive.
  • the polishing wheel rotates axially around the longitudinal center axis of the drive shaft and the gear wheel mounted on it.
  • the polishing wheel is driven by the spindle, rotating radially around the spindle's longitudinal center axis. This changes the gear ratio and the speed of the polishing wheel.
  • the drive motor allows the rotational speed and direction to be controlled independently of the polishing machine's spindle.
  • the polishing wheel can be mounted with minimal play between the two lateral legs of the mounting frame. Due to the compact design of the mounting frame and the minimal play between the two lateral legs, debris and excess polishing compound have little chance to accumulate.
  • the polishing wheel can have an elastic rubber coating on its outer circumference, which may have a convex surface. Due to the convex shape and elasticity of the rubber coating, its polishing surface conforms at least approximately to the surface of the respective lens.
  • the bearing sleeve can have a mounting device for the drive motor, in or on which the drive motor can be arranged with its longitudinal center axis parallel to the longitudinal center axis of the polishing machine's spindle.
  • the polishing machine according to the invention for polishing an optical surface of optical lenses comprises a device according to the invention.
  • a device according to the invention for the advantageous effects of the polishing machine according to the invention, reference is made to the description of advantages of the device according to the invention.
  • the polishing wheel with its elastic rubber coating is first placed on the surface of the lens, followed by rotation of the spindle of the polishing machine about its longitudinal axis with the crown or bevel gear blocked, while simultaneously rotating the polishing wheel about the longitudinal central axis of the spindle.
  • the operation of the polishing machine and the longitudinal center axis of the drive shaft is carried out, with the spur gear rolling against the blocked crown or bevel gear at a constant gear ratio.
  • the gear ratio between the crown or bevel gear and the spur gear is changed while simultaneously changing the rotational speed and/or the direction of rotation of the polishing wheel by operating the drive motor.
  • the direction of rotation of the drive motor can be reversed, thereby changing the speed of the polishing wheel.
  • the speed of the drive motor itself can also be adjusted. By reversing the direction of rotation and/or changing the speed of the polishing wheel and drive motor, adjustments can be made before and during polishing.
  • the illustrated device 1 is designed for polishing an optical surface 2 of optical lenses 3, such as aspheres, spheres, planar and freeform surfaces, spectacle lenses, etc., and is preferably mounted on a CNC-controlled polishing machine 4.
  • the device 1 has a connecting element 5 at one end, which is provided with a bearing journal 6 at the end facing the polishing machine 4.
  • the bearing journal 6 of the connecting element 5 is designed to establish a connection and transmit force between the polishing machine 4 and the device 1 and is received and held by a clamping system 7, which can be, for example, a hydraulic chuck, of a rotating part 8 of a spindle 9 of the polishing machine 4.
  • a polishing wheel 11, provided with an elastic rubber coating 10, is provided for polishing the optical surface 2 of optical lenses 3.
  • the polishing wheel 11 has a convex surface on the outer circumference 12 of the rubber coating 10 and is arranged and mounted on an end of the connecting element 5 of a U-shaped mounting frame 13 facing away from the polishing machine 4.
  • the polishing wheel 11 is arranged on an axially arranged drive shaft 15 extending radially to a longitudinal center axis 14 of the spindle 9 of the polishing machine 4.
  • the drive shaft 15 is preferably mounted on roller bearings 17 on lateral legs 16 of the U-shaped mounting frame 13, with the polishing wheel 11 positioned between the two lateral legs 16 with minimal play on the drive shaft 15.
  • the device 1 further comprises a crown or bevel gear drive 18, which serves to drive the polishing wheel 11 via the drive shaft 15 by means of the rotating part 8 of the spindle 9 of the polishing machine 4.
  • the crown or bevel gear drive 18 is formed, on the one hand, by a spur gear 19 arranged at one end of the drive shaft 15, the drive shaft 15 being mounted on one side of the mounting frame 13. on one of the two legs 16 of the mounting frame 13 protrudes beyond the same and the cogwheel 19 is mounted on the protruding part 20 of the drive shaft 15.
  • the crown or bevel gear drive 18 is formed from a crown or bevel gear 23 rotatably mounted on a stationary bearing sleeve 21 of the device 1, which extends coaxially to the spindle 9 of the polishing machine 4, preferably via further rolling bearings 22.
  • a further toothing 25 is arranged on an outer circumference 24 of the crown or bevel gear 23, with which the polishing wheel 11 can be driven via the drive shaft 15 by a gear 28 driven by a separate drive motor 26, the latter being spaced with its longitudinal center axis 27 apart from and parallel to the longitudinal center axis 14 of the spindle 9 of the polishing machine 4.
  • the bearing sleeve 21 has a correspondingly arranged retaining device 29 for mounting the drive motor 26.
  • the polishing wheel 11, with its elastic rubber coating is placed on the surface 2 of the lens 3 arranged in a workpiece clamping system 30 of the polishing machine 4. Then, the spindle 9 of the polishing machine 4 begins to rotate about its longitudinal center axis 14 with the crown or bevel gear 23 locked, while the polishing wheel 11 simultaneously rotates about the longitudinal center axis 14 of the spindle 9 of the polishing machine 4 and the longitudinal center axis 31 of the drive shaft 15. During this process, the gear 19 rolls against the locked crown or bevel gear 23 at a constant gear ratio. A change in the gear ratio between the crown or bevel gear 23 and the gear 19, along with a change in the rotational speed and/or direction of rotation of the polishing wheel 11, is achieved by operating the drive motor 26.
  • the direction of rotation of the drive motor 26 can be reversed, which also changes the speed of the polishing wheel 11.
  • the speed of the drive motor 26 can also be changed.
  • the gear ratio between the crown or bevel gear 23 and the spur gear 19 changes as soon as the drive motor 26 is switched on.
  • the speed of the polishing wheel 11 changes accordingly.
  • the drive motor 26 allows the rotational speed and direction to be controlled independently of the spindle 9 of the polishing machine 4.
  • Fig. 2 shows an example of a profile of the polishing impression with the spindle 9 of the polishing machine 4 running and the polishing wheel 11 stationary, which is compensated by the rotation of the drive motor 26.
  • Fig. 3 shows an example of a profile of the polishing impression with the spindle 9 of the polishing machine 4 running and the polishing wheel 11 rotating.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Polieren einer optischen Oberfläche von optischen Linsen, wobei an einem Ende der Vorrichtung ein Anschlusselement zur Anbringung an einer Poliermaschine vorgesehen ist und an einem anderen Ende der Vorrichtung ein Polierrad mit einer axial angeordneten, radial zu einer Längsmittelachse einer Spindel der Poliermaschine verlaufenden Antriebswelle angeordnet ist, und wobei die Vorrichtung ein Kronen- oder Kegelradgetriebe aufweist, mit dem das Polierrad mittels eines drehenden Teils der Spindel der Poliermaschine über die Antriebswelle antreibbar ist.
  • Zur Herstellung von optischen Linsen, wie beispielsweise, Asphären, Sphären, Plan- und Freiformflächen, Brillengläser usw., werden Linsenrohlinge verwendet, die zunächst durch eine spanabhebende Bearbeitung vorgefertigt werden. Aufgrund der dabei entstandenen relativ großen Rauigkeit der optischen Oberflächen müssen diese anschließend noch poliert werden, wodurch einerseits die Rauigkeit reduziert wird und andererseits die Feinkontur der optischen Oberfläche erstellt wird.
  • Die EP 2 837 464 B1 beschreibt ein Polierverfahren zur Bearbeitung einer optischen Oberfläche einer optischen Linse und dafür geeignete Polierwerkzeuge. Bei diesem Polierverfahren wird eine auf die Oberfläche der Linse aufgesetzte Polierfläche eines Polierrades, das um eine Radachse und eine senkrecht zur Radachse verlaufenden Drehachse in Rotation versetzt wird, über die Oberfläche der Linse entlang eines spiralförmigen Bearbeitungspfades bewegt, wobei die Drehzahl des Polierrades um die Radachse und/oder die Drehachse in der Spiralmitte des Bewegungspfades reduziert wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Polieren einer optischen Oberfläche einer Linse, eine Poliermaschine mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Polieren vorzuschlagen, mit denen bzw. mit dem die Einstellung der Form und des Profils des Polierabdrucks bei optisch wirksamen Oberflächen von Linsen in Abhängigkeit von dem benötigten Polierabtrag ermöglicht wird, wobei die Maßhaltigkeit und die optische Qualität der Linsen beim konturgebenden und oberflächenvergütenden Polieren weiter verbessert ist und die Rauigkeit der optischen Oberflächen weiter reduziert ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Kennzeichnungsmerkmalen des Patentanspruchs 1, einer Poliermaschine mit den Kennzeichnungsmerkmalen des Patentanspruchs 10 sowie einem Verfahren mit den Kennzeichnungsmerkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.
  • Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Kronen- oder Kegelradgetriebe aus einem an einem Ende der Antriebswelle angeordneten Kammrad und einem an einer feststehenden, koaxial zur Spindel der Poliermaschine verlaufenden Lagerhülse der Vorrichtung drehbar gelagerten Kronen- oder Kegelrad gebildet, wobei an einem Außenumfang des Kronen- oder Kegelrades eine weitere Verzahnung vorgesehen ist, mit der über ein von einem separaten Antriebsmotor angetriebenen Zahnrad das Polierrad über die Antriebswelle antreibbar ist. Durch den zusätzlichen Antrieb mittels des separaten Antriebsmotors, der über das Zahnrad das Kronen- oder Kegelradgetriebe bzw. das Kronen- oder Kegelrad und das Kammrad die Antriebswelle des Polierrades antreibt, ändert sich das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Kronen- oder Kegelrad und dem Zahnrad des Polierrades, wodurch sich die Drehzahl des Polierrades ändert. Dadurch kann die Maßhaltigkeit und die optische Qualität der Linsen beim konturgebenden und oberflächenvergütenden Polieren von Linsen weiter verbessert werden, wobei zudem auch die Rauigkeit der optischen Oberflächen der Linsen weiter reduziert werden kann.
  • Das Anschlusselement kann an einem zu der Poliermaschine gerichteten Ende des Anschlusselementes einen Lagerzapfen aufweisen, der von einem Spannsystem des drehenden Teils der Spindel der Poliermaschine aufnehmbar und gehalten sein kann, wobei an einem von der Poliermaschine abgewandten Ende des Anschlusselementes ein Montagerahmen zur Aufnahme und Lagerung des Polierrades vorgesehen sein kann. Mittels des Spannsystems wird eine schnelle Adaption der Vorrichtung mit der Poliermaschine gewährleistet, so dass ein erhöhter Arbeitsaufwand für die Montage der Vorrichtung an der Poliermaschine nahezu ausgeschlossen ist. Die koaxiale Anordnung des Lagerzapfens des Anschlusselementes zu dem Spannsystem des drehenden Teils der Spindel sorgt für einen exakten Rundlauf des Anschlusselementes und des Polierrades bei der Drehung der Spindel und für eine optimale Kraftübertragung von der Spindel auf das Polierrad. Der Montagerahmen des Anschlusselementes kann neben der Aufnahme und Lagerung des Polierrades auch für einen gewissen Schutz des Polierrades gegen eventuelle äußere Einwirkungen sorgen.
  • Das Spannsystem kann ein Hydrodehnspannfutter sein, das mit seiner hohen Spannkraft für einen sicheren und dauerhaften Halt des Anschlusselementes der Vorrichtung bzw. der gesamten Vorrichtung an der Spindel der Poliermaschine sorgt. Zudem gewährleistet das Hydrodehnspannsystem eine sehr hohe Rundlaufgenauigkeit des Anschlusselementes und somit des Polierrades.
