DE69534553T2

DE69534553T2 - Pallette mit Vertiefungen und Barcode-Identifikationsmittel, für Fertigungsstrasse zur Herstellung von Kontaktlinsen

Info

Publication number: DE69534553T2
Application number: DE69534553T
Authority: DE
Inventors: Daniel Tsu-Fang Jacksonville Wang; Kaj Bjerre; Svend Christensen; Ture Kindt-Larsen; Wallace Anthony Orange Park Martin; Craig William Jacksonville Walker; Michael Francis Jacksonville Widman
Original assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2015-06-10
Also published as: EP1129842B1; DE69534406T2; EP1123789A2; DE69534406D1; DE69525289T2; EP1123789B1; IL113693A0; EP1142694A3; DE69534554T2; AU2056195A; EP1020283A2; US5744357A; EP1020283A3; ZA954817B; CA2151340A1; US5965172A; DE69534807T2; EP1020283B1; DE69534553D1; BR9502733A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die Herstellung ophthalmischer Linsen und im besonderen ein Palettensystem mit Trägern zur Aufnahme von Kontaktlinsenformkörperhälften sowie ein Fördersystem zum Transport von Träger, die Formkörperhälften, enthalten, durch eine Fertigungsanlage zur automatischen Herstellung ophthalmischer Kontaktlinsen.
Stand der Technik
Die Direktformung von Hydrogel-Kontaktlinsen ist im U.S. Patent 4,495,313 von Larsen, im U.S. Patent 4, 680,336 von Larsen et al., im U.S. Patent 4,565,348 von Larsen und im U.S. Patent 4,640,489 an Larsen et al offengelegt. Im wesentlichen offenbaren diese Bezugnahmen einen automatisierten Kontaktlinsen-Fertigungsprozeß, wobei jede Linse durch das Zwischenlegen eines Monomers zwischen hinterseitig gewölbten (oberen) und vorderseitig gewölbten (unteren) Formkörperhälften geformt wird. Das Monomer wird polymerisiert, wodurch eine Linse geformt wird, welche dann aus den Formkörperhälften entnommen wird und weiter behandelt sowie für den Gebrauch durch den Verbraucher verpackt wird.
Gegenwärtig werden bei der Fertigung weicher Kontaktlinsen automatisierte und halbautomatisierte Prozesse angewandt, jedoch können keine hohen Transportgeschwindigkeiten für eine hohe Produktivität erforderlich erzielt werden, was zum Teil an strengen Prozeßkontrollen und engen Toleranzen liegt, die bei der Fertigung von Kontaktlinsen hoher Qualität erforderlich sind.
Wie in dem oben genannten U.S. Patent 4,565,348 von Larsen offengelegt wird, wird eine Vielzahl vorspringender Formkörperhälften mit konvexen Formflächen und eine Vielzahl vertiefter Formkörperhälften mit konkaven Formflächen während des Fertigungsverfahrens weicher Kontaktlinsen in Kunststoffrahmen gehalten. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß Produktionskosten auf Grund der längeren Zykluszeit für das Formen des Kunststoffrahmens und der von diesem getragenen Linsen-Formkörperhälften erhöht werden. Da der Rahmen stützend ist, erfordert er natürlich eine größere Menge an Ausgangsmaterialien, was die Produktionskosten weiter erhöht. Weiterhin kann der durch Spritzgießen geformte Rahmen für das Tragen der Linsen-Formkörperhälften eventuell keine genaue Auflage bereitstellen, weil er der Schrumpfung und Verwerfung unterliegen kann, was die Integrität des Systems beeinträchtigen kann. Ferner ist der spritzgegossene Rahmen nicht wieder verwendbar und wird schließlich nach der Fertigung verworfen, was die Produktionskosten weiter erhöht.
EP-A-0227 365 offenbart ein vollständig automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem, welches eine Reihe wieder verwendbarer Paletten von robuster Bauweise einsetzt, um Kontaktlinsen-Formkörperhälften durch eine Kontaktlinsen-Produktionsanlage zu befördern, um somit die Notwendigkeit eines durch Spritzgießen geformten Stützrahmens für die Formkörperhälften zu eliminieren.
US-A-4402659 offenbart eine Linsen-Formkörperaufnahmevorrichtung mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Vertiefungen für die Aufnahme individueller Kontaktlinsen-Formkörper.
Es wäre höchst wünschenswert, in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage, eine Fertigungsstraßenpalettensystem zu haben, wobei eine einzelne Trägerpalette Vertiefungen für das Tragen entweder von vorderseitig gewölbten Linsenformkörperhälften oder hinterseitig gewölbten Linsenformkörperhälften enthält.
Des weiteren wäre es höchst wünschenswert in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage, eine Fertigungsstraßenpalettensystem zu haben, wobei die Trägerpaletten für das Tragen der Formkörperhälften Mittel für das Ermöglichen der genauen Positionierung der Palette innerhalb der verschiedenen Stationen der Fertigungsstraßenanlage einschließen.
Des weiteren wäre es höchst wünschenswert, ein vollständig automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem bereitzustellen, welches eine Reihe von wiederverwendbaren Paletten robuster Bauweise einsetzt, um die Dauer des Linsenformkörper-Herstellungszyklus zu verringern und die Fertigungskosten zu minimieren.
Des weiteren wäre es auch höchst wünschenswert, ein vollständig automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem für den schnellen und effizienten automatischen Transport von Kontaktlinsen-Formkörperhälften auf einer Palette durch eine Kontaktlinsen-Fertigungsanlage, welche die Stationen des Füllens, der Montage der Formkörper, des Vorhärtens, der Polymerisation und der Formkörpertrennung, einzubauen.
Es wäre zusätzlich wünschenswert in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage über ein Fertigungsstraßenpalettensystem zu haben, welches die Fertigung von ophthalmischen Kontaktlinsen mit hoher Produktivität ermöglicht.
Des weiteren wäre es höchst wünschenswert, Förder-mittel zum Transport der Trägerpaletten im Reihen- und Chargenmodus durch die verschiedenen Stationen einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage zu schaffen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine wieder verwendbare Palette von robuster Bauweise für den Einsatz in einem vollständig automatisierten Fertigungsstraßenpalettensystem bereitzustellen, um sowohl vorderseitig gewölbte Kontaktlinsenformkörperhälften als auch hinterseitig gewölbte Formkörperhälften durch eine Kontaktlinsen-Fertigungsanlage zu transportieren und das Erfordernis eines spritzgegossenen Stützrahmens für die Formkörperhälften zu erübrigen, wobei die Palette eine Vorrichtung für das Ermöglichen der Präzisionspositionierung der Palette an einer oder mehr Stationen innerhalb der Anlage einschließt.
Die Erfindung bezweckt weiterhin, ein vollständig automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem zu schaffen, welches eine Reihe von wieder verwendbaren Paletten von robuster Bauweise verwendet, um die Zykluszeit der Linsenformkörperfertigung zu reduzieren und die Fertigungskosten zu minimieren.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein vollständig automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in eine Kontaktlinsen-Fertigungsanlage zu integrieren, um Kontaktlinsen-Formkörperhälften automatisch schnell und effizient durch die Stationen des Kontaktlinsen-Füllens, des Vorhärtens, der Polymerisation und der Formkörpertrennung zu transportieren.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in eine Kontaktlinsen-Fertigungsanlage zu integrieren, welche die Herstellung ophthalmischer Kontaktlinsen mit einem hohen Produktionsvolumen gestattet.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in eine Kontaktlinsen-Fertigungsstraßenanlage zu integrieren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerpalette bereitgestellt wird, die entweder vorderseitig gewölbte Linsenformkörperhälften oder hinterseitig gewölbte Linsenformkörperhälften aufnehmen kann.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in eine Kontaktlinsen-Fertigungsstraßenanlage zu integrieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerpaletten, die entweder vorderseitig gewölbte oder hinterseitig gewölbte Linsenformkörperhälften aufnehmen und transportieren, nach der Entnahme der Formkörperhälften aus diesen kontinuierlich im Kreislauf zurückgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in eine Kontaktlinsen-Fertigungsanlage zu integrieren, das Trägerpaletten entweder im Reihen- oder im Chargenmodus transportiert, abhängig von der Bearbeitungsstation, und das eine Vorrichtung umfaßt, um vor dem Eintritt in spezielle Bearbeitungsstationen Paletten vom Reihen- in den Chargenmodus umschalten zu können und eine Vorrichtung, um nach dem Verlassen spezieller Bearbeitungsstationen Paletten von Chargen- zurück zum Reihenmodus umschalten zu können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage bereitzustellen, wobei das Palettensystem Einrichtungen umfaßt für das Überlappen von Paletten, welche vorderseitig gewölbte Linsenformkörperhälften enthalten, mit Paletten, welche hinterseitig gewölbte Linsenformkörperhälften enthalten, vor dem Einfüllen von Monomerlösung in den vorderseitig gewölbten Linsenformkörper und der Herstellung der Kontaktlinsen-Formkörperanordnung.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage bereitzustellen, welches Barcode-Identifizierungsmittel einschließt, um bestimmte Paletten im Sinne einer verstärkten Qualitätskontrolle und Effektivität der Fertigung zurückweisen zu können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage bereitzustellen, wobei das Palettensystem in verschiedenen Teilen der Anlage in einer Stickstoffatmosphäre eingeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage bereitzustellen, bei welchem eine Trägerpalette bereitgestellt wird, die Einrichtungen einschließt, um das Einbringen von Material in vorderseitig gewölbte Linsenformkörperhälften und den Zusammenbau von vorderseitig gewölbten und hinterseitig gewölbten Linsenformkörperhälften zur Schaffung einer Formkörperanordnung in einer Vakuumumgebung zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt darüber hinaus, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage bereitzustellen, bei welchem die Palettenträger die Aufnahme einzelner Kontaktlinsen-Formkörperhälften ermöglichen, ohne daß eine zusätzliche Matrix oder ein zusätzlicher Rahmen zum Verbinden der Formkörperhälften erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin darüber hinaus, ein automatisiertes Fertigungsstraßenpalettensystem in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage bereitzustellen, bei welchem die Palettenträger mit einzelnen Vertiefungen vorgegebener Tiefe versehen sind, welche den Schutz der optischen Oberflächen der Linsenformkörperhälfte ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Fertigungsstraßenpalette für den Transport von einer oder mehr Kontaktlinsen-Formkörpern durch eine Kontaktlinsen-Fertigungsstraße, wie in Anspruch 1 definiert, bereit, wobei die Palette eine oder mehr erste Vertiefungen aufweist, ausgebildet in einer Oberfläche derselben für die Aufnahme entweder einer ersten Formkörperhälfte oder einer komplementären zweiten Formkörperhälfte, wobei die erste und die zweite Formkörperhälfte, wenn sie zusammengebracht werden, eine einzelne Kontaktlinsen-Formkörperanordnung bilden. Eine Fördervorrichtung für den Transport der Palette von Station zu Station durch die gesamte Fertigungsstraßenanlage kann bereitgestellt werden. Ein Ausrichtmittel ist ausgebildet in der Palettenoberfläche für die präzise Positionierung der Palette an einer oder mehr Stationen in der Fertigungsstraßenanlage.
Weitere Vorzüge und Vorteile der Erfindung werden deutlich werden aus einer Betrachtung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, welche bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung spezifizieren und beschreiben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung für ein Kontaktlinsenfertigungsstraßen-Palettensystem können für den Fachmann durch Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen derselben besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, wobei gleiche Elemente bei allen verschiedenen Ansichten mit gleichen Bezugszahlen versehen sind und in welchen:
1 eine grafische, schematische Draufsicht eines Fertigungsstraßenpalettensystems ist;
2(a) und 2(b) jeweils eine Draufsicht und eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform einer (vertieften) vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte einer Kontaktlinsen-Formkörperanordnung sind;
3(a) und 3(b) jeweils eine Draufsicht und eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform einer (hervorragende) hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte einer Kontaktlinsen-Formkörperanordnung sind;
4(a) eine Draufsicht einer Fertigungsstraßenpalette 12a (12b) der vorliegenden Erfindung ist;
4(b) und 4(c) jeweils eine Seitenansicht und eine Ansicht von unten der Fertigungsstraßenpalette 12a (oder 12b) von 4(a) sind;
5(a) eine Querschnitts-Vorderansicht einer Fertigungsstraßenpalette 12a (oder 12b) der vorliegenden Erfindung ist, welche entlang eines Förderbands befördert wird;
5(b) eine detaillierte Ansicht einer Kontaktlinsen-Formkörperanordnung 139 ist, welche komplementäre erste und zweite Formkörperhälften 131, 133 umfaßt, die sich in einer Vertiefung der Fertigungsstraßenpalette 12a befinden;
6 eine Querschnitts-Vorderansicht der bevorzugten Festklemmvorrichtung 37 ist, die benutzt wird, um die Bewegung einer Palette entlang eines Förderers zeitweilig anzuhalten;
7(a) im Detail Vorrichtungen 22 und 24 für den Transport von jeweiligen vorderseitig gewölbten und hinterseitig gewölbten Formkörperhälften von ihren jeweiligen Spritzgußanordnungen zu ihren jeweiligen auf Förderbändern 27 bzw. 29 zeitweilig angehaltenen Paletten zeigt;
7(b) den Antriebsriemen und die Antriebsmotoranordnung für den sequentiellen Palettenförderer 32 zeigt;
7(c) den Antriebsriemen und die Antriebsmotoranordnung für den Zufuhrförderer 29 für hinterseitig gewölbte Formkörperhälften zeigt;
7(d) den Antriebsriemen und die Antriebsmotoranordnung für den Zufuhrförderer 27 für vorderseitig gewölbte Formkörperhälften zeigt;
8(a) bis 8(c) die Abfolgevorrichtung 40 zur Positionierung einer Palette 12a mit vorderseitig gewölbten Formkörpern neben einer Palette 12b mit hinterseitig gewölbten Formkörpern für die abwechselnde Beförderung auf dem Abfolgeförderer 32 zeigt;
9 die Vorrichtung 55 für die Überführung von Paletten vom Förderer 32 zur Füll-/Formkörpermontagevorrichtung 50 zeigt;
10 eine Teil-Querschnittsseitenansicht der Füllstation ist, die zum Einbringen einer vorgegebenen Menge an Monomer in jeden der Formkörperhohlräume genutzt wird;
11 eine grafische, schematische und Teil-Querschnittsansicht der Dosierungs- oder Füllstation 53 ist, welche die Vakuumverbindungen zum hin und her gehenden Füllmodul zeigt;
12(a)–12(d) ein grafisches, schematisches und veranschaulichtes Fließdiagramm der Füll-/Formkörpermontage-vorrichtung ist;
12(e) ein Block-Fließdiagramm, welches konzeptionell die Reihenfolge von Schritten für das Monomerfüllen und die Kontaktlinsen-Formkcörpermontage veranschaulicht;
13(a) eine grafische, schematische Seitenansicht des Äußeren des Formkörpermontagemoduls 59 der Füll-/Montagestation 50 ist;
13(b) eine Teil-Querschnittsseitenansicht des in 13(a) dargestellten Montagemoduls ist;
14 eine grafische, schematische und Teil-Querschnittsdarstellung der Montagestation 59 ist, welche die Vakuumzuführungen für die reziproke Montagestation zeigt;
15(a)–15(e) die Reihenfolge für die Ermöglichung der Chargenbearbeitung von Formkörperanordnungen an der Formkörperfestklemm- und -vorhärtungsvorrichtung 65 zeigt;
16 eine teilweise partielle Seitenansicht des Palettenförderers 32c ist, welcher Paletten durch die Vorhärtungs- und Formkörper-Festklemmvorrichtung 65 transportiert;
17 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform zur Handhabung von Paletten an der in 11 veranschaulichten Formkörperfestklemm- und -vorhärtungsvorrichtung 65 ist;
18 eine grafische, schematische Darstellung der Formkörper-Festklemmvorrichtung 69 der Vorhärtungs- und Formkörper-Festklemmvorrichtung 65 ist;
19(a) eine Draufsicht der UV-Polymerisationsöfen zeigt, wo zwei Bahnen von Paletten mit Linsen polymerisiert werden;
19(b) eine Draufsicht des Formkörper-Trennpuffers für die Anpassung der Umgebungstemperatur der Formkörperanordnungen vor der Formkörpertrennung zeigt;
20 das hintere Ende des Fertigungsstraßenpalettensystems zeigt, daß die Reihenfolge für die Überführung der Paletten von den Doppelförderern 31a, b zur Formkörper-Trennvorrichtung und die Reihenfolge für die Überführung der Paletten vom Förderer 31d zur Überführungsvorrichtung 215 für die Überführung zur Hydrationskammer veranschaulicht;
21(a)–21(c) die Reihenfolge des Vorschubs der Paletten auf Transportträgern 182a, b des Doppelschwingbalkens 180 an einer Formkörper-Trennstation zeigt, was eine präzise Ausrichtung von Paletten erfordert;
21(d) den Vorschub einer Palette entlang der Trägerführungsbahnen 183a, b zeigt und diese durch Kerben 188a, b geführt wird;
22 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Doppelschwingbalkens 180 zeigt;
23(a) eine Vorder-Seitenansicht der Formkörpertrennvorrichtung 90 zeigt;
23(b) eine Vorder-Seitenansicht der Dampferwärmungsanordnung zeigt, welche Dampfwärme auf eine Palette 12a aufbringt, welche Formkörperanordnungen trägt;
23(c)–23(e) die Reihenfolge der Trennung der hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte von der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte und die dafür genutzte Formkörper-Trennvorrichtung zeigt;
24(a)–24(c) die Reihenfolge der Überführung von Paletten mit polymerisierten Kontaktlinsen zur Hydrationsvorrichtung 89 zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Bezugnehmend auf 1 wird ein Kontaktlinsen-Fertigungsstraßenpalettensystem 10 gezeigt. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben werden wird, umfaßt das Palettensystem 10 im allgemeinen: eine Spritzgußvorrichung 20 für die Herstellung von thermoplastischen vorderseitig gewölbten Kontaktlinsen-Formkörperhälften und eine Spritzgußform 30 für die Herstellung von thermoplastischen hinterseitig gewölbten Kontaktlinsen-Formkörperhälften; die Spritzgußvorrichtung 20 für vorderseitig gewölbte Formkörperhälften schließt eine Vorrichtung 22 für den gleichzeitigen Transport von bis zu acht vorderseitig gewölbten Formkörperhälften von der Spritzgußvorrichtung 20 zu einer Palette 12a ein, die benachbart an einen ersten Palettenförderer 27 ist und die Spritzgußvorrichtung 30 für hinterseitig gewölbte Formkörper , einschließlich einer Vorrichtung 24 für den gleichzeitigen Transport von bis zu acht hinterseitig gewölbten Formkörperhälften innerhalb einer Palette 12b ein, die benachbart an einen zweiten Palettenförderer 29 ist; eine Abfolgevorrichtung 40 für die Positionierung einer Palette 12a mit vorderseitig gewölbten Formkörperhälften, benachbart an eine Palette 12b, für die Positionierung einer entsprechenden Anzahl von komplementären hinterseitig gewölbten Formkörperhälften auf einen Paletten-Abfolgeförderer 32, der vollständig in einer sauerstoffarmen Atmosphäre mit einem Tunnel 46 von inertem N₂ Gas untergebracht ist, wo die Paletten 12a, 12b abwechselnd, die Palette 12b mit hinterseitig gewölbten Hälften zuerst, unmittelbar gefolgt von einer Palette 12a, beladen mit vorderseitig gewölbten Formkörperhälften, befördert werden in die Füll- und Formkörpermontagestation 50 sequentiell mit einer Geschwindigkeit von einer Palette zirka alle 6 Sekunden. Wie in 1 und in dem konzep tionellen Fließdiagramm von 12(e) dargestellt, schließt die Füll-/Formkörpermontagestation 50 im allgemeinen ein: eine erste Vorrichtung 53 für das Einbringen, in einer optionalen Vakuumumgebung, einer polymerisierbaren Zusammensetzung (Monomergemisch) für die Ausbildung einer Kontaktlinse im konkaven Teil einer jeden vorderseitig gewölbten Linsenformkörperhälfte in der Palette 12a; eine zweite Vorrichtung 56 zum Aufbringen eines grenzflächenaktiven Stoffes entlang eines ringförmigen Randbereiches der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte für die Erleichterung der späteren Entnahme der hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte und des ausgehärteten überschüssigen Monomers (HEMA RING) aus der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte in einer Formkörper-Trennvorrichtung 90, die der Füllvorrichtung 50 nachgelagert ist; und eine dritte Vorrichtung 59 für die Montage der einzelnen Kontaktlinsen-Formkörperanordnungen, welche daraus besteht, daß gleichzeitig jeder hinterseitig gewölbte Linsenformkörper von der Palette 12b auf einen zugehörigen vorderseitig gewölbten Linsenformkörper plaziert wird, der sich auf der Förderpalette 12a in einer ausgerichteten Konfiguration befindet. Das gleichzeitige Plazieren jedes hinterseitig gewölbten Linsenformkörpers von der Palette 12b auf einen zugehörigen vorderseitig gewölbten Linsenformkörper auf der Förderpalette 12a findet in einer Vakuumumgebung statt. Weiterhin schiebt, wie in 1 dargestellt, nachdem die hinterseitig gewölbten Formkörperhälften von der zweiten Palette 12b entfernt worden sind, eine Paletten-Rückführungs-Stößelanordnung 35 die leeren Paletten 12b für hinterseitig gewölbte Linsenformkörper zurück auf den ursprünglichen Zufuhrförderer 29 für hinterseitig gewölbte Formkörper, um einen neuen Satz von hinterseitig gewölbten Linsenformkörperhälften von der Spritzgußvorrichtung 30 aufzunehmen.
