CZ294053B6

CZ294053B6 - Receiving chuck for optical structural components for the purpose of precision grinding and/or polishing

Info

Publication number: CZ294053B6
Application number: CZ20013364A
Authority: CZ
Inventors: Eginhard Jung; Günther Böhm; Michael Thomas; Helmut Lotz
Original assignee: Leica Camera Ag
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2004-09-15
Also published as: DE50101171D1; JP2003520694A; EP1165286B1; US20020031993A1; DE10003291C2; WO2001054861A1; ATE256528T1; CZ20013364A3; EP1165286A1; DE10003291A1

Abstract

The present invention relates to a receiving chuck for optical structural components for the purpose of precision grinding and/or polishing. The inventive receiving chuck is provided with a plurality of support elements consisting of an elastic material for the structural components, and with a system for supplying or discharging air opposite the back of the support element. The receiving chuck comprises a base body (1) with a spindle shaft (2) that has a center bore (3) for the supply of air, said base body (1) being in the shape of a pot (5) and having a peripheral edge (4). A cover part (6) is hermetically placed on the edge (4), the top (15) of the cover being spherically adapted to the radius of a grinding or polishing cup (16). The top (15) of the cover is provided with cylindrical recesses (8) that are disposed symmetrically with respect to the axis (17) of the spindle shaft (2) and that receive the elastic support elements (9). Every recess (8) is fluidically linked with the pot interior (5) of the base body (1) via at least one bore (13).

Description

Upínací pouzdro pro optické konstrukční díly k jemnému broušení nebo leštěníClamping sleeve for optical components for fine grinding or polishing

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká upínacího pouzdra pro optické konstrukční díly k jemnému broušení nebo leštění, s několika podpěrnými prvky z pružného materiálu pro konstrukční díly a uspořádání k přivádění nebo odvádění vzduchu vzhledem kzadní straně podpěrného prvku. Jako optické díly jsou přednostně míněny sférické konvexně nebo konkávně zakřivené čočky.The invention relates to a clamping sleeve for optical components for fine grinding or polishing, with a plurality of support elements of resilient material for components and an arrangement for supplying or exhausting air relative to the rear side of the support element. Optical parts are preferably spherical convex or concave curved lenses.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Upínací pouzdro tohoto typu pro opracování jednotlivých čoček je známo ze spisu DE 198 12 186 Al. Držák čoček sestává z rotačně symetrického základního tělesa s vybráním, kdo něhož se vloží čočka, která se má opracovávat, a které je ke druhé straně uzavřeno gumovou membránou. Prostřednictvím centrálního otvoru v hřídeli upínacího pouzdra může být gumová membrána na své zadní straně ovládána vzduchem. Když se potom gumová membrána roztáhne, položí se na čočku a přitlačuje ji rovnoměrně na leštící nástroj. Přitom dochází k plošnému styku, protože oba díly mají stejný poloměr zakřivení. Vytvořením podtlaku na ploše membrány se může čočka nasát na ploše membrány a přivést do zavěšené polohy.A clamping sleeve of this type for processing individual lenses is known from DE 198 12 186 A1. The lens holder consists of a rotationally symmetrical base body with a recess to receive the lens to be machined and which is closed to the other side by a rubber membrane. The rubber diaphragm on its back can be air operated by means of a central hole in the shaft of the chuck. When the rubber membrane is then expanded, it is placed on the lens and pressed evenly against the polishing tool. There is a surface contact, since both parts have the same radius of curvature. By creating a vacuum on the membrane surface, the lens can be sucked on the membrane surface and brought to the suspended position.

Na základě vlastní hmotnosti čočky může dojít k různým dosedacím tlakům plochou membrány. Protože se při leštění nezlepšuje jenom jakost povrchu, ale také se v jemném rozsahu provádějí korekce v geometrii čočky, vede různý dosedací tlak k nepřesnostem na povrchu čočky. Přednostně se proto volí zavěšené upínací čočky, takže její vlastní hmotnost podporuje dosedací tlak k leštícímu nástroji, potom co membrána byla provzdušněna pro operaci leštění. Při ležící upínce se může podpořit rovnoměrnost dosedacího tlaku, například působením různých tlouštěk v membráně. Centrálně přiváděné množství stlačeného vzduchu se může individuálně přizpůsobit čočce, která se má opracovávat.Due to the weight of the lens, different abutment pressures can occur due to the membrane surface. Since not only does the surface quality improve but also fine corrections are made to the lens geometry, different contact pressure results in inaccuracies on the lens surface. Preferably, therefore, a suspended clamping lens is selected such that its own weight supports the abutment pressure to the polishing tool after the membrane has been aerated for the polishing operation. When the clamp is lying down, the contact pressure uniformity can be promoted, for example by applying different thicknesses in the membrane. The centrally supplied amount of compressed air can be individually adapted to the lens to be processed.

U tenčích čoček, u nichž je velký poměr mezi průměrem čočky a střední tloušťkou, může více dojít na základě různých dosedacích tlaků k sférické deformaci tělesa čočky, která rovněž výrazně negativně ovlivní jakost výsledků leštění.In the case of thinner lenses, where the ratio between lens diameter and mean thickness is large, spherical deformation of the lens body may also occur due to different contact pressures, which will also significantly affect the quality of the polishing results.

K odstranění takových efektů je ze spisu EP 0 169 931 Al známo upínací pouzdro, u něhož se mohou vytvořit na ploše membrány opěrné oblasti s různý dosedacím tlakem, přiváděním různě regulovaného tlaku vzduchu. Pro upínací pouzdro, popsané v tomto spisu, je také popsán typ provedení k současnému upínání několika čoček.In order to eliminate such effects, a clamping sleeve is known from EP 0 169 931 A1, in which abutment regions with different bearing pressures can be formed on the diaphragm surface by applying differently regulated air pressure. A type of embodiment for simultaneously clamping multiple lenses is also described for the clamping sleeve described herein.

Takové upínací pouzdro má základní těleso a podpěrné těleso, které je s ním spojené. Podpěrné těleso je opatřeno krytem ve tvaru kloboučku, který je přidržován na základním tělese obvodovým prstencem. Symetricky k ose otáčení podpěrného tělesa je v tomto tělese vytvořeno několik zahloubení. V oblasti těchto zahloubení vytváří kryt ve tvaru kloboučku pružnou membránu, na níž dosedají svou středovou částí čočky, které se mají opracovávat. Upnutí čočky je vesměs vytvářeno zaformováním v krytu ve tvaru kloboučku, který je přizpůsoben průměru čočky.Such a chuck has a base body and a support body connected thereto. The support body is provided with a cap-like cover which is held on the base body by a peripheral ring. Several recesses are formed symmetrically to the axis of rotation of the support body. In the region of these recesses, the cap-like cover forms a resilient membrane on which the central part of the lens to be machined abuts. The lens clamping is generally formed by molding in a cap-shaped housing that is adapted to the lens diameter.

Každé ze zahloubení v podpěrném tělese je spojeno samostatným vzduchovým kanálem s hřídelem základního tělesa, přičemž příslušné části membrány uvedeného krytu jsou upnuty v tomto zahloubení a vzduchotěsně uzavírají toto zahloubení. Zbývající spodní plocha krytu může být ovládána stlačeným vzduchem, procházejícím podpěrným tělesem jedním kanálem, odděleným od ostatních vzduchových kanálů. Tímto způsobem může být vytvořena v základě každé čočky opěrná oblast s různým tlakem. Kryt je vytvořen komplexně a vyžaduje nákladnou montáž na podpěrném tělese. Zatímco přívod vzduchu do částí membrány může být také řízen jednotlivě,Each of the recesses in the support body is connected by a separate air channel to the shaft of the base body, the respective portions of the diaphragm of said cover being clamped in the recess and sealing the recess airtight. The remaining lower surface of the housing may be controlled by compressed air passing through the support body through one channel separated from the other air channels. In this way, a support region with different pressure can be formed on the basis of each lens. The housing is complex and requires costly mounting on the support body. While the air supply to the diaphragm sections can also be individually controlled,

-1 1 není místní uspořádání tlaku pod zbývající plochou krytu ovlivnitelné centrálním přívodem vzduchu.-1 1, the local pressure arrangement below the remaining surface of the housing is not influenced by the central air supply.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Úkolem vynálezu je vytvořit upínací pouzdro, které umožní mnohonásobné upínání, s výhodami jednoduché upínky, použitím sériových membránových prvků, a které je konstrukčně jednoduché.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide a clamping sleeve which allows multiple clamping, with the advantages of a single clamping, using serial membrane elements and which is structurally simple.