  • Die Antriebswelle des Polierrades kann an seitlichen Schenkeln des U-förmig ausgebildeten Montagerahmens gelagert sein. Durch den U-förmig ausgebildeten Montagerahmen ist eine relativ einfache Montage der Antriebswelle und des Polierrades an bzw. in demselben gewährleistet, wobei bei Bedarf auch ein Austausch des Polierrades relativ einfach und schnell möglich ist.
  • Die Antriebswelle kann auf einer Seite des Montagerahmens über denselben hinausragen, wobei auf dem hinausragenden Teil der Antriebswelle das Kammrad gelagert sein kann. Das Kammrad und somit das Polierrad können dabei einerseits bei stillstehendem Antriebsmotor und blockiertem Kronen- oder Kegelrad über die Spindel angetrieben werden, wobei sich das Polierrad einerseits radial um die Längsmittelachse der Spindel dreht und andererseits axial um die Längsmittelachse der Antriebswelle und des daran gelagerten Kammrades dreht. Dabei wälzt sich das Kammrad an dem Kronen- oder Kegelrad ab.
  • Andererseits kann das Kammrad und somit das Polierrad beim Betreiben des Antriebsmotors mittels desselben über das das Kronen- oder Kegelradgetriebe antreibende Zahnrad des Antriebsmotors angetrieben werden, wobei sich das Polierrad axial um die Längsmittelachse der Antriebswelle und des daran gelagerten Kammrades dreht. Gleichzeitig wird das Polierrad von der Spindel angetrieben, wobei sich das Polierrad radial um die Längsmittelachse der Spindel dreht. Dabei ändern sich das Übersetzungsverhältnis und die Drehzahl des Polierrades. Durch den Antriebsmotor kann die Drehgeschwindigkeit und die Drehrichtung unabhängig von der Spindel der Poliermaschine gesteuert werden.
  • Das Polierrad kann mit geringem Spiel zwischen den beiden seitlichen Schenkeln des Montagerahmens gelagert sein. Durch die kompakte Ausbildung des Montagerahmens des Anschlusselementes und das geringe Spiel zwischen den beiden seitlichen Schenkeln des Montagerahmens kann sich Abraum und überschüssiges Poliermittel kaum irgendwo absetzen.
  • Das Polierrad kann an dessen äußerem Umfang eine elastische Gummibeschichtung aufweisen, wobei die elastische Gummibeschichtung an deren äußerem Umfang eine konvexe Fläche aufweisen kann. Durch die konvex geformte Gummibeschichtung und die Elastizität derselben passt sich die Gummibeschichtung mit ihrer Polierfläche zumindest annähernd formschlüssig an die Oberfläche der jeweiligen Linse an.
  • Die Lagerhülse kann eine Halteeinrichtung für den Antriebsmotor aufweisen, in bzw. an der der Antriebsmotor mit seiner Längsmittelachse parallel zur Längsmittelachse der Spindel der Poliermaschine angeordnet sein kann. Durch die Anordnung des Antriebsmotors an der Lagerhülse ist die Vorrichtung relativ kompakt gestaltet, die sehr leicht zu handhaben ist.
  • Die erfindungsgemäße Poliermaschine zum Polieren einer optischen Oberfläche von optischen Linsen umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Zu den vorteilhaften Wirkungen der erfindungsgemäßen Poliermaschine wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Polieren einer optischen Oberfläche von optischen Linsen mit einer Vorrichtung, die an einer Poliermaschine angebracht ist, erfolgt zunächst ein Aufsetzen des Polierrades mit dessen elastischen Gummibeschichtung auf die Oberfläche der Linse, wobei anschließend ein Rotieren der Spindel der Poliermaschine um deren Längsachse bei blockiertem Kronen- oder Kegelrad bei gleichzeitigem Drehen des Polierrades um die Längsmittelachse der Spindel der Poliermaschine und die Längsmittelachse der Antriebswelle erfolgt, wobei sich das Kammrad an dem blockierten Kronen- oder Kegelrad mit konstantem Übersetzungsverhältnis abwälzt. Anschließend erfolgt eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Kronen- oder Kegelrad und dem Kammrad bei gleichzeitiger Änderung der Drehzahl und/oder Änderung der Drehrichtung des Polierrades durch Betreiben des Antriebsmotors. Zu den vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen.