Wie in 1 dargestellt, verlassen die Paletten 12a, welche die fertiggestellten Formkörperanordnungen enthalten, die Füll-/Formkörpermontagestation 50 und werden entlang dem Förderer 32c zu einer Vorhärtungskammer 65 transportiert, wo die in jeder Formkörperanordnung enthaltene Monomerlösung zu einem viskosen oder weichen gelartigen Zustand teilweise ausgehärtet wird und wo die vorderseitig gewölbten und die hinterseitig gewölbten Linsenformkörper einem vorgegebenen Druck ausgesetzt werden, um die Kontaktlinsenränder weiter zu definieren und Dezentration zu eliminieren.
Nach dem Verlassen der Vorhärtungskammer 65 werden die Paletten mit den vorgehärteten Linsen auf dem Förderer 32c zu einer Polymerisationskammer 75 transportiert, wo die in den einzelnen Formkörperanordnungen enthaltenen vorgehärteten Linsen in UV-Licht-Öfen vollständig polymerisiert werden, um den Kontaktlinsenrohling auszubilden. Wie in 1 gezeigt, ist der Abfolge-Palettenförderer 32c in zwei Förderer, 31a und 31b, aufgeteilt, um eine längere Verweilzeit in der Polymerisationskammer zu ermöglichen, wenn die Formkörperanordnungen polymerisiert werden. Die Schiebevorrichtung 45 wird benutzt, um den Weg einer vorbestimmten Menge von Paletten mit Formkörperanordnungen vom Förderer 32c zu jedem der zwei Förderer 31a, b zu steuern.
Nachdem die polymerisierbare Zusammensetzung in jeder der Formkörperanordnungen polymerisiert wurde, um einen Kontaktlinsen-Rohling in der Polymerisationskammer 75 auszubilden, laufen die Paletten durch einen Formkörper-Trennungs-Pufferbereich 76, der für eine Temperaturanpassung der Formkörperanordnungen sorgt, welche die Öfen verlassen und entlang einem Doppelschwingbalken 180 zu einem hinteren Ende des Palettensystems 10, das eine FormkörperTrennvorrichtung 90 einschließt, wo die hinterseitig gewölbten Linsenformkörperhälften der Formkörperanordnungen automatisch von den vorderseitig gewölbten Linsenformkörperhälften getrennt werden, um die polymerisierten Kontaktlinsen zur Beförderung in die nachgelagerte Hydrationsstation (nicht gezeigt) freizulegen. Nach dem Formkörper-Trennungspozeß schiebt die Schiebevorrichtung 210 eine Reihe von Paletten 12a weiter zu einer hin und her gehenden Palettenüberführungsvorrichtung 215, welche die Paletten zu einer Hydrationsvorrichtung 89 transportiert. An der Hydrationsvorrichtung werden die vorderseitig gewölbten Linsenformkörperhälften, welche polymerisierte Kontaktlinsen enthalten, gleichzeitig aus ihren jeweiligen Paletten entnommen und in einer geeigneten Hydrationskammer (nicht gezeigt) plaziert, so daß jede Kontaktlinse vor dem Verpacken hydriert werden kann. Die Überführungsvorrichtung führt dann die leeren Paletten zurück zum Förderer 31f, wo eine Schiebevorrichtung 222 die leeren ersten Paletten zurück zum Förderer 27 überführt, wohin sie zur Aufnahme einer neuen Charge von vorderseitig gewölbten Linsenformkörperhälften von der Spritzgußvorrichtung 20 transportiert werden.
Detailliert Bezug nehmend auf 2(a) und 2(b) zeigen diese jeweils eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer konkaven oder vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte 131, die verwendbar ist bei der Fertigung einer Kontaktlinse durch die Polymerisation einer polymerisierbaren Zusammensetzung in einer Formkörperanordnung, die aus zwei komplementären vorderseitig gewölbten und hinterseitig gewölbten Formkörperhälften besteht. Die vorderseitig gewölbte Formkörperhälfte 131 besteht vorzugsweise aus Polystyrol, sie könnte jedoch aus jedem geeigneten thermoplatischen Polymer bestehen, das durchlässig für sichtbares und für ultraviolettes Licht ist, um die Bestrahlung mit Licht durch diese hindurch zu ermöglichen, um die nachfolgende Polymerisation einer weichen Kontaktlinse zu fördern. Ein geeigneter Thermoplast , wie zum Beispiel Polystyrol hat ebenfalls andere wünschenswerte Eigenschaften, wie zum Beispiel die Formbarkeit zu Oberflächen opti scher Qualität bei relativ niedrigen Temperaturen, ausgezeichnete Fließeigenschaften und Verbleib im amorphen Zustand während des Formens ohne Kristallisieren und eine minimale Schrumpfung während des Abkühlens.
Wie in 2(a) gezeigt wird, begrenzt die vorderseitig gewölbte Formkörperhälte 131 einen zentralen gewölbten Bereich mit einer konkaven Oberfläche optischer Qualität 134a, die einen sie umgebenden kreisförmigen Teilrand 136 aufweist. Der in 2(b) dargestellte Teilrand 136 ist wünschenswert, um eine gut definierte und einheitliche Kunststoff-Teillinie (Rand) für die anschließend geformte weiche Kontaktlinse auszubilden. Eine im allgemeinen parallele konvexe Oberfläche 134b ist beabstandet von der konkaven Oberfläche 134a, und ein ringförmiger, im wesentlichen uniplanarer Flansch 131a ist ausgebildet, der sich radial nach außen von den Oberflächen 134a, b in einer senkrechten (vertikalen) Ebene zur Achse (der Drehung) der konkaven Oberfläche 134a erstreckt. Die konkave Oberfläche 134a hat die Abmaße der vorderseitigen Wölbung (Brechkraftwölbung) einer Kontaktlinse, die mit der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte hergestellt werden soll, und sie ist ausreichend glatt, so daß die Oberfläche einer Kontaktlinse, die durch die Polymerisation einer polymerisierbaren Zusammensetzung im Kontakt mit dieser Oberfläche ausgebildet wird, eine akzeptable optische Qualität aufweist. Die vorderseitig gewölbte Formkörperhälfte wird dünn (typischerweise 0,8 mm) und mit einer Starrheit ausgeführt, damit Wärme schnell durch diese hindurch übertragen werden kann und um den Trennkräften zu widerstehen, die angewandt werden, um die Formkörperhälfte während der Formkörpertrennung von der Formkörperanordnung zu trennen. Der Flansch 131a erleichtert die Handhabung und Positionierung der Formkörperhälfte, was nachstehend detaillierter beschrieben werden wird. Die vorderseitig gewölbte Formkörperhälfte 131 definiert ferner einen im allgemeinen dreieckigen Streifen 131c, der von einer Seite des Flansches herausragt, der im wesentlichen uniplanar ist, in einer Ebene parallel zur Ebene des Flansches 131a liegt und einstückig mit diesem ausgebildet ist.
3(a) und 3(b) zeigen jeweils eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer konvexen oder hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte 133. Die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte ist nach allen den gleichen Gestaltungsüberlegungen gestaltet, wie sie oben in Bezug auf die vorderseitig gewölbte Formkörperhälfte 131 erwähnt wurden, was nachstehend detaillierter erläutert werden wird. Die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte 133 besteht ebenfalls vorzugsweise aus Polystyrol, sie könnte jedoch aus jedem geeigneten Thermoplast bestehen, wie denjenigen, die nachstehend erwähnt werden, der durchlässig für sichtbares und ultraviolettes Licht ist. Die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte 133 definiert einen zentralen gewölbten Teil mit einer konvexen Oberfläche 137a optischer Qualität, eine im allgemeinen parallele konkave Oberfläche 137b, die von der konvexen Oberfläche 137a beabstandet ist, und einen ringförmigen, im wesentlichen uniplanaren Flansch 133a, der sich radial nach außen von den Oberflächen 137a und 137b in einer Ebene senkrecht zur Achse (der Drehung) der konkaven Oberfläche 137b erstreckt, um die Handhabung und Positionierung der Formkörperhälfte zu erleichtern. Die konvexe Oberfläche 137a hat die ein wenig geringeren Abmaße der hinterseitigen Wölbung (die auf der Hornhaut des Auges aufliegt) einer Kontaktlinse, welche mit der hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte hergestellt werden soll, und sie ist ausreichend glatt, so daß die Oberfläche einer Kontaktlinse, die durch Polymerisation einer polymerisierbaren Zusammensetzung im Kontakt mit der Oberfläche ausgebildet wurde, eine akzeptable optische Qualität hat. Der hinterseitig gewölbte Formkörper ist mit einer Durchbiegung von 5,6 mm und einer Dicke von 0,6 mm ausgeführt, um einen Spalt von 1,5 mm bis 3,0 mm (5(b)) zwischen den zusammengefügten hinterseitig gewölbten und vorderseitig gewölbten Formkörperhälften-Flanschbereichen 133a bzw. 130a zu erzielen, welcher es ermöglicht, mit einer mechanischen Vorrichtung die hinterseitig gewölbten Formkörperhälften von den vorderseitig gewölbten Formkörperhälften nach der Polymerisation zu trennen. Die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte ist dünn genug, um Wärme schnell und wirksam durch diese hindurch zu lassen und dick genug, um Trennkräften zu widerstehen, die ausgeübt werden, um die Formkörperhälfte von der Formkörperanordnung während der Formkörpertrennung zu trennen.
Jede der oben beschriebenen vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte 131 und der hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte 133 wird in entsprechenden Spritzgußvorrichtungen 20 und 30 hergestellt, die oben im allgemeinen unter Bezugnahme auf 1 und detaillierter in EP-A-0686486 beschrieben werden, deren Offenlegung durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Wie dort allgemein beschrieben wird, wird für die Herstellung der Formkörperhälften ein erwärmter Formkörper verwendet, (um sicherzustellen, daß die Fließgeschwindigkeit nicht abnimmt und Scherkräfte nicht zunehmen), welcher ein geschmolzenes Formkörpermaterial durch ein Heißeingußsystem in zumindest einen Formkörper-Hohlraum (und vorzugsweise bis zu acht) Formkörper-Hohlräume einleitet. Das Formkörpermaterial ist ein thermoplastisches Polymer, wie zum Beispiel Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Copolymere von Styrol mit Acrylonitril und/oder Butadien, Acrylate wie zum Beispiel Polymethylmethacrylat, Polyacrylonitril, Polyamide, Polyester und dergleichen. Polystyrol wird bevorzugt. Jeder Formkörperhohlraum definiert eine gewölbte Oberfläche mit optischer Qualität und ebenfalls eine zweite unkritische gewölbte Oberfläche für die Formkörperhälfte, wie oben beschrieben.
Eine Draufsicht einer Fertigungsstraßenpalette 12a zum Transport von Fertigungs-Linsenformkörperhälften wird in 4(a) gezeigt. Es versteht sich, daß die Paletten 12a, b gegeneinander austauschbar sind, so daß sie entweder vorderseitig gewölbte oder hinterseitig gewölbte Kontaktlinsenformkörperhälften aufnehmen können. Bei der in 4(a) gezeigten bevorzugten Ausführungsform besteht die Fertigungsstraßenpalette 12a aus Aluminium und kann eine Breite von bis zu 60 nun und eine Länge von 120 mm haben. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Palette 12a aus rostfreiem Stahl sein und eine Breite von 80 mm und eine Länge von 160 nun haben.
Wie in 4(a) gezeigt wird, enthält jede Palette 12a eine Vielzahl von Vertiefungen 130b für die Aufnahme von vorderseitig gewölbten Formkörperhälften, hinterseitig gewölbten Formkörperhälften oder von Kontaktlinsenformkörperanordnungen 139, die jeweils ein komplementäres Paar von vorderseitig gewölbten Formkörperhälften 131 und hinterseitig gewölbten Formkörperhälften 133 umfassen, welche die Form der gewünschten endgültigen Linse definieren. Eine solche Formkörperanordnung 139 wird gezeigt, angeordnet innerhalb einer Vertiefung 130b der Palette in 5(b). Die Tiefe jeder Vertiefung 130b ist größer als der 5,6 mm Durchhang eines hinterseitig gewölbten Linsenformkörpers, und sie reicht aus, um zu gewährleisten, daß die konvexe Oberfläche optischer Qualität einer hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte, die innerhalb der Vertiefung angeordnet ist, nicht in Kontakt mit der konkaven Oberfläche der Palettenvertiefung kommt. Die Kontaktlinsen werden ausgebildet, indem eine bestimmte Menge der polymerisierbaren Zusammensetzung, im allgemeinen in der Größenordnung von zirka 60μl (Mikroliter) an der Füll-/Formkörpermontage-vorrichtung 50 in jede vorderseitig gewölbte (konkave) Formkörperhälfte 131 eingebracht wird, die innerhalb einer Palettenvertiefung 130b angeordnet ist. Die gewünschte Menge hängt von den Abmaßen (d.h. dem Durchmesser und der Dicke) der gewünschten Linse und von dem Hohlraum ab, der zwischen der vorderseitig gewölbten und der hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte ausgebildet wird. Danach wird die hinterseitig gewölbte (konvexe) Formkörperhälfte 133 auf die polymerisierbare Zusammensetzung 132 plaziert, wobei die erste und die zweite Formkörperhälfte so ausgerichtet sind, daß ihre Drehachsen kollinear und die jeweiligen Flansche 131a, 133a parallel sind.
Die Formkörperhälften 131, 133 werden in einer ringförmigen Vertiefung 130a getragen, welche den ringförmigen Flansch 131a der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte und den ringförmigen Flansch 133a der hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte aufnimmt und stützt. Wie in 5(b) gezeigt, reicht die Tiefe der ringförmigen Vertiefungen 130a aus, um sicherzustellen, daß der ringförmige Flanschbereich jeder Linsen-Formkörperhälfte vorzugsweise planar mit der Palettenoberfläche oder leicht unterhalb derselben liegt, so daß die Formkörperhälften nicht über die Palettenoberfläche hinausragen, wenn sie in den Vertiefungen sitzen. Dies ermöglicht es den mechanischen Trennfingern der Formkörper-Trennvorrichtung 90, mühelos in den 1,5 mm–3,00 mm breiten Spalt einzudringen, der zwischen den ringförmigen Flanschabschnitten jeder Formkörperhälfte der Formkörperanordnung 139 geschaffen wurde, wie nachstehend detaillierter beschrieben werden wird, und macht es weiter möglich, daß ein unterer Satz von Trennfingern jede vorderseitig gewölbte Linsenformkörperhälfte 131 der Formkörperanordnung gegen die Palettenoberfläche während der Entnahme der hinterseitig gewölbten Formkörperhälften an der Formkörper-Trennstation zurückhält. Darüber hinaus werden die ringförmigen Vertiefungen 130a unterhalb der Palettenoberfläche vorgesehen, so daß ein Qualitätskontroll-Laserscanner (nicht gezeigt), welcher die Palettenoberfläche abtastet, problemlos eine verkantete Linsen-Formkörper hälfte erkennt, welche über die Palettenoberfläche hinaus ragt. Zusätzlich zu den Vertiefungen 130a und 130b weisen die Paletten 12a, b ebenfalls eine Vielzahl ausgerichteter Vertiefungen 130c auf, welche den dreieckigen Streifenbereich 131c, 133c der gelagerten vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte 131 bzw. die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte 133 aufnimmt, um eine vordefinierte Winkelposition derselben zu schaffen. Die Vertiefungen 130c sind ausgelegt, um eine Bewegung der normal angeordneten Formkörperhälfte innerhalb jeder Vertiefung bis auf einen Bereich von +/- 0,1 mm zu verhindern. Der dreieckige Streifen 133c der zweiten oder hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte 133 überdeckt den vorderseitig gewölbten Streifen 131c, um eine kollineare Drehachse in Bezug auf die zwei Formkörperhälften zu schaffen.
Wie in 4(a) dargestellt, sind zusätzlich Vertiefungen 130d in der Palettenoberfläche vorgesehen für die Aufnahme von Klemmen (nicht gezeigt), die an der Hydrationsstation 89 eingeführt werden, um die vorderseitig gewölbten Formkörperhälften aus den Paletten 12a zu entnehmen, wie dies detaillierter in EP-A-0686488 erörtert wird.
Wie in 4(a) bis 4(c) veranschaulicht wird, ist die Palette 12a der vorliegenden Erfindung ausgelegt, um zu sichern, daß eine dichte Vakuumabdichtung mit der Oberfläche der Palette während der Phasen des Monomeraufbringens und der Montage der Kontaktlinsen-Formkörper der Fertigungsstraßenanlage erzeugt werden kann. Wie später detaillierter erläutert werden wird, sind an entgegengesetzten Enden der Palette 12a Blind-Lokalisierungsbuchsen 129a und 129b angeordnet, um eine genaue Positionierung der Palette innerhalb der verschiedenen Vorrichtungen der Produktionsanlage zu ermöglichen. Diese Lokalisierungsbuchsen ermöglichen eine präzise Ausrichtung der Palette innerhalb der verschiedenen Vorrichtungen der Kontaktlinsen-Fertigungsanlage und unterstützen dabei die Ausrichtung einer dichten Vakuumabdichtung, die an der peripheren äußeren Oberfläche 140 der Palette während des Einbringens von polymerisierbarem Monomer in den konkaven Teil der vorderseitig gewölbten Linsenformkörperhälfte vor der Montage der endgültigen Formkörperanordnung zu schaffen ist. Wie in 4(a) gezeigt wird, befindet sich nahe dem Zentrum einer jeden Palette 12a ein einmaliges Barcode-Identifizierungsmittel 135 für die Handhabung, die Verfolgung sowie für Zwecke der Qualitätskontrolle, wie detaillierter in EP-A-0686901 erläutert wird.
Wie weiter in 4(b) und 4(c) dargestellt wird, begrenzen die äußeren peripheren Ränder der Palette 12a eine Rille oder eine Einkerbung 28a, b für die Ineingriffnahme einer komplementären Führungsschiene oder -schulter, um die genaue Ausrichtung der Palette an der Formkörper-Trennvorrichtung zu ermöglichen, wie nachstehend detaillierter beschrieben werden wird. Weiterhin nehmen die Rillen 28a, b eine Vorrichtung (nicht gezeigt) an der Monomer-Dosierungs-(Füll-) und Formkörpermontagestation in Eingriff, um ein Anheben der Palette durch ein Restvakuum zu verhindern, wenn das auf der Palette erzeugte Vakuum entfernt wird. Jede Palette 12a (12b) schließt ebenfalls Blindöffnungen 128a und 128b ein, in welche eine Sichtvorrichtung, wie zum Beispiel eine Sehrohrvorrichtung eingeführt werden kann, um eine Echtzeit-Betrachtung des Kontaktlinsen-Fertigungsverfahrens an der Oberfläche der Palette zu ermöglichen.
7(a) veranschaulicht im Detail Vorrichtungen 22 und 24 für den Transport von vorderseitig gewölbten und hinterseitig gewölbten Formkörperhälften von den jeweiligen Spritzgußvorrichtungen 20 und 30 zu entsprechenden Paletten 12a und 12b. Eine detaillierte Beschreibung jeder Spritzgußvorrichtung 20 und 30 ist zu finden in EP-A-0687550. Eine detaillierte Beschreibung jeder Transportvorrichtung 22 und 24 ist zu finden in EP-A-0688648.
Im allgemeinen wird die Robotervorrichtung 22 bereitgestellt, mit einer ersten Roboteranordnung 15 für die Entnahme von vorderseitig gewölbten Linsenformkörpererzeugnissen aus der Spritzgußvorrichtung 20 und den Transport der Erzeugnisse zu einem ersten Ort; die Anordnung 17 wird bereitgestellt für die Aufnahme der vorderseitig gewölbten Linsenformkörpererzeugnisse von der Anordnung 15 und den Transport der Erzeugnisse vom ersten Ort zum zweiten Ort, und eine Roboteranordnung 16 wird bereitgestellt für die Aufnahme der vorderseitig gewölbten Linsenformkörpererzeugnisse von der Anordnung 17 und den Transport der Erzeugnisse vom zweiten Ort zu einem Wendekopf 38a einer Wendevorrichtung 38, welche die Orientierung der vorderseitig gewölbten Formkörperhälften umkehrt, die vom Roboter 16 transportiert werden. Diese Umkehrung ist erforderlich, da die Roboteranordnung 16 die vorderseitig gewölbten Formkörperhälften an ihrer nicht-optischen (konvexen) Seite erfaßt, und die vorderseitig gewölbten Formkörperhälften umgedreht werden müssen, um es möglich zu machen, daß die nicht-optische Oberfläche jedes Formkörpers in der Palette 12a plaziert wird, welche zeitweilig angehalten worden ist, um die vorderseitig gewölbten Linsenformkörpererzeugnisse von der Anordnung 22 aufzunehmen.
Jede der Paletten wird auf den Förderbändern 27, 29 zum Zeitpunkt der Überführung der Formkörperanordnung zeitweilig angehalten. Bei der in 6 und 7(a) gezeigten bevorzugten Ausführungsform klemmt eine Klemmvorrichtung 37 mit einem Paar Klemmbacken 37a, b (gezeigt in Umrißlinien), die an entgegengesetzten Seiten des Förderers 27 angeordnet sind, zeitweilig eine leere Palette 12a fest und hält ihre Bewegung auf, so daß die vorderseitig gewölbten Formkörperhälften durch den Wendekopf 38a auf der Palette plaziert werden können.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die in 1 gezeigte Vorrichtung 30 ebenfalls mit einer ersten Anordnung 25 für die Entnahme von hinterseitig gewölbten Linsenformkörpererzeugnissen aus dieser und zum Transport der Erzeugnisse zu einem ersten Ort versehen; die Anordnung 28 wird bereitgestellt für die Aufnahme der hinterseitig gewölbten Linsenformkörpererzeugnisse von der Anordnung 25 und zum Transport der Erzeugnisse vom ersten Ort zu einem zweiten Ort, und die Roboteranordnung 26 wird bereitgestellt für die Aufnahme der hinterseitig gewölbten Linsenformkörpererzeugnisse von der Anordnung 28 und den Transport dieser Erzeugnisse vom zweiten Ort zu einem vorgegebenen Ort entlang einem Zufuhrförderer 29 für hinterseitig gewölbte Formkörperhälften, der eine Palette 12b mit hinterseitig gewölbten Linsen transportiert, die zeitweilig angehalten wurde, um die hinterseitig gewölbten Linsenformkörpererzeugnisse von der Anordnung 24 zu übernehmen. Bei der bevorzugten Ausführungsform, die in 6 und 7 dargestellt wird, ist eine Klemmvorrichtung 36 mit einem Paar Klemmbacken 36a, b angeordnet, um zeitweilig eine leere Palette 12b festzuklemmen und ihre Bewegung auf dem Förderer 29 anzuhalten, während die hinterseitig gewölbten Formkörperhälften durch die Roboteranordnung 26 auf der Palette positioniert werden. Es sollte erwähnt werden, daß der Vorgang der Positionierung von vorderseitig gewölbten Formkörperhälften und hinterseitig gewölbten Formkörperhälften von ihren jeweiligen Spritzgußanordnungen in einer Atmosphäre mit niedrigem Sauerstoffgehalt und vorzugsweise in einer Stickstoffatmosphäre erfolgt. Weiterhin transportieren Zufuhrförderer 32, Förderer von vorderseitig gewölbten Formkörperhälften 27 und hinterseitig gewölbten Formkörperhälften 29 die Paletten 12a und die Formkörper in einer sauerstoffarmen Atmosphäre, was dadurch erreicht wird, daß jeder Förderer in eine Atmosphäre von Stickstoffgas unter Überdruck eingeschlossen wird. Wie nachstehend erläutert werden wird, erfolgt die Handhabung der Paletten und der Kontaktlinsen-Formkörperanordnungen durch die verschiedenen Stationen der Fertigungsstraßenanlage in Stickstoffgas, um für alle Komponenten vor der Polymersation eine sauerstoffarme Atmosphäre zu schaffen.
Die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform der Klemmvorrichtung 37 (und 36) wird jetzt unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Es sollte erwähnt werden, daß die Arbeitsweise aller hierin nachfolgend offengelegten Klemmvorrichtungen im wesentliche die gleiche ist, wie die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform. Im besonderen besteht die Klemmvorrichtung 37 aus einem oder mehr Druckluftzylindern 39, die so arbeiten, daß sie untere Enden 45a, b von Klemmbacken 37a, b so schieben, daß die Backen um zugeordnete Klemmschäfte 42a, b schwenken, so daß entsprechende befestigte Klemmblöcke 37c, d die Palette 12a (in 6 in Umrißlinien gezeigt) umfassen und ergreifen, die in Ausrichtung mit den Backen 37a, b positioniert ist. Wie in 6 veranschaulicht, befinden sich die Klemmblöcke 37c, d der Klemmbacken 37a, b unmittelbar über dem Förderer und an entgegengesetzten Seiten des Förderers 27, während der Druckluftzylinder 39 unter dem Förderer 27 angebracht ist.
Für den Transport der Paletten umfaßt jeder Zufuhrförderer 27, 29 eine Antriebsvorrichtung in Form eines motorgetriebenen Bandes 33a, 33b, welches fest genug ist, um Paletten 12a, 12b, die von der Abfolgevorrichtung 40 zugeführt werden, zu tragen. Wie in 4(b) veranschaulicht wird, kann ein erhöhter Unterseitenabschnitt 138 jeder Palette 12a, b mit Nedox^® oder Tufram^® beschichtet sein, um das Gleiten der Palette zu ermöglichen, wenn sie durch die Klemmbacken 36, 37 über einem sich bewegenden Band gehalten wird oder wenn sie an bestimmten Bearbeitungsorten der Anlage entlang von Gleitplatten geschoben wird.
Wie in 7(b) dargestellt wird, umfaßt der Paletten-Folgeförderer 32 eine Antriebsvorrichtung 34b in Form eines motorgetriebenen Bandes 34a, das kräftig genug ist, dreißig oder mehr paarweise Sätze von Paletten 12a, 12b zu den verschiedenen Füll-/Formkörper-Montagevorrichtungen 50 zu transportieren. Die in 7(b) dargestellte Motorantriebsvorrichtung 34b ermöglicht es, die paarweisen Sätze von Paletten, die jeweils vorderseitig gewölbte und hinterseitig gewölbte Linsenformkörperhälften tragen, reibungslos und gleichmäßig bei einer bevorzugten Geschwindigkeit von zirka 40 mm/Sek. (+/- 10 mm/Sek.) zu transportieren, bis sie für die Bearbeitung an der Füll-/Formkörpermontagevorrichtung 50 zusammengefügt werden, was nachfolgend im Detail beschrieben wird. Leerlaufrollen 34c sowie eine Spannrolle 34d werden, wie in 7(b) gezeigt wird, zur Einstellung der Spannung des Antriebsbandes 34a, falls erforderlich, bereitgestellt. In einer ähnlichen Weise treiben, wie in 7(c) und 7(d) dargestellt ist, geeignete Motorantriebsvorrichtungen 33c, 33d entsprechende Förderbänder 33a, 33b an, welche die entsprechenden Paletten 12a, 12b tragen, so daß sie glatt und einheitlich bei einer bevorzugten Geschwindigkeit von zirka 85 mm/Sek. (+/- 10 mm/Sek.) transportiert werden, bis ihre Bewegung an den Enden jedes Förderbandes für die Reihenfolgeanordnung endet, wie nachstehend detaillierter erläutert werden wird. Zusätzlich werden Leerlaufrollen 33e und eine Spannrolle 33f, wie in 7(c) gezeigt, für die Anpassung der Spannung des Antriebsbandes 33b des Förderers 29 bereitgestellt. In ähnlicher Weise werden Leerlaufrollen 33g und eine Spannrolle 33h, wie in 7(d) gezeigt, für die Anpassung der Spannung des Antriebsbandes 33a des Förderers 29 bereitgestellt.
5(a) zeigt eine Querschnitts-Vorderansicht einer Förderanordnung 27, welche eine Palette 12a auf dem Förderband 33a trägt. Es versteht sich, daß die Ansicht von 5(a) für jeden der anderen oben beschriebenen Förderer 29 und 32 gelten kann, der Paletten trägt.
7(a) und 8(a)–8(c) zeigen im Detail die Abfolgevorrichtung 40 des Palettensystems 10, das einen Doppelschwingschieber umfaßt, welcher eine Palette 12a vom Förderer 27 (welche vorderseitig gewölbte Kontaktlinsenformkörperhälften enthält) neben eine Palette 12b vom Zufuhrförderer 29 (welche hinterseitig gewölbte Kontaktlinsenformkörperhälften enthält) zur Förderung auf dem Abfolgeförderer 32 positioniert. Der Doppelschwingschieber 40 befindet sich an den jeweiligen Enden 27a, 29a jedes Zufuhrförderers 27, 29 und umfaßt einen ersten Arm 141 und einen zweiten Arm 142 für das gleichzeitige Schieben von Paletten von den jeweiligen Zufuhrförderern 27 und 29 entlang der Bahn 143 für den Eintritt in den Haupt-Abfolgeförderer 32. Wie in 7(a) dargestellt ist, sind der erste Arm 141 und der zweite Arm 142 parallel an einer Befestigungsvorrichtung 145 angebracht, welche entlang der Bahn 147 in beiden Richtungen gleiten kann, wie es durch die Doppelpfeile in 7(a) angegeben wird. Eine Hubeinrichtung 148, die pneumatisch betrieben werden kann, wird bereitgestellt für das Heben und Senken des ersten und zweiten Arms 141, 142 in vertikaler Richtung oberhalb der Ebene einer horizontal positionierten Palette, wie nachstehend detaillierter erläutert werden wird. Während sich die Arme 141, 142 in einer angehobenen Position befinden, bleibt die Befestigungsvorrichtung 145 gleitbar entlang der Bahn 147, so daß der erste und der zweite Arm in deren angehobenen Position zurückgezogen bleiben können und anschließend nach dem Erreichen ihrer Ausgangspositionen gesenkt werden können.
Bei einem ersten Schritt des Abfolgevorganges wird die Vorwärtsbewegung einer Palette 12a vom Förderer 27 an einer ersten Position „A" beendet, genau vor dem ersten Arm 141, wie in 8(a) dargestellt ist. Die Vorwärtsbewegung der Palette 12a wird durch ein Paar vorgelagerter Klemmbacken 146a, b beendet, welche sich in zeitlich abgestimmter Weise öffnen und schließen, damit sich eine Palette mit dem ersten Schiebearm 141 der Doppelschiebevorrichtung ausrichten kann. Wenn die Backen 146a, b geschlossen sind, wird die Vorwärtsbewegung der Palette beendet und eine Vielzahl von Paletten wird sich hinter der festgeklemmten Palette ansammeln. Zum geeigneten Zeitpunkt kann eine Palette durch das Öffnen der Klemmbacken 146a, b freigesetzt werden, so daß die Vorwärtsbewegung der angesammelten Paletten auf dem Förderer 27 die erste Führungspalette zu einer zweiten Position schiebt, die mit „A'" in 8(a) bezeichnet ist, in Ausrichtung mit dem ersten Schiebearm 141. Die Backen 146a, b können sofort geschlossen werden, um die nächste der angesammelten Paletten festzuklemmen, um deren Vorwärtsbewegung zu verhindern. Das Öffnen und Schließen der Klemmbacken 146a, b kann in geeigneter Weise zeitlich gesteuert werden, damit Paletten in geordneter Reihenfolge sequentiell dem Schieber zugeführt werden können.
Nach einer geeigneten Abtastung und gesteuert durch einen Computer oder eine programmierbare Logiksteuerung werden die Arme 141, 142 des Doppelschwingschiebers 40 dazu gebracht, entlang der Bahn 147 in der Richtung zu gleiten, die in 8(a) mit dem Pfeil „C" angegeben ist, so daß der erste Arm 141 die Palette 12a zu einer zweiten Position schiebt, die genau vor dem zweiten Arm 142 gelegen ist und mit dem Pfeil „D" in 8(a) angegeben ist. Es versteht sich, daß der zweite Arm während einer Initialisierung der Abfolgevorrichtung keine Palette geschoben hat, da keine Paletten für die Bewegung vor dem zweiten Arm positioniert waren. Der Hubvorrichtung wird dann der Befehl erteilt, den ersten und den zweiten Arm 141, 142 anzuheben, so daß die Befestigungsvorrichtung und die Arme entlang Bahn 147 zurückgezogen werden können und anschließend wieder zu ihrer Ursprungsposition gesenkt werden können, wie dies in 8(a) dargestellt ist.
Die nachfolgende Beschreibung grenzt ab, wo die stetige Abfolgearbeitsweise beginnt. Wie in 8(b) gezeigt wird, wird nach dem Zurückziehen des ersten und des zweiten Armes 141, 142 in deren Ausgangsposition, oder vorzugsweise während die Arme sich in ihrer angehobenen Position befinden, während sie zurückgezogen werden, eine neue Palette 12a, welche vorderseitig gewölbte Linsenformkörperhälften vom Förderer 27 trägt, an der geleerten ersten Position (durch Pfeil A' angegeben) in der oben beschriebenen Weise positioniert. Gleichzeitig wird die Vorwärtsbewegung einer Palette 12b, welche hinterseitig gewölbte Kontaktlinsenformkörperhälften vom Zufuhrförderer 29, der hinterseitig gewölbte Formkörperhälften trägt, an einer Position „B" beendet, wie in 8(b) gezeigt wird. Der Vorgang der Ausrichtung einer Palette 12b mit hinterseitig gewölbten Linsenformkörperhälften an Position B ent spricht im Wesentlichen dem oben bezüglich Palette 12a beschriebenen Vorgang. In zeitlich abgestimmter Weise schließen sich die Klemmbacken 149a, b, um die Palette 12b festzuklemmen, während sich die anderen Paletten auf dem Förderer 29 hinter der festgeklemmten Palette ansammeln. Die Klemmbacken 149a, b werden anschließend geöffnet, um die Palette freizugeben, so daß die Bewegung des Förderers 29 die Palette 12b in Ausrichtung mit dem zweiten Schiebearm 142 schiebt. Unmittelbar danach werden die Klemmbacken 149a, b geschlossen, um die nächste der angesammelten Paletten festzuklemmen und ihre Vorwärtsbewegung zu verhindern. In 8(b) ist leicht zu erkennen, daß nun eine Palette 12b mit hinterseitig gewölbten Kontaktlinsenformkörperhälften unmittelbar benachbart an die zuvor im Anfangsschritt positionierte Palette 12a positioniert ist und daß sich beide in der Position „D" in Ausrichtung mit dem zweiten Arm 142 befinden. Nach einer entsprechenden Abtastung werden die Arme 141, 142 des Doppelschwingschiebers 40 wieder veranlaßt, entlang der Bahn 147 aus ihrer ursprünglichen Position in die Richtung zu gleiten, die durch den Pfeil „C" angegeben wird, so daß der erste Arm 141 eine Palette 12a zur zweiten Position (Pfeil „D") schiebt und der zweite Arm 142 das Palettenpaar 12a, b von der zweiten Position „D" ( 8(b) zu einer dritten Position schiebt, die durch den Pfeil „E" in 8(c) angegeben ist. Die Befestigungsvorrichtung 145 und der erste und der zweite Schiebearm 141, 142 sind in 8(e) in ihrer voll ausgefahrenen Position auf der Bahn 147 als Umrißlinien dargestellt. Schließlich werden die Schiebearme 141, 142 angehoben, so daß die Befestigungsvorrichtung 145 und die Arme entlang der Bahn 147 zurückgezogen werden können und an ihrer ursprünglichen Position, wie in 7 gezeigt, gesenkt werden können. Während der erste und der zweite Arm 141, 142 zurückgezogen werden, wird ein neuer Satz Paletten an ihren jeweiligen Positionen geladen. Im Besonderen wird eine Palette 12a an der mit A' (8(b)) angegebenen Position geladen, und eine Palette 12b wird an der mit B bezeichneten Position benachbart zur zuvor positionierten Palette 12a geladen, und die Reihenfolge wird wiederholt.
Während der neue Satz Paletten an ihren jeweiligen Positionen geladen wird, wird ein dritter Schiebearm 144, der durch eine pneumatische Antriebsvorrichtung 148 betätigt werden kann, aktiviert, um das benachbart angeordnete Palettenpaar 12a, 12b in die Richtung zu schieben, die durch den Pfeil „F" in 8(c) angegeben ist, für den Eingriff mit dem Antriebsriemen 34a des Förderers 32. Im stetigen Betrieb wird die oben beschriebene Abfolge von Abläufen wiederholt, so daß Palettenpaare 12a, 12b sequentiell entlang Förderer 32 zu den Füll- und Formkörper-Montagestationen der Kontaktlinsen-Fertigungsanlage transportiert werden, wie dies durch die Umrißlinien entlang der Richtung des Pfeils „F" in 1 und 8(c) dargestellt ist. Die paarweise angeordneten Palettensätze 12a, 12b, die jeweils vordersei tig gewölbte und hinterseitig gewölbte Linsenformkörper tragen, erreichen eine zweite Abfolgevorrichtung 55, wo ihre Vorwärtsbewegung für den Eintritt in die Füllvorrichtung 50 abgelenkt wird.
9, welche eine Fortsetzung von 7(a) ist, zeigt die Präzisionspalettenhandhabungsvorrichtung 55 für die Überführung von Paletten vom Förderer 32 zur Füllvorrichtung 50. Im Besonderen wird die Bewegung jeder Palette 12a, 12b, welche die jeweiligen Linsenformkörperhälften tragen, durch ein Paar vorgelagerter Klemmbacken 153a und 153b in der Weise, wie sie oben beschrieben wird, an der Position beendet, die als „A" vor dem Schieber 154a des Stößels 154 angegeben ist. Wenn die Bewegung der ersten Palette angehalten wird, sammeln sich die abwechselnden Reihen von Paletten 12a, b dahinter an. Die Klemmbacken 153a, b werden geöffnet, um es einer Palette, zum Beispiel der Palette 12b, die hinterseitig gewölbte Linsenformkörperhälften trägt, zu ermöglichen, sich mit dem Schieber 154a des Stößels 154 auszurichten. Dann wird der Stößel 154, welcher bei der bevorzugten Ausführungsform durch die Druckluftzylindereinheit 158 angetrieben wird, rechtzeitig betätigt, um die Palette 12b auf der Gleitplatte 32a über eine Strecke, die der Länge der Palette in der Richtung entspricht, die durch den Pfeil „B" angegeben ist, zu einer Position in Ausrichtung mit dem Stößelkopf 157a des Stößels 157 zu schieben, die als Position „C" in 9 angegeben ist. Der Stößel 157, der ebenfalls durch eine geeignete Vorrichtung (nicht gezeigt) pneumatisch angetrieben wird, wird rechtzeitig aktiviert, um die Palette 12b auf der Bahn 32b in die Richtung, die durch den Pfeil „D" angegeben wird, über eine Strecke zu schieben, die in etwa der Breite der Palette +/- 0,1 mm entspricht. Die hierin beschriebene Abfolge von Abläufen wird kontinuierlich wiederholt, um eine Präzisionsausrichtung von Paletten 12b und 12a zu ermöglichen, die abwechselnd in die Füll- und Dosiervorrichtung 53 der Füll-/Formkörper-Montagestation 50 eintreten.
Wie oben kurz beschrieben und unter weiterer Betrachtung von 10 und von 12(a) wird eine vorgegebene Menge des polymerisierbaren Monomers oder des Monomergemisches mit Hilfe einer Präzisionsdosierungsdüse 242, die Teil der Dosier- oder Füllvorrichtung 53 von Station 50 ist, in eine vorderseitig gewölbte Formkörperhälfte eingebracht. Das Monomer kann unter Vakuum in jede der vorderseitig gewölbten Formkörperhälften, die in den abwechselnden Paletten getragen werden, eingebracht werden, um zu vermeiden, daß Gase zwischen dem Monomer und der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte eingeschlossen werden. Wie detaillierter in EP-A-0686489 beschrieben wird, wird das polymerisierbare Monomergemisch zuerst entgast, um sicherzustellen, daß sich wesentliche gelöste Gase nicht mehr im Monomer befinden, da gelöste Gase sehr wohl Blasen bilden können, wenn das Mo nomer aus dem relativ hohen Druck der Dosierdüse 242 in die inerte N₂-Atmosphäre oder in das Vakuum freigegeben wird, welches die vorderseitig gewölbte Formkörperhälfte 131 umgibt. Zusätzlich wird der Sauerstoffgehalt der Monomerlösung vor deren Abgabe in die Hohlräume der vorderseitig gewölbten Formkörperhälften überwacht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zirka 60 μl (Mikroliter) polymerisierbares Monomer oder Monomergemisch in die vorderseitig gewölbte Formkörperhälfte eingebracht, um zu sichern, daß der Formkörperhohlraum überdosiert wird und um die Möglichkeit einer unvollständigen Ausformung zu verhindern. Das überschüssige Monomer wird aus dem Formkörperhohlraum beim letzten Schritt der Montage der vorderseitig gewölbten und der hinterseitig gewölbten Formkörperhälften entfernt, wie hiernach beschrieben werden wird.
Die Füll- oder Dosierstation 53 wird jetzt unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben werden, wobei 10 und 11 Teil-Querschnittsansichten der Station 53 sind. Wie zuvor erwähnt, wird das Monomer zuerst im Wesentlichen entgast, um die Bildung von Gasblasen im dosierten Monomer entweder zum Zeitpunkt der Dosierung oder zum Zeitpunkt der Formkörpermontage zu vermeiden, da Blasen zu einer Kavitation des Monomers während der Polymerisation führen und dadurch die Linse fehlerhaft und unbrauchbar machen.
An der Station 53 ist eine Vielzahl von Monomer-Zufuhrleitungen 241 an eine zugehörige Abgabedüse 242 angeschlossen, von denen zwei in 10 veranschaulicht werden und direkt über dem Pfad der Palette 12a und der einzelnen vorderseitig gewölbten Formkörper 131 hängen. Die Dosierstation 53 schließt einen Verteilerblock 251 für die Aufnahme jeder der Monomerabgabedüsen 242 und einer Vakuumabdichtung 252 ein, die genutzt werden kann, um mit dem äußeren Umkreis 140 der Palette 12a zusammenzuwirken, um einen abgedichteten Raum zu bilden, der mit einer Vakuumpumpe evakuiert werden kann, damit das Aufbringen des Monomers in einem Vakuum erfolgt. Die Verteilerblockanordnung 251 bewegt sich hin und her in Bezug auf eine feste Plattform 259 auf einem Paar von Rohren oder Zylindern 253, 254, wie hiernach unter Bezugnahme auf 11 beschrieben werden wird. Das Dosiermodul 53 weist ebenfalls ein Paar Sichtgerät-Rohre 255, 256 auf, welche, wenn dies gewünscht wird, die Beobachtung der Monomerdosierung durch ein Sehrohr 200 hindurch ermöglichen.
Wie in 11 gezeigt ist, wird das gesamte Einbringungsmodul 53 vertikal in Bezug auf einen festen Trägerrahmen 259 und 264 mit Hilfe eines Kurzhub-Druckluftzylinders 263 hin und her bewegt, der auf einem bewegbaren Rahmen 262 und am festen Rahmen 264 durch die Antriebsstange 263a des Druckluftzylinders 263 befestigt ist. Vakuum wird durch die Füll- oder Dosierstation durch den Verteiler 266 und die Vakuumleitung 267 einem inneren Verteiler 268 zugeführt, der in einem der beiden Rohre 253, 254 ausgebildet ist. Die Rohre oder Zylinder 253, 254 bewegen sich mit festen Führungsrohren 257, 258 hin und her. Eine Vakuum-Sammelkammer wird ebenfalls im Verteilerblock 251 durch die Bohröffnungen 269 und 269(a) ausgebildet, welche eine Vakuumverbindung zwischen dem Vakuumverteiler 266 und dem Inneren der Dosierstation 53 schaffen, begrenzt durch die Randdichtung 252 und die Palette 12a.
Ein Sehrohr 200 wird in 11 dargestellt, mit einer optischen Sonde 201, die sich nach unten in die Blindöffnungen 128a, b der Palette 12a und den Verteilerblock 251 hinein erstreckt. Ein Blindstopfen oder eine Abdeckung 202 ist in dem anderen Sichtgerät-Rohr 256 angebracht, um den Zugang zum Inneren der Vakuumsammelkammer der Montagestation 53 abzudichten, wenn ein Sehrohr nicht im Einsatz ist.
Beim Betrieb wird eine Palette 12a mit Hilfe des Materialhandhabungsstößels 157, der zuvor unter Bezugnahme auf 9 erörtert wurde, in die Dosierstation 53 vorgeschoben. Sobald sie ihre Position eingenommen hat, wird die Verteileranordnung 251 mit Hilfe des Druckluftzylinders 263 nach unten hin und her bewegt. Wenn die Vakuumdichtung 252 auf der Verteileranordnung 251 die Palette 12a in Eingriff nimmt, kann die Sensoranordnung 265 ausgelöst werden, wodurch ein Ventil geöffnet wird, um ein Vakuum im Verteiler 266, in der Vakuumleitung 267, dem Verteiler 268 und in der Sammelkammer 269, 269(a) zu erzeugen. Es sollte vermerkt werden, daß für das Füllen oder Dosieren der Formkörperhohlräume ein Vakuum nicht erforderlich ist, jedoch verhindert es die Möglichkeit, daß N₂ Gas zwischen dem Monomer und der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte eingeschlossen wird. Es sollte ebenfalls vermerkt werden, daß die Atmosphäre, welche die Palette 12a umgibt, eine sauerstoffarme N₂ Atmosphäre ist und das Evakuieren der Kammer ein Evakuieren des N₂ Gases ist. Nachdem das Vakuum innerhalb der Dosierkammer erzeugt worden ist, werden Pumpen (nicht gezeigt) betätigt, um eine genaue Dosis von 60 μl in jeden der Formkörperhohlräume 131 einzubringen, die in 10 veranschaulicht werden.
Nachdem das Monomer in die einzelnen Formkörperhohlräume dosiert worden ist, wird das Vakuum im Verteiler 266 gebrochen, und die Verteileranordnung 251 wird durch die Druckluft-Antriebsvorrichtung 263 nach oben hin und her bewegt, um den Transport der Palette 12a zur Vorrichtung 56 zu ermöglichen, welche den Formkörperflansch mit einem grenzflächenaktiven Stoff für die Formkörperfreigabe beschichtet.
Die zweite Vorrichtung in der Station 50 für das Einbringen und für die Montage der Formkörperhälften ist eine Stempelstation 56, welche in 12(b) veranschaulicht wird und ausführlicher in EP-A-0686469 beschrieben wird.
Beim Betrieb wird der ringförmige Flansch 131a, welcher jede vorderseitig gewölbte Formkörperhälfte einer Palette 12a umgibt, mit Hilfe des Stempelkissens 221 mit einer dünnen Schicht eines grenzflächenaktiven Stoffes gestempelt, der sich als nützlich beim Entfernen des überschüssigen ausgehärteten Monomers erwiesen hat, das zum Zeitpunkt der Montage aus dem Formkörperhohlraum verdrängt wurde. Das überschüssige Monomer 132 (wenn Hydroxyethylmethacrylat zum Einsatz kommt, wird es als „HEMA" bezeichnet) wird zwischen den Flanschen 131a und 133a verdrängt, wie in 12(d) veranschaulicht, um einen Ring 132a aus überschüssigem HEMA zum Zeitpunkt der Formkörpermontage zu bilden. Dieser „HEMA-Ring" wird ebenfalls gleichzeitig mit dem polymerisierbaren Monomer oder dem Monomergemisch ausgehärtet, welche die Kontaktlinse 132 ausbilden.
