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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einpassung von Brillengläsern in Vollrand-Brillenrahmen gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.
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Aus dem Stand der Technik sind vielfache Verbindungsmöglichkeiten zwischen einem Brillenrahmen und in den Brillenrahmen eingefügten Brillengläsern bekannt. Hierbei wird unterschieden zwischen verschiedenen Formen von Brillenrahmen, wie Vollrand- und Halbrand-Brillenrahmen sowie rahmenlose Brillen, und den diesbezüglichen Verbindungsmöglichkeiten, die auch wiederum Anpassungsmaßnahmen an den einzusetzenden Brillengläsern bedingen.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2014 000 107 A1 ist ein Brillenglas bekannt, welches an seinem äußeren Rand beziehungsweise an seiner Rückfläche zumindest ein Strukturelement aufweist, welches als flüssiger Werkstoff auf das Brillenglas aufgetragen wird. Durch dieses Strukturelement ist es vorgesehen, die Brillengläser am Rahmen zu befestigen, beispielsweise durch einen in diese Strukturelemente eingreifenden Kunststofffaden.
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Aus der Veröffentlichung
WO 99/40494 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Facette auf den Rand eines Brillenglases bekannt, welche über eine CNC-gesteuerte Bearbeitungsmaschine erfolgt. Hierbei ist bekannt, in mehreren Schritten erst die Facettennut des Brillenglases zu erfassen und dann mit diesen ermittelten Werten die Facettenbearbeitung vorzunehmen. Es ist demnach grundsätzlich offenbart, in einer derartigen Bearbeitungsmaschine die Brillenfacette exakt zu bestimmen und einzuarbeiten.
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Aus der Veröffentlichung
US 2,317,789 ist ebenfalls die Randgestaltung eines Brillenglases bekannt, die eine Verbindung des Brillenglases mit einem das Brillenglas umfassenden Befestigungselement und somit auch mit den Bügeln und Rahmen einer Brille zu bewirken.
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Die Veröffentlichung
DE 10 2014 000 107 B4 beschreibt ein Verfahren zur Verglasung einer Brillenfassung für eine Befestigung eines fassungslosen Brillenglases, wobei auch hier ein Strukturelement befestigt wird.
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Ein Brillenglas mit einem auf den Rand geklebten oder mit einem innenliegenden Hinterschnitt in eine umlaufende Nut im Rand des Brillenglases eingreifenden, verformbaren Profilring ist zudem in der
US-Patentschrift 4 921 341 beschrieben.
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Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen eines Profilbandes auf dem konturbearbeiteten Rand eines sich drehenden Brillenglases ist in der
DE 39 08 095 A1 beschrieben. Hierbei wird das Profilband, der Raumkurve des Glasrandes folgend, um den gesamten Umfang des Brillenglases gelegt. Dazu wird der Profilbandanfang eines endlosen Bandes mit dem Glasrand verbunden, im Abstand des Umfangs des Glases von dem Profilbandanfang eine Querperforierung in dem Profilband angebracht, das Glas gedreht und der Profilbandabschnitt in der Bewegungsrichtung des Profilbandes hinter der Perforierung angehalten, so dass die Perforierungsstelle reißt, wonach der hierdurch gebildete, neue Bandanfang für das nächste Brillenglas, das noch nicht mit dem Glasrand des ersten Brillenglases verbunden ist, nunmehr gegen den Rand des nächsten Brillenglases angedrückt und mit diesem verbunden wird. Dabei wird das Profilband aufgeklebt, aufgeschweißt oder aufgelasert.
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Im Patent
DE 100 50 007 C2 wird ein Verfahren zum Positionieren eines Profilbandes auf dem Rand eines Brillenglases beschrieben, das die Position des Profilbandes CNC-gesteuert entsprechend einem vorgegebenen Verlauf festlegt. Die Befestigung auf dem Brillenglas erfolgt dann durch Aktivieren oder Aushärten eines Klebers zwischen Profilring und Brillenglas.
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Die in diesen Veröffentlichungen beschriebenen Verfahren beruhen auf dem Grundgedanken, die bislang auf Brillenglasschleifmaschinen aus dem Glasgrundmaterial angeschliffene Facette durch einen umlaufenden Profilstrang oder ein Profilband zu ersetzen.
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Zwar gibt es bei CNC-gesteuerten Brillenglasrandschleifmaschinen die Möglichkeit, den Facettenverlauf einer anzuschleifenden Facette dem Verlauf der Facettennut einer ausgewählten Brillenfassung anzupassen, jedoch ist das Brillenglas mit der angeschliffenen Facette vollkommen unelastisch, so dass Spannungen von der Brillenfassung auf die Brillengläser beim Einsetzen übertragen werden.
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Auch durch Temperaturwechsel können Spannungen entstehen, gegen die insbesondere Kunststoffgläser empfindlich sind, die zur Rissbildung neigen. Ein aufgetragener Profilstrang könnte aus einem elastischen Material bestehen und so eine wesentlich bessere Anpassung zur Fassungsform ermöglichen. Weiterhin würde sich der Fertigungsprozess wesentlich vereinfachen und den Einsatz alternativer Fertigungsverfahren, wie z. B. Laserschneiden, erlauben, da für die Erzeugung einer in Richtung der optischen Achse flachen oder nur leicht gewölbten Randausbildung ein zweidimensionales Fertigungsverfahren ausreichend ist.
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Des Weiteren bedeutet das Anschleifen einer Facette einen zusätzlichen Arbeitsgang, der besonders die automatisierte Randbearbeitung wegen der erforderlichen Genauigkeit stark verlängert.
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Die in den genannten Veröffentlichungen aufgezeigten Verfahren und Konzepte haben sich trotz der Vorteile gegenüber dem Stand der Technik im Markt bis heute nicht durchsetzen können. Bedingt wird diese u. a. durch die folgenden Punkte:
- – Die Handhabung von separaten Profilbändern und Klebstoffen ist in der Praxis schwierig und erhöht die Komplexität der Maschinen signifikant
- – Die Geometrie der aufgeklebten oder extrudierten Profilstränge kann nicht leicht an unterschiedliche Geometrien der Fassungsnut angepasst werden
- – Brillengläser können lokal sehr dünne Randbereiche besitzen, das Aufbringen eines Profilstranges ist in diesen Bereichen schwierig, ein Überstehen des Profils über den Rand des Brillenglases wird nicht akzeptiert
- – Die langzeitige Haltbarkeit und Belastbarkeit von Verbindungen mit Haftklebern, wie sie bei Profilbändern verwendet werden, ist unter Berücksichtigung der Umgebungseinflüsse (Sonnenlicht, Hautschweiß) kritisch
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Einpassung von Brillengläsern zu entwickeln, welches eine schnelle und einfache Verbindung zwischen Brillengläsern und Vollrand-Brillenrahmen ermöglicht. Zudem soll das neuartige Verfahren eine automatisierte Fertigung von Brillen durch die Automatisiertung bei der Verbindung zwischen Brillengläsern und Brillenrahmen ermöglichen.
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Realisiert wird dies durch ein Verfahren, bei welchem der Brillenrahmen derart produziert oder bearbeitet wird, dass in der das Brillenglas aufnehmenden Durchbrechung des als Vollrahmen ausgebildeten Brillenrahmens frontal oder rückseitig eine stufenartige Fase eingearbeitet ist, die als Aufnahme für das Brillenglas dient. Die Brillenglaslinse wird im Gegenzug derart randbearbeitet, dass sie in Form und Größe exakt der stufenartigen Fase im Brillenrahmen entspricht. Das heißt, die Brillenglaslinse weist eine umlaufende stufenartige Facette auf, die zur Fase ein Verhältnis Positiv zu Negativ aufweist.
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Es ist hierbei vorgesehen, dass die in den brillenrahmen eingearbeitete Fase einen definierten Kugelradius r von größer 50 mm aufweist. Die hier eingesetzte Brillenglaslinse differiert naturgemäß auf Grund der verwendeten Glasstärke und der unterschiedlichen gekrümmten Vorder- und Rückflächen, die kugelig oder, kugelig-zylindrisch sein können. Nichtsdestotrotz wird bei der Randbearbeitung der Brillenglaslinse die an die Fase des Brillengestells angepasste Facette unabhängig von diesen Merkmalen wie Glasstärke und Flächenkrümmung genau dem Kugelradius entsprechend ausgearbeitet, der am Brillenrahmen zur Ausarbeitung der Fase verwendet worden ist. Die Bearbeitung des Brillenglases erfolgt somit sowohl in Bezug auf den Formverlauf des Brillenrahmens als auch in Bezug auf den Verlauf der stufenartigen Fase am Brillenrahmen.
