DE69534926T2 - Vorrichtung zur Herstellung einer opthischen Linse aus Polymer - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung einer opthischen Linse aus Polymer Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft generell die Herstellung von optischen Linsen aus polymerisierbarem synthetischem Material; sie bezieht sich insbesondere, aber nicht notwendigerweise ausschließlich, auf opthalmologische Linsen.
  • Insgesamt sind drei Schritte zur Herstellung einer solchen optischen Linse erforderlich.
  • Zunächst ist der Zusammenbau der Gussform vorzunehmen, wobei in der Praxis diese Gussform herkömmlicherweise zwei Form- oder Gusskokillen und ein Verschlusselement umfasst, das, ringförmig um diese Form- oder Gusskokillen angeordnet, mit diesen zusammen den erforderlichen Formungshohlraum definiert.
  • Daraufhin ist die Füllung der Gussform mit der auszuformenden Masse vorzunehmen, wobei herkömmlicherweise diese Füllung durch Guss oder Einlaufen erfolgt und die auszuformende Masse in den Formungshohlraum durch eine Öffnung eingeführt wird, hier der Einfachheit halber Einlassöffnung genannt, die zu diesem Zweck im Verschlusselement an der Peripherie der Form- oder Gusskokille vorgesehen ist.
  • Schließlich ist die Polymerisiation der so ausgeformten Masse vorzunehmen; in dieser Hinsicht bezweckt die vorliegende Erfindung insbesondere, aber nicht ausschließlich, den Fall, in dem zumindest die Initialisierung dieser Polymerisation durch Lichteinwirkung oder Bestrahlung erfolgt.
  • Bis dato erfolgen diese drei Schritte – Zusammenbau der Form- oder Gusskokille, Füllung derselben und Initialisierung zumindest der Polymerisation der ausgeformten Masse – zumeist an verschiedenen Arbeitsposten.
  • Es gibt daher zunächst einen Montageposten, wo die Gussform zusammengebaut wird, wobei das ringförmig um die Form- oder Gusskokillen anzuordnende Verschlusselement üblicherweise aus einem von diesen Form- oder Gusskokillen verschiedenen Stück geformt wird, unabhängig davon, ob es sich um eine Dichtung handelt, in welche diese Form- oder Gusskokillen eingesteckt werden, oder um eine Muffe, die sie an deren Stirnfläche umgibt.
  • Anschliessend gibt es einen speziellen Füllposten; dies ist der Fall insbesondere dann, wenn die Gussform nach einem zumindest teilweise automatischen Verfahren, in Flucht mit einer Fülleinrichtung, dargestellt ist, geeignet, ihr durch eine Düse eine bestimmte Menge der auszuformenden Masse zu liefern.
  • Schließlich gibt es einen ebenfalls speziellen Posten zumindest zur Initialisierung der Polymerisation oder sogar zur Unterstützung derselben bis zu deren Abschluss, wo die nunmehr mit der polymerisierbaren synthetischen Masse gefüllte Gussform der notwendigen Strahlungs- und/oder Wärmequelle ausgesetzt wird.
  • Von einem zum anderen dieser Posten bedarf es in der Praxis Beförderungsmittel, um die Weiterleitung der behandelten Gussformen zu sichern, wobei es unvermeidlicherweise zu Zwischenlagerungen kommt.
  • Aus einem solchen Verfahren ergibt sich insgesamt eine gewisse Komplexität, die sich negativ auf die Kosten auswirkt.
  • In Dokument WO 93/21010 A wird eine dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechende Vorrichtung beschrieben, innerhalb derer die Schritte der Gussformmontage, Füllung der Gussform und zumindest der Initialisierung der Polymerisation der ausgeformten Masse ausgeführt werden.
  • Beförderung und Zwischenlagerung zwischen den verschiedenen Arbeitsgängen entfallen somit, doch weist das Verschlusselement eine komplexe Struktur auf.
  • Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, geeignet zur wirtschaftlicheren Herstellung einer optischen Linse aus polymerisierbarem synthetischen Material.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Sie umfasst insbesondere zwei Backen, die zur Herstellung einer Gussform geeignet sind und gemeinsam zwei Form- oder Gusskokillen an ihrer Kante zu umschließen, wobei sie mit Bezug zu diesen ein Verschlusselement bilden, das mit ihnen den gewünschten Formungshohlraum definiert und von denen zumindest eine in Bezug auf die andere beweglich ist, um die Gussform zu schließen und zu öffnen.
  • In der Praxis reichen zwei Backen aus, die in Eingriff stehen mit einem gemeinsamen Gestell, und von denen zumindest eine beispielsweise translatorisch beweglich an dem Gestell montiert ist.
  • In jedem Fall gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung an sich die Montage der gewünschten Gussform, da es ausreicht, die beiden erforderlichen Form- oder Gusskokillen zwischen ihren Backen anzubringen, und sie erleichtert zudem diese Montage in einzigartiger Weise.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet darüber hinaus die Füllung der so montierten Gussform in situ, da es ausreicht, in einer ihrer Backen eine durchgängige Bohrung vorzusehen, die an ihrem Austritt die Einlassöffnung bildet, und an diese Bohrung eine beliebige Leitung anzuschließen, geeignet, die gewünschte Füllung zu gestatten.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet schließlich zumindest die Initialisierung der Polymeration der ausgeformten Masse, da es ausreicht, ihr eine Strahlungsquelle hinzuzufügen, beispielsweise eine UV-Strahlungsquelle, und diese Quelle gegenüber zumindest einer der Form- oder Gusskokillen anzubringen, wobei diese durchlässig bzw. transparent für die zumindest zur Initialisierung der Polymerisation der ausgeformten Masse erforderliche Strahlung ausgewählt wird, was, da es sich um UV-Strahlung handelt, gerade bei den Form- oder Gusskokillen aus Glas, die üblicherweise in diesem Zusammenhang Anwendung finden, der Fall ist.
  • Eine solche Vorrichtung gestattet vorteilhafterweise die Herstellung von fertigen oder halbfertigen optischen Linsen, unabhängig von deren Dicke am Rand oder in der Mitte.
  • In der Praxis ist die Randdicke lediglich durch den vollständigen Verschluss der Einlassöffnung durch die zwei Form- oder Gusskokillen beschränkt.
  • Beispielsweise – ohne einschränkend zu sein – kann die Dicke am Rand einer halbfertigen optischen Linse 10 mm erreichen, die Dicke in der Mitte einer fertigen Linse kann in bestimmten Fällen etwa 1 mm betragen.
  • Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Linsen, die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt werden, gemeinsam vorteilhafterweise zuverlässiger frei von jeglichem optischen Defekt sein können, der zu ihrer Zurückweisung führen kann, wenn, gemäß einem vorzugsweisen, jedoch die Erfindung nicht beschränkenden Verfahren, die Einlassöffnung, durch welche die Füllung des Formungshohlraums erfolgt, am unteren Teil davon vorgesehen ist, genauer gesagt am untersten Punkt dieses Formungshohlraums.
  • Die Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Übrigen aus der folgenden beispielhaften Beschreibung hervor, in der auf die in der Anlage befindlichen schematischen Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 2A, 2B, 2C und 2D sind, in einem kleineren Maßstab, perspektivische Ansichten, die, abgeleitet aus 1, diverse sukzessive Phasen der Inbetriebnahme dieser Vorrichtung darstellen;
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht im Maßstab von 1, welche die Entnahme oder Entformