CS195382B1 - Zařízení pro výrobu čoček rotačním litím na kapalných podložkách - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro výrobu čoček rotačním litím na kapalných podložkách, u nějž se tvarovaná kapalina během rotace uvede do styku jen s kapalnou fází nebo fázemi a popřípadě s plynnou fází, s nimiž tvoří ostré rozhraní, přičemž jedna kapalina je specificky těžší a případná další kapalina nebo kapaliny specificky lehčí než tvarovaná kapalina.

Tento způsob výroby čoček rotačním litím, ktferý je předmětem čs. patentu c. 147 046, má proti dříve známým způsobům některé výhody, je však v některých ohledech citlivější na vnější vlivy. Protože tvar čočky je ovlivněn mezifázovým napětím a úhlovou rychlostí rotace, musí být kromě přesné regulace otáček zajištěna i přesná teplota systému a udržena na vysokém stupni čistota všech složek, Do systému se nesmí dostat nečistoty působící jako povrchově aktivní látky, a naopak, nesmí dojít ani k odpařování složek z nosné nebo formované kapaliny.

Pokud se tuhnutí formované kapaliny provádí polymeraci, musí se navíc vyloučit i vliv kyslíku. Z těchto důvodů musí ‘formování zpravidla probíhat v uzavřeném prostoru naplněné inertním plynem.

Přesnost tvaru ploch čočky při tomto způsobu výroby silně negativně ovlivňují vibrace přenášené na rotující nádobu z okolí, od motoru nebo převodů. Superpozicí rotace a vibrací v nádobě vzniká často stojaté vlnění, projevující se vznikem řady soustředných kruhů na hladině rotující nosné kapaliny. Protože formovaná kapalina přesně kopíruje tvar hladiny nosné kapaliny, přenesou se tyto kruhy i na jednu z ploch čočky, a tím ji znehodnotí. Proto formování musí probíhat za nepřítomnosti vibrací v rotující nádobě. Vibrace mohou vzniknout i přímo v rotující nádobě, pokud se osa její rotace značně odchyluje od vertikály. Pokusně bylo zjištěno, že výrazné vibrace vznikají zvláště tehdy, překročí-lí odchylka osy rotace od vertikály hodnotu 5°.

Zařízení pro rotační odlévání čoček na kapalných podložkách musí tedy splňovat tyto základní požadavky:

Přenos kroutícího momentu od motoru a zařízení k regulaci otáček bez přenosu vibrací;

zamezení vzniku vibrací v uložení rotující nádoby.nebo v nosné kapalině a dostatečnou izolaci rotující nádoby od vnějšího prostředí.

Vzhledem k charakteru produktů, které mohou být použity např. jako kontaktní čočky do optických přístrojů nebo i čočky pro běžné spotřební zboží, jako jsou např. elektrické svítilny, nesmí řešení shora uvedených úloh znemožňovat uspořádání vhodné pro hromadnou nebo nepřetržitou výrobu a přechod k případným dalším operacím při výrobě.

Předmětem vynálezu je zařízení pro výrobu čoček rotačním litím na kapalných podložkách, u nějž se tvarovaná kapalina během rotace uvede do styku jen s kapalnou .fází nebo fázemi a popřípadě s plynnou fází, s nimiž tvoří ostré rozhraní, přičemž jedna kapalina je specificky těžší a případná další kapalina nebo kapaliny specificky lehčí než tvarovaná kapalina, vyznačené tím, že sestává z pohonné jednotky umístěné, případně spolu s převodovým ústrojím, na samostatné nosné konstrukci a z výrobní jednotky, obsahující jednu nebo více nádob, rotujících kolem svislé osy a umístěných v ložiskách, uložených ve společné nosné konstrukci, přičemž pohonná a výrobní jednotka jsou spojeny pouze zařízením pro přenos kroutícího momentu, sestávajícím z třecího členu a tlumiče kmitů a všechny rotující části za tlumičem kmitů jsou uloženy v kluzných ložiskách.

Zařízení podle vynálezu splňující kladené požadavky sestává v podstatě ze tří částí:

z nosné konstrukce, na které v jednom nebo více kluzných ložiscích je uložena jedna nebo více rotujících nádob;

z elektrického motoru umístěného ve vlastní nosné ko.nstrukci, která není pevně spojena s nosnou konstrukcí rotujících nádob;

a ze zařízení pro přenos kroutícího momentu od motoru k rotujícím nádobám.