Durch das Stempeln des Flansches 131a des vorderseitig gewölbten Formkörpers mit einem grenzflächenaktiven Stoff haftet der überschüssige HEMA-Ring 132a vorzugsweise am Flansch 133a der hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte und wird von der Fertigungsstraße zu dem Zeitpunkt entfernt, wenn die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte bei der Formkörpertrennung entfernt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der grenzflächenaktive Stoff für die Formkörperfreigabe ein Polyethylenoxidsorbitanmonooleat, welches unter dem Handelsnamen „Tween 80" im Handel erhältlich ist.
Die Stempelkopfstation 56 weist eine Vielzahl von in dieser befestigten Stempeln 221 auf, wobei jeder geeignet ist, in einer vertikalen Hin- und Herbewegung in koordinierter Weise durch die Kolben 222 bewegt zu werden, die in der Stempelkopfstation 56 angebracht sind, wobei die Anzahl der Stempel 221 der Anzahl von vorderseitig gewölbten Formkörpern 131 entspricht, die von der Palette 12a getragen werden. Jeder Stempel 221 besteht aus Gummi, vorzugsweise aus einem Silikon-/Urethan-Gemisch.
Geeignet für die Positionierung in einem beabstandeten Verhältnis unterhalb des unteren Endes jedes Stempels 221, wenn der Stempel in einer angehobenen Position ist, befindet sich ein horizontal verschiebbares Kissenelement (nicht gezeigt), welches aus einem geeigneten porösen Material besteht, wie zum Beispiel poröses Polyethylen mit einer durchschnittlichen Porengröße von 10 Micron, und welches mit einer Lösung imprägniert ist, die einen grenzflächenaktiven Stoff enthält, wobei der Letztere hochkonzentriert vorliegen kann. Die obere Oberfläche des Kissenelements ist mit einem Filter, vorzugsweise aus Nylon, abgedeckt, der eine Maschengröße von 1,2 Mikron hat, um als eine Meßvorrichtung zu fungieren und um nur eine relativ kleine Menge des grenzflächenaktiven Stoffes durchzulassen, wenn der grenzflächenaktive Stoff durch Dochtwirkung vom Boden des Kissenelements oben auf das Kissenelement aufgebracht wird, das durch die unteren Enden der Stempelköpfe 221 im Preßkontakt steht.
Wie oben erwähnt, wird das komplementäre Paar von vorderseitig gewölbten Formkörperhälften 131 und hinterseitig gewölbten Formkörperhälften 133, welche die Form der endgültig gewünschten Linse begrenzen, genutzt, um das Monomergemisch direkt zu formen, wie in 5(b) dargestellt.
Nach dem Schritt des Dosierens und Stempelns in der Füllvorrichtung 50, in welcher die vorderseitige konkave Formkörperhälfte 131 zum Teil mit einem Polymerisationsgemisch 132 gefüllt wird, wird die vorderseitige konkave Formkörperhälfte 131 mit der hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte 133 unter Vakuum abgedeckt, um zu sichern, daß keine Luftblasen zwischen den Formkörperhälften eingeschlossen werden. Dann wird die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte zur Auflage auf den Umkreisrand 131c der konkaven vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte gebracht, um sicherzustellen, daß die hergestellten Linsen ordnungsgemäß ausgerichtet und ohne Verzerrung sind. Die bereitgestellten Streifen 131c und 133c, die sich von jeweiligen Seiten jeder vorderseitig gewölbten und hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte erstrecken, werden vorzugsweise während der Formkörpermontage übereinander positioniert, wie in 5(b) gezeigt wird, um die Handhabung derselben zu erleichtern.
Die Arbeitsweise der Montagestation der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 12(c), 12(d), 13(a) und 14 erläutert, wobei 13(a) eine Außenseitenansicht des Montagemoduls 59 darstellt und 13(b) eine Teil-Querschnittsansicht des Montagemoduls 59 darstellt, wobei der Schnitt im Interesse der Anschaulichkeit entlang zweier separater Achsen von der Schnittlinie A–A' erfolgte. Die Montagestation 59 schließt vier hin und her gehende Kolben 271 ein, von denen zwei im linken Abschnitt von A–A' von 13(b) mit an diesen befestigten hinterseitig gewölbten Formkörperhälften veranschaulicht werden und zwei von diesen zum Teil sichtbar sind im rechten Abschnitt von A–A' von 13(b) ohne hinterseitig gewölbte Formkörperhälften. Es versteht sich, daß bei der bevorzugten Ausführungsform acht hin und her gehende Kolben benutzt werden, um acht (8) hinterseitig gewölbte Formkörperhälften von jeder der acht Positionen auf Palette 12b für die Plazierung auf entsprechenden vorderseitig gewölbten Linsenformkörperhälften zu entnehmen. Die hin und her gehenden Kolben 271 sind für die Hin- und Herbewegung innerhalb des Vakuumgehäuses 272 angeordnet und können vom Primärgehäuse 273 sowohl getragen werden als auch frei innerhalb desselben schwimmen. Jedes der drei Elemente 271, 272 und 273 bewegt sich zu verschiedenen Zeiten hin und her, sowohl in Bezug auf einander als auch in Bezug auf die Palette 12b und die Palette 12a, welche vorderseitig gewölbte Formkörperhälften enthält.
Unter Bezugnahme auf 13(b) und 14 sind das Vakuumverteilergehäuse 272 und das Primärgehäuse 273 für die Hin- und Herbewegung auf Zylindern oder Rohren 274, 275 befestigt, und sie bewegen sich hin und her in Bezug auf das stationäre Rahmenelement 276 als Reaktion auf den Servomotor 277, welcher eine hin und her gehende Trägerplattform 278 anhebt und senkt. Der Antriebsmotor 277 ist durch Führungsrohre 279 und 280 und die Traverse 281 fest mit dem Rahmenelement 276 verbunden. Somit sorgen das stationäre Rahmenelement 276, die Führungsrohre 279, 280 und die Traverse 281 für einen Kastenrahmen, der stationär in Bezug auf die hin und her gehenden Elemente der Vorrichtung ist. Die Palettenführungsschienen 282 sind ebenfalls in Bezug auf die stationäre feste Plattform 276 befestigt. Wie oben angegeben, wird die Palette 12a, b nach ihrem Eintritt in die Vorrichtung 59 durch die Palettenführungsschienen 282 mit Hilfe des Materialhandhabungsschiebers 157 und des Förderers 32b vorgeschoben, wie oben beschrieben und unter Bezugnahme auf 9 veranschaulicht wurde.
Wie in 13(b) veranschaulicht wird, bewegen sich das Vakuumverteilergehäuse 272 und das Primärgehäuse 273 hin und her in Bezug auf einander, wobei das Vakuumverteilergehäuse 272 nach unten vorgespannt wird durch ein Paar Federelemente 283, 284, die auf entgegengesetzten Seiten der jeweiligen Gehäuse positioniert sind. Das Vakuumverteilergehäuse 272 ist am Primärgehäuse 273 mit einem Paar Bolzen 285, 286 befestigt, wovon einer im Querschnitt in 13(b) als 285 veranschaulicht ist, und die sich frei nach oben hin und her in Vertiefungen hinein bewegen können, wie zum Beispiel die Vertiefung 287, die im Primärgehäuse ausgebildet ist. In entsprechender Weise sorgen die hin und her gehenden Kolben 271 und die hin und her gehenden Verteilerelemente 288, 289 ebenfalls für hin und her gehende Führungen und Auflagen zwischen den zwei Gehäuseelementen 272, 273.
Ein Paar Sehrohr-Gehäuse 290 und 291 stellen den Zugang für ein Sehrohr 200 und für eine optische Sonde 201 bereit, welche in den Hohlraum der Anordnung für Betrachtungs- oder Qualitätskontrollzwecke eingeführt werden kann. Wenn das Sehrohr nicht in Gebrauch ist, werden die Sehrohr-Gehäuse 290, 291 durch eine Blende 202 verschlossen, damit ein Vakuum innerhalb des Gehäuses der Anordnung aufgebaut werden kann.
Beim Betrieb wird eine Palette 12b, welche hinterseitig gewölbte Formkörperhälften enthält, unter den hin und her gehenden Kolben 271 vorgeschoben, wie dies zuvor unter Bezugnahme auf 12(c) beschrieben wurde. Wenn die Palette positioniert ist, wird das An ordnungsmodul 59 durch den Druckluftantriebsmotor 277 und die Traverse 278 und die hin und her gehenden Rohre 274, 275 nach unten hin und her bewegt, um sowohl das Vakuumverteilergehäuse als auch das Primärgehäuse nach unten zu ziehen. Das Vakuumverteilergehäuse 272 wird in seiner Position nach unten durch Federn 283, 284 vorgespannt, und die einzelnen hin und her gehenden Kolben 271 werden nach unten vorgespannt durch ihre Befestigung innerhalb des Vakuumverteilergehäuses 272 und durch den Luftdruck, der innerhalb der Druckluftzylinder 293 aufrechterhalten wird, welche im oberen Abschnitt des Primärgehäuses 273 befestigt sind und die durch den Vakuumkammerhohlraum 203 unter Druck gesetzt werden, welcher jeden der Zylinder 293 mit einer gemeinsamen Druckluftversorgung verbindet. Innerhalb von zirka 0,25 Sekunden haben die hin und her gehenden Kolben 271 die hinterseitig gewölbten Formkörperhälften 131 auf der Palette 12b in Eingriff genommen, und ein Vakuum wird aufgebaut durch den Vakuumverteiler im hin und her gehenden Kolben 271, der radiale Bohrungen 294 (12(d)) aufweist, die mit einer ringförmigen Kammer 295 kommunizieren, die im Vakuumverteilergehäuse 272 ausgebildet ist und von denen zwei in 13(b) und 14 veranschaulicht werden. Jeder dieser ringförmigen Kammerdurchgänge 295 ist mit den anderen und mit einer gemeinsamen Vakuumkammer 97 verbunden, die sich über alle vier ringförmigen Verteiler 295 auf einer Seite des Vakuumverteilergehäuses 272 erstreckt.
Ein Paar hin und her gehender Vakuumverteiler 288, 289 verbinden den Vakuumverteiler 272 mit dem primären Verteiler 273 mit einem der Rohre 288, wie im Querschnitt in 13(b) veranschaulicht ist. Der Vakuumverteiler 288 bewegt sich in der Bohrung 298 hin und her, während sich der Vakuumverteiler 289 in der Bohrung 299 hin und her bewegt. Diese hin und her gehenden Verteiler sind im Wesentlichen identisch, außer daß sie Vakuum mit zwei verschiedenen Drücken zu zwei verschiedenen Teilen des Montagemoduls liefern.
Wenn das Montagemodul den niedrigsten Punkt seines Weges erreicht, wird jeder hinterseitig gewölbte Formkörper durch das in den hin und her gehenden Kolben 271 erzeugte Vakuum von der Palette 12b mit hinterseitig gewölbten Formkörpern entnommen. Das gesamte Montagemodul 70 wird dann nach oben in zirka 0,25 Sekunden hin und her bewegt, um den Transport der leeren Palette 12b auf dem Förderer 32b aus dem Montagemodul heraus und die Einfügung einer neuen Palette 12a zu ermöglichen, die mit vorderseitig gewölbten Formkörperhälften beladen ist, wobei in jede derselben eine Dosis Monomer am Füllmodul 53 eingefüllt wurde. Die Palette 12a wird, wie es zuvor unter Bezugnahmne auf 9 beschrieben wurde, in ihre Position vorgeschoben, sie wird in genauer Position ausgerichtet mit Hilfe von konisch zulaufenden Ausrichtungsstiften 306, 307, welche mit den Blind- Ausrichtungsöffnungen 129a, 129b zusammenwirken, welche auf der Palette 12a ausgebildet sind, wie in 4(a) veranschaulicht wird. Die Verjüngung auf dem Stift 306 ist ausreichend, um die Palette innerhalb von +/- 0,1 mm für die Präzisionsmontage der Formkörperhälften auszurichten.
Der Montagezyklus beginnt damit, daß das Vakuumverteilergehäuse 272 und das Primärgehäuse 273 nach unten hin und her bewegt werden, bis eine Umkreisdichtung 310 in Kontakt mit dem äußeren Umkreis 140 der Palette 12b kommt. Wenn der Kontakt mit der Umkreisdichtung hergestellt ist, wird ein Vakuumschalter durch einen Näherungsschalter angrenzend an die hin und her gehende Traverse 278 betätigt, welche eine zweite Vakuumquelle betätigt, die durch das Vakuumrohr 311 und das Innere des hin und her gehenden Antriebsrohres 274 erzeugt wird, um die Kammer zu evakuieren, die zwischen dem Vakuumverteilergehäuse 272 und der Palette 12a ausgebildet wurde.
Es sollte beachtet werden, daß das in den zwei hin und her gehenden Antriebsrohren 274, 275 erzeugte Vakuum leicht unterschiedlich ist, wobei das im Rohr 275 erzeugte Vakuum geringfügig größer ist als das im Rohr 274 erzeugte Vakuum, um sicherzustellen, daß die hinterseitig gewölbten Formkörper auf den hin und her gehenden Kolben 271 vor ihrem Aufbringen auf dem Monomer und der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte zurückgehalten werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform liegt der im Vakuumverteiler rund um die Palette 12b erzeugte Druck im Bereich von 5 bis 7 Millibar, während das in den hin und her gehenden Kolben 271 erzeugte Vakuum im Bereich von 3 bis 5 Millibar liegt.
Nachdem das Vakuum im Vakuumverteilergehäuse 272 aufgebaut worden ist, geht das Vakuumverteilergehäuse nicht mehr hin und her und bleibt stationär in Bezug auf die Palette 12a. Das obere oder Primärgehäuse 273 setzt jedoch seine Hin- und Herbewegung nach unten fort und ermöglicht es, daß die hinterseitig gewölbten Formkörper in Kontakt mit dem Monomer kommen und dies langsam nach außen verdrängen, um den Formkörperhohlraum zu füllen, wenn die beiden Formkörperhälften zusammengefügt werden. Das rund um das Gehäuse aufrecht erhaltene Vakuum ermöglicht den Zusammenbau der zwei Formkörperhälften auf schnellere und wirksamere Weise, als wenn die Montage unter einem N₂ Umgebungsdruck erfolgen würde. Wenn die Montage unter Vakuum erfolgt, kann die Absetzgeschwindigkeit sogar bis auf 5 min pro Sekunde ansteigen, während ohne Vakuum jede Geschwindigkeit, die größer als 0,2 bis 1 mm pro Sekunde ist, zu einem unzulässigen Rütteln des Monomers und zur Ausbildung von Blasen führen kann, was die Qualität der resultierenden Linse beeinträchtigt und schädigt. Wenn kein Vakuum erzeugt wird, ist es ferner möglich, daß Stickstoff zwischen den Formkörperhälften oder zwischen dem Monomer und der hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte eingeschlossen wird, was zu einer weiteren Blasen- oder Schlierenbildung führen kann, was zu einer Zurückweisung dieser Linse führen wird.
Eine unabhängige Bewegung der beiden Verteiler 272, 273 ist vorgesehen, da sich das Vakuumverteilergehäuse 272 nicht länger nach unten hin und her bewegt, nachdem es auf der Palette 12a sitzt. Das obere Primärgehäuse setzt jedoch seine Hin- und Herbewegung nach unten fort, legt die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte ab und setzt die Bewegung fort, um dadurch die Federn 283 und 286 vollständig zusammenzudrücken. Wenn diese Federelemente zusammengedrückt sind, schwimmen die hin und her gehenden Kolben 271 zwischen den hinterseitig gewölbten Formkörperhälften 33 und den für eine Hin- und Herbewegung im Verteiler 273 befestigten Druckluftzylindern 293, welcher auf einen vorbestimmten Druck gebracht wurde. Somit wird der endgültige Festklemmdruck auf die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte erzeugt, wie dies durch den in den Druckluftzylindern 293 aufrechterhaltene Luftdruck bestimmt wird und nicht durch die Federelemente 283, 284 oder den Druck, der vom Antriebsmotor 277 bestimmt wird. Dies ermöglicht die unabhängige Hin- und Herbewegung oder die Schwimm-Bewegung jedes hin und her gehenden Kolbens 271, während es möglich ist, alle Kolben mit einem gemeinsamen vorgegebenen Druck unter Druck zu setzen. Somit wird eine Fehlausrichtung einer einzelnen Formkörperhälfte nicht die gesamte Charge von Formkörperanordnungen auf der Palette 12a zerstören.
Wie zuvor unter Bezugnahme auf 12(d) beschrieben wurde, setzt der optionale Festklemmdruck die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte auf die vorderseitig gewölbte Formkörperhälfte und drückt den konvexen Abschnitt der Formkörperhälfte gegen den Teilring 131c, der auf der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte ausgebildet ist und trennt dadurch das Monomer im Linsen-Rohling 132 vom Monomer im überschüssigen HEMA Ring 132a. Nachdem die Formkörperhälften positioniert worden sind, wird ebenfalls das Vakuum in jedem der hin und her bewegten Kolben 271 zuerst gebrochen, indem ein Ventil (nicht gezeigt) in der Vakuumleitung 304 geöffnet wird. Kurz danach und nach einer vorgegebenen Festklemmdauer und einem vorgegebenen Festklemmdruck wird das Vakuum zwischen dem Vakuumverteilergehäuse und der Palette 12a gebrochen, indem ein Ventil in der Vakuumleitung 311 geöffnet wird. Typischerweise ist der Zeitraum 0,5 bis 3 Sekunden, jedoch vorzugsweise 1,5 Sekunden. Der Festklemmdruck kann im Bereich von 0,5 bis 2 kgm/Linse liegen, jedoch vorzugsweise bei 1 kgm/Linse. Danach wird der Antriebsmotor 277 betätigt und das gesamte Montagemodul 59 wird nach oben angehoben und für die Aufnahme einer neuen hinterseitig gewölbten Formkörperhälfte und für einen neuen Betriebszyklus vorbereitet.
Wie in 9 gezeigt ist, sind die Paletten 12b, welche die hinterseitig gewölbten Linsenformkörperhälften transportiert hatten, leer, nachdem sie das Formkörper-Montagemodul 59 der Vorrichtung 50 verlassen haben, und sie werden zum Zufuhrförderer 29 zurückgeführt, um einen neuen Satz von hinterseitig gewölbten Linsenformkörpern von der Spritzgußvorrichtung 30 aufzunehmen. Um dies zu bewirken, wird es der Stößelanordnung 35, die einen hin und her gehenden Stößel 155 und einen Stößelkopf 156 umfaßt, ermöglicht, die leere Palette 12b von der mit „E" angegebenen Position auf dem Förderer 29b in 9 in die Richtung zu schieben, die durch den Pfeil „F" angegeben ist, wo der Zufuhrförderer 29 für hinterseitig gewölbte Formkörper die Palette 12b zur Rückführung an dem Aufnahmepunkt für hinterseitig gewölbte Linsenformkörper aufnimmt. Zusätzlich werden, wie in 9 gezeigt wird, ein zweiter hin und her gehender Stößel 155' und ein Stößelkopf 156' bereitgestellt, um eine Palette 12a mit vorderseitig gewölbten Linsenformkörpern in der Richtung, die durch den Pfeil „F" angegeben wird, auf dem Förderer 27b zurück zum Zufuhrförderer 27 für vorderseitig gewölbte Formkörper zu schieben. Dies erfolgt nur, wenn das Fertigungsstraßen-Qualitätskontrollsystem anzeigt, daß eine Palette 12a eine Linsenformkörperanordnung mit Formkörperhälften enthält, die falsch ausgerichtet sind, die nicht korrekt in einer Palettenvertiefung sitzen, die in Bezug auf erforderliche Verweilzeiten an verschiedenen Stationen in gewisser Weise nicht der Spezifikation entsprechen oder bei denen festgestellt wurde, daß sie nicht die richtige Menge an Monomergemisch in dem Hohlraum enthalten, der zwischen den Formkörperhälften ausgebildet ist. Die Feststellung von Fehlern kann an verschiedenen Stellen der Fertigungsstraße erfolgen, einschließlich der Füll- und Formkörper-Montagestation 50, und die einzelnen Paletten werden durch die Qualitätskontrollvorrichtung (nicht gezeigt) markiert, damit sie durch den Stößel 155' für die Rückkehr in den Kreislauf zurückgewiesen werden können. Die Kontaktlinsen-Fertigungsstraßenanlage schließt eine Absaugeinrichtung für das Entfernen der Formkörperanordnungen von der zurückgewiesenen Palette 12a ein, während diese zurückgeführt wird oder während sie sich auf dem Zufuhrförderer 27 für vorderseitig gewölbte Formkörper befindet.
Wie in 15(a) gezeigt wird, verlassen die einzelnen Paletten 12a, welche die acht Kontaktlinsenformkörperanordnungen enthalten, die Füll-/Formkörper-Montagevorrichtung 50 auf dem Förderer 32c mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/Sek. (+/- 5 mm/Sek.), bevor sie in die Vorhärtungsvorrichtung 65 eintreten, wo die vorderseitig gewölbten und die hinterseitig gewölbten Formkörperhälften dann im Vorhärtungsschritt zusammengepreßt werden, um alles überschüssige Monomer aus dem Formkörperbereich zu verdrängen, und die Formkörperhälften durch das Ausrichten der Formkörperflansche 131a, 133a ordnungsgemäß aus zurichten. Wie später erläutert wird, wird, während die Formkörperhälften unter Druck zusammengepreßt werden, das Polymerisationsgemisch dann aktinischem Licht, vorzugsweise von einer UV-Lampe, ausgesetzt. Typischerweise werden die Formkörperhälften für zirka 40 Sekunden zusammengepreßt, wobei aktinische Strahlung 30 Sekunden einwirkt. Beim Abschluß des Vorhärtungsschrittes hat das Polymerisationsgemisch ein teilweise polymerisiertes Gel ausgebildet, wobei die Polymerisation im gesamten Gemisch ausgelöst wurde. Nach dem Vorhärtungsschritt wird das Monomer-/Lösungsmittelgemisch dann im UV-Ofen 75 ausgehärtet, wodurch die Polymerisation im Monomer/den Monomeren abgeschlossen wird. Diese Bestrahlung mit aktinischer sichtbarer oder ultravioletter Strahlung erzeugt ein Polymer-/Lösungsmittelgemisch in der etwas verringerten Form der endgültig gewünschten Hydrogellinse.
Wie in 15(a) dargestellt ist, liefert der Förderer 32c Paletten 12a, die eine Vielzahl von Formkörpern enthalten, zu einem im allgemeinen mit 168 bezeichneten Sammelbereich, der eine Vielzahl von Paletten für einen Chargenbetrieb an der Vorhärtungsvorrichtung 65 ansammelt. Der Sammelbereich 168 schließt eine Haltevorrichtung 166 ein, welche durch eine Steuervorrichtung (nicht gezeigt) zeitlich gesteuert wird, um eine Führungspalette an einer Stelle auf dem Förderer 32c anzuhalten und es zu ermöglichen, daß sich eine vorgegebene Anzahl von nachfolgenden Paletten hinter der angehaltenen Führungspalette ansammelt, um eine Chargenbearbeitung an der Vorhärtungsvorrichtung zu ermöglichen. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden zwölf Paletten angesammelt, was es ermöglicht, sechsundneunzig (96) Formkörperanordnungen in der Vorhärtungsvorrichtung 65 im Chargenmodus für einen längeren Zeitraum von 30 bis 60 Sekunden zu bearbeiten, während kontinuierlich neue Paletten aus der Fertigungsstraße mit einer Geschwindigkeit von 1 Palette alle 6 bis 12 Sekunden eintreffen.
15(a)–15(e) veranschaulichen die Abfolge für das Ermöglichen der Chargenbearbeitung der Formkörperanordnungen in der Formkörper-Festklemm- und -vorhärtungsvorrichtung 65. 15(a) zeigt den Förderer 32c, der zwölf Paletten 12a mit der Vielzahl von Formkörpern zum Sammelbereich 168 transportiert. Wie in 15(a) gezeigt, wird die Führungspalette 12a' hinter der Haltevorrichtung 166 angehalten, während die übrigen Paletten sich hinter dieser ansammeln. Aus 15(a) ist ersichtlich, daß bis zu 12 Paletten, die allgemein als 12a'' angegeben werden, in der Formkörper-Festklemm- und -vorhärtungsvorrichtung 69 bearbeitet werden, während der neue Satz Paletten im Sammelbereich 168 angesammelt wird, wodurch ein kontinuierlicher Strom von Paletten in die Vorhärtungsvorrichtung gesichert wird.
Nach dem Ansammeln von bis zu zwölf Paletten im Sammelbereich 168 wird die Haltevorrichtung 166 zurückgezogen und der Chargen-Schiebearm 173 wird in die Richtung ausgefahren, die durch den Pfeil „A" (15(a)) angegeben ist, um die zwölf Paletten auf dem Förderer 32c in geeigneter Weise innerhalb der Arme 171a, 171b von Arm 173 anzuordnen, wie in 15(b) gezeigt wird. Es versteht sich, daß eine geeignete Bahnvorrichtung 175 und eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, um die bidirektionale und orthogonal horizontale Bewegung des Chargen-Schiebearms 173 zu ermöglichen. Sobald die zwölf Paletten zwischen den Armen 171a, b des Chargen-Schiebearms 173 ausgerichtet sind, wird der Schiebearm in horizontaler Richtung angetrieben, die mit dem Pfeil „B" angegeben wird, wie in 15(c) gezeigt. Der vorhergehende Satz von zwölf Paletten 12a'', welcher dem Formkörper-Festklemmen und der Vorhärtung unterzogen wurde, wird nun gleichzeitig aus der Vorhärtungsvorrichtung 69 durch den Arm 171b des Chargenschiebers 173 hinausgeschoben, wenn die neuen Sätze von Paletten durch den Palettenschieber 173 eingebracht werden, wie in 15(c) gezeigt ist. Bei der teilweise freigelegten Ansicht des UV-Polymerisationsofens in 15(c), werden sechs (6) der Paletten des vorhergehenden Satzes (12a'') auf einen Förderer 31a geschoben, wodurch der Satz in zwei Chargen von je sechs Paletten für den Eintritt in die UV-Chargen-Zyklen-Polymerisationsvorrichtung 75 (1) geteilt wird, wie nachstehend beschrieben wird.
Wie in 15(d) dargestellt, wird nach dem Einbringen der neuen Charge von zwölf Paletten in die Vorhärtungsvorrichtung 65 für das Formkörper-Festklemmen und die Vorhärtung der Chargenschiebearm 173 in der Bahn 175 zurückgezogen, und die Chargen-Stößelanordnung 176 der Chargen-Umschaltvorrichtung 45 wird gleichzeitig ausgefahren, um die anderen sechs Paletten der vorhergehenden Charge (12a'') zu einem Eintrittsbereich 177 zu schieben, wo die sechs Paletten weiter zurück zu einem zweiten Förderer für den Transport in die UV-Zyklen-Polymerisationsvorrichtung 75 geschoben werden.
Nachdem die Chargen-Stößelanordnung 176 die sechs Paletten in den Eintrittsbereich 177 geschoben hat, wird die Anordnung 176 zu ihrer ursprünglichen Position zurückgezogen, wie in 15(e) dargestellt ist. Nachdem die Chargen-Stößelanordnung 176 zurückgezogen worden ist, wird der Chargen-Schiebearm 173 in einer durch Pfeil „C" in 15(e) angegebenen horizontalen Richtung ausgefahren, um die sechs Paletten auf einen zweiten Förderer 31b zu schieben, der zum Teil verborgen in der Abbildung gezeigt wird. Die Chargen-Stößelanordnung bewegt sich dann hin und her in der dem Pfeil „C" entgegengesetzten Richtung zu der Position, die in 15(a) veranschaulicht wird, wo sie die Ansammlung der nächsten Charge von zwölf Paletten erwartet.
16 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorhärtungsvorrichtung 65. Wie in 16 gezeigt wird, nimmt die Vorhärtungsvorrichtung eine Vielzahl von Paletten mit einer Vielzahl darin befindlicher Kontaktlinsen-Formkörper vom Zufuhrförderer 32c auf. Der Zufuhrförderer 32c liefert die Paletten 12a und die Formkörperanordnungen in eine sauerstoffarme Umgebung, wobei diese Umgebung erreicht werden kann, indem ein Behälter 126 mit Stickstoffgas unter Druck gesetzt wird. Vor der Polymerisation ist das Monomer empfänglich für die Oxidation durch Sauerstoff, was zu einer Verschlechterung der resultierenden Linse führt.
Die Vorhärtungsanordnung 69 der Vorhärtungsvorrichtung 65 ist zum Teil sichtbar im weggebrochenen Abschnitt von 16. Wie detaillierter in EP-A-0686483 erläutert wird, wird die Anordnung in den Eingriff mit Paletten, die Kontaktlinsen-Formkörper enthalten, angehoben und gesenkt mit Hilfe eines Druckluftzylinders 120, welcher einen Zwischenträgerbalken 121 und hin und her gehende Schaftelemente 122 hebt und senkt, die für eine hin und her gehende Auflage im Element 123 gelenkig gelagert sind. Nach dem Vorhärtungsvorgang werden die Paletten mit darin befindlichen Kontaktlinsen-Formkörpern durch eine Luftschleusenvorrichtung 124 für das nachfolgende Härten mit Wärme und zyklischer aktinischer Strahlung ausgestoßen.
18 ist eine grafische, schematische Darstellung eines Teils der Vorhärtungsanordnung 69. Die Anordnung 69 schließt mehrfache vertikale Hin- und Herbewegungen ein, wovon eine erste als Reaktion auf die Bewegung vom Luftzylinder 120a und des hin und her gehenden Trägers 121a erfolgt. Wenn die Vorhärtungsvorrichtung 69 in der durch Pfeil A angegebenen Richtung gesenkt wird, nimmt eine Vielzahl von ringförmigen Festklemmvorrichtungen 110 den oberen ringförmigen Flansch 133a jeder der Formkörperhälften in Eingriff die sich in den Paletten 12a befinden. Die Vielzahl von ringförmigen Festklemmvorrichtungen 110 ist an einer hin und her gehenden Plattform 111 der Vorrichtung befestigt und bewegt sich mit dieser, und sie sind elastisch in dieser für eine zweite Hin- und Herbewegung entlang der Richtungen von Pfeil B montiert, die in 18 veranschaulicht werden.
Wie in 18 veranschaulicht, sind die Festklemmvorrichtungen 110 im Rahmen 111 durch Federn 112 (schematisch veranschaulicht) vorgespannt, wobei es sich um eine Luftfeder, um eine Schraubenfeder oder um simple Gewichte handeln kann. Wenn die Vorrichtung gesenkt wird, nehmen die Festklemmvorrichtungen die ersten und zweiten Formkörperhälften in Eingriff und klemmen diese mit der Kraft zusammen, welche durch die Feder oder die Gewichte 112 bestimmt wird. Wenn Luftfedern verwendet werden, wird die Kraft bestimmt durch den Druck, der dem Luftzylinder (nicht gezeigt) zugeführt wird. In 18 werden zwar Festklemmvorrichtungen 110 als vier Elemente für Veranschaulichungszwecke gezeigt, jedoch versteht es sich, daß bei der in 18 gezeigten Ausführungsform 96 einzelne Festklemmvorrichtungen bereitgestellt sind, mit einer einzelnen Festklemmvorrichtung für jede der Formkörperhälften.
Über der Festklemmvorrichtung ist eine Vielzahl aktinischer Lichtquellen 114 angeordnet, welche UV-Lampen sein können. Nachdem die Festklemmvorrichtungen die Formkörperhälften in Eingriff genommen haben, um sie zusammenzuklemmen, wird durch einen Luftzylinder 116 eine Blendenvorrichtung 115 geöffnet, damit die aktinische Lichtquelle 114 die Polymerisation der polymerisierbaren Zusammensetzung in jeder der Formkörperhälften 139 auslösen kann. Die Blendenvorrichtung 115 weist eine Vielzahl von in dieser ausgebildeten Öffnungen 113 auf und ist entlang der X-Achse hin und her bewegbar, wie durch Pfeil C in 18 angegeben, um Belichtungsdurchgänge 117 zu öffnen und zu schließen.
Die Arbeitsweise der Vorhärtungsvorrichtung 69 wird eingestellt durch einen Steuerkreis 100, welcher die Dauer der Festklemmzeit durch die Länge des Zeitraums steuert, in welchem der Luftzylinder 120a zu seiner unteren Hin- und Herbewegung betätigt wird. Der Steuerkreis 100 steuert ebenfalls die Dauer der Belichtungszeit durch die Betätigung der Blende 115 und des Luftzylinders 116. Die Intensität kann ebenfalls manuell durch das Heben oder Senken der Lampen 114 in Bezug auf die Formkörper 139 angepaßt werden.
Die durch die Festklemmvorrichtungen 110 aufgebrachte Kraft kann von zirka 0,1 kpf bis 2,0 kpf und vorzugsweise von 0,5 bis 1,0 kpf variiert werden, und sie wird aufgebracht, um den Flansch 133a der zweiten konvexen Formkörperhälfte für die Dauer der Belichtung parallel zum Flansch 131a der ersten konkaven Formkörperhälfte zu halten. Das Festklemmgewicht wird durch die Steuervorrichtung 100 10 bis 60 Sekunden, jedoch typischerweise über einen Zeitraum von 40 Sekunden aufgebracht. Nach zirka 10 Sekunden Gewichtsbelastung wird die aktinische Strahlung von UV-Lampen 114 auf den zusammengefügten Formkörper und das polymerisierbare Monomer aufgebracht. Typischerweise ist die Intensität der UV-Lichtquelle 2–4 mW/cm², und diese Intensität des Lichts wird 10 bis 50 Sekunden lang aufgebracht, jedoch bei der bevorzugten Ausführungsform 30 Sekunden. Es versteht sich, daß unterschiedliche Intensitäten und Belichtungszeiten zur Anwendung kommen könnten, einschließlich von gepulster und zyklischer UV-Strahlung hoher Intensität in der Größenordnung von 10 bis 150 mW/cm² mit Belichtungszeiten von 5 bis 60 Sekunden.
