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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Polierkopf zum zonalen Bearbeiten
von optischen Brillenflächen mit einem eine Drehachse D
aufweisenden Grundkörper zum Befestigen an einer Polierspindel, mit
einem an dem Grundkörper angeordneten elastischen Trägerteil
und mit einer Polierfolie, wobei das Trägerteil eine Aussparung
der Tiefe t und die Polierfolie mindestens ein Loch aufweist, wobei
das Loch einen Zugang zu der Aussparung bildet und die Polierfolie
eine dem Trägerteil zugewandte Innenseite und eine an die
optische Fläche anlegbare Außenseite aufweist.
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Ferner
bezieht sich die Erfindung auf einen Polierkopf zum zonalen Bearbeiten
von optischen Brillenflächen mit einem eine Drehachse D
aufweisenden Grundkörper zum Befestigen an einer Polierspindel,
mit einem an dem Grundkörper angeordneten elastischen Trägerteil
zum Befestigen einer Polierfolie, wobei das Trägerteil
eine Aussparung einer Tiefe t mit einer Wandfläche aufweist.
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Die
Erfindung bezieht sich ferner auf eine Polierfolie für
einen Polierkopf mit einem eine Drehachse D aufweisenden Grundkörper
zum Befestigen an einer Polierspindel, mit einem an dem Grundkörper
angeordneten elastischen Trägerteil zum Befestigen der
Polierfolie zum zonalen Bearbeiten von optischen Brillenflächen,
wobei die Polierfolie mindestens ein Loch, eine dem Trägerteil
zugewandte Innenseite und eine an die optische Fläche anlegbare Außenseite
aufweist.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Polieren von optischen
Brillenflächen mit einem zonalen Polierwerkzeug bestehend
aus einer Polierspindel und einem daran angeordneten Polierkopf,
der aus einem Grundkörper zum Befestigen an der Polierspindel
und einem an dem Grundkörper angeordneten elastischen Trägerteil
mit einer Aussparung und einer am Trägerteil befestigten
Polierfolie gebildet ist.
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Es
ist bereits ein Polierteller für ein Werkzeug zur Feinbearbeitung
von optisch wirksamen Flächen an Brillengläsern
aus der
DE 10
2005 010 583 A1 bekannt. Dieser Polierteller weist einen
Tragkörper auf, an dem eine Schaumstoffschicht befestigt ist,
auf der eine Polierfolie aufliegt. Die Polierfolie ist in einem
mittleren Bereich mit wenigstens einer Öffnung versehen.
Die Öffnung sorgt bei der Bearbeitung für einen
Druckausgleich und stellt flüssiges Poliermittel aus dem
Inneren der Schaumstoffschicht zur Verfügung, wodurch eine
bessere Spülung und Kühlung sonst benachteiligter
Poliertellerbereiche erzielt wird.
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Die
im Stand der Technik bekannte Aussparung innerhalb des Trägerteils
soll bei der Bearbeitung als Reservoir für flüssiges
Poliermittel dienen, welches im Schaumstoff, also im Trägerteil
selbst, gespeichert bzw. aufgesaugt war und welches im Falle des
Walkens bzw. Drückens des Trägerteils, ausgehend
von den Poren, in die Aussparung gelangt. Von dort aus soll es über
die Öffnung in der Polierfolie dem Polierprozess zugetragen
werden. Ein separates Befüllen der erfindungsgemäßen
Aussparung vor dem Aufsetzen des Werkstücks ist gemäß der
Lehre des Standes der Technik nicht vorgesehen. Vielmehr ist es üblich,
die zu polierende Fläche einerseits sowie den Polierkopf
andererseits nach dem Aufsetzen auf die zu polierende Fläche
seitlich mit Poliermittel zu versorgen, welches dann aufgrund der
Kapillarfunktion des Trägerteils nach innen geführt
werden soll.
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Die Öffnung
in der Polierfolie dient demnach der Weiterlei tung von flüssigem
Poliermittel aus dem Inneren der Schaumstoffschicht. Die Schaumstoffschicht
selbst weist im Bereich der Öffnung in der Polierfolie
eine Aussparung auf, welche bei der Bearbeitung als Reservoir für
das flüssige Poliermittel dient.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Polierfolie oder einen
Polierkopf für optische Brillenflächen derart
auszubilden und anzuordnen, dass eine verbesserte Einbringung von
Poliermittel zwischen Polierfolie und zu bearbeitende Fläche
gewährleistet ist.
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Gelöst
wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Gegenstände
der Ansprüche 1 bis 4, 7 oder das Verfahren nach Anspruch
19.
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Dass
die Polierfolie zusätzlich zu dem Loch mindestens ein weiteres
bzw. gesondertes Loch aufweist, welches im Bereich eines Randes
der Aussparung angeordnet ist und zum Loch einen radialen Abstand
a aufweist, führt zu einem Auslass für Poliermittel
aus der Aussparung heraus. Aufgrund der mit der Rotation entstehenden
Zentrifugalkräfte wird unabhängig von der Form
der Poliermittel aufnehmenden Aussparung das Poliermittel im Randbereich
der Aussparung nach außen bzw. oben verdrängt.
Durch das erfindungsgemäße weitere Loch im Randbereich der
Aussparung, wohin das Poliermittel aufgrund der zentrifugalen Kräfte
nach oben bzw. nach außen verdrängt wird, kann
das Poliermittel durch das Loch austreten und so zwischen die Polierfolie
und die zu bearbeitende Fläche eingearbeitet bzw. verteilt
werden. Das Loch ist dabei in seiner Größe bzw.
seinem Durchmesser dem gewünschten Volumenstrom nach gestaltet.
Bei dem Polieren von optischen Brillenflächen bzw. asphärischen
Flächen ist damit zu rechnen, dass die Polierfolie während
des Polierprozesses von der zu polierenden Oberfläche abhebt,
sodass das erfindungsgemäße weitere Loch nicht
ständig durch die zu bearbeitende Fläche verschlossen ist.
Demnach ist das erfindungsgemäße gesonderte Loch
mit Rücksicht auf die zu erreichenden Drehzahlen beim Poliervorgang,
also mit Rücksicht auf den zu erwartenden Volumenstrom
einerseits sowie mit Rücksicht auf die Viskosität
des Poliermittels deutlich kleiner ausgebildet als die aus dem Stand
der Technik vorbekannte zentrische Öffnung. Der Durchmesser
des erfindungsgemäßen Loches bewegt sich zwischen
0,2 und 4 mm.
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Die
Wandfläche, die zumindest über einen Teil der
Tiefe t und/oder mit Bezug zu einem Umfang zumindest teilweise gegenüber
der Drehachse D in einem Winkel α angestellt ist gewährleistet
unter Ausnutzung der während der Bearbeitung anstehenden
Zentrifugalkräfte einen verbesserten Transport von Poliermittel
aus der Aussparung heraus. Dieses Merkmal kann alternativ oder ergänzend
zur Förderung des Poliermittelflusses vorgesehen werden.
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Dabei
ist es einerseits vorgesehen, dass sich die Aussparung aufgrund
der Anstellung der Wandfläche zu einer der Polierfolie
zuzuwendenden Seite hin öffnet, wie in den Ausführungsbeispielen
nach 2, 4, 5a, 5b. 5c, 6a und 8,
damit vermehrt Poliermittel zum Rand der Aussparung gefördert
wird. Zum anderen ist es auch vorgesehen, dass sich die Aussparung
aufgrund der Anstellung der Wandfläche zum Grundkörper
hin öffnet, damit vermehrt Poliermittel in eine Öffnung
eines Kanals bzw. in den Kanal, der die Aussparung mit einer Stirnseite
des Trägerteils verbindet, gefördert wird. Der
Winkel a ist also mit Bezug zu der Drehachse D sowohl im Uhrzeigersinn
als auch gegen den Uhrzeigersinn abzutragen.
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Die
anzuordnende Polierfolie weist mindestens ein zentrisches Loch auf,
wobei das Loch einen Zugang zu der Aussparung zwecks Befüllung
bildet. Mit der Anstellung der Wandfläche wird ein erhöhter in
axialer Richtung zur Drehachse wirkender Kraftanteil auf das mit
dem Polierteller rotierende Poliermittel ausgeübt, sodass
dieses deutlich besser aus der Aussparung heraus nach oben zu einer
dort vorzusehenden Polierfolie bzw. dort vorzusehenden Auslässen
gefördert wird.
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Die
in der freien Stirnseite des Trägerteils angrenzend an
die Aussparung vorgesehene Nut mit einem Nutgrund und einer Tiefe
t1 gewährleistet einen erhöhten Poliermittelfluss
aus der Aussparung heraus. Dieses Merkmal kann alternativ oder ergänzend zur
Förderung des Poliermittelflusses vorgesehen werden. Das
Poliermittel kann somit über die Nut, unterhalb der aufzulegenden
Polierfolie in radialer Richtung der Nut aus der Aussparung austreten
und durch die Nut weitergeleitet werden.
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Die
Tiefe t1 der Nut ist kleiner als die Tiefe t der Ausnehmung. Die
Nut bildet somit einen soweit einseitig offenen Kanal in dem Trägerteil,
welcher durch die Polierfolie zumindest teilweise, bis auf eine Austrittsöffnung
bzw. einen Auslass, verschlossen wird. Wenn die Tiefe t1 der Nut
genauso groß ist wie die Tiefe t der Ausnehmung, dann handelt
es sich um eine weiter unten beschriebene segmentierte Ausnehmung.
Dies gilt auch für den Fall, in dem die Tiefe t der Ausnehmung
bzw. die Tiefe t1 der Nut über den Radius variiert.
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Alternativ
oder ergänzend kann das Trägerteil mindestens
einen die Aussparung und die Stirnseite verbindenden Kanal mit einer Öffnung
aufweisen, wobei die Öffnung des Kanals mit Bezug zu einer
Mittelachse M des Kanals in einer Tiefe t2 der Aussparung vorgesehen
ist. Das Poliermittel kann über den Kanal aus der Aussparung
in Bodennähe austreten. Der Kanal stellt insoweit eine
geschlossene Variante einer Nut dar, deren Tiefe t1 des Nutgrundes
mit dem Radius variiert.
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Wenn
die Mittelachse M des Kanals mit der Drehachse D einen Winkel β zwischen
25° und 60° einschließt, wird das Poliermittel
aufgrund der während der Bearbeitung anstehenden Zentrifugalkräfte optimal
nach außen und nach oben gefördert. Die Anstellung
hängt letztlich ab von der gewünschten Austrittsposition
auf der Stirnseite bzw. aus der aufliegenden Polierfolie und von
dem Durchmesser des Trägerteils. Vorzugsweise mündet
der Kanal in der Aussparung in Bodennähe.
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Der
Kanal kann auch gekrümmt sein, sodass der Winkel β über
die Länge des Kanals bzw. über den Radius variiert.
Nahe der Drehachse kann der Kanal flacher sein, was trotz geringerer
Zentrifugalkräfte den Poliermitteltransport fördert.
Mit größerem Abstand zur Drehachse D kann der
Kanal steiler sein, was den Poliermitteltransport zunächst
verschlechtert. Aufgrund der mit dem Radius ansteigenden Zentrifugalkräfte
wird dieser Nachteil jedoch ausgeglichen.
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Gelöst
wird die Aufgabe auch durch eine Polierfolie, die zusätzlich
zu dem Loch mindestens eine auf der Innenseite vorgesehene Nut mit
einem Nutgrund aufweist und auf der Außenseite mindestens eine
Ausnehmung aufweist, die den Nutgrund teilweise zur Außenseite
hin öffnet und die zum Loch einen Abstand d aufweist. Die
Nut verläuft dabei vorzugsweise in radialer Richtung. Sie
verbindet einen Zufluss für Poliermittel, vorzugsweise
den Randbereich der Aussparung mit der in radialer Richtung weiter außen
liegenden Ausnehmung, sodass Poliermittel ausgehend von der Aussparung
im Trägerteil durch die Nut, die beim Aufliegen der Polierfolie
auf einen Trägerteil einen Kanal bildet, zur Ausnehmung
und damit zwischen die Polierfolie und eine zu polierende Fläche
geleitet wird. Die Nut in der Polierfolie kann dabei geprägt
und/oder im Formprozess der Polierfolie hergestellt sein. Es ist
auch denkbar, die Nut nach dem Formprozess der Polierfolie durch
einen schneidenden Bearbeitungsprozess auszubilden. Diese Merkmale
können alternativ oder ergänzend zur Förderung
des Poliermittelflusses vorgesehen werden.
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Vorteilhaft
kann es hierbei sein, wenn die Nut im Trägerteil, die Nut
in der Polierfolie und/oder der Kanal im Trägerteil in
radialer Richtung zur Drehachse D verläuft. Die Länge
bzw. radiale Ausdehnung der Nut bzw. des Kanals bemisst sich danach,
wie weit die erfindungsgemäße Ausnehmung bzw.
das erfindungsgemäße Loch auf der Außenseite
der Polierfolie von dem in der Polierfolie vorgesehenen zentralen
Loch entfernt ist.
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Dadurch,
dass das zentrale Loch der Polierfolie einen Zugang zu der Aussparung
bildet und die Nut mit der daran anschließenden Ausnehmung
einen Ausflusskanal für Poliermittel aus der Aussparung
heraus bildet, wird ein erhöhter Poliermitteltransport
gewährleistet. Wie bereits ausgeführt, bildet
das Trägerteil des Polierkopfes in Verbindung mit der oben
beschriebenen Polierfolie einen unterhalb der Polierfolie angeordneten
Ausflusskanal für Poliermittel, welches in der Aussparung
des Trägerteils bevorratet ist. Mittels der Nut wird das
Poliermittel ausgehend von der Aussparung bzw. einem Rand der Aussparung
aufgrund der mit der Rotation entstehenden Verdrängungswirkung
radial nach außen über eine beliebige Distanz
bis hin zur Ausnehmung geleitet, um dort nach außen hin
auszutreten. Die Größe bzw. Abmaße der
Nut sowie die Größe der anschließenden
Ausnehmung wird ebenfalls dem gewünschten Poliermittelstrom
nach in Abhängigkeit von dem mit der Viskosität
des Poliermittels und der Drehzahl variierenden Poliermitteldruck
gewählt.
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Alternativ
oder ergänzend ist es von Vorteil, wenn das zentrale Loch
der Polierfolie einen Zugang zu der Aussparung bildet, und die Nut
des Trägerteils und/oder der Kanal des Trägerteils
einen Ausflusskanal für Poliermittel aus der Aussparung
heraus bildet, wobei die Polierfolie ein Loch aufweist, das zwecks Austritt
von Polierflüssigkeit an die Nut des Trägerteils
und/oder den Kanal des Trägerteils anschließt. Wie
bereits ausgeführt, bildet das Trägerteil des
Polierkopfes in Verbindung mit der oben beschriebenen Polierfolie
einen unterhalb der Polierfolie angeordneten Ausflusskanal für
Poliermittel, welches in der Aussparung des Trägerteils
bevorratet ist. Mittels der Nut wird das Poliermittel ausgehend
von der Aussparung bzw. einem Rand der Aussparung aufgrund der mit
der Rotation entstehenden Verdrängungswirkung radial nach
außen über eine beliebige Distanz bis hin zum
Austrittsloch geleitet, um dort nach außen hin auszutreten.
Die Größe bzw. Abmaße der Nut bzw. des
Kanals sowie die Größe des anschließenden
Loches in der Polierfolie wird ebenfalls dem gewünschten
Poliermittelstrom nach in Abhängigkeit von dem mit der
Viskosität des Poliermittels und der Drehzahl variierenden
Poliermitteldruck gewählt.
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Von
besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung
sein, wenn das Loch in der Polierfolie einen Durchmesser d1 aufweist
und die Aussparung am Rand einen Durchmesser d2 aufweist, wobei
der Durchmesser d1 kleiner ist als der Durchmesser d2 und die Polierfolie über
den Rand der Aussparung übersteht und die Aussparung im
Randbereich in axialer Richtung zumindest teilweise verschließt. Somit
ist der Randbereich der Aussparung, in dem das Poliermittel aufgrund
der Zentrifugalkräfte nach oben und/oder zur Seite hin
austreten würde, durch die Polierfolie verschlossen. Die
Polierfolie kann demnach dort nicht austreten bzw. nur in die dort
wie oben beschriebenen vorgesehenen Löcher und/oder Nuten,
die zu einer definierten Weiterleitung und Ausleitung von Poliermittel
zur Außenfläche hin dienen. Der so gebildete Überstand
beträgt zwischen 15% und 90%, vorzugsweise zwischen 20%
und 60%, des halben Durchmessers d2.
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Im
Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung
und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn die Polierfolie einen
ersten Funktionsbereich F1 und entsprechende Mittel aufweist, nämlich eine
Deckelfunktion in Teilbereichen des Randes der Aussparung durch
einen Überstand und eine Weiterleitungsfunktion für
Poliermittel aus der Aussparung radial nach außen durch
die Nut und/oder in axialer Richtung durch das weitere Loch. Aufgrund
der Nut wird zudem eine in axialer Richtung wirkende Weiterleitungsfunktion
für das Poliermittel gewährleistet. Im Vordergrund
steht jedoch die radiale Weiterleitungsfunktion aufgrund der Länge
der Nut. Die Deckelfunktion gewährleistet ein Zurückhalten
von Poliermittel, sodass das begrenzte Volumen an Poliermittel im Rahmen
der Weiterleitungsfunktion definiert und soweit dosiert weitergeleitet
und schließlich an die gewünschten Bereiche der
Poliermittelfolie abgegeben werden kann. Die Weiterleitungsfunktion
wird trägerteilseitig durch die Nut bzw. den Kanal im Trägerteil gewährleistet.
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Vorteilhaft
kann es ferner sein, wenn die Polierfolie einen zweiten Funktionsbereich
F2 und entsprechende Mittel aufweist, nämlich die Auslassfunktion
für Poliermittel zur Außenseite hin durch das
weitere Loch am Rand der Ausnehmung, durch das Loch im Anschluss
an die Nut bzw. den Kanal im Trägerteil und/oder durch
die Ausnehmung im Anschluss an die Nut in der Polierfolie. Der zweite
Funktionsbereich gewährleistet das gewünschte
Austreten von Poliermittel an den frei zu wählenden Positionen
auf der Außenseite der Polierfolie.
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Außerdem
kann es vorteilhaft sein, wenn die Polierfolie einen unteren Teil
mit der Innenseite und einen oberen Teil mit der Außenseite
aufweist, wobei der erste Funktionsbereich F1 dem unteren Teil zugeordnet
ist und der zweite Funktionsbereich F2 dem oberen Teil zugeordnet
ist. Die Polierfolie kann dabei ein-, zwei- oder auch mehrschichtig
zwecks Ausbildung eines wunschgemäßen Weiterleitungssystems ausgebildet
sein.
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Ferner
kann es vorteilhaft sein, wenn der untere Teil und der obere Teil
einteilig und/oder materialidentisch ausgebildet sind oder wenn
der untere Teil und der obere Teil verschiedene Bauteile bilden. Für
den Fall des Vorliegens zweier verschiedener Bauteile kann dem unteren
Teil auch eine Versteifungsfunktion zukommen, sodass die Anpassungsfähigkeit
der Polierfolie in Verbindung mit dem flexiblen Träger
nach unten hin, also zu kleineren Radien hin beschränkt
wird.
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Dabei
kann es von Vorteil sein, wenn die Aussparung ein Volumen aufweist,
das mindestens 0,3 ml oder 0,4 ml oder 0,5 ml oder 0,6 ml groß ist. Die
Hauptfunktion des Trägerteils ist nach wie vor die Unterstützung
der Polierfolie beim Polieren der Oberfläche. Mit der Größe
der zentrischen Aussparung, die als Poliermittelvorrat dienen soll,
wird die Unterstützungsfunktion insgesamt verringert bzw.
geht im Bereich der Aussparung gänzlich verloren, sodass die
radiale Ausdehnung der Aussparung letztlich auch begrenzt sein muss.
Mit Rücksicht auf die Höhe des Trägerteils,
also die Tiefe der Aussparung kann somit ein gewünschtes,
jedoch nach oben begrenztes Vorratsvolumen für Poliermittel
erreicht werden.
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Schließlich
kann es von Vorteil sein, wenn die Aussparung trichterförmig
und/oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, wobei der angestellte
Teil der Wandfläche der Aussparung eben bzw. flach ist.
Flache bzw. ebene Wandflächen lassen sich aufgrund der
zur Verfügung stehenden Werkzeuge zunächst etwas
einfacher herstellen. Die trichterförmige Ausbildung des
zumindest oberen Teils der Ausnehmung begünstigt, wie oben
bereits erwähnt, den mit der Rotation entstehenden Poliermitteldruck
im oberen Randbereich der Aussparung.
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Vorteilhaft
kann es hierzu auch sein, wenn die Aussparung trichterförmig
ausgebildet ist, wobei der angestellte Teil der Wandfläche
der Aussparung eine parabelförmige Biegelinie B aufweist,
bei der der Winkel α mit Bezug zur Tiefe t variiert. Bei
variierendem Winkel α kann der Abstand der Fläche
von der Drehachse bei der Wahl des Winkels α berücksichtigt werden,
d. h. dass bei Flächenanteilen mit geringem Abstand zum
Drehzentrum bzw. zur Drehachse D der Winkel α entsprechend
groß ausgebildet ist und bei Flächen mit größerem
Abstand zum Drehzentrum entsprechend kleiner wird, wie es im Beispiel 5c dargestellt
ist. Somit wird einem überhöhten Austritt bzw.
Poliermitteldruck in den Bereichen mit großem Abstand zum
Drehzentrum entgegen gewirkt und dennoch die Tiefe t der Aussparung überbrückt.
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Letztlich
kann es von Vorteil sein, wenn die Aussparung und/oder der trichterförmige
Teil der Aussparung mit Bezug zur Umfangsrichtung U segmentiert
ist. Der insgesamt durch die Aussparung entstehende Mangel an Unterstützung
durch das Trägerteil wird im Falle eines segmentierten
Aufbaus der trichterförmigen Teile der Aussparung zumindest teilweise
aufgehoben. Dies gewährleistet zum einen ein etwas größeres
Volumen für die Polierflüssigkeit, aber andererseits
eine Unterstützungsfunktion, die von der Größe
der Segmente bzw. der Erweiterungen der Aussparung abhängig
ist.
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Schließlich
kann es vorteilhaft sein, wenn der Grundkörper einen zentralen
Poliermittelkanal aufweist. Über den Poliermittelkanal
kann der Polierkopf mit Poliermittel versorgt werden, welches über
die Polierspindel bereitgestellt bzw. zugeführt wird. Das Poliermittel
kann über den Poliermittelkanal in die Aussparung und von
dort wie vorgehend beschrieben transportiert werden.
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Dass
verfahrensseitig vor dem Zusammenführen von Polierkopf
und zu polierender Fläche ein Vorrat an Poliermittel in
die Aussparung im Trägerteil eingefüllt wird,
führt zu einem erheblich größeren Poliermittelvorrat,
der während der anschließenden Bearbeitung über
die vorstehend genannten Mittel zwischen die Polierfolie und die
zu bearbeitende Oberfläche gefördert wird.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen
und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es
zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung des Polier kopfes mit Polierfolie;
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2 eine
Schnittdarstellung aus 1;
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3 eine
Draufsicht auf den Polierkopf als Prinzipskizze;
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4 eine
Schnittdarstellung gemäß Schnitt A-A aus 3;
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5a–5d verschiedene
Ausführungsbeispiele für die Biegefläche
der Mantelfläche der Aussparung;
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6 eine
Prinzipskizze als Draufsicht mit einer segmentierten Aussparung;
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6a einen
Schnitt B-B aus 6;
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7 eine
Draufsicht mit schlitzförmigen Erweiterungen der Aussparung;
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7a einen
Schnitt C-C aus 7;
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7b eine
Schnittdarstellung alternativer Ausbildungsformen;
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8 eine
Schnittdarstellung der perspektivischen Ansicht;
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9 eine
Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform.
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Ein
Polierkopf 1 gemäß 1 weist
einen aus Kunststoff gebildeten Grundkörper 2 mit
einem darauf aus Schaumstoff ausgebildeten Trägerteil 3 sowie
einer auf dem Trägerteil 3 angeordneten Polierfolie 4 auf.
Der Grundkörper 2 dient zur Aufnahme an einer
nicht weiter dargestellten Polierspindel 7 und weist zwecks
maschineller Handhabung einen Kragen 2.1 sowie Rastfedern 2.2 zum
Aufklipsen auf die nicht dargestellte Spindel bzw. einen Spindelkopf
auf.
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Die
Polierfolie 4 weist auf ihrer Oberseite ein koaxial zu
einer Drehachse D angeordnetes Loch 4.1 auf. Zusätzlich
sind mit radialem Abstand weitere Löcher 4.4 bis 4.4''' vorgesehen.
Des Weiteren befinden sich auf der Oberseite vier Ausnehmungen 4.7 bis 4.7''',
die jedoch kein durchgängiges Loch darstellen.
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In 2 ist
zu sehen, dass sowohl das zentrische Loch 4.1 als auch
die mit Bezug zur Drehachse D weiter außerhalb liegenden
Löcher 4.4 bis 4.4''' als Loch ausgebildet
sind, d. h. sich durch die gesamte Folie erstrecken.
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Die
Polierfolie 4 ist aus den beiden Lagen 4a, 4b gebildet.
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Vorstehend
genannte Löcher 4.1–4.4 gehen dabei
durch beide Lagen 4a, 4b. Darüber hinaus weist
die untere Lage 4b ausgehend von dem jeweiligen Loch 4.4 eine
Ausnehmung bzw. Nut 4.5 auf, die sich bis in den Bereich
der jeweiligen Ausnehmung 4.7 erstreckt.
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Das
Trägerteil 3 weist eine zentrisch angeordnete
Aussparung 3.1 auf, die sich ausgehend von der Oberseite
bis auf das Trägerteil 3 hinunter erstreckt. Die
Aussparung 3.1 weist eine kegelförmige Mantelfläche 3.2 auf,
die mit der Drehachse D einen Winkel α einschließt.
Die Aussparung 3.1 dient als Poliermittelvorrat, der vor
dem Polierprozess in die Aussparung 3.1 eingebracht wird.
Das jeweilige Loch 4.4 bis 4.4''' bzw. der Beginn
der jeweiligen Nut 4.5 ist dabei im Bereich eines Randes 3.3 der
Ausnehmung 3.1 vorgesehen. Im Falle der Rotation des Polierkopfes 1 würde
das in der Aussparung 3.1 befindliche Poliermittel nach
außen, mithin nach oben gefördert und tritt im
Bereich des Randes 3.3 nach oben in das Loch 4.4 bzw.
aus dem Loch 4.4 aus. Andererseits wird das Poliermittel
durch die Nut 4.5 bzw. den zusammen mit der Nut 4.5 und
dem Trägerteil 3 gebildeten Kanal zur Ausnehmung 4.7 hin
gefördert und tritt durch die Ausnehmung 4.7 ebenfalls
aus.
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Gemäß Darstellung 3 erstreckt
sich die jeweilige Nut 4.5 ausgehend von dem Loch 4.4 in
radialer Richtung bis zur Ausnehmung 4.7.
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Wie
in 2 zu sehen ist, steht die Polierfolie über
den Rand 3.3 der Aussparung 3.1 durch einen Überstand 4.8 hervor.
Der Überstand 4.8 beträgt etwa 40% des
halben Durchmessers d2 der Aussparung 3.1. Demnach kann
das von der Rotation nach oben bzw. außen verdrängte
Poliermittel nur durch das Loch 4.4 bzw. die Nut 4.5 nach
oben bzw. radial nach außen austreten.
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Die
Nut 4.5 weist eine Länge l auf, wobei das Loch 4.4 zum
zentrischen Loch 4.1 einen Abstand a aufweist, womit der Überstand 4.8 begründet
wäre. Die Ausnehmung 4.7 ist demnach um die Länge
l der Nut 4.5 zum Loch 4.4 beabstandet und weist
zum Loch 4.1 entsprechend einen Abstand d auf.
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Gemäß Schnittdarstellung
A-A aus 3 weist die Aussparung 3.1 im
Bereich des Randes 3.3 einen Durchmesser d2 auf und verjüngt
sich nach unten hin um etwa 70% auf einen Durchmesser d3.
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Gemäß Abbildung 4 ist
der so gebildete Polierkopf 1 gegen eine Oberfläche 8.1 eines
Werkstücks 8 bzw. einer Linse 8 anlegbar.
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Jeder
der beiden Lagen 4a, 4b der Polierfolie 4 kommt
ein separater Funktionsbereich F1, F2 zu. Die untere Lage 4b gewährleistet
zum einen die Deckelfunktion durch den Überstand 4.8 über
den Rand 3.3 der Ausnehmung 3.1. Des Weiteren
erfüllt die untere Lage 4b die Austritts- und
Weiterleitungsfunktion des Poliermittels in das Loch 4.4 bzw.
in die Nut 4.5 zur Ausnehmung 4.7 hin. Der oberen
Lage 4a kommt im Wesentlichen die Austrittsfunktion zu,
da dort das Poliermittel aus dem Loch 4.4 bzw. der Ausnehmung 4.7 an
einer gewünschten Stelle austritt und zwischen die Polierfolie 4 und
die zu bearbeitende Fläche 8.1 eingearbeitet werden
kann und dort die Polierfunktion erfüllt bzw. nachhaltig
unterstützt.
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Die
Aussparung 3.1 kann gemäß Ausführungsbeispiel
5a bis 5d verschiedene Formen bezüglich ihrer Wandfläche 3.2 aufweisen.
Eine gemäß Schnittdarstellung sich ergebende Biegelinie
B der Projektion der Wandfläche 3.2 kann trichterförmig gemäß 5a,
bogen- bzw. parabelförmig gemäß Ausführungsbeispiel 5b und 5c und/oder
zylindrisch gemäß 5d ausgebildet
sein. In den ersten drei genannten Fällen variiert der
Anstellwinkel α der Wandfläche 3.2 in
Abhängigkeit von einer Höhe bzw. Tiefe t der Aussparung 3.1.