Na schematických výkresech představuje obr. 1 schéma zařízení, obr.. 2 znázorňuje příklad spojení motoru s převodovou jednotkou, obr. 3 ukazuje jednu z možností uspořádání amortizátoru a třecího členu, na obr. 4 je jiná možnost tohoto uspořádání, na obr. 5 je znázo.rněno použití kapaliny k přenosu kroutícího momentu, na obr. 6 je uspořádání rotujících nádobek v řadě s přenosem kroutícího momentu několika třecími kotouči; jiné uspořádání je znázorněno na obr. 7a, obr, 7b ukazuje schéma uspořádání jednotlivých prvků pří automatizovaném procesu a na obr. 8 je schéma uložení rotující nádobky s ložiskem.

Září zení. podle vynálezu je schematicky znázorněno na obr. 1 a má tyto základní rysy:

Pohonná jednotka /motor/ je s výrobní jednotkou /rotující nádoby/ £ spojena pouze pomocí převodového zařízení 3^ pro přenos kroutícího momentu.

Kroutící moment z převodové jednotky na rotující nádoby je přenášen třením /např. kotoučem s pružným obložením, pružným nekonečným pásem, řemenem nebo provazcem/, případně třením kapaliny. Třecí člen přenáší kroutící moment převodové jednotky 5^, která v potřebné míře mění otáčky výstupního hřídele elektromotoru na rotující nádobu 6_.

Vibrace elektromotoru a převodové jednotky jsou pohlcovány v amortizačním členu 7_, který může být součástí třecího členu _4 /např. pryžový řemen nebo pryžové obložení třecího kotouče/ nebo může být zařazen mezi třecí člen a převodovou jednotku /např.pryžová vložka v pevné spojce nebo hydrodynamický přenáseč momentu/.

Všechny části náhonu za amortizátor em včetně rotující nádoby jsou uloženy v kluzných ložiskách,

Rotující nádoba je uložena v jednom nebo více kluzných ložiskách 8_, při čemž alespoň jedno z ložisek plní funkci těsnění.

Převodová jednotka může být alespoň zčásti umístěna na stejné základní konstrukci jako elektromotor, a to zvláště ty její části, ve kterých mohou vznikat vibrace. Příklad takového spojení motoru s převodovou jednotkou je schematicky znázorněn na obr. 2, kde J_ je vlastní elektromotor, _9 je zařízení pro plynulou změnu otáček, 10 je redukční zubové soukolí a 11 je základní nosná konstrukce.

Různé možnosti uspořádání amortizátoru a třecího Členu jsou znázorněny na dalších vyobrazení ch.

Na obr. 3 je pohonná jednotka spolu s převodovou jednotkou 3. na základu 11 umístěna vertikálně. Na výstupním hřídeli je řemenice 1 2, která je pomocí pryžového řemenu 13 spojena s řemenicí 1 4 , pevně spojenou s vlastní rotující nádobou 6_. Řemen 13 je z měkké pryže a při své délce působí současně jako třecí člen i amortizátor. Rotující nádoba 6. je ve svém základu 15 uložena pomocí dvou kluzných ložisek 16 a 1 8 .· Horní ložisko 16 je tvořeno teflonovým kroužkem, který současně izoluje uzavřený prostor 17 . od okolní atmosféry. Spodní ložisko 18 je bronzové vyložení ukončené konickou dutinou, ve které je ocelová kulička 1 9, zachycující axiální síly v ložisku. Obě nosné konstrukce 11 a 15 jsou vzájemně spojeny pouze řemenem 13 a od podkladu jsou izolovány bloky z pěnové pryže 20.

Jiný příklad uspořádání je na obr. 4, kde horizontální motor j_ je spolu s převodovkou 9. umístěn na základu 1 1 , o.dtlumeném pružným blokem 20.. Na základu 1 1 j e valivé ložisko 21, vedoucí výstupní hřídel převodovky k amortizátoru 2 2, což je blok z měkké pryže, vlepený mezi příruby na hnací a hnané ose. Hnaná osa prochází kluzným ložiskem 23 a přenáší kroutící moment od amortizátoru 22 ke kotouči 2 4, od kterého je třením poháněn kotouč 25 s pružným obložením 26.

Kotouč 25 je nasazen na hřídeli 28, na jehož horním konci je vlastní nádoba pro rotační lití 6_ a na spodním kluzné ložisko 17 s kuličkou 18 pro zachycení osových tlaků.

Hřídel 28 je dále vedena kluzným ložiskem 27 a nádoba j6 je navíc vedena kluzným -ložiskem 1 6. Všechna ložiska 23 , 16, 17 a 27 jsou uložena v nosné konstrukci J_5, položené na pružném tlumicím bloku 20.

Uzavřený prostor 29 nad nádobou 6_ je dokonale utěsněn ložisky 1 6, 27 a 23 . Funkci amortizátoru zde zastává nejen vlastní amortizátor 2 2, ale i pružné obložení třecího kotouče 26.

K přenosu kroutícího momentu je možno využít i tření kapaliny, jak je schematicky znázorněno’na ob.r . 5, kde¹ jsou motor a převodovky _9 a 10 umístěny na základní konstrukci 11 výstupním hřídelem nahoru. Výstupní hřídel je rozšířen v nádobu 29, která je naplněna kapalinou /například olejem vodou, glycerinem, rtutí, roztavenou solí, roztokem soli, roztaveným Woodovým kovem apod./, ve které plave volně nádobka £, naplněná nosnou kapalinou pro rotační lití. Prostor kolem nádoby 29 je od vnějšího prostředí krytem 30, do kterého je hnací hřídel vedena kluzným ložiskem 3 1 , Kapalina, vyplňující část nádoby 29 má stejnou nebo větší specifickou hmotnost jako kapalina v nádobce 6_t výhodně je v obou nádobách tatáž kapalina. Nádobka 6. je přesně symetrická podle vertikální osy a má větší moment setrvačnosti podle této osy, než podle kterékoliv jiné osy souměrnosti. Tím je zajištěno, že při rotací nádoby 29 zaujme nádobka 6_ stabilní vertikální polohou s osou symetrie v ose rotace. Kapalina v nádobce 29 zde plní funkci jak třecího členu, tak amortizátoru. Jestliže v nádobě 29 vznikne stojaté vlnění, nepřenese se na hladinu kapaliny v nádobce 6_.

V předešlých vyobrazeních je znázorněna vždy jen jedna nádobka pro rotační lití, je však výhodné jich použít více na jedné základní konstrukci. Nádobky mohou být výhodně uspořádány v řadě vedle sebe nebo v kruhu. Mohou být poháněny buňto pomocí jednoho společného třecího elementu, nebo mohou být třecí elementy zařazeny mezi jednotlivé nádobky tak, že vždy jeden element přenáší kroutící moment mezi dvěma nádobkami a jen. jedna z nich je spojena třecím elementem s převodovou jednotkou. Na obr. 6 je znázorněno uspořádání nádobek v řadě za sebou s přenosem kroutícího momentu několika třecími kotouči. J_ je motor, 9. je převodovka, je redukční soukolí, 11 je nosná konstrukce pohonné jednotky, 22 je amortizátor, 3 1 jsou kotouče s pružným obložením, uložené v kluzných ložiscích 32, £ jsou rotující nádobky uložené v kluzných ložiscích. Kluzná ložiska.utěsňují prostor nad rotujícími nádobkami, do kterého lze pod mírným pře-tlakem vhánět inertní plyn.

Jiné uspořádání je na obr. 7a. Pohonná jednotka včetně převodovky 2 ^na základu 11 je spojena pryžovým řemenem 13 s řemenicí Ϊ5 na ose kotouče 33, který má na obvodu pryžové obložení 38 . Osa kotouče je uložena v kluzných ložiscích 1 7 , 27 a 3 4 . Třecí kotouč pohání nádobky Každá nádobka je uložena ve dvou třecích ložiscích 17a a 16. Tato ložiska jsou uložena v karuselu 35, který se může otáčet kolem vertikální osy vůči základu 1 5 . Prostor 3 9 nad rotujícími nádobami je oddělen od okolní atmosféry ložisky 16 a 27 a víkem 40 . Popsaná uspořádání jsou jen příklady, které neomezují rozsah ochrany. V rámci vynálezu jsou ovšem myslitelná i jiná uspořádání - například ' náhon nádobek na řemenu. Rovněž je možno použít i jiné samy o sobě známé převody, tlumiče kmitů, ložiska a podobně.

Toto uspořádání je zvláště výhodné proto, že umožňuje automatizaci výrobního cyklu. Karusel se může otáčet plynule nebo přerušovaně takovou rychlostí, aby za jednu jeho otáčku se stačilo nadávkovat formovanou kapalinu, aby kapalina stačila ztuhnout

P Ř E D Μ £ T

Claims (16)

1. P Ř E D Μ £ T

   1. Zařízení pro výrobu čoček rotačním litím na kapalných podložkách, u nějž se tvarovaná kapalina během rotace uvede do styku jen s kapalnou fází nebo fázemi a popřípadě s plynnou fází, s nimiž tvoří ostré rozhraní, přičemž jedna kapalina je specificky těžší a případná další kapalina nebo kapaliny specificky lehčí než tvarovaná kapalina, vyznačené tím, že sestává z pohonné jednotky /1/ umístěné, případně spolu s převodovým ústrojím, na samostatné nosné konstrukci /11/ a z výrobní jednotky /2/, obsahující jednu nebo více nádob /6/, rotujících kolem svislé osy a umístěných v ložiskách /8/, uložených ve společné nosné konstrukci /1.5/, přičemž pohonná a výrobní jednotka jsou spojeny pouze zařízením /3/ pro přenos kroutícího momentu, sestávajícím z třecího členu /4/ a tlumiče kmitů /7/ a všechny rotující Části za tlumičem kmitů /7/ jsou uloženy v kluzných ložiskách.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že třecí člen /4/ je současně tlumičem kmitů /7/.
3. 3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že zařízení /3/ pro přenos kroutícího momentu a tlumič kmitů /7/ je nádoba /29/ s kapalinou, ve které plove vlastní nádobka /6/ s kapalinou pro rotační lití.
4. 4. Zařízení podle bodů 1 a 3, vyznačené tím, že nádobka /6/ s kapalinou pro rotační lití má větší moment setrvačnosti kolem své svislé osy než v kterémkoli jiném směru.
5. 5. Zařízení podle bodů 1, 3 a 4, vyznačené tím, že kapalina tlumiče kmitů /7/ je stejného druhu jako kapalina v nádobce /6/ pro rotační lití,
6. 6. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené a aby se před nadávkováním nové dávky kapaliny čočka stačila vyjmout z nádobky. Vyjímání čočky může být provedeno budto za rotace nádobky, nebo po přerušení její rotace /po oddálení nádobky od kotouče 33/. Vyjímání může být výhodně provedeno přisátím na rameno vyhazovače pomocí vakua. Stěny karuselu mohou být vybaveny topnými elementy. V obr, 7b je schematicky naznačeno uspořádání jednotlivých prvků pří automatizovaném procesu. 35 je zařízení pro otáčení karuselem, 36 je zařízení pro dávkování formované kapaliny a 37 je zařízení pro vyjímání hotových výrobků. Pokyny pro provedení jednotlivých pracovních úkonů dávkovače a vyhazovače jsou odvozeny od polohy karuselu.

   Další výhodou tohoto uspořádání je, že v případě potřeby lze kteroukoliv nádobku vyřadit nezávisle na bstatních a přerušit její rotaci. Proto mohou být ložiska rotující nádobky uložena tak, jak je znázorněno na obr, 8, Obě ložiska nádobky £ jsou nesena výklopným raménkem 41 , otočným kolem čepu 42 . Nádobka je přitíačována pomocí pružiny 43 k třecímu kotouči 33 . Chceme-li přerušit rotaci nádobky, přesuneme aretaci 44 z polohy A do polohy B. Tím se odstraní tření mezi kotoučem a ^nádobkou a rotace se přeruší .

   VYNÁLEZU tím, že zařízení /3/ pro přenos kroutícího momentu a tlumič kmitů /7/ je nekonečný pružný provazec nebo řemen /13/.
7. 7. Zařízení podle bodů 1 a 3, vyznačené tím, že zařízení /3/ pro přenos kroutícího momentu a tlumič kmitů /7/ jsou tvořeny pružným obložením /38/ frikčního kotouče /33/.
8. 8. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že zařízení /3/ pro přenos kroutícího momentu a tlumič kmitů /7/ jsou pro všechny rotující nádoby na témže základu /15/ společné.
9. 9. Zařízení podle bodů 1 a 8, vyznačené tím, že základ /15/ je otočný podle vertikální osy ,
10. 10. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že zařízení je doplněno zařízením /36/ pro dávkování formované kapaliny.
11. 11. Zařízení podle bodů 1 a 10, vyznačené tím, že dávkovacím zařízením je pístové čerpadlo.
12. 12. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že zařízení je doplněno zařízením /37/ pro automatické vyjímaný hotových výrobků.
13. 13. Zařízení podle bodů 1 a 12, vyznačené tím, že zařízení pro vyjímání hotových výrobků je vybaveno vakuovou přísavkou.
14. 14. Zařízení podle bodů 1 a 8, vyznačené tím, že každá nádobka /6/ je uložena na individuálním excentrickém raménku /41/, jehož vyklopením lze rotaci nádobky přerušit.
15. 15. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že prostor nad rotující nádobkou /6/ je plynotěsně oddělen od okolní atmosféry.
16. 16. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, Že základ /15/ rotujících nádob je vybaven topnými nebo chladicími elementy.

    9 listů výkresů

    Srveropttfa' n. p.. závod 7. Most