  • Die Drehrichtung des Antriebsmotors kann umgeschaltet werden, wobei die Drehzahl des Polierrades verändert werden kann. Auch die Drehzahl des Antriebsmotors kann verändert werden. Durch das Umschalten der Drehrichtung und/oder die Änderung der Drehzahl des Polierrades und Antriebsmotor können Anpassungen vor und während des Polierens vorgenommen werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Patentanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
  • Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,
    Fig. 2
    ein Diagramm eines ersten Beispiels eines Profilabdrucks und
    Fig. 3
    ein Diagramm eines zweiten Beispiels eines Profilabdrucks.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 ist zum Polieren einer optischen Oberfläche 2 von optischen Linsen 3, wie beispielsweise Asphären, Sphären, Plan- und Freiformflächen, Brillengläser usw. vorgesehen und wird vorzugsweise an einer CNC-gesteuerten Poliermaschine 4 angebracht. Dazu weist die Vorrichtung 1 an einem Ende ein Anschlusselement 5 auf, das an dem zu der Poliermaschine 4 gerichteten Ende mit einem Lagerzapfen 6 versehen ist. Der Lagerzapfen 6 des Anschlusselementes 5 ist zur Herstellung einer Verbindung und Kraftübertragung zwischen der Poliermaschine 4 und der Vorrichtung 1 vorgesehen und ist von einem Spannsystem 7, das beispielsweise ein Hydrospannfutter sein kann, eines drehenden Teils 8 einer Spindel 9 der Poliermaschine 4 aufnehmbar und gehalten.
  • An einem anderen Ende der Vorrichtung 1 ist ein mit einer elastischen Gummibeschichtung 10 versehenes Polierrad 11 zum Polieren der optischen Oberfläche 2 von optischen Linsen 3 vorgesehen, das am äußeren Umfang 12 der Gummibeschichtung 10 eine konvexe Fläche aufweist und an einem von der Poliermaschine 4 abgewandten Ende des Anschlusselementes 5 eines U-förmig ausgebildeten Montagerahmens 13 angeordnet und gelagert ist. Dabei ist das Polierrad 11 auf einer axial angeordneten, radial zu einer Längsmittelachse 14 der Spindel 9 der Poliermaschine 4 verlaufenden Antriebswelle 15 angeordnet, die an seitlichen Schenkeln 16 des U-förmig ausgebildeten Montagerahmens 13 vorzugsweise mittels Wälzlagern 17 gelagert ist, wobei das Polierrad 11 zwischen den beiden seitlichen Schenkeln 16 mit geringem Spiel auf der Antriebswelle 15 angeordnet ist.
  • Die Vorrichtung 1 weist ferner ein Kronen- oder Kegelradgetriebe 18 auf, das dazu dient, das Polierrad 11 mittels des drehenden Teils 8 der Spindel 9 der Poliermaschine 4 über die Antriebswelle 15 anzutreiben. Dabei wird das Kronen- oder Kegelradgetriebe 18 einerseits aus einem an einem Ende der Antriebswelle 15 angeordneten Kammrad 19 gebildet, wobei die Antriebswelle 15 auf einer Seite des Montagerahmens 13 bzw. an einem der beiden Schenkel 16 des Montagerahmens 13 über denselben hinausragt und das Kammrad 19 auf dem hinausragenden Teil 20 der Antriebswelle 15 gelagert ist.
  • Andererseits wird das Kronen- oder Kegelradgetriebe 18 aus einem an einer feststehenden, koaxial zur Spindel 9 der Poliermaschine 4 verlaufenden Lagerhülse 21 der Vorrichtung 1 über vorzugsweise weitere Wälzlager 22 drehbar gelagerten Kronen- oder Kegelrad 23 gebildet. Dabei ist an einem Außenumfang 24 des Kronen- oder Kegelrades 23 eine weitere Verzahnung 25 angeordnet, mit der über ein von einem separaten Antriebsmotor 26, der mit seiner Längsmittelachse 27 beabstandet und parallel zur Längsmittelachse 14 der Spindel 9 der Poliermaschine 4 angeordnet ist, angetriebenen Zahnrad 28 das Polierrad 11 über die Antriebswelle 15 antreibbar ist. Zur Befestigung des Antriebsmotors 26 weist die Lagerhülse 21 eine entsprechend angeordnete Halteeinrichtung 29 auf.
  • Nachfolgend wird das Verfahren zum Polieren einer optischen Oberfläche 2 von optischen Linsen 3 mit der Vorrichtung 1 und der Poliermaschine 4 näher erläutert.
  • Zunächst wird das Polierrad 11 mit dessen elastischen Gummibeschichtung auf die Oberfläche 2 der in einem Werkstückspannsystem 30 der Poliermaschine 4 angeordneten Linse 3 aufgesetzt, woraufhin die Spindel 9 der Poliermaschine 4 um deren Längsmittelachse 14 bei blockiertem Kronen- oder Kegelrad 23 bei gleichzeitigem Drehen des Polierrades 11 um die Längsmittelachse 14 der Spindel 9 der Poliermaschine 4 und die Längsmittelachse 31 der Antriebswelle 15 zu rotieren beginnt. Dabei wälzt sich das Kammrad 19 an dem blockierten Kronen- oder Kegelrad 23 mit konstantem Übersetzungsverhältnis ab. Eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Kronen- oder Kegelrad 23 und dem Kammrad 19 bei gleichzeitiger Änderung der Drehzahl und/oder Änderung der Drehrichtung des Polierrades 11 erfolgt durch Betreiben des Antriebsmotors 26.
  • Zudem kann die Drehrichtung des Antriebsmotors 26 umgeschaltet werden, wobei auch die Drehzahl des Polierrades 11 verändert werden. Ferner kann die Drehzahl des Antriebsmotors 26 verändert werden.
  • Wie bereits erwähnt, ändert sich das Übersetzungsverhältnis zwischen Kronen- oder Kegelrad 23 und dem Kammrad 19 sobald der Antriebsmotor 26 eingeschaltet wird. Entsprechend ändert sich die Drehzahl des Polierrades 11. Durch den Antriebsmotor 26 kann die Drehgeschwindigkeit und die Drehrichtung unabhängig von der Spindel 9 der Poliermaschine 4 gesteuert werden.
  • Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Profils des Polierabdruckes mit laufender Spindel 9 der Poliermaschine 4 und stehender Drehung des Polierrades 11, die durch die Drehung des Antriebsmotors 26 kompensiert wird.
  • Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines Profils des Polierabdrucks mit laufender Spindel 9 der Poliermaschine 4 und Drehung des Polierrades 11.