Die Formkörperhälften werden zuerst vor der Belichtung über einen vorgegebenen Zeitraum zusammengeklemmt, damit sich ein Gleichgewicht zwischen dem Monomer und dem Formkörperhohlraum ausbilden kann und damit überschüssiges Monomer aus dem Formkörperhohlraum in den Raum zwischen den Flanschen 131a und 133a extrudiert werden kann, wo es einen Ring aus Überschußmonomer 132a ausbildet, im allgemeinen als HEMA Ring bezeichnet, wenn Hydroxyethylmethacrylat-Monomer zum Einsatz kommt, wie in 5(b) gezeigt. Wie oben erwähnt, weist der Hohlraum der konkaven vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte einen scharfen ringförmigen Rand 136 auf, um in sauberen Kontakt mit dem konvexen Teil der Formkörperhälfte 133 zu kommen und dadurch die Kontaktlinse 132 vom HEMA Ring 132a zu trennen. Der Festklemmzeitraum vor der Belichtung ermöglicht es, daß alles überschüssige Monomer vom Formkörperhohlraum zum HEMA Ring wandert, daß der zweite Formkörperhohlraum sauber auf dem Trennrand 136 aufsitzt und sich ein Gleichgewicht zwischen den Formkörperhälften und dem Monomer ausbilden kann.
Am Ende des Bestrahlungszeitraums wird die Blende 115 geschlossen, indem sie, wie in 18 dargestellt, nach rechts hin und her bewegt wird und das Gewicht entfernt wird, indem der Zylinder 120a eingeschaltet wird, um die Vorhärtungsanordnung 69 nach oben mit Hilfe von Schiebestangen 122a zu heben. Wenn die Anordnung 69 angehoben wird, werden die Festklemmvorrichtungen 110 von den Formkörpern und Paletten weg angehoben, damit diese aus der Vorhärtungsvorrichtung, wie oben beschrieben, mit Hilfe der Förderer 31a, b hinaus transportiert werden können. Während der Vorhärtungszeit kann die Temperatur im System von einer Umgebungstemperatur bis zu 50° C variiert werden.
Zum Abschluß des Vorhärtungsprozesses hat das Monomer die Auslösung der Polymerisation und einen gewissen Grad derselben durchlaufen. Die sich ergebende Linse ist in einem Gelzustand, wobei einige Bereiche der Linse, welche die geringste Dicke aufweisen, d. h. der Rand, einen höheren Grad der Polymerisation als der Körper haben.
17 beschreibt eine zweite Ausführungsform für die Chargen-Handhabung von Paletten 12a an der Vorhärtungsstation. Wie oben in Bezug auf 16 und 18 beschrieben, bewegte die erste Ausführungsform die UV-Lampen und die Festklemmelemente in den Eingriff und aus dem Eingriff mit den Formkörperhälften und den vom Förderer 32c getragenen Paletten. Bei der in 17 veranschaulichten Ausführungsform sind die UV-Lampen stationär, und die Paletten 12a werden für den Zeitraum des Vorhärtens für den Eingriff mit der Festklemmvorrichtung vom Förderer 32c abgehoben.
Die bei der in 17 dargestellten Ausführungsform verwendete Festklemmvorrichtung nutzt die Festklemmvorrichtung 110, die zuvor unter Bezugnahme auf 18 beschrieben wurde. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Festklemmvorrichtungen 110a über einen Rollenförderer angeordnet, der in der Seitenansicht von 17 durch Rollen 174 dargestellt ist. Eine Vielzahl von Hubstützen 172 ist zwischen Gruppen von Rol len 174 etwa in der Mitte der Breite der Paletten 12a angeordnet. In 17 ist eine erste Reihe von Paletten 12a dargestellt, welche auf den Rollen 174 aufliegt, wobei benachbarte Ränder jeder der Paletten entlang der Oberfläche der Hubstützen 172 ausgerichtet sind.
Die Paletten 12a werden in ihrer Position durch einen Anschlag 189a ausgerichtet, welcher durch den Luftzylinder 185a während der Beladung der Vorhärtungsvorrichtung angehoben wird. Während der Beladung der Vorrichtung wird der Anschlag 189a nach oben hin und her bewegt, und die erforderliche Anzahl von Paletten 12a wird in die Vorhärtungsvorrichtung vorgeschoben. Wenn 6 Paletten in jeder Reihe vorgeschoben worden sind, wird ein zweiter Anschlag 189b durch den Luftzylinder 185b angehoben, um auf dem X-Achsenweg eine Grenze zu definieren, wie in 17 veranschaulicht. Ein gesonderter Luftzylinder 185c wird im Zusammenwirken mit dem Anschlag 189a eingesetzt, um die angrenzenden Ränder der Paletten 12a über der Mitte der Hubstützen 172 auszurichten. Nachdem die Paletten ausgerichtet worden sind, werden die Hubstützen 172 nach oben hin und her bewegt mit Hilfe des Zwischenstützrahmens 181 und eines Paares von Druckluftmotoren, die im allgemeinen mit 199 bezeichnet werden.
Die Paletten werden nach oben hin und her zu der Position bewegt, die in 17 bei 12a' veranschaulicht wird und wo sie das Festklemmelement 110a in Eingriff nehmen, wie zuvor beschrieben. Jede Festklemmvorrichtung 110a weist ebenfalls eine separate und unabhängige elastische Feder auf, wie sie in dem zuvor erwähnten gleichzeitig anhängigen Patent mit dem Titel „Formkörperfestklemmen und Vorhärtung eines polymerisierbaren Hydrogels" beschrieben wird, um die Festklemmvorrichtung 110a und die obere Formkörperhälfte gegen die untere Formkörperhälfte während des Vorhärtungszeitraums zu drücken.
Nachdem die Paletten und die Formkörperhälften durch die Luftzylinder 199 angehoben worden sind und die ersten und zweiten Formkörperhälften durch die Festklemmvorrichtung 110a zusammengeklemmt wurden, wird eine hin und her gehende Blende 115a verschoben, wie in 17 dargestellt, um eine Vielzahl von Öffnungen in dieser mit den zentralen Öffnungen auszurichten, die in der Festklemmvorrichtung 110a ausgebildet sind und um dadurch die Bestrahlung des Monomers in den Formkörperhälften durch aktinische Lichtquellen 114a zu ermöglichen, wie im allgemeinen oben unter Bezugnahme auf 18 beschrieben wird. Der Festklemmzeitraum und das Ausmaß der Bestrahlung werden durch einen Steuerkreis in der zuvor beschriebenen Weise gesteuert.
Nach der Vorhärtung des Monomers in der Formkörperanordnung 139 werden die Paletten 12a nach unten hin und her zu der Position bewegt, die in 17 dargestellt wird und durch Förderrollen 174 zu einem nachfolgenden Förderer vorgeschoben, wie nachstehend im Detail beschrieben werden wird, welcher die Paletten zur Polymerisationsvorrichtung transportiert.
Wie oben beschrieben, treten die einzelnen Paletten 12a, welche die acht Kontaktlinsen-Formkörperanordnungen enthalten, nach dem Verlassen der Vorhärtungsvorrichtung 65 in die UV-Polymerisationsvorrichtung 75 auf zwei Bahnen 31a, b ein, wie in 1 gezeigt wird. In der UV-Polymerisationsvorrichtung 75 werden die Paletten mit einer Geschwindigkeit von zirka 5,5 mm/Sek. befördert. 19(a) zeigt eine Draufsicht der UV-Polymerisationsöfen. Nach der Beendigung des Polymerisationsprozesses werden die zwei Hälften des Formkörpers während des Formkörper-Trennschrittes getrennt, wobei die Kontaktlinse in der ersten oder vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte verbleibt, aus welcher sie anschließend entnommen wird. Es sollte erwähnt werden, daß die vorderseitig gewölbten Formkörperhälften und die hinterseitig gewölbten Formkörperhälften nur für einen einzigen Formungsvorgang verwendet werden und danach weggeworfen oder entsorgt werden.
Wie in 19(b) veranschaulicht, welche eine Fortsetzung von 19(a) ist, verlassen die Paletten, welche die polymerisierten Kontaktlinsen in den Formkörperanordnungen enthalten, den Polymerisationsofen 214 und treten in einen Formkörper-Trennungspuffer 76 mit einer Umgebungstemperatur von 30 °C bis 85 °C in Vorbereitung auf das nachfolgende Trennen der Formkörperanordnungen ein. Wie in 20 gezeigt wird, verlassen die Paletten mit den Formkörperanordnungen den Formkörper-Trennungspuffer 76 auf zwei Förderern 31a, 31b und treten in die Formkörper-Trennungs-vorrichtung 90 ein. Die Paletten werden von ihren Förderern überführt und auf einem jeweiligen Transportträger 182a, 182b des Doppelschwingbalkens 180 positioniert. Wie in 21(a) bis 21(c) veranschaulicht wird, umfaßt jeder Transportträger 182a, 182b eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Schubblöcken, wie zum Beispiel die acht, die gekennzeichnet sind als 184a, b, c, d und 186a, b c, d, welche sich horizontal bewegen, um eine Palette mit Formkörperanordnungen präzise zur Formkörper-Trennvorrichtung 90 zu transportieren.
Um eine Palette 12a vom Förderer 31a zum Transportbalken 182a des Doppelschwingbalkens 180 zu positionieren, wird die Palette zuerst durch vorgelagerte Klemmbacken 186a, b festgeklemmt, wie in 20 gezeigt. In zeitlich gesteuerter Weise und mit Hilfe der Steuerung einer geeigneten Steuervorrichtung wird die Palette freigegeben und auf einem Paar Träger-Führungsbahnen 183a, b zwischen einem Paar Schiebeblöcken, zum Beispiel 184a, 184b des Trägers 182a positioniert, wie in 21(a) gezeigt wird, für den Transport durch die Formkörper-Trennvorrichtung 90. In ähnlicher Weise wird, um eine Palette 12a vom Förderer 31b zum Transportbalken 182b des Doppelschwingbalkens 180 zu transportie ren, die Palette zuerst durch vorgelagerte Klemmbacken 187a, b (20) festgeklemmt und dann rechtzeitig auf einem zweiten Paar Träger-Führungsbahnen 183c, d (21(a)) zwischen einem Paar Schiebeblöcken, zum Beispiel 186a, 186b des Trägers 182b für den Präzisionstransport durch die Formkörper-Trennvorrichtung positioniert. Die Funktionsweise des Transportträgers 182a des Doppelschwingbalkens 180 wird jetzt detaillierter beschrieben werden, wobei davon ausgegangen wird, daß die Grundgedanken und die Verfahren, auf denen die Funktionsweise beruht, in gleicher Weise auf den Transportträger 182b Anwendung finden.
Eine detaillierte Ansicht des Transportträgers 182a, b des Doppelschwingbalkens 180 wird in 21(a)–21(d) gezeigt. Wie in 21(a) gezeigt wird, schließt der Transportträger 182a, b einen hin und her gehenden Trägerbalken 179a, b ein, der eine Vielzahl von Schiebeblöcken 184a, b... usw. (186a, b,...usw.) aufweist, die gleichmäßig auf den jeweiligen Trägerbalken 179a, b in einem Abstand beabstandet sind, der in etwa der Länge einer Palette entspricht. Jeder Trägerbalken ist für horizontale Hin- und Herbewegung in den Richtungen angebracht, die durch den doppelköpfigen Pfeil „A-B" in 21(a) angegeben sind, um die Paletten 12a auf entsprechenden Führungsbahnen 183a, b und 183c, d durch die Formkörper-Trennvorrichtung voranzuschieben, und er ist zusätzlich für eine Hin- und Herbewegung in der vertikalen Richtung befestigt, wie durch den doppelköpfigen Pfeil „A'-B'" in 21(d) angegeben wird.
Wie in 21(d) gezeigt wird, schließt jede Führungsbahn 183a, b ein Paar Führungsbahn-Schienen oder Schultern 188a und 188b zur Einpassung in entsprechende Rillen 28a, b der Palette ein, wie oben beschrieben. Der paarweise angeordnete Satz von Schultern 188a, b und entsprechender Führungsschienenkerben 28a, b der Palette halten die Palette in genauer Ausrichtung, wenn sie durch den Trägerbalken 179a durch die Formkörper-Trennvorrichtung vorgeschoben wird, und sie verhindern weiterhin jede vertikale Bewegung der Palette 12a, wenn die Formkörper-Anordnungen 139 getrennt werden. Die Höhe eines Schubblocks, zum Beispiel des Blocks 184a ist dergestalt, daß er den Rand einer Palette in Eingriff nimmt, wenn der Transportbalken 179a vertikal zu der Position hin und her bewegt wird, die durch den Pfeil „A'„ gekennzeichnet ist, wenn die Palette durch die Formkörper-Trennvorrichtung 90 vorangeschoben wird, und daß er den Eingriff mit dem Rand der Palette löst, wenn der Trägerbalken 179a vertikal zu einer Position zurückgezogen wird, die durch den Pfeil „B'" angegeben wird.
Wie zuvor oben erwähnt und in 21(a)–21(c) dargestellt, wird eine Palette 12a zuerst auf dem parallelen Satz von Bahnen 183a, b zwischen den ersten zwei Schubblöcken 184a und 184b positioniert. Um die Palette voranzuschieben, wird der Transportträgerbalken 179a in der Richtung vorangetrieben, die mit „C" in 21(b) angegeben ist, so daß die Schubblöcke 184a, b die Palette 12a in Eingriff nehmen, um sie auf den Führungsbahnen 183a, b von ihrer vorherigen Position voranzuschieben, die in 21(a) gezeigt wird. Somit wird die in 21(a) positionierte Palette 12a jetzt als gestrichelte Linie in einer vorangeschobenen Position zwischen den Schubblöcken 184a, b in 21(b) dargestellt. Unmittelbar nach dem Voranschieben der Palette 12a wird der Transportträgerbalken 179a in vertikaler Richtung unter die Ebene der Trägerschienen 183a, b zurückgezogen, so daß der Trägerbalken (und die Schubblöcke desselben) horizontal hin und her gehend unterhalb der Palette zu seiner ursprünglichen Position in der Richtung „A", wie in 21(a) angegeben, zurückkehren kann.
Nach der horizontalen Hin- und Herbewegung zu seiner ursprünglichen Position wird der Trägerbalken 179a (und die Schubblöcke 184a, b ... usw.) vertikal zu seiner Ausgangsposition ausgefahren, wo die Schubblöcke 184a, b eine neu ausgerichtete Palette 12a vom Förderer 31a in Eingriff nehmen, wie in 21(c) gezeigt wird. Zusätzlich befindet sich die erste Palette 12a, die auf den Trägerschienen 183a, b vorangeschoben wurde, jetzt im Eingriff zwischen den Schubblöcken 184b, c. Durch die kontinuierliche Hin- und Herbewegung jedes Transportträgerbalkens 179a, (b) des Doppelschwingbalkens 180 wird ein genauer und kontinuierlicher Fluß von Paletten durch die Formkörper-Trenn-vorrichtung 90 garantiert. Die speziellen Vorrichtungen für das Ermöglichen der horizontalen und vertikalen Hin- und Herbewegung der Transportträgerbalken 179a, (179b) und der Schubblöcke 184a, b ... usw. (186a, b ... usw.) derselben werden jetzt beschrieben.
22 veranschaulicht eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Doppelschwingbalkens 180 mit dem Transportförderer 182a. Wie in 22 gezeigt wird, ist der Transportträgerbalken 179a durch eine geeignete Befestigungsvorrichtung 197 auf der Bahn 193 für eine horizontale Hin- und Herbewegung auf dieser befestigt. Der Motor 191 und geeignete Antriebsverbindungen 192 werden bereitgestellt, um die horizontale Bewegung des Transportträgerbalkens 179a auf der Bahn 193 genau zu steuern, damit Schubblöcke die Palette auf den Trägerschienen 183a, b in Eingriff nehmen und voranschieben können. Weiterhin kann, wie in 22 gezeigt, der Trägerbalken 179a in vertikaler Richtung durch eine Reihe von Druckluftzylindern zurückgezogen werden, von denen zwei, 190a und 190d, in der Abbildung gezeigt werden. Die Zylinder 190a, d und der Motor 191 werden präzise durch eine Steuervorrichtung gesteuert, um gleichzeitig für die Hin- und Herbewegung und das Zurückziehen des Transportträgerbalkens zu sorgen.
Bei der oben im Detail beschriebenen bevorzugten Ausführungsform tragen die Transportträger des Doppelschwingbalkens Paletten mit Kontaktlinsen-Formkörperanordnungen zur Formkörper-Trennvorrichtung, wo vorzugsweise die Flanschbereiche der vorderseitig gewölbten Formkörperhälften und der hinterseitig gewölbten Formkörperhälften ergriffen und voneinander weggezogen werden, entweder in direkt entgegengesetzten Richtungen oder in einer Trennbewegung in einem Winkel. Vorteilhafterweise wird die Kontaktlinsen -Formkörperanordnung zuerst leicht erwärmt, um die Trennung des polymerisierten Erzeugnisses von den Oberflächen der Formkörperhälfte zu erleichtern. Wie detaillierter in EP-A-0686490 erläutert wird, schließt die Formkörper-Trennvorrichtung 90 eine Vorrichtung für das Aufbringen einer genau bestimmten Wärmemenge ein, welche die Form von Dampf- oder Infrarotbestrahlung durch eine Lampe oder durch einen Laser auf die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte haben kann, ehe die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte von der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte durch einen Satz von Trennfingern getrennt wird, die in den Spalt zwischen den übereinander liegenden Flanschbereichen jeder Formkörperhälfte der Formkörperanordnung eingeführt werden.