Dies kann insbesondere wie im Fall gemäß 5c von
Vorteil sein, weil in den Bereichen nahe der Drehachse D im Grund
der Aussparung die in radialer Richtung wirkenden Zentrifugalkräfte
kleiner ausgebildet sein werden als in den Bereichen mit mehr Abstand
zur Rotationsachse, also im Bereich des Randes 3.3.
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Selbst
im Falle einer zylindrischen Ausnehmung gemäß 5d erfolgt
aufgrund der Zentrifugalkräfte eine Anhebung des Füllstandes
der Polierflüssigkeit am Rand 3.3 der Aussparung 3.1,
sodass die Polierflüssigkeit ebenfalls durch das Loch 4.4 bzw.
die Nut 4.5 austreten kann. Die Höhe des Teils der
Wandfläche 3.2, die eine Anstellung gegenüber der
Drehachse D aufweist, kann wie im Ausführungsbeispiel 5a größer
sein als die Gesamttiefe t der Aussparung 3.1.
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Gemäß Ausführungsbeispiel 6 und
die dazugehörige Schnittdarstellung B-B gemäß 6a ist
es vorgesehen, die Aussparung 3.1 in Umfangsrichtung U
zumindest teilweise zu segmentieren, d. h. die Aussparung 3.1 ist
um drei flügelförmige Erweiterungen 3.1a, 3.1b, 3.1c erweitert.
Innerhalb der flügelförmigen Erweiterungen 3.1a, 3.1b, 3.1c ist
die Wandfläche 3.2 gegenüber der Drehachse
D angestellt. Der zentrale Teil der Ausnehmung 3.1 ist,
soweit er begrenzt ist, zylindrisch. Die flügelförmigen Erweiterungen 3.1a, 3.1b, 3.1c stellen
neben dem zentralen Teil der Ausnehmung 3.1 drei weitere
Segmente der Ausnehmung 3.1 dar. Je nach Länge
und Breite der Erweiterungen 3.1a–3.1c wird
die Unterstützungsfunktion des Trägerteils beeinträchtigt.
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Im
Ausführungsbeispiel nach 7 ist die Aussparung 3.1 ähnlich
wie im Ausführungsbeispiel nach 6 segmentiert,
wobei die Segmentierung durch drei in der Draufsicht schlitzförmige,
in radialer Richtung verlaufende Erweiterungen 3.1a, 3.1b und 3.1c gebildet
ist. Zusätzlich zu der zentralen Aussparung 3.1 sowie
den drei schlitzförmigen Erweiterungen 3.1a bis 3.1c ist
auf der Oberseite bzw. Stirnseite 3.4 des Trägerteils 3 eine Öffnung 3.7b eines
in 7a dargestellten Kanals 3.7 dargestellt.
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Nach
Schnittdarstellung C-C gemäß 7a, linke
Hälfte, weisen die schlitzförmigen Erweiterungen 3.1a bis 3.1c dieselbe
Tiefe t auf, wie die Ausnehmung 3.1 selbst. Die schlitzförmigen
Ausnehmungen 3.1a bis 3.1c sind nach Ausführungsbeispiel 7 mit
Bezug zur Draufsicht rechteckförmig. Diese können
jedoch auch eine ovale, langlochförmige, eckige oder dreieckige
Form einer Sternenspitze aufweisen.
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Gemäß Ausführungsbeispiel
nach 7a, rechte Seite, ist im Trägerteil 3 ein
Kanal 3.7 vorgesehen, der in der zentralen Ausnehmung 3.1 beginnend
radial nach außen sowie nach oben zur freien Stirnseite 3.4 hin
verläuft. Der Kanal 3.7 weist eine Mittelachse
M auf, die mit der Drehachse D einen Winkel β von etwa
55° einschließt.
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Der
Kanal 3.7 bildet in der Wandfläche 3.2 der
Aussparung 3.1 eine Öffnung 3.7a, die
mit Bezug zur Mittelachse M in einer Tiefe t2, gemessen von der Stirnseite 3.4,
platziert ist. Der Kanal 3.7 mündet in einer Öffnung 3.7b auf
der Stirnseite 3.4. Die Öffnung 3.7b weist
einen radialen Abstand b zur zentralen Aussparung 3.1,
wie in 7 dar gestellt, auf.
-
Gemäß Ausführungsbeispiel 7b,
linke Seite, kann die Nut 3.5 auch flacher bzw. weniger
tief ausgebildet sein, als die zentrale Aussparung 3.1. Die
Nut 3.5 bzw. der Nutgrund 3.6 weist dabei die
Tiefe t1 auf, die etwa 40 Prozent der Tiefe t der zentralen Aussparung 3.1 beträgt.
-
Gemäß Ausführungsbeispiel 7b,
rechte Seite, kann der Kanal 3.7 ähnlich wie die
Aussparung nach 5b oder 5c gekrümmt
bzw. parabelförmig ausgebildet sein. Der Anstellwinkel β zwischen der
Kanalmittelachse M und der Drehachse D variiert damit mit dem Radius.
-
Grundsätzlich
ist es auch möglich, den Nutgrund 3.6 nach Ausführungsbeispiel 7b,
linke Seite, ähnlich wie den Kanal 3.7 nach Ausführungsbeispiel 7b,
rechte Seite, gekrümmt bzw. parabelförmig auszubilden.