Tento úkol je vyřešen upínacím pouzdrem shora uvedeného typu, podle vynálezu, s význaky podle nároku 1. Další výhodná provedení vyplývají z význaků vedlejších nároků 2 až 5.This object is achieved by a chuck of the above-mentioned type, according to the invention, with the features of claim 1. Further advantageous embodiments result from the features of subclaims 2 to 5.

Systemické pokusy s přímým přiváděním vzduchu k jednotlivým podpěrným prvkům ve více15 násobné upínce ukázaly, že se jakosti opracování současně opracovávaných čoček vzájemně výrazně liší. Překvapivě se ale projevilo, že pomocí společného vzduchového zásobníku v upínacím pouzdře, na které jsou napojena jednotlivá vybrání s podpěrnými prvky pomocí jednoho nebo několika krátkých vzduchových kanálů, se projevila jakost opracování společně opracovaných čoček jak výrazně rovnoměrnější. Výškou okraje základního tělesa se může jednoduchým 20 způsobem přizpůsobit potřebný hmcovitý objem pro vzduchový zásobník na různé průměry a hmotnost čočky. Kryt je sešroubován se základním tělesem a tvoří pomocí těsnění pomocí „O“ kroužku bezpečný uzávěr vzduchového zásobníku. Kryt je tímto způsobem rychle vymáiitelný.Systematic experiments with direct air supply to the individual support elements in a multiple 15-fold clamp have shown that the machining qualities of the simultaneously treated lenses differ significantly from one another. Surprisingly, however, it has been found that by means of a common air reservoir in the clamping sleeve, to which the individual recesses with support elements are connected by means of one or more short air channels, the processing quality of the co-worked lenses has been shown to be significantly more uniform. By the height of the edge of the base body, the necessary volume volume for the air reservoir can be adapted in a simple manner to different lens diameters and weight. The cover is screwed to the base body and forms a secure air reservoir cap by means of a "O" ring seal. The cover is quickly removable in this way.

Vybrání v krytu mohou být připraveny pro komerčně běžné pružné podpěrné prvky s různými 25 rozměry. Upevnění a utěsnění prostřednictvím „O“ kroužku, vtlačeného do drážky, umožňuje jednoduchou montáž a působí kromě toho jako přetlaková pojistka. Kdyby se snad neúmyslně dostal stlačený vzduch na membránu, aniž by byla uložena čočka a k čočce byl přiveden leštící nástroj, potom bude podpěrný prvek vytlačen bez poškození zpřidržovací polohy.The recesses in the housing can be prepared for commercially available resilient support elements with various dimensions. Fastening and sealing by means of an O-ring pressed into the groove allows easy installation and also acts as an overpressure fuse. If, perhaps unintentionally, compressed air would reach the diaphragm without the lens being placed and the polishing tool brought to the lens, then the support element will be pushed out without damaging the holding position.

Pro jakost opracování povrchu čočky a pro čas na opracování jsou, kromě rovnoměrného dosedacího tlaku mezi plocho čočky a leštícím nástrojem, také důležité jejich vzájemné relativní pohyby. Uspořádání podpěrných prvků ve válcovitém držáku, který je uložen ve vybráníkiytu, se může provést dodatečný relativní pohyb jednotlivých čoček na společném upínacím pouzdře. Ve výhodnějším uspořádání může být držák opatřen hnací osou, která zasahuje do hmcovitého 35 prostoru základního tělesa a zde je hnacím způsobem spojena s pohonem pro vřetenový nástavec.In addition to the uniform contact pressure between the flat surface of the lens and the polishing tool, their relative relative movements are also important for the quality of the lens surface treatment and for the processing time. The arrangement of the supporting elements in the cylindrical holder which is housed in the recess may provide additional relative movement of the individual lenses on a common clamping sleeve. In a more preferred arrangement, the holder may be provided with a drive axle which extends into the fog-like space 35 of the base body and here is coupled to the drive for the spindle extension.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Příklady provedení upínacího pouzdra jsou schematicky znázorněny na výkrese a budou blíže osvětleny pomocí obrázků, kde n obr. 1 je zobrazeno upínací pouzdro s podpěrnými prvky, pevně vsazenými do krytu a na obr. 2 je zobrazeno upínací pouzdro s podpěrnými prvky, otočně uloženými do krytu.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT The clamping sleeve is shown schematically in the drawing and will be explained in more detail with reference to the drawings, in which Fig. 1 shows a clamping sleeve with support elements firmly inserted into the housing and Fig. 2 shows a clamping sleeve with support elements rotatably mounted .