Claims (13)

  1. Vorrichtung (1) zum Polieren einer optischen Oberfläche (2) von optischen Linsen (3), wobei an einem Ende der Vorrichtung (1) ein Anschlusselement (5) zur Anbringung an einer Poliermaschine (4) vorgesehen ist und an einem anderen Ende der Vorrichtung (1) ein Polierrad (11) mit einer axial angeordneten, radial zu einer Längsmittelachse (14) einer Spindel (9) der Poliermaschine (4) verlaufenden Antriebswelle (15) angeordnet ist, und wobei die Vorrichtung (1) ein Kronen- oder Kegelradgetriebe (18) aufweist, mit dem das Polierrad (11) mittels eines drehenden Teils (8) der Spindel (9) der Poliermaschine (4) über die Antriebswelle (15) antreibbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kronen- oder Kegelradgetriebe (18) aus einem an einem Ende der Antriebswelle (15) angeordneten Kammrad (19) und einem an einer feststehenden, koaxial zur Spindel (9) der Poliermaschine (4) verlaufenden Lagerhülse (21) der Vorrichtung (1) drehbar gelagerten Kronen- oder Kegelrad (23) gebildet ist, wobei an einem Außenumfang (24) des Kronen- oder Kegelrades (23) eine weitere Verzahnung(25) vorgesehen ist, mit der über ein von einem separaten Antriebsmotor (26) angetriebenen Zahnrad (28) das Polierrad (11) über die Antriebswelle (15) antreibbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Anschlusselement (5) an einem zu der Poliermaschine (4) gerichteten Ende des Anschlusselementes (5) einen Lagerzapfen (6) aufweist, der von einem Spannsystem (7) des drehenden Teils (8) der Spindel (9) der Poliermaschine (4) aufnehmbar und gehalten ist, und dass an einem von der Poliermaschine (4) abgewandten Ende des Anschlusselementes (5) ein Montagerahmen (13) zur Aufnahme und Lagerung des Polierrades (11) vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Spannsystem (7) ein Hydrodehnspannfutter ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Antriebswelle (15) des Polierrades (11) an seitlichen Schenkeln (16) des U-förmig ausgebildeten Montagerahmens (13) gelagert ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Antriebswelle (15) auf einer Seite des Montagerahmens (13) über denselben hinausragt, wobei auf dem hinausragenden Teil (20) der Antriebswelle (15) das Kammrad (19) gelagert ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Polierrad (11) mit geringem Spiel zwischen den beiden seitlichen Schenkeln (16) des Montagerahmens (13) gelagert ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Polierrad (11) an dessen äußerem Umfang eine elastische Gummibeschichtung (10) aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die elastische Gummibeschichtung (10) an deren äußerem Umfang (12) eine konvexe Fläche aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lagerhülse (21) eine Halteeinrichtung (29) für den Antriebsmotor (26) aufweist, in bzw. an der der Antriebsmotors (26) mit seiner Längsmittelachse (27) parallel zur Längsmittelachse (14) der Spindel (9) der Poliermaschine (4) angeordnet ist.
  10. Poliermaschine (4) zum Polieren einer optischen Oberfläche (2) von optischen Linsen (3) mit einer Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  11. Verfahren zum Polieren einer optischen Oberfläche (2) von optischen Linsen (3) mit einer Vorrichtung (1) nach den Ansprüchen 1 bis 9 und/oder einer Poliermaschine (4) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    a. Aufsetzen des Polierrades (11) mit dessen elastischen Gummibeschichtung (10) auf die Oberfläche (2) der Linse (3);
    b. Rotieren der Spindel (9) der Poliermaschine (4) um deren Längsmittelachse (14) bei blockiertem Kronen- oder Kegelrad (23) bei gleichzeitigem Drehen des Polierrades (11) um die Längsmittelachse (14) der Spindel (9) der Poliermaschine (4) und die Längsmittelachse (31) der Antriebswelle (15), wobei sich das Kammrad (19) an dem blockierten Kronen- oder Kegelrad (23) mit konstantem Übersetzungsverhältnis abwälzt;
    c. Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Kronen- oder Kegelrad (23) und dem Kammrad (19) bei gleichzeitiger Änderung der Drehzahl und/oder Änderung der Drehrichtung des Polierrades (11) durch Betreiben des Antriebsmotors (26).
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drehrichtung des Antriebsmotors (26) umgeschaltet wird, wobei die Drehzahl des Polierrades (11) verändert wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drehzahl des Antriebsmotors (26) verändert wird.
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