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Ergebnis dieses Vorgehens ist eine exakte und fugenfreie Verbindung zwischen Brillenglaslinse und dem Brillenrahmen. Die feste Verbindung zwischen Fase und Facette der Brillenglaslinse ist dann über ein Verkleben oder Verschweißen herzustellen.
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Hierbei ist ein wesentlicher Vorteil, dass zur Verbindung der vorbereiteten Bauteile Brillenrahmen und Brillenglaslinse lediglich eine lineare Bewegung hin in die Aufnahme des Brillenrahmend erforderlich ist. Dies wiederum erleichtert die Automatisierung des Prozesses zur Verbindung zwischen Brillenglaslinse und Brillenrahmen, da lediglich diese lineare Führung des Brillenglases in die exakte vorgegebene Aufnahme und Fase des Brillenrahmens erforderlich ist.
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Es sind grundsätzlich verschiedene Fertigungsmethoden auf Seiten des Vollrand-Brillenrahmens möglich. Es ist zum einen bei der Fertigung des Vollrand-Brillenrahmens aus unterschiedlichen Materialien bereits bei der Fertigung beispielsweise aus einem Kunststoff vorgesehen, eine derartige Fase mit herzustellen. Diese ist ausgebildet als eine entweder fronseitig oder rückseitig voll umfänglich auf der Innenseite der das Brillenglas aufnehmenden Durchbrechung des Brillenrahmens angeordneten Stufe. Bei einer rückseitigen Einfügung des Brillenglases in einen derartigen Brillenrahmen ist es demnach vorgesehen, rückseitig eine verbreiterte Stufe in den Rahmen einzuarbeiten.
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Alternative Möglichkeiten sind, diese Form der stufenartigen Fase auch nachträglich in einen beispielsweisen Kunststoff-Vollrahmen einzufräsen. Eine weitere Alternative ist eine Fertigung eines derartigen Vollrahmens als dreidimensionales Werkstück in einem generativen Fertigungsverfahren, beispielsweise dem 3D-Druck als additiven Fertigungsprozess. Hier besteht die Möglichkeit, die in einem CAD-Prozess abgestimmten Konstruktionswerte für das Brillenglas ebenfalls direkt für die Produktion des entsprechenden Brillenrahmens im 3D-Druck zu verwenden und so zwei exakt aufeinander abgestimmte Baukomponenten der späteren Brille direkt zu produzieren.
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In den dergestalt mit einer frontseitigen oder auch rückseitigen Verbindungsstufe oder -fase versehenen Vollrand-Brillenrahmen kann nun ein entsprechend bearbeitetes, randgeschliffenes Brillenglas passgenau eingefügt werden. Das Brillenglas wird hierfür in bekannter technischer Weise randbearbeitet, entweder durch einen stufenartigen Facettenschliff frontseitig, der dann ein Einsetzen rückseitig in den Brillenrahmen ermöglicht, oder einen stufenartigen Facettenschliff auf der Rückseite des Brillenglases, wodurch es ermöglicht wird, das Brillenglas in eine entsprechende eingearbeitete Stufe beziehungsweise Fase im Brillenrahmen frontseitig einzusetzen.
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Die Automatisierung der Produktion von Vollrandbrillen durch dieses verbesserte Verbindungsverfahren ist insofern erleichtert, da nun die Vollrand-Brillenrahmen mit eingearbeiteter Fase lediglich in einem entsprechenden Fördermittel exakt ausgerichtet in eine Fertigungsposition zu bringen sind, in welcher die ebenfalls mit einer Verbindungs-Facette versehenen Brillengläser mittels eines das Brillenglas aufnehmenden beziehungsweise haltenden Förderelementes in die Aufnahmen im Vollrand-Brillenrahmen eingesetzt werden. Durch die Ausbildung von Facette und Fase mit angeschrägtem Stufenschliff wird eine exakte Führung des Brillenglases in die vorgesehene Aufnahme im Brillenrahmen sicher hergestellt.