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Upínací pouzdro podle obr. 1 obsahuje základní těleso s vřetenovým nástavcem 2, který je vsazen 50 do dále neznázoměného strojního vřetena pro otáčení upínacího pouzdra. Vřetenový nástavec 2 je opatřen centrálním otvorem 3, který je spojen rovněž s neznázoměnou kompresorovou a vakuovou soustavou k zásobování vzduchem. Základní těleso 1 má obvodový okraj 4, pomocí něhož je v základním tělese vytvořen hmcovitý prostor 5, který se rozprostírá přes celou plochu dna základního tělesa 1.The chuck of FIG. 1 comprises a base body with a spindle extension 2, which is inserted into a machine spindle (not shown) for rotating the chuck. The spindle extension 2 is provided with a central bore 3 which is also connected to an air supply compressor and vacuum system (not shown). The base body 1 has a peripheral edge 4 by means of which a fog-like space 5 is formed in the base body and extends over the entire surface area of the base body 1.

-2t-2t

Na okraji 4 základního tělesa 1 je uložen kryt 6, který je sešroubován se základním tělesem 1 a prostřednictvím těsnění 7 pomocí „O“ kroužku uzavírá hmcovitý prostor 5. V krytu 6 je vytvořeno válcovité vybrání 8. Na dně válcovitého vybrání 8 je uložen gumově pružný podpěrný prvek, který je zde tvořen kloboučkovou membránou 9, s kloboučkovým okrajem 10. vyčnívajícím směrem ven. Takové membrány 9 jsou komerčně dostupné jako sériové díly pro upínání jednotlivých čoček. Kloboučkový okraj 10 zabírá do drážky 11 ve vybrání 8 a je zde pevně přitlačen pomocí „O“ kroužku 12 na dno vybrání 8. Prostor ve vybrání 8, ležící pod membránou 9, je pomocí spojovacího otvoru 13 průtočně spojen se dnem hmcovitého prostoru 5. Pro rychlejší zásobování vzduchem zde mohou být, v případě potřeby samozřejmě uspořádány další otvory, také různých průměrů. Na membránu 9 se položí čočka 14, která se má opracovávat, svou konvexní stranou. Plocha čočky, která se má opracovávat, je zde lehce konkávní. Horní strana 15 krytu 6 se obvyklým způsobem, s nepatrně větším poloměrem, přizpůsobí konkávní ploše čočky, takže schematicky znázorněný leštící kulový vrchlík 16 leštícího nástroje může bez překážek opracovávat plochu čočky. Ktomu se prostřednictvím vzduchového zásobníku, vytvořeného v hmcovitém prostoru 5 prostřednictvím spojovacího otvoru 13, vytváří přetlak v prostoru pod membránou 9, který pružně deformuje membránu 9, pokud ta nedosedne pomocí tvarového styku na konvexní plochu čočky 14.On the edge 4 of the base body 1 there is a cover 6, which is screwed to the base body 1 and closes the fog-like space 5 by means of the O-ring seal 5. A cylindrical recess 8 is formed in the cover 6. a support element, which here is formed by a cap membrane 9, with a cap edge 10 projecting outwards. Such membranes 9 are commercially available as serial parts for clamping individual lenses. The cap edge 10 engages in a groove 11 in the recess 8 and is here firmly pressed by the "O" ring 12 to the bottom of the recess 8. The space in the recess 8 lying below the membrane 9 is flow-connected to the bottom of the mist space 5. faster air supply there may, of course, be provided, if necessary, of additional openings, also of different diameters. A lens 14 to be machined is placed on the membrane 9 with its convex side. The surface of the lens to be processed is slightly concave here. The top side 15 of the cover 6 adapts in a conventional manner, with a slightly larger radius, to the concave surface of the lens, so that the polishing spherical polishing tool 16 shown schematically can process the lens surface without hindrance. To this end, an overpressure in the space below the diaphragm 9 is created by the air reservoir formed in the fog-like space 5 via the connection opening 13, which resiliently deforms the diaphragm 9 if it does not rest on the convex surface of the lens 14.

Symetricky k ose 17 vřetenového nástavce 2 jsou v krytu 6 uspořádána další vybrání 8, se stejně vloženými membránami?. Přednostně se současně opracovávají tři čočky 14.Symmetrically to the axis 17 of the spindle extension 2, further recesses 8 are provided in the housing 6, with the diaphragms interposed equally. Preferably, three lenses 14 are simultaneously processed.

Příklad provedení, znázorněný na obr. 2, vychází z téže základní konstrukce, jako na obr. 1. Stejné díly jsou opatřeny týmiž vztahovými značkami. Válcovité vybrání8 je zde však provedeno jako válcovité vrtání 18, do něhož je zasazen válcovitý držák 19, který má stejné přídržné prvky pro membránu 9, jako na obr. 1. Držák 19 je opařen hnacím hřídelem 20, který je opatřen spojovacím otvorem 13 k průtočnému spojení s hmcovitým prostorem 5 a zasahuje do hmcovitého prostoru 5. Hnací hřídel 20 je přidržován na dně válcovitého vrtání 18 otočným ložiskem 21, takže držák 19 je otočně uspořádaný kolem své osy 22. Hnací hřídel 20 je opatřen podrobně neznázorněnými hnacími prostředky 23, které jsou například spojeny s pohonem pro vřetenový nástavec 2.The embodiment shown in FIG. 2 is based on the same basic construction as in FIG. 1. Identical parts are provided with the same reference numerals. However, the cylindrical recess 8 is here designed as a cylindrical bore 18 into which a cylindrical holder 19 having the same holding elements for the membrane 9 is inserted as in FIG. 1. The holder 19 is scalded by a drive shaft 20 which is provided with a connecting hole 13 to the flow The drive shaft 20 is held at the bottom of the cylindrical bore 18 by a rotary bearing 21 so that the holder 19 is rotatably arranged about its axis 22. The drive shaft 20 is provided with drive means 23, not shown in detail, which are not shown. for example, connected to a spindle extension drive 2.

K opracování je zde uspořádána konvexní plocha čočky, takže horní strana 15 krytu 6 je příslušně vytvarována konvexně. Osa 22 je v tomto případě skloněna k ose 17 vřetenového nástavce 2. Pro opracování konkávní plochy čočky by byla osa 22 zjevně směrována směrem od osy 17. Rozdílný směr os otáčení proti centrálním hnacím prostředkům může být vyrovnán příslušně tvarovanými kuželovými koly 24, jako částí hnacích prostředků 23. které samy o sobě netvoří součást vynálezu.A convex surface of the lens is provided for machining so that the upper side 15 of the cover 6 is correspondingly shaped convexly. In this case, the axis 22 is inclined to the axis 17 of the spindle extension 2. For machining the concave lens surface, the axis 22 would obviously be directed away from the axis 17. The different direction of the pivot axes against the central drive means can be compensated by appropriately shaped bevel wheels 24 means 23, which in themselves do not form part of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS

Clamping sleeve for optical components for fine grinding or polishing, with a plurality of support elements of resilient material for components and an arrangement for supplying or exhausting air relative to the back of the support element, characterized in that it comprises a base body (1) with a spindle extension (2), which is provided with a central opening (3) for connecting the air, and in the base body (1) a fog-like space (5) is formed with a peripheral edge (4), the cover (4) being airtight 6), wherein the upper side (15) of the housing is spherically adapted to the radius of the spherical canopy (16) of the grinding or polishing tool, and in the upper side (15) of the housing are cylindrical recesses (8) symmetrically arranged to the shaft axis (17) (2), for the insertion of flexible support elements (9), each of these recesses (8) being at least one The connection opening (13) is connected in fluid flow with the fog space (5) of the base body (1).

-3GB 294053 B6

Clamping sleeve according to claim 1, characterized in that the resilient support element is in the form of a cap membrane (9), the cap edge (10) of which protrudes outwardly against the bottom of the recess (8) and by means of an "O" ring. (12) is airtightly held in the groove (11) of the recess (8).

Clamping sleeve according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic supporting element (9) is inserted into a cylindrical holder (19) which is guided in a recess (8) in the rotary bearing (21).

Clamping sleeve according to claim 3, characterized in that the holder (19) is provided with a drive shaft (20) extending into the fog-like space (5).

Clamping sleeve according to claim 4, characterized in that the drive shaft (20) is connected to the drive of the spindle extension (2) by means of the drive means (23).