DE10031057B4

DE10031057B4 - Verfahren und Vorrichtung zum korrigierenden Feinstpolieren von vorbearbeiteten optischen Linsen und Spiegeln

Info

Publication number: DE10031057B4
Application number: DE2000131057
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Ing. Mandler
Original assignee: Optotech Optikmaschinen GmbH
Current assignee: Optotech Optikmaschinen GmbH
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: DE10031057A1

Abstract

Verfahren zum korrigierenden Feinstpolieren von vorbearbeiteten optischen Linsen und Spiegeln, wobei
• an einem durch eine drehbar angetriebene Werkstückspindel (3) gehaltenen Werkstück (5) ein elastisches Polierwerkzeug (10) rotierend zur Anlage kommt, das unter von innen erfolgender Druckmedium-Beaufschlagung nach außen ringförmigkonvex gewölbt ist,
• das Werkstück (5) nach dem Vorpolieren interferometrisch vermessen wird,
• die um eine C-Achse rotierende Werkstückspindel (3) entlang einer Z-Achse und das von einer Werkzeugspindel (9) angetriebene, einen Reifen (13) aufweisende Polierwerkzeug (10) entlang einer zur Z-Achse senkrechten Querachse (X oder Y) zur Berührung des Reifenumfangs an dem in Bewegung versetzten Werkstück (5) verfahren werden, wobei die Härte des Reifens (13) während des Polierens durch wählbaren Überdruck eingestellt wird,
• der Anpreßdruck zwischen dem Polierwerkzeug (10) und dem Werkstück (5) durch Verfahren der Werkstückspindel (3) in der Z-Achse sowie in Abhängigkeit von Koordinaten der C-Achse und der Querachse (X oder Y) sowie von...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum korrigierenden Feinstpolieren von vorbearbeiteten optischen Linsen und Spiegeln.

Im nachfolgenden Text wird zur sprachlichen Vereinfachung nur von Linsen gesprochen, gemeint sind jedoch auch immer optische Spiegel mit abbildender Funktion.

Optische Linsen werden aus Rohlingen in mehreren Arbeitsgängen hergestellt. Auf das Schleifen folgt das Polieren, bei dem die Oberfläche geglättet wird. Bei Linsen mit hohen Genauigkeitsansprüchen kann die gewünschte Präzision der Oberflächengeometrie mit den Schleifvorgängen alleine nicht erzeugt werden, da hier die erzeugte Rauhtiefe zu groß ist. Mit gestiegenen Anforderungen genügten auch die Korrekturen während des Polierens mit z. B. Formwerkzeugen nicht mehr. Inzwischen entspricht es dem Stand der Technik, Linsen mit höchsten Präzisionsansprüchen, wie sie z. B. für die Chip-Herstellung benötigt werden, nach dem üblichen Polieren interferometrisch zu vermessen, um anschließend mit geeigneten Polierverfahren gezielte Korrekturen anbringen zu können.

In diesem Zusammenhang sind insbesondere zwei Verfahren bekannt geworden:

1. Eines dieser Verfahren wird als topographisches Polieren bezeichnet, bei dem ein stiftförmiges Polierwerkzeug (typischer Durchmesser 5 bis 15 mm) Verwendung findet, dessen Stirnfläche für den Poliervorgang benutzt wird und hierzu mit einer PU-Folie oder einem Filz versehen ist. Möglich sind auch aufblasbare Membranen in diesem Bereich. Das um seine Achse rotierende Polierwerkzeug hängt an einem Roboterarm und wird von diesem über die Linsenoberfläche geführt oder ist in eine vierachsige CNC-Poliermaschine eingebaut (Korrekturmaschinen). Der Poliervorgang läuft unter Zugabe von Poliersuspension ab, während das Polierwerkzeug über die Linsenoberfläche geführt wird und dabei z. B. eine spiralförmige Bahn beschreibt. Zur erwünschten Korrektur der Linsengeometrie werden unterschiedliche Materialmengen von der Linsenoberfläche abpoliert. Hierzu werden der Roboterarm bzw. die Korrekturmaschine so programmiert, daß sich unterschiedliche Verweilzeiten des Polierwerkzeuges an den verschiedenen Positionen auf der Linsenoberfläche ergeben. Dort, wo zur Korrektur ein verstärkter Materialabtrag erforderlich ist, wird die Verweilzeit vergrößert und umgekehrt. Während des Poliervorgangs kann die Linse um ihre Achse rotieren oder sich auch in Ruhe befinden, wenn der Roboterarm bzw, die Korrekturmaschine über die entsprechende Beweglichkeit verfügt. Bei diesem Verfahren nach dem Stand der Technik ergeben sich einige erhebliche Nachteile wie folgt: – Das Polierwerkzeug erfährt eine sehr starke Abnutzung, da sein Durchmesser nur klein ist, und die gesamte Polierleistung von der entsprechend kleinen Stirnfläche aufgebracht werden muß. Die Folgen sind hohe Kosten durch lange Bearbeitungszeiten und Ungenauigkeiten, da während der Bearbeitung unerwünschte Abnutzungen an dem Werkzeug entstehen, die nicht erfaßt werden können. – Ebenfalls im Zusammenhang mit den kleinen Werkzeugabmessungen steht die sehr geringe Polierleistung, da beim Polieren die Leistung direkt proportional zur Größe der Flächen ist, die miteinander in Kontakt sind. – Bei diesem Verfahren wird eine relativ rauhe Struktur beim Polieren erzeugt, da mit höheren Anpreßdrücken gearbeitet werden muß, damit die Polierleistung nicht noch geringer ist. Außerdem führt die reine Rotation des Polierwerkzeugs, wie hier vorgesehen, grundsätzlich zu keinem gutem Polierergebnis. Es entstehen relativ rauhe Oberflächenmikrostrukturen. – Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei diesem Verfahren, die Berührungsfläche zwischen Polierwerkzeug und Linse in ihrer Größe praktisch nicht veränderbar ist. Dieses wäre jedoch sehr wichtig, damit auch kleinere Korrekturen vorgenommen werden könnten.
2. Das zweite bekanntgewordene korrigierende Polierverfahren ist das sogenannte MRF-Verfahren (Magnetorheological Finishing). Mit diesem Verfahren lassen sich zwar bessere Ergebnisse als mir dem topographischen Polieren erzielen (die Linsenoberfläche wird glatter), es weist dennoch einige ganz gravierende andere Nachteile auf. Bei dem MRF-Verfahren wird eine Poliersuspension benutzt, die magnetisierbare Partikel enthält und daher unter der Einwirkung von starken Elektromagneten verfestigt werden kann. Zum Polieren der Linsen wird die Poliersuspension fortlaufend auf den äußeren Umfang eines um seine horizontale Achse rotierenden Zylinders aufgebracht. Durch die Rotation wird die an der Mantelfläche des Zylinders in Folge von Oberflächenkräften anhaftende Poliersuspension mitgenommen und gerät im oberen Scheitelpunkt in den Wirkungsbereich eines starken Elektromagneten, der feststeht und in das Innere des Zylinders hinein greift. Unter dem Einfluß des Magnetfeldes verfestigt sich die Poliersuspension und bildet so einen Polierkörper, der zusammen mit dem genannten Zylinder das Polierwerkzeug darstellt. Damit wird die in diesem Bereich d. h., im oberen Scheitelpunkt des Polierwerkzeugs, angeordnete Linse poliert. Wenn die Poliersuspension durch die Rotation des Zylinders den Kontaktbereich mit der Linse und das Magnetfeld wieder verlassen hat, so wird sie kontinuierlich von der Zylinderoberfläche abgestreift und regeneriert. Anschließend wird sie wieder auf die Zylinderoberfläche vor der Linse aufgebracht. Während des Poliervorgangs rotiert die Linse. Der Linsenhalter mir der Linse kann mittels einer Schwenkvorrichtung und einer zugeordneten Achssteuerung gegenüber der vertikalen Achse schräg gestellt werden. Bei großem Neigungswinkel berührt der Linsenrand das Polierwerkzeug, während bei kleinem Neigungswinkel das Zentrum der Linse in Kontakt mit dem Polierwerkzeug kommt. Der Linsenhalter ist außerdem so geführt, daß er auch vertikale Bewegungen ausführen kann. Wenn bei rotierender Linse der Neigungswinkel kontinuierlich verändert wird und die Linse mit dem Linsenhalter gleichzeitig vertikal so verfahren wird, daß sie in ständigem Kontakt mit dem Polierwerkzeug bleibt, so entsteht als Bahnkurve des Berührungspunkts zwischen der verfestigten Poliersuspension einerseits und der Linse andererseits auf der Linsenoberfläche eine Spirale. Der zur Konektur der Linsengeometrie erforderliche unterschiedliche Materialabtrag kann wie folgt reali siert werden: – Die Verweilzeit des Berührungspunktes an einer bestimmten Stelle der Linsenoberfläche kann durch entsprechende Steuerung der Bewegungsabläufe variiert werden. Da der Materialabtrag zur Verweilzeit proportional ist, lassen sich damit die gewünschten Korrekturen erreichen. – Durch Variation der magnetischen Feldstärke kann die Poliersuspension in ihrer Festigkeit beeinflußt werden. Auch hieraus ergeben sich Möglichkeiten zu unterschiedlichem Materialabtrag. – Eine weitere Korrekturmöglichkeit ergibt sich aus den unterschiedlichen Eintauchtiefen der Linse in die Poliersuspension.

Das MRF-Verfahren hat trotz vorteilhaften Eigenschaften folgende, ganz erhebliche Nachteile:

– Das wirtschaftliche Beseitigen von Polierabweichungen ist nur bei Fehlern < 200 nm möglich: Dies hängt mit der Geometrie und der geringen Härte der magnetisch verfestigten Poliersuspension zusammen.
– Zwischen dem Polierwerkzeug und der Linse findet nur der vorbeschriebene Bewegungsablauf statt. Eine überlagerte Oszillation in der Ebene des Berührungspunktes wird nicht ausgeführt. Oszillationen dieser Art sind jedoch zur Verbesserung des Polierergebnisses sehr wichtig, da sich damit die Glätte (Rauhtiefe) der Linsenoberfläche noch wesentlich verbessern läßt.
– Das Verfahren hat darüber hinaus den weiteren Nachteil, daß es sehr aufwendig ist und dementsprechend hohe Kosten verursacht. Insbesondere das erforderliche, kontinuierliche Regenerieren der Poliersuspension ist sehr teuer, da es aufwendige Verfahrensschritte erforderlich macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik mit möglichst geringem Aufwand an vorbearbeiteten optischen Linsen und Spiegeln durch gezielten Materialabtrag eine korrigierende Feinstpolitur zu ermöglichen, um das jeweilige Werkstück in seiner Oberflächengeometrie und Oberflächengüte zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß laut Anspruch 1 gelöst durch ein Verfahren zum korrigierenden Feinstpolieren von vorbearbeiteten optischen Linsen und Spiegeln, wobei

• an einem durch eine drehbar angetriebene Werkstückspindel gehaltenen Werkstück ein elastisches Polierwerkzeug rotierend zur Anlage kommt, das unter von innen erfolgender Druckmedium-Beaufschlagung nach außen ringförmig-konvex gewölbt ist,
• das Werkstück nach dem Vorpolieren interferometrisch vermessen wird,
• die um eine C-Achse rotierende Werkstückspindel entlang einer Z-Achse und das von einer Werkzeugspindel angetriebene, einen Reifen aufweisende Polierwerkzeug entlang einer zur Z-Achse senkrecht stehenden Querachse (X oder Y) zur Berührung des Reifenumfangs an dem in Bewegung versetzten Werkstück verfahren werden, wobei die Härte des Reifens während des Polierens durch variierbaren Überdruck eingestellt wird,
• der Anpreßdruck zwischen dem Polierwerkzeug und dem Werkstück durch Verfahren der Werkstückspindel in der Z-Achse sowie in Abhängigkeit von Koordinaten der C-Achse und der Querachse (X oder Y) sowie von den interferometrischen Meßwerten eingestellt wird und
• während des Poliervorgangs durch Linearbewegungen der einen Spindel in der X-Achse und der anderen Spindel in der Y-Achse Kreisbewegungen des Polierwerkzeugs relativ zu dem Werkstück mit einem Radius stattfinden, der zwischen Null und einem vorgebbaren Maximalwert steuerbar ist,
• wobei unterschiedlicher Materialabtrag durch Variation der Verweilzeiten des Polierwerkzeugs an den Berührungspunkten mit der Werkstückoberfläche bewirkt wird.

Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.

Die gestellte Aufgabe wird ebenfals erfindungsgemäß laut Anspruch 6 gelöst durch eine Vorrichtung zum korrigiereden Feinstpolieren von vorbearbeiteten optischen Linsen und Spiegeln zur Durchführung des genannten Verfahrens, wobei

• in einer Poliermaschine an einem durch eine drehbar angetriebene Werkstückspindel gehaltenen Werkstück ein elastisches Polierwerkzeug rotierend zur Anlage kommt, das unter von innen erfolgender Druckmedium-Beaufschlagung nach außen ringförmig-konvex gewölbt ist,
• das Polierwerkzeug an einer Werkzeugspindel befestigt und das Werkstück in einer Werkstückaufnahme gehalten ist, die ihrerseits mit der Werkstückspindel verbunden ist,
• die Werkzeugspindel und die Werkstückspindel mit Einrichtungen verbunden sind, die gesteuerte translatorische Bewegungen in den X-, Y- und Z-Achsen ermöglichen, wobei die Werkstückspindel über einen C-Achsen-Antrieb verfügt, der Drehbewegungen bezüglich Drehzahl und Phasenlage steuert,
• das Polierwerkzeug einen Reifen aus weichem, elastischem Material am Umfang einer zentralen Scheibe aufweist, mit der ein Spannzapfen fest verbunden ist, der eine mit radialen Bohrungen der Scheibe in Verbindung stehende axiale Bohrung aufweist, und
• die Bohrungen sowie der Innenraum der Scheibe mit einem im wesentlichen inkompressiblen Druckmedium gefüllt sind, das durch an der Werkzeugspindel vorhandene Einrichtungen mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar ist.

Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 7 bis 20 angegeben.

Benutzt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein neuartiges, radförmiges Polierwerkzeug, das aus einer zentralen Scheibe festen Materials besteht, die an ihrem äußeren Umfang einen hohlen Reifen aus weichem, elastischem Material trägt. (Der Aufbau ist ähnlich dem eines Fahrzeugrades mir Luftbereifung). Dieser Reifen hat vorzugsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt, kann jedoch auch andere Querschnitte haben. Er hat die Funktion einer Polierfolie und kann mit verschiedenen Überdrücken beaufschlagt werden, woraus sich erhebliche Vorteile ergeben. Grundsätzlich gilt bei der Fehlerkorrektur, daß zum wirtschaftlichen Abtragen größerer Materialmengen von der Linsenoberfläche ein hartes Polierwerkzeug erforderlich ist, während sehr hohe Oberflächengüten (geringe Rauhtiefen) nur mit sehr weichen Polierwerkzeugen erreicht werden können. Beides ist bei dem erfindungsgemäßen Polierwerkzeug durch unterschiedliche Druckbeaufschlagung möglich.

Die genannte zentrale Scheibe verfügt über einen Spannzapfen, mit dem sie im Spannfutter der Werkzeugspindel festgespannt und in Rotation versetzt werden kann. Der hohle Reifen besteht aus einem Material, das die Eigenschaften einer Polierfolie hat (z. B. Polyurethan) und ist in seinem Innenraum mit einem im wesentlichen inkompressiblen Fluid gefüllt. Vorzugsweise wird hierfür ein handelsübliches Schmierfett benutzt. Der Innenraum des Reifens steht über Bohrungen in der zentralen Scheibe mit einer Axialbohrung in dem Spannzapfen in Verbindung. Die genannten Bohrungen sind ebenfalls mit dem inkompressiblen Fluid gefüllt. In der Axialbohrung ist ein Kolben angeordnet, der über Dichtelemente verfügt und auf der einen Seite an dem inkompressiblen Fluid anliegt, während seine andere Seite mit einem Druckmedium beaufschlagt werden kann. Hiermit läßt sich, durch Anlegen verschiedener Drücke, die Härte des Reifens d. h., der Polierfolie an dem Polierwerkzeug einstellen, da sich dieser Druck über den Kolben auf das Fluid in dem Reifen überträgt.

Bei dem Druckmedium kann es sich um Druckluft oder auch um ein inkomressibles Druckmedium (z. B. Hydrauliköl) handeln. Das Druckmedium wird über eine axiale Bohrung in dem Spannfutter der Poliermaschine zugeführt. Hierzu ist die zugehörige Antriebsspindel, die das Spannfutter trägt, ebenfalls hohl gebohrt und verfügt an ihrem anderen Ende, das dem Spannfutter gegenüber liegt, über eine Drehdurchführung für die Zufuhr des Druckmediums.

Es ist jedoch auch vorgesehen, den erforderlichen Überdruck in dem Druckmedium mir Hilfe eines Druckerzeugungszylinders zu erzeugen, dessen Kolben von einem elektrischen Linearantrieb bewegt wird. Dabei kann es sich um einen Linearmotor handeln. Vorteilhafterweise wird dieser Druckerzeugungszylinder in die Werkzeugspindel integriert. Eine Drehdurchführung kann dann entfallen. Außerdem sind durch die kurzen Wege zwischen Druckerzeugungszylinder und dem Polierwerkzeug sehr schnelle Druckwechsel möglich, ohne daß es zu unerwünschten Schwingungen kommt. Aus dem gleichen Grund sind die Querschnitte aller Kanäle, die der Druckweiterleitung dienen, klein gehalten. Die Restkompressibilität der in diesem Fall flüssigen Druckmedien fällt wegen dem kleinen Volumen dann nicht ins Gewicht.

Das Polierwerkzeug ist an einer Werkzeugspindel befestigt, die ungesteuerte Rotationsbewegungen um die B-Achse ausführt und in der Y Achse translatorisch und ge steuert verschoben werden kann. Die Werkstückaufnahme mit der Linse steht mit einer Werkstückspindel in Verbindung, die gesteuerte Rotationsbewegungen um die C-Achse ausführen kann und außerdem translatorische und gesteuerte Bewegungen in der X-Achse und der Z-Achse ausführen kann. Die Zuordnung der verschiedenen Maschinenkomponenten zu den Achsen kann jedoch auch eine andere sein. So könnte z. B. die Werkzeugspindel außer mit der Y Achse auch mit der X-Achse verbunden sein.

Der Poliervorgang läuft unter Zufuhr von Poliersuspension ab, wobei die Werkstückspindel in der X-Achse verschoben wird (Vorschubbewegung), während durch Ansteuern der Z-Achse die Kontur der Linse abgefahren wird. Durch Ansteuern der C-Achse werden die für die Konektur der Linsengeometrie erforderlichen Verweilzeiten erzeugt.

Beim Polieren wird die Härte des Reifens, d. h. der Polierfolie, durch Variation des Überdrucks mittels des Druckmediums eingestellt. Mit der Veränderung der Härte können sowohl die Abtragsleistung als auch das Abtragsprofil beeinflußt werden. Unter dem Abtragsprofil versteht man dabei die abgetragene Materialmenge, die sich längs eines Durchmessers, der im wesentlichen runden Berührungsfläche zwischen Linse und Werkzeug ergibt. Damit eignet sich dieses Polierwerkzeug für alle vorkommenden Polieraufgaben wie z. B.:

– Abtragen großer Materialmengen: Gearbeitet wird mit großem Druck d. h. großer Härte der Polierfolie und großer Anpreßkraft zwischen Linse und Polierwerkzeug durch Verfahren der Werkstückspindel in der Z-Achse.
– Korrigieren kleiner Fehler in der Linsengeometrie: Gearbeitet wird mir großem Druck d. h. großer Härte der Polierfolie und kleiner Anpreßkraft zwischen Linse und Polierwerkzeug durch Verfahren der Werkstückspindel in der Z-Achse. Damit wird eine kleine Berührungsfläche erreicht, die zum Beheben kleiner Fehler nötig ist.
– Erzeugen feinster Oberflächen: Gearbeitet wird mit kleinem Druck d. h. weicher Polierfolie und kleiner Anpreßkraft durch Verfahren der Werkstückspindel in der Z-Achse, wobei kleine Kreisbewegungen als Relativbewegungen zwischen Polierwerkzeug und Linse durch Verfahren der X-Achse und Y Achse überlagert werden. Damit lassen sich sehr glatte Oberflächen mit geringsten Rauhtiefen erzeugen.

Das hier beschriebene, neuartige Polierwerkzeug wird an einer speziell hierfür konzipierten Poliermaschine eingesetzt. Diese Poliermaschine verfügt über insgesamt vier gesteuerte Achsen und eine ungesteuerte Rotationsachse. Alle Funktionen der Poliermaschine werden von einer CNC-Steuerung angesteuert Und kontrolliert. Der Aufbau der Maschine ist wie folgt:
Eine vertikal angeordnete Werkstückspindel trägt an ihrem oberen Ende die Werkstückaufnahme zur Aufnahme der Linse. Diese Werkstückspindel kann in ihrer Achsrichtung d. h., in der Z-Achse vertikal auf und ab bewegt werden. Zusätzlich kann sie in der X-Achse horizontale, translatorische Bewegungen ausführen, die damit senkrecht zur Z-Achse verlaufen. Diese Bewegungen in der X-Achse und der Z-Achse erfolgen gesteuert, so daß beliebige, vorgegebene Oszillationen in diesen Achsen ausgeführt werden können.

Außerdem kann die Rotation der Werkstückspindel gesteuert werden d. h., ihre Drehzahl und ihre Phasenlage werden kontrolliert. Diese Rotationsbewegungen der Werkstückspindel werden als C-Achse bezeichnet. So ist es z. B. möglich, ihre Phasenlage mit der Bewegung der Z-Achse so zu koppeln, daß die Oberflächenpunkte der Linse vorgegebene, räumlich gekrümmte Bahnkurven beschreiben, wie dies zum Abfahren der Linsenkontur erforderlich ist (z. B. bei nicht rotationssymetrischen Linsen). Bei sehr geringen Hüben in der Z-Achse und in Abhängigkeit von der Rotation in der C-Achse, dem Verfahrweg in der X-Achse und den interferometrischen Meßergebnissen ergibt sich außerdem die sehr wichtige Möglichkeit, die Anpreßkraft der Linse gegen das Polierwerkzeug für jeden beliebigen Oberflächenpunkt der Linse zu variieren. Damit kann der Materialabtrag an der Linse während des Poliervorgangs punktuell geändert werden, woraus sich eine der Möglichkeiten zur Konektur der Linsengeometrie ergibt.

Durch die Kopplung der Z-Achse mit der C-Achse ist z. B. auch die Bearbeitung von nicht rotationssymetrischen Linsen möglich. In diesem Fall werden die Achsen so gesteuert, daß das im Eingriff befindliche Polierwerkzeug einerseits die Linsengeometrie abfährt und andererseits Oszillationen mit geringen Amplituden erzeugt werden, welche zu den erwünschten Korrekturen an der Linsengeometrie führen.

Außer der vertikalen Werkstückspindel ist auch eine horizontale Werkzeugspindel an der Poliermaschine vorhanden, die über einen Antrieb verfügt und das mit ihr verbundene Spannwerkzeug mit dem Polierwerkzeug in Rotation versetzt. Die vorgegebene Drehzahl wird während des betreffenden Poliervorgangs konstant gehalten. Die Werkzeugspindel kann in ihrer Achsrichtung, d. h. in der Y Achse translatorisch und gesteuert bewegt werden. Die X-Achse der Werkstückspindel und die Y Achse der Werkzeugspindel sind senkrecht zu einander angeordnet und liegen in parallelen horizontalen Bewegungsebenen. Die Z-Achse verläuft senkrecht dazu.

Es ist auch möglich, die X-Achse und die Y Achse so anzusteuern, daß sich als Relativbewegung zwischen Polierwerkzeug und Linse kleine Kreisbewegungen in der horizontalen Bewegungsebene ergeben. Mit diesen Kreisbewegungen läßt sich die Oberflächenqualität (Rauhtiefe) der so polierten Linsen erheblich verbessern.

Grundsätzlich kann die Zuordnung der drei translatorischen Achsen (X-, Y und Z-Achse) zu den beiden Spindeln, jedoch auch anders gewählt werden.

Wie bereits erwähnt, verfügen die Werkzeugspindel und das mit ihr verbundene Spannwerkzeug jeweils über eine zentrale Bohrung, die mit dem Druckmedium beaufschlagt werden kann. Die Werkzeugspindel hat in diesem Zusammenhang eine Drehdurchführung, die an dem Ende angebracht ist, das dem Spannwerkzeug gegenüber liegt. Alternativ kann ein Druckerzeugungszylinder in der. Werkzeugspindel integriert werden.

Aus den genannten konstruktiven Merkmalen und Eigenschaften, sowohl des Polierwerkzeugs als auch der Po liermaschine, ergibt sich folgender Arbeitsablauf, wobei daß korngierende Polieren einer Linse mehrere Poliervorgänge einschließen kann:
Die vorpolierte Linse wird interferrometrisch vermessen und das Ergebnis dieser Messung, mit den dabei gegebenenfalls gefundenen unzulässigen Fehlern in der Linsengeometrie, mit einer geeigneten Software ausgewertet. Diese Auswertung führt direkt zu einem Datensatz, der in die Steuerung der Poliermaschine eingelesen wird. Gemeinsam mit den zusätzlich eingegebenen Technologiedaten wird damit der Poliervorgang gesteuert.

Das Polierwerkzeug wird an der Werkzeugspindel festgespannt und der die Polierfolie bildende Reifen mit dem gewünschten Überdruck beaufschlagt. Anschließend wird die Linse zum korrigierenden Polieren in die Werkstückaufnahme der Werkstückspindel eingelegt und diese so justiert, daß der Nullpunkt ihrer Polarkoordinaten mit demjenigen des zur Messung benutzten Interferometers übereinstimmt. Die Rotation der Werkzeugspindel wird gestartet und diese durch Ansteuern der X- und Y Achsen in die genannten kleinen Kreisbewegungen versetzt, soweit dies erforderlich ist.

Nachdem durch überlagertes Verfahren der beiden Spindeln in den X-, Y- und Z-Achsen Linse und Werkzeug zur Berührung gebracht wurden, startet das Bewegungsprogramm der Werkstückspindel in der Z- und der C-Achse zur Fehlerkorrektur. Gleichzeitig wird der Berührungspunkt zwischen Linse und Polierwerkzeug durch Verfahren der Linse in der X-Achse (Vorschubbewegung) vom Linsenrand zu deren Mittelpunkt bewegt, wobei die Linse durch Verfahren der Z-Achse so bewegt wird, daß sie trotz ihrer Krümmung mit dem Polierwerkzeug in Kontakt bleibt.

Während des Poliervorgangs entsteht als Spur des Polierwerkzeugs auf der Linse eine "eng gewickelte" Spirale, die von den Berührungspunkten von Linse und Polierwerkzeug gebildet wird. Durch die gegebenenfalls überlagerte, relative, kleine Kreisbewegung zwischen Polierwerkzeug und Linse, durch Verfahren der X- und Y-Achsen, bilden diese Berührungspunkte kleine Kreise, die durch die Bewegung entlang der Spiralbahn entsprechend verzogen werden.

Zur Fehlerkorrektur gibt es mehrere Möglichkeiten:

1. Durch Steuern der C-Achse kann die Umfangsgeschwindigkeit der Linse im Berührungspunkt mit dem Polierwerkzeug phasengenau dann reduziert werden, wenn zur Fehlerbeseitigung ein erhöhter Materialabtrag an dieser Stelle der Linse erforderlich ist. Wenn größerer Materialabtrag erforderlich ist, kann die Rotation der Linse für kurze Zeit auch gestoppt werden. Durch die sich ergebende größere Verweilzeit wird mehr Material abgetragen als an den benachbarten Stellen der Linsenoberfläche. Diese Ansteuerung der C-Achse zur Erzeugung unterschiedlicher Verweilzeiten, erfolgt in Abhängigkeit von der Stellung der C-Achse und der X-Achse.
2. Die Härte des Reifens kann durch entsprechende Beaufschlagung mit dem Druckmedium so vorgewählt werden, daß sie dem geplanten Materialabtrag entspricht. Soll viel Material abgetragen werden, so wird man einen höheren Druck und eine höhere Anpreßkraft zwischen Linse und Polierwerkzeug wählen. Sollen dagegen kleinere Fehler beseitigt werden, so wird man bei hohem Druck nur mit kleiner Anpreßkraft arbeiten. Der Druck und die Anpreßkraft können während eines Poliervorgangs konstant gehalten werden, um eine bestimmte Art von Fehlern zu beseitigen. Daran können sich weitere Poliervorgänge anschließen, um die restlichen Fehler mit anderen Druckeinstellungen und Anpreßkräften zu beseitigen.
3. Bei Verwendung eines inkompressiblen Druckmediums besteht die Möglichkeit, die Härte des Reifens während eines Bearbeitungsgangs fortlaufend zu ändern, um einen optimalen Materialabtrag zu erzielen. Hierzu wird der Druck des Druckmediums mit dem entsprechend angesteuerten Druckerzeugungszylinder moduliert (d. h. fortlaufend verändert). Der Druckerzeugungszylinder wird entsprechend angesteuert, in Abhängigkeit von der Stellung der C-Achse und der X-Achse. Zur Druckmodulation kommt jedoch auch eine andere geeignete Pumpe in Frage. Auch hier gelten die unter 2. genannten Zusammenhänge.
4. Durch moduliertes Verfahren in der Z-Achse können die Größe der Berührungsfläche und der Anpreßkraft während eines Poliervorgangs fortlaufend verändert werden, da sich der Reifen mehr oder weniger stark flachdrücken läßt. Auch hieraus ergibt sich wegen der unterschiedlich großen Berührungsfläche und entsprechender Anpreßkräfte ein gezielter Materialabtrag in Abhängigkeit von der C-Achse und X-Achse.
5. Der Radius der kleinen, relativen Kreisbewegungen zwischen Polierwerkzeug und Linse, die durch gleichzeitiges Verfahren der X- und Y Achse erzeugt werden, läßt sich durch entsprechendes Ansteuern dieser Achsen und in Abhängigkeit von der C-Achse und X-, Achse variieren. Auch hierdurch wird die Berührungsfläche zwischen Linse und Polierwerkzeug größer oder kleiner, woraus sich ein entsprechender Materialabtrag ergibt. Bei sehr kleinen Korrekturen wird auch auf die Kreisbewegung des Polierwerkzeugs verzichtet, damit die Berührungsfläche zwischen Linse und Polierwerkzeug möglichst klein ist.
6. Durch die beliebige Kombination der unter 1. bis 5. genannten Maschinenfunktionen kann der Abtragungs- und Poliereffekt an der Linsenoberfläche noch weiter verbessert werden. Es ergibt sich so ein optimaler Betrieb der Poliermaschine mit dem größtmöglichen, gezielten Materialabtrag, bei gleichzeitiger Schonung der Linsenstruktur d. h., des Linsenmaterials in Oberflächennähe.

Nach erfolgter Korrektur der Linsengeometrie kann die Oberfläche der Linse mit dem gleichen Polierwerkzeug nochmals nachbearbeitet werden, um die Oberfläche optimal zu glätten (kleinstmögliche Rauhtiefe). Hierzu wird der Druck des Druckmediums entsprechend abgesenkt, was zu einem sehr weichen Polierwerkzeug führt und die Anpreßkraft zwischen Linse und Polierwerkzeug klein gewählt, wie dies für Feinstbearbeitungen erforderlich ist. Durch Ansteuern der X-Achse und der Y Achse werden die genannten kleinen Kreisbewegungen zwischen Polierwerkzeug und Linse erzeugt, womit sich das Polierergebnis noch weiter verbessern läßt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich demnach die folgenden erheblichen Vorteile:

1. Der Materialabtrag zur Konektur der Linsengeometrie kann, wie vorbeschrieben, sehr einfach über den Überdruck in dem als Polierfolie dienenden Reifen beeinflußt werden. Da sich die Druckänderung sehr leicht durchführen läßt, ist diese Methode zur Fehlerkorrektur besonders funktionell. Es kann zwischen hoher Abtragsleistung und feinsten Korrektuen gewählt werden, ohne daß das Werkzeug gewechselt werden muß. Sollen z. B. zunächst Tiefen– schädigungen oder andere "größere" Fehler beseitigt werden, so wird der Reifen mit höherem Druck beaufschlagt und die Anpreßkraft zwischen Linse und Polierwerkzeug erhöht. Zur anschließenden Beseitigung der kleineren Fehler wird umgekehrt verfahren.
2. Die Größe der Berührungsfläche und der Anpreßkraft zwischen Linse und Polierwerkzeug ist variabel und kann so mit großer Genauigkeit an den zu behebenden Fehler auf der Linsenoberfläche angepaßt werden. Die Konektur der Linsengeometrie läßt sich damit optimal durchführen. Zur Veränderung dieser Größen kann die Z-Achse angesteuert werden, gegebenenfalls unter Anpassung des Reifendrucks.
3. Nach der Fehlerkorrektur können mit dem gleichen Polierwerkzeug höchste Oberflächengüten erzeugt werden, ohne daß ein Werkzeugwechsel erforderlich ist. Hierzu wird der Druck in den Reifen abgesenkt und mit dem nun sehr weichen Werkzeug nachpoliert. Dies spart Rüstzeiten und damit Kosten.
4. Die kleinen, relativen Kreisbewegungen durch Verfahren der X- und Y Achse ermöglichen eine weit höhere Glättung der Linsenoberfläche, als dies ohne solche Kreisbewegungen möglich wäre.
5. Da das Polierwerkzeug rotiert und damit sein gesamter äußerer Umfang mit der zu bearbeitenden Linse in Berührung kommt, ist die nacheinander im Eingriff befindliche Arbeitsfläche des Polierwerkzeugs sehr groß (z. B. im Vergleich zur kleinen Stirnfläche von 5 bis 15 mm ∅ bei dem topographischen Polieren). Dementsprechend gering ist die Abnutzung der Polierfolie, was wieder Rüstzeiten und Werkzeugkosten einspart.

Die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Vorrichtung wird an einem Beispiel erläutert. Hierzu dienen auch die 1 und die 2. Es sind jedoch auch andere technische Lösungen zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen. Insofern handelt es sich bei dem dargestellten Beispiel nur um eine von mehreren möglichen Varianten.

In 1 ist die erfindungsgemäße Poliermaschine mit dem Polierwerkzeug dargestellt.

In 2 ist das erfindungsgemäße Polierwerkzeug in einem Schnitt dargestellt.

Zu 1:

In dieser 1 wird die Poliermaschine (1) in zwei Ansichten gezeigt. Auf der linken Seite befindet sich eine Frontansicht und auf der rechten Seite eine Seitenansicht. Die Poliermaschine (1) trägt in ihrem vorderen Bereich einen Maschinenschlitten (2), der mit einer Vertikalführung (29) verbunden ist, an der die Werkstückspindel (3) vertikal, d. h. in der Z-Achse verschieblich gelagert ist.

Der Maschinenschlitten (2) ist an der Horizontalführung (7) horizontal, d. h. in der X-Achse verschieblich gelageri. Damit kann auch die Werkstückspindel (3), die nur ihm verbunden ist, gesteuerte translatorische Bewegungen in der X-Achse ausführen. Diese Bewegungen können den translatorischen Bewegungen in der Z-Achse überlagert werden.

An ihrem oberen Ende trägt die Werkstückspindel (3) die Werkstückaufnahme (4), in welche die Linse (5) eingelegt ist. Die Antriebswelle (6) der Werkstückspindel (3) verfügt über einen elektrischen Antrieb, mit dem sie gesteuert in Rotation versetzt werden kann und somit die C-Achse bildet. Diese Achse wird sowohl bezüglich ihrer Drehzahl als auch ihrer Phasenlage ständig angesteuert und kontrolliert.

In ihrem oberen Bereich trägt die Poliermaschine (1) eine Horizontalführung (8), an der die Werkzeugspindel (9) in der Y Achse verschieblich gelagert ist, d. h. translatorische, gesteuerte Bewegungen in dieser Achse ausführen kann.

Die Werkzeugspindel (9) trägt an ihrem vorderen Ende das Polierwerkzeug (10), das von der Antriebswelle (11) der Werkzeugspindel (9) in Rotation versetzt wird. Diese Rotation erfolgt in der B-Achse mit vorgegebenen Drehzahlen, jedoch nicht phasenkontrolliert. Die Drehzahl wird bei einem ablaufenden Poliervorgang im wesentlichen konstant gehalten.

Das Polierwerkzeug (10) ist mit seinem Spannzapfen (14) in dem Spannfutter (15) der Werkzeugspindel (9) befestigt, wobei das Spannfutter (15) mit der Antriebswelle (11) der Werkzeugspindel (9) verbunden ist. Zu erkennen sind die Abdeckscheibe (12) und der an dem Umfang des Polierwerkzeugs (10) angeordnete Reifen (13), der als Polierfolie dient und von der Abdeckscheibe (12) zusätzlich an der zentralen Scheibe (nicht dargestellt) gehalten wird.

An dem entgegengesetzten Ende trägt die Werkzeugspindel (9) eine Drehdurchführung (16), an die ein Zuleitungsrohr (17) für das Druckmedium angeschlossen ist. Sowohl die Antriebswelle (11) in der Werkzeugspindel (9) als auch das Spannfutter (15) sind hohlgebohrt, damit das Druckmedium zu dem Kolben (nicht dargestellt) in der zentralen Bohrung des Spannzapfens (14) weitergeleitet werden kann.

Zu 2.

Hier wird das erfindungsgemäße Polierwerkzeug (10) in einem Schnitt mit seinen Details gezeigt. Der Spannzapfen (14) verfügt über eine axiale Bohrung (18), in der ein Kolben (19) mit der Dichtung (20) axialverschieblich angeordnet ist. Während das eine Ende des Spannzapfens (14) offen ist, damit das Druckmedium über das Spannfutter (15) zugeführt werden kann, trägt das andere Ende die zentrale Scheibe (21). Diese ist fest mit dem Spannzapfen (14) verbunden und verfügt über radiale Bohrungen (22), die einerseits mit der axialen Bohrung (18) verbunden sind und andererseits mit dem Innenraum (23) des Reifens (13) in Verbindung stehen.

Der Reifen (13) und die radialen Bohrungen (22) sowie auch der Teil der axialen Bohrung (18) der den radialen Bohrungen (22) zugewandt ist, sind mit Schmierfett (24) gefüllt. Zur Führung des Reifens (13) trägt die zentrale Scheibe (21) an ihrem äußeren Umfang eine Verbreiterung (25), die innen an dem Reifen (13) anliegt.

Zur weiteren Stabilisierung des Reifens (13) wird dieser auf beiden Seiten von je einer Abdeckscheibe (12) gehalten. Diese beiden Abdeckscheiben (12) verfügen über eine Ringnut (26), in die sich jeweils ein entsprechender Ringwulst (27) des Reifens (13) einlegt. Die Verbindung zwischen der zentralen Scheibe (21) einerseits und den beiden Abdeckscheiben (12) andererseits, wird mittels der Schraubenverbindungen (28) hergestellt. So entsteht ein sehr kompaktes und stabiles Polierwerkzeug (10), mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

1: Poliermaschine
2: Maschinenschlitten
3: Werkstückspindel
4: Werkstückaufnahme
5: Linse
6: Antriebswelle
7: Horizontalführung
8: Horizontalführung
9: Werkzeugspindel
10: Polierwerkzeug
11: Antriebswelle
12: Abdeckscheibe
13: Reifen
14: Spannzapfen
15: Spannfutter
16: Drehdurchführung
17: Zuleitungsrohr
18: axiale Bohrung
19: Kolben
20: Dichtung
21: zentrale Scheibe
22: radiale Bohrungen
23: Innenraum
24: Schmierfett
25: Verbreiterung
26: Ringnut
27: Ringwulst
28: Schraubenverbindungen
29: Vertikalführung (29)

Claims

Verfahren zum korrigierenden Feinstpolieren von vorbearbeiteten optischen Linsen und Spiegeln, wobei • an einem durch eine drehbar angetriebene Werkstückspindel (3) gehaltenen Werkstück (5) ein elastisches Polierwerkzeug (10) rotierend zur Anlage kommt, das unter von innen erfolgender Druckmedium-Beaufschlagung nach außen ringförmigkonvex gewölbt ist, • das Werkstück (5) nach dem Vorpolieren interferometrisch vermessen wird, • die um eine C-Achse rotierende Werkstückspindel (3) entlang einer Z-Achse und das von einer Werkzeugspindel (9) angetriebene, einen Reifen (13) aufweisende Polierwerkzeug (10) entlang einer zur Z-Achse senkrechten Querachse (X oder Y) zur Berührung des Reifenumfangs an dem in Bewegung versetzten Werkstück (5) verfahren werden, wobei die Härte des Reifens (13) während des Polierens durch wählbaren Überdruck eingestellt wird, • der Anpreßdruck zwischen dem Polierwerkzeug (10) und dem Werkstück (5) durch Verfahren der Werkstückspindel (3) in der Z-Achse sowie in Abhängigkeit von Koordinaten der C-Achse und der Querachse (X oder Y) sowie von den interferometrischen Meßwerten eingestellt wird und • während des Poliervorgangs durch Linearbewegungen der einen Spindel in der X-Achse und der anderen Spindel in der Y-Achse Kreisbewegungen des Polierwerkzeugs (10) relativ zu dem Werkstück (5) mit einem Radius stattfinden, der zwischen Null und einem vorgebbaren Maximalwert steuerbar ist, und • wobei unterschiedlicher Materialabtrag an den Berührungspunkten mit der Werkstückoberfläche durch Variation der Verweilzeiten des Polierwerkzeugs (10) bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine translatorische Bewegung in der X-Achse von der Werkstückspindel (3) ausgeführt wird, während eine translatorische Bewegung in der Y-Achse von der Werkzeugspindel (9) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das korrigierende Polieren aus mehreren Poliervorgängen besteht und sich an den ersten Poliervorgang mit konstantem Überdruck in dem Reifen (13) mindestens ein weiterer Poliervorgang mit anderem konstantem Überdruck anschließt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck in dem Reifen (13) während eines Poliervorgangs fortlaufend und in Abhängigkeit von der Stellung der C-Achse und der X-Achse sowie von den interferometrischen Meßwerten geändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der relativen Kreisbewegungen, die durch Ansteuern der X-Achse und der Y-Achse entstehen, während des Poliervorgangs fortlaufend geändert wird und daß diese Veränderungen mit der Stellung der C-Achse und der X-Achse gekoppelt sind und außerdem von den interferometrischen Meßwerten abhängen.
Vorrichtung zum korrigierenden Feinstpolieren von vorbearbeiteten optischen Linsen und Spiegeln, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei • in einer Poliermaschine an einem durch eine drehbar angetriebene Werkstückspindel (3) gehaltenen Werkstück (5) ein elastisches Polierwerkzeug (13) rotierend zur Anlage kommt, das unter von innen erfolgender Druckmedium-Beaufschlagung nach außen ringförmig-konvex gewölbt ist, • das Polierwerkzeug (13) an einer Werkzeugspindel (9) befestigt und das Werkstück (5) in einer Werkstückaufnahme (4) gehalten ist, die ihrerseits mit der Werkstückspindel (3) verbunden ist, • die Werkzeugspindel (9) und die Werkstückspindel (3) mit Einrichtungen verbunden sind, die gesteuerte translatorische Bewegungen in den X-, Y- und Z-Achsen ermöglichen, wobei die Werkstückspindel (3) über einen C-Achsen-Antrieb verfügt, der Drehbewegungen bezüglich Drehzahl und Phasenlage steuert, • das Polierwerkzeug einen Reifen (13) aus weichem, elastischem Material am Umfang einer zentralen Scheibe (21) aufweist, mit der ein Spannzapfen (14) fest verbunden ist, der eine mit radialen Bohrungen (22) der Scheibe (21) in Verbindung stehende axiale Bohrung (18) aufweist, und • die Bohrungen (18, 22) sowie der Innenraum (23) der Scheibe (21) mit einem im wesentlichen inkompressiblen Druckmedium gefüllt sind, das durch an der Werkzeugspindel (9) vorhandene Einrichtungen mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindel (9) samt einem daran befestigten Spannfutter (15) und dem Polierwerkzeug (10) mit einer Horizontalführung (8) verbunden ist, an der sie in der Y-Achse verschieblich gelagert ist, daß die Werkstückspindel (3) samt der daran befestigten Werkstückaufnahme (4) und dem Werkstück (5) mit einer Vertikalführung (29) verbunden ist, die ihr Bewegungen in der Z-Achse ermöglichen, und daß die Vertikalführung ihrerseits mit einem Maschinenschlitten (2) in Verbindung steht, der an einer Horizontalführung (7) verschieblich gelagert ist, die ihm Horizontalbewegungen in der X-Achse ermöglicht.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der axialen Bohrung (18) ein Kolben (19) angeordnet ist, der über eine Dichtung (20) verfügt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der zentralen Scheibe (21) eine Abdeckscheibe (12) vorhanden ist, die über Schraubenverbindungen (28) mit der zentralen Scheibe (21) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheiben (12) über jeweils eine Ringnut (26) verfügen, die mit dem zugehörigen Ringwulst (27) des Reifens (13) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Scheibe (21) an ihrem äußeren Umfang über eine Verbreiterung (25) verfügt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen (13) aus Polyurethan (PU) besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen (13) in dem Bereich, der mit der Linse (5) in Berührung kommt, einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid im Innenraum (23) des Reifens (13), in den radialen Bohrungen (22) und in der axialen Bohrung (18) ein Schmierfett (24) eingefüllt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Bewegungen in der X-, Y-, Z- und C-Achse um gesteuerte Bewegung handelt und außer langsamen Vorschubbewegungen auch überlagerte, schnelle Oszillationen möglich sind und hierzu entsprechend leistungsfähige Antriebe mit den zu bewegenden Bauelementen verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß alle Antriebselemente für die verschiedenen Maschinenfunktionen und insbesondere die Antriebe der gesteuerten Achsen mit einer CNC-Steuerung verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der CNC-Steuerung ein Auswertprogramm vorhanden ist, das die Ergebnisse der interferometrischen Messungen in Maschinenbefehle umrechnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindel (9) mit einer Drehdurchführung (16) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindel (9) mit einem Druckerzeugungszylinder verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckerzeugungszylinder von einem elektrischen Linearmotor angetrieben wird.