Sobald die Tiefe t1 im Bereich der zentralen Aussparung 3.1 im
gekrümmten oder parabelförmigen Fall des Nutgrundes 3.6 die
Tiefe t der zentralen Aussparung 3.1 erreicht, ergibt sich eine
Ausführungsform ähnlich wie nach 6 bzw. 6a,
nach der eine segmentierte Aussparung 3.1 mit der gemäß Draufsicht
flügelartigen Erweiterungen 3.1a bis 3.1c der
Aussparung 3.1 vorgesehen ist. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel
nach 6 sind die Erweiterungen 3.1a bis 3.1c deutlich
länger und schmaler, insoweit schlitzförmiger
als im Ausführungsbeispiel nach 6.
-
In
der Schnittdarstellung gemäß 8 ist
die jeweilige Nut 3.5, 3.5'' im Trägerteil 3 vorgesehen. Die
Nut 3.5 erstreckt sich in radialer Richtung ausgehend von
der Aussparung 3.1 bzw. deren oberer Rand 3.3 bis
auf die Höhe des jeweiligen Loches 4.7, 4.7'' in
der Polierfolie 4. Das in der Ausnehmung 3.1 befindliche
Poliermittel wird im Falle der Rotation aus der kegelförmigen
Ausnehmung 3.1 heraus gefördert und über
die Nut 3.5 bis zum Loch 4.7 der Polierfolie 4 gefördert,
und tritt letztlich aus dem Loch 4.7 aus. Spätestens
wenn die Nut 3.5 mit Poliermittel gefüllt ist,
kommt es zu einem Austritt von Poliermittel aus dem Loch 4.4,
welches mit Bezug zur radialen Richtung vor dem Loch 4.7 angeordnet
ist.
-
Gemäß 8,
linke Seite, ist das Loch 4.4 bzw. 4.4'' nicht
vorgesehen. Es ist lediglich das Loch 4.7'' am Ende der
Nut 3.5'' vorgesehen, aus welchem das Poliermittel nach
außen austreten kann.
-
Der
Grundkörper 2 weist einen koaxial zur Drehachse
D angeordneten, als Loch ausgebildeten Poliermittelkanal 2.3 auf. Über
den Poliermittelkanal 2.3 wird der Polierkopf 1 bzw.
die Aussparung 3.1 mit Poliermittel versorgt, welches über
eine in 4 skizzierte Polierspindel 7 bereitgestellt
wird.
-
Nach
dem Ausführungsbeispiel nach 9 öffnet
sich die Aussparung 3.1 nach unten, zum nicht dargestellten
Basisteil 2 (s. 8) hin. Das Poliermittel wird über
den jeweiligen Kanal 3.7, 3.7'' zur Stirnseite 3.4 des
Trägerteils gefördert. Die sich nach unten erweiternde
Form der Aussparung 3.1 gewährleistet den Transport
des Poliermittels aus der Aussparung 3.1 in den jeweiligen
Kanal 3.7, 3.7'' bzw. dessen jeweilige Öffnung 3.7a, 3.7a''.
-
- 1
- Polierkopf
- 2
- Grundkörper
- 2.1
- Flansch,
Kragen
- 2.2
- Rastfeder
- 2.3
- Poliermittelkanal,
Loch
- 3
- Trägerteil
- 3.1
- Aussparung,
Mulde
- 3.1a
- Erweiterung,
propellerförmig, schlitzförmig
- 3.1b
- Erweiterung,
propellerförmig, schlitzförmig
- 3.1c
- Erweiterung,
propellerförmig, schlitzförmig
- 3.2
- Wandfläche,
Mantelfläche
- 3.3
- Rand
- 3.4
- Stirnseite,
frei
- 3.5
- Nut
- 3.6
- Nutgrund
- 3.7
- Kanal
- 3.7a
- Öffnung,
unten
- 3.7b
- Öffnung,
oben, Stirnseite
- 4
- Polierfolie
- 4a
- oberer
Teil, Lage
- 4b
- unterer
Teil, Lage
- 4.1
- Loch
- 4.2
- Innenseite
- 4.3
- Außenseite
- 4.4
- Loch
- 4.4'
- Loch
- 4.4''
- Loch
- 4.4'''
- Loch
- 4.5
- Nut
- 4.6
- Nutgrund
- 4.7
- Ausnehmung,
Loch
- 4.7'
- Ausnehmung
- 4.7''
- Ausnehmung
- 4.7'''
- Ausnehmung
- 4.8
- Überstand
- 7
- Polierspindel
- 8
- Linse,
Werkstück
- 8.1
- optische
Brillenflächen, asphärische Oberfläche
- α
- Winkel
- β
- Winkel
- a
- Abstand
- b
- Abstand
- B
- Biegelinie
- D
- Drehachse
- d
- Abstand
- d1
- Durchmesser
- d2
- Durchmesser
- d3
- Durchmesser
- F1
- Funktionsbereich
- F2
- Funktionsbereich
- l
- Länge
- M
- Mittelachse
Kanal 3.7
- t
- Tiefe
- t1
- Tiefe
- t2
- Tiefe
- U
- Umfangsrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005010583
A1 [0005]