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Es ist hierbei alternativ zum Einen möglich, die Befestigung des Brillenglases im Brillenrahmen durch eine Schweißverbindung vorzunehmen oder zum Anderen eine Verklebung vorzusehen. In beiden Fällen kommt es zu einer Kombination einer Formverbindung mit einer Schweiß- beziehungsweise Klebeverbindung, die einen sicheren Halt des Brillenglases im Brillenrahmen sicher gewährleistet. Auch eine Kombination dieser Verbindungen ist möglich.
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Bei einer Brillenrahmentiefe von etwa 4 mm gewinnt man eine Vorstellung für die erfindungsgemäße Verbindung mit der Beschreibung einer Hohlkugel mit dem Radius r = 125mm bei eine Wandstärke von etwa 4 mm. Aus einem Kugelabschnitt dieser Hohlkugel wird beispielweise der Brillenrahmen mit den erforderlichen Merkmalen der rückseitig oder alternativ vorderseitig eingearbeiteten Fase mit Anlagestufe, die beispielsweise ausgeschnitten oder gestanzt geformt sein kann. Das einzusetzende Brillenglas erhält hierbei eine Facette, die zum einen in der Draufsicht auf das Brillenglas exakt der Form des Brillenrahmens und der hier eingearbeiteten Fase folgt und im Umlaufprofil in der Seitenansicht dem Hohlkugelprofil mit r = 125mm folgt, so dass die Brillenrahmenfase und die Brillenglasfacette wie Negativ und Positiv fugenlos ineinander eingreifen, sobald das Brillenglas in den Brillenrahmen eingelegt wird. Der hier beispielhaft gewählte Kugelradius r ist 125 mm. Denkbar sind aber Lösungen von 50mm bis 150mm.
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Eine beispielhafte Bauform der Erfindung ist eine Zusammenwirkung eines sehr dünn gearbeiteten Brillenrahmens, der an seiner stufenartig ausgebildeten Fase sich von einer Stärke von etwa 1,5mm auf etwa 1mm Dicke verjüngt, also eine Stufe von etwa 0,5mm aufweist. Dieser Brillenrahmen kann hierbei aus einem eher starren metallischen Material, beispielsweis Aluminium, gefertigt sein, aber auch aus Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Die Tiefe dieses Rahmens ist in der beispielhaften Bauform in etwa 4mm, um so die Einarbeitung der Fase zu ermöglichen und eine ausreichende Verbindungsfläche zum Brillenglas zu erreichen, was für die spätere Stabilität der so hergestellten Brille elementar wichtig ist.
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Hierbei ist es eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung, dass der Brillenrahmen vor dessen Verbindung mit den Brillengläsern so fein gearbeitet sein kann, dass dieser an sich noch instabil ist und elastische Eigenschaften aufweist. Erst durch das Verschweißen und/oder Verkleben mit dem formschlüssig eingepassten Brillenglas und dessen Facette wird erreicht, dass die Brille in ihrer Gesamtheit eine Stabilität und Steifigkeit aufweist, die für die Anforderungen der täglichen Nutzung erforderlich ist, auch wenn der Brillenrahmen an sich extrem dünn ausgebildet und so für sich instabil ist.
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Auf diese Weise kann erreicht werden, dass zwar ein Vollrand-Brillenrahmen verwendet wird, dieser aber bei der fertigen Brille ähnlich leicht und filigran wirkt wie dies bei einer Halbrandbrille oder einer rahmenlosen Brille der Fall ist. Da die erfindungsgemäße Verbindung von Brillenrahmen und Brillenglas aber zudem die angesprochenen Vereinfachungen in Bezug auf die Montage und evtl. Automatisierung ermöglichen, stell sie eine deutliche Verbesserung und Erweiterung der Möglichkeiten bei der Gestaltung von Brillen dar.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine seitliche Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Vollrand-Brillenrahmen mit eingearbeiteter Fase und angestellten Brillengläsern,
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2 ein frontal eingesetztes Brillenglas im Brillenrahmen in einer vereinfachten geschnittenen Darstellung,
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3 ein rückseitig eingesetztes Brillenglas im Brillenrahmen in einer vereinfachten geschnittenen Darstellung,
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4 den erfindungsgemäßen Brillenrahmen mit einer einfachen Ausführungsform in frontaler Ansicht,
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5 Schnitt A-A durch den erfindungsgemäßen Brillenrahmen,
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6 Schnitt B-B durch den erfindungsgemäßen Brillenrahmen,
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7 Schnitt C-C durch den erfindungsgemäßen Brillenrahmen,
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8 eine Aussschnittsvergrößerung Z aus 6 sowie
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9 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Brillenrahmens in einer einfachen Ausführungsform.