Wie in 23(a) und 23(b) gezeigt wird, weist die Formkörper-Trennvorrichtung 90 einen hin und her gehenden Balken 226 ein, welcher zwei Dampfabgabeanordnungen 227a, 227b trägt, eine Anordnung für jede Palette, die in diese durch jeden Transportträger 182a, 182b des Doppelschwingbalkens 180 plaziert worden ist. Jede Dampfabgabeanordnung schließt acht Dampfdüsen ein (im allgemeinen mit 260 bezeichnet), die an einen Verteiler und eine Dampfwärmequelle (nicht gezeigt) angeschlossen sind, so daß Dampf gleichzeitig auf jede der Formkörperanordnungen auf der Palette aufgebracht werden kann. Um Wärme aufzubringen, wird der hin und her gehende Balken 226 von der mit „A" in 23(a) bezeichneten Position zu der mit „A'" in 23(b) angegebenen Position ausgefahren, so daß die Dampfdüsen ihre jeweiligen Formkörperanordnungen für das Aufbringen von Dampf bei sorgfältig gesteuerter Temperatur und Dauer in genauen Eingriff nehmen. 23(b) zeigt nur eine Dampfdüsenanordnung 227b im Eingriff mit einer Palette 12a.
Wie in 23(c) dargestellt ist, wird während des Zeitraumes, in welchem die Dampfabgabevorrichtung 227a, b und deren Dampfdüsen 260 Dampf auf die hinterseitige Wölbung der einzelnen Linsenformkörper abgeben, ein Satz von 230a Trennwerkzeugen ausgefahren, wie durch die Pfeile angedeutet, für die Einführung zwischen die 1,5 min–3,0 mm Spalten, die zwischen den jeweiligen vorderseitig gewölbten und hinterseitig gewölbten Formkörperhälften für jede der vier Linsenformkörper ausgebildet sind, welche sich auf einer Seite der Palette 12a befinden. In entsprechender Weise wird ein Satz 230b von Trennwerk zeugen ausgefahren für die Einführung zwischen die Spalten, die zwischen den jeweiligen vorderseitig gewölbten und hinterseitig gewölbten Formkörperhälften für jede der vier Linsenformkörper ausgebildet sind, welche sich auf der entgegengesetzten Seite der Palette 12a befinden. Wie weiter in 23(c) dargestellt ist, wird jeder Satz von Trennfingern 230a, b in einer Weise eingeführt, daß Finger 235 eines unteren Satzes der Trennwerkzeuge den Umkreis- oder ringförmigen Randabschnitt 131c der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte mit der Oberfläche der Palette verankern und daß Finger 236 eines oberen Satzes von Greifwerkzeugen mit Hilfe der Druckluftantriebsvorrichtung 221 die hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte des Linsenformkörpers vertikal (23(e)) von der vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte trennen, ohne die Integrität der Kontaktlinse oder einer der Formkörperhälften zu beschädigen.
Danach werden, wie in 23(d) gezeigt wird, nach der Abgabe der genau gesteuerten Dampfmenge die Dampfabgabeanordnungen 227a, b und die Dampfdüsen 260 derselben durch die jeweiligen Dampfdüsenrückzugsanordnungen 272a, b zurückgezogen, um es der Saugnapfanordnung 290b zu ermöglichen, sich mit der Palette 12a, wie gezeigt, auszurichten. Wie in 23(a) und 23(b) dargestellt, ist jede Saugnapfanordnung 290a, b für Hin- und Herbewegung auf dem Balken 226 befestigt, und jede weist acht Saugnäpfe (im allgemeinen als 285 angegeben) für den genauen Eingriff mit einer entsprechenden Formkörperanordnung auf der Palette auf, wenn die Dampfabgabeanordnungen 227a, b zurückgezogen werden.
Während des in 23(e) veranschaulichten Formkörper-Trennungsschrittes wird die Vakuumabsaugung für die Saugnapfanordnung 290b aktiviert, und die obere Gruppe der Trennwerkzeuge mit den Fingern 236 wird durch die Druckluftantriebsvorrichtung 221 veranlaßt, sich von der unteren Gruppe von Trennwerkzeugen 235 zu trennen, um die Umkreisränder jeder der hinterseitig gewölbten Formkörperhälften 133 eines jeden Linsenformkörpers weg von jeder der vorderseitig gewölbten Formkörperhälften 131 vorzuspannen, welche eine jeweilige Kontaktlinse enthält und die durch die untere Gruppe von Trennfingern 235 festgehalten werden. Somit werden die hinterseitig gewölbten Formkörperhälften 133 wirksam von ihren entsprechenden vorderseitig gewölbten Linsenformkörperhälften getrennt und durch einzelne Saugnäpfe 285 zurückgehalten.
Obwohl nicht dargestellt, werden die oberen und unteren Sätze von Trennfingern 115, 116 schließlich seitlich in entgegengesetzten Richtungen, die durch die Pfeile in 23(e) bezeichnet werden, zurückgezogen, um es jeder Palette 12a, die jetzt bis zu acht vorderseitig gewölbte Linsenformkörperhälften mit einer jeweiligen Kontaktlinse darin enthält, zu ermöglichen, ihren Weg auf ihrer jeweiligen Fördererbahn fortzusetzen, während die Saugnäpfe 285 die entsprechenden einzelnen hinterseitig gewölbten Formkörperhälften für deren Entsorgung zurückhalten. Im besonderen wird die Saugnapfanordnung 290b in ihre ursprüngliche Position zurückgezogen, und das Vakuum kann von dieser entfernt werden, um die entfernten hinterseitig gewölbten Linsenformkörperhälften freizugeben. Die getrennten hinterseitig gewölbten Formkörperhälften fallen an der zurückgezogenen Position in einen Behälter, und sie werden durch eine Vakuumleitung (nicht dargestellt) für ihre Entsorgung abgesaugt.
Nachdem die Formkörperanordnungen in der Formkörper-Trennvorrichtung 90 getrennt worden sind, wird jede Palette, welche die vorderseitig gewölbten Formkörperhälften mit einer freigelegten polymerisierten Kontaktlinse in diesen enthält, anschließend zu einer Hydrationsvorrichtung 89 transportiert, wie es in dem schematischen Diagramm von 1 und mit weiteren Details in 20 dargestellt wird. Wie in 20 gezeigt, wird ein Doppelschieber 202 mit zurückziehbaren Armen 202a, b bereitgestellt, um die Bewegung von Paletten 12a von jedem Transportträger des Doppelschwingbalkens 180 auf den Förderer 31d zu übertragen, für den Transport bei einer Geschwindigkeit von zirka 25 mm/Sek. zur Hydrationskammer. Vor der Überführung zur Hydrationskammer wird die Integrität der in den Paletten enthaltenen Formkörperhälften geprüft, um festzustellen, ob Fehler aufgetreten sind, zum Beispiel falls eine hinterseitig gewölbte Formkörperhälfte nicht von einer entsprechenden vorderseitig gewölbten Formkörperhälfte getrennt wurde. Die Palette wird zunächst zwischen vorgelagerten Klemmbacken 207a, b festgeklemmt, wo die Palette in geeigneter Weise abgetastet wird, um festzustellen, ob ein Fehler vorliegt. Wenn ein Fehler, der auf eine zurückgewiesene Palette verweist, festgestellt wird, wird diese bestimmte Palette und der Inhalt in dieser von Förderer 31d mittels einer geeigneten Schieberanordnung 80, wie sie in 20 gezeigt wird, zum Rückführungsförderer 31e überführt. Die Klemmbacken 207a, b geben die zurückgewiesene Palette frei, und der Schieberarm 80 schiebt die Palette zum Rückführungsförderer 31e, wo die zurückgewiesene Palette zum Zufuhrförderer 27 für vorderseitig gewölbte Formkörper zurückgeführt wird. Wie oben erwähnt, schließt die Kontaktlinsen-Fertigungsstraßenanlage eine Sauglüftvorrichtung (nicht gezeigt) für die Entfernung der Formkörperanordnungen von der zurückgewiesenen Palette 12a ein, während sie zurückgeführt wird oder während sie sich auf dem Zufuhrförderer 27 für vorderseitig gewölbte Formkörperhälften befindet.
Wenn die Paletten mit den getrennten Kontaktlinsenanordnungen nicht zurückgewiesen werden, werden sie abwechselnd von den Klemmbacken 207a, b eingeklemmt und paarweise durch den Förderer 31d zur Transfer-Schieberanordnung 206 zur Überführung zur Hydrationsanordnung 89 befördert (1). Vor dem Eintritt in den Transfer-Schieber 206 klemmen die vorgelagerten Klemmbacken 209a, b zeitweilig eine Palette ein, damit sich ein Paar Paletten hinter dieser ansammeln kann. Gesteuert durch die Steuervorrichtung wird die eingeklemmte Palette zeitweilig freigegeben, um es zu ermöglichen, daß zwei Paletten 12a, 12a' vorwärts für die Ausrichtung mit dem hin und her gehenden Schiebearm 210 des Transfer-Schiebers 206 befördert werden, wie in 20 gezeigt wird. Die Antriebsvorrichtung 211 ermöglicht es dann dem Schiebearm 210, die zwei Paletten zu einer Überführungsvorrichtung 215 zu schieben und im besonderen eine Palette 216 mit einem ebenen Plattenteil 219, der bis zu zwei Sätze von je zwei Paletten für die Überführung zur Hydrationskammer 89 aufnimmt. Nach dem Plazieren des ersten Satzes von Paletten auf der Platte 219 wird der Schiebearm 210 zu seiner ursprünglichen Position (20) hin und her bewegt, um einen zweiten Satz von zwei Paletten aufzunehmen. Dem Schiebearm 210 wird es dann ermöglicht, den zweiten Satz von zwei Paletten auf die Platte 219 des Überführungsschiebers 216 zu plazieren, wodurch bewirkt wird, daß sich der erste Satz von Paletten auf der Platte vorwärts bewegt. 24(a) zeigt den flachen Plattenabschnitt 219 der Überführungspalette 216 mit vier Paletten, die durch den Schiebearm 210, jeweils zwei Paletten auf einmal, dorthin geschoben wurden.
Wie in 20 dargestellt, ist die Überführungspalette 216 für hin und her gehende horizontale Bewegung auf Bahnen 218a, b angebracht. Beim stetigen Betrieb ermöglicht es eine geeignete Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt), daß sich die Transferpalette 216 und die Platte 219, die vier Paletten tragen, über die Bahnen 218a, b in der Richtung, die durch den Pfeil „A" in 24(a) angegeben ist, zur Hydrationskammervorrichtung 89 bewegen, bis sie den Hydrationsvorrichtungs-Überführungspunkt erreichen, der durch den Pfeil „B" in 24(b) angegeben ist, wo die tatsächliche Überführung der vorderseitig gewölbten Formkörperhälften, welche polymerisierte Kontaktlinsen enthalten, zur Hydrationskammer stattfindet. Die Überführung der vorderseitig gewölbten Formkörperhälften wird nachfolgend im Detail und mit weiteren Details in der hiervor erwähnten EP-A-0686488 erläutert.
Nachdem die Überführungspalette 216 den Überführungspunkt erreicht hat, wird eine Vakuumgreifer-Matrix (nicht gezeigt) der Hydrationsvorrichtung 89 betätigt, um bis zu zweiunddreißig (32) vorderseitig gewölbte Formkörperhälften gleichzeitig von den vier Paletten auf der Überführungspalette 216 zu entnehmen und sie zu einer geeigneten Aufnahmevorrichtung zu überführen, die sich vor einem deionisierten Wasserbad befindet. Die Überführungspalette 216 und die Platte 219, welche die leeren Paletten 12a tragen, bewegen sich jetzt entlang der Bahnen 218a, b in der Richtung, die durch den Pfeil „C" in 24(a) angegeben wird, zurück zu ihrer ursprünglichen Position. Die leeren Paletten werden von der Platte 219 entnommen und auf den Rückführungsförderer 31f plaziert, wenn der ankommende Satz neu er Paletten mit vorderseitig gewölbten Formkörperhälften durch den Schiebearm 210 auf die Platte geschoben wird. Insbesondere schiebt der Schiebearm 210 einen ersten Satz neuer Paletten 12a auf die Platte 219, um zu bewirken, daß der erste Satz von zwei leeren Paletten die Platte 219 verläßt und den Förderer 31f für die Rückführung zum Aufnahmepunkt für vorderseitig gewölbte Formkörperhälften in Eingriff nimmt. In entsprechender Weise schiebt der Schiebearm 210 einen zweiten Satz neue Paletten 12a auf die Platte 219, um zu bewirken, daß der erste Satz von zuvor positionierten neuen Paletten sich auf der Platte 219 vorwärts bewegt und es ermöglicht, daß der zweite Satz von zwei leeren Paletten die Platte 219 verläßt und den Förderer 31f für die Rückführung zum Aufnahmepunkt für vorderseitig gewölbte Formkörperhälften in Eingriff nimmt. Wie in 20 veranschaulicht, ist der Rückführförderer 31f mit dem Zuführungsförderer 27 für vorderseitig gewölbte Formkörperhälften verbunden, um die leeren Paletten, jeweils zwei gleichzeitig, zum Aufnahmepunkt für vorderseitig gewölbte Formkörperhälften zurückzuführen. Eine geeignete Schiebevorrichtung 222 mit einem hin und her gehenden Schiebearm 224 schiebt die Paletten auf den Zuführungsförderer 27, wo sie zur Spritzgußvorrichtung 20 für vorderseitig gewölbte Formkörperhälften befördert werden, um einen neuen Satz von acht vorderseitig gewölbten Formkörperhälften in der oben beschriebenen Weise aufzunehmen.
Die Erfindung wurde zwar im besonderen dargestellt und beschrieben unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen derselben, jedoch versteht es sich für die Fachleute, daß die vorstehenden und andere Änderungen in Form und Details an dieser vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der allein durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche begrenzt werden sollte.

Claims

Fertigungsstraßen-Palette (12a, 12b) für das Befördern von einem oder mehreren Kontaktlinsenformkörpern durch eine Fertigungsstraßenanlage für Kontaktlinsen für die sequentiell automatisierte Bearbeitung der Formkörper an einer Vielzahl von automatisierten Stationen in der Fertigungsstraße, wobei die Palette (12a, 12b) umfaßt: (a) einen Palettenkörper; (b) eine Vielzahl von Vertiefungen (130b), ausgebildet in einer Oberfläche des Palettenkörpers, für die Aufnahme einzelner Kontaktlinsenformkörper; (c) Ausrichtmittel (129a, 129b, 28a, b), ausgebildet in der Palette, um eine präzise Positionierung des Palettenkörpers an einer oder mehreren automatisierten Stationen in der Fertigungsstraßenanlage zu ermöglichen; und (d) ein Barcode-Identifizierungsmittel, das auf der Palettenoberfläche angebracht ist, um die Identifizierung der Palette an den automatisierten Stationen und an ausgewählten Orten in der Kontaktlinsenfertigungsanlage zu ermöglichen.
Fertigungsstraßen-Palette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Palettenkörper ferner eine Vielzahl von ringförmigen Vertiefungen (130a) festlegt, die in einer Oberfläche des Palettenkörpers ausgebildet sind, wobei jede der ringförmigen Vertiefungen (130a) eine der Vertiefungen (130b) umgibt, und jeder der Kontaktlinsenformkörper einen ringförmigen Flansch (131a) festlegt, der mit einer aus der Vielzahl von ringförmigen Vertiefungen (130a) in der Palettenoberfläche zusammenwirkt, um für eine präzise Ausrichtung der Kontaktlinsenformkörper bereitzustellen und wobei eine oder mehrere ringförmige Vertiefungen (130a), die in der Oberfläche ausgebildet sind, entweder eine Vielzahl von vorderseitig gewölbten Kontaktlinsenformkörpern oder eine Vielzahl von komplementären hinterseitig gewölbten Kontaktlinsenformkörpern vor dem Zusammenbau dieser vorderseitig und hinterseitig gewölbten Kontaktlinsenkörpern an einer automatisierten Montagestation in der Fertigungsstraßenanlage aufnehmen kann bzw. können.
Fertigungsstraßen-Palette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vertiefungen (130b) einen vertieften Streifenbereich (130c) für die Aufnahme eines Streifenabschnitts der Formkörper enthält, um die Formkörper in einer vorbestimmten Orientierung innerhalb einer entsprechenden Vertiefung (130b) normal anzuordnen.
Fertigungsstraßen-Palette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner jede der ringförmigen Vertiefungen (130a) eine Bewegung der Formkörper in ihrer normal angeordneten Position auf einen Bereich von zirka +0,1 mm und –0,1 mm begrenzt.
Fertigungsstraßen-Palette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vertiefte Streifenbereich (130c) der Vertiefungen (130b) eine torische Ausrichtung des vorderseitig gewölbten Formkörpers und des hinterseitig gewölbten Formkörpers bereitstellt, wenn diese in einer Vertiefung (130b) angeordnet ist.
Fertigungsstraßen-Palette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtmittel in der Palettenoberfläche ausgebildet sind und eine oder mehrere Lokalisierungsbuchsen (129a, 129b) an den präzisen Orten auf der Palettenoberfläche enthalten.
Fertigungsstraßen-Palette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Lokalisierungsbuchsen (129a, 129b) eine präzise Positionierung der Palette an den verschiedenen Stationen innerhalb einer Toleranz von zirka +0,1 mm und –0,1 mm gestattet bzw. gestatten.