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In 1 ist eine seitliche Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Vollrand-Brillenrahmen 1 mit eingearbeiteter Fase 2 dargestellt, wobei hier zur Verdeutlichung auf der rechten Seite eine rückseitige Einführung des Brillenglases 3 durch eine entsprechende Anordnung von Fase 2 und Facette 4 bewerkstelligt ist und auf der linken Seite eine frontalseitige Einführung des Brillenglases 3 vorgesehen ist.
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Am Brillenglas 3 selbst ist ebenfalls die angeschliffene Facette 4 erkennbar, die bei einer rückseitigen Einbringung in den Brillenrahmen 1 in Form einer sich zur vorderen Wölbung des Brillenglases 3 hin verjüngenden Stufe 5 ausgebildet ist (Pfeil B). Im Falle eines frontalen Einsetzens des Brillenglases 3 in den Brillenrahmen 1 ist die umlaufende Stufe 5 rückseitig am Brillenglas 3 angeschliffen (Pfeil A).
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2 und 3 zeigen die eingesetzten Brillengläser 3 in den Brillenrahmen 1 in einer vereinfachten geschnittenen Darstellung, wobei in 2 das Brillenglas frontal und in 3 rückseitig eingesetzt ist. Auch hier gilt das zuvor gesagte, was die ineinandergreifende Anordnungen der stufenartigen Fase 2 und Facette 4 an Brillenrahmen 1 und Brillenglas 2 anbetrifft. Die Stärke von Brillenglas und -rahmen sind hierbei nicht maßstäblich.
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4 zeigt den erfindungsgemäßen Brillenrahmen 1 mit einer einfachen Ausführungsform in frontaler Ansicht. Es wird hier bereits deutlich, dass der Brillenrahmen sehr dünn gearbeitet sein kann, da die benötigte Stabilität durch die spätere Verbindung mit dem Brillenglas herbeigeführt wird. Die Darstellung lässt nicht erkennen, dass auch noch dünnere, fadenartige Gestaltungen des Rahmens realisierbar sind.
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Hierbei sind mehrere Schnitte A-A, B-B und C-C in 4 angezeichnet. Diese Schnitte finden sich in den weiteren 5, 6 und 7 wieder.
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Der Schnitt A-A zeigt hierbei einen Längsschnitt über beide Fassungen der Brillengläser 3 in horizontaler Form. Hierbei ist der Verlauf der stufenartigen Fase in diesem Fall von der Rückseite des Brillenrahmens 1 her verlaufend erkennbar. Es wird deutlich, dass diese als Kreisausschnitt verläuft, in der beispielhaften Darstellung mit einem Radius r von etwa 125mm.
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Der Schnitt B-B ist vertikal durch eine Aufnahme für das Brillenglas 3 im Brillenrahmen 1 geführt, wodurch ebenfalls die Anordnung der Facette 4 und Fase 2 deutlich wird. Dies ist in der Ausschnittzeichnung Z der 8 ebenfalls nochmal in Vergrößerung dargestellt.
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Schließlich zeigt der Schnitt C-C den vertikalen Schnitt durch die Nasenbrücke des Brillenrahmens in 7.
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9 lässt durch die perspektivische Sicht in den Brillenrahmen den umlaufenden Verlauf der stufenartigen Fase erkennen, hier bei einer Anordnung an der Rückseite. Es wird die Feinheit dieses Verbindungsbereiches deutlich, der hier mit nur etwa 0,5 mm eingebracht ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014000107 A1 [0003]
- WO 99/40494 [0004]
- US 2317789 [0005]
- DE 102014000107 B4 [0006]
- US 4921341 [0007]
- DE 3908095 A1 [0008]
- DE 10050007 C2 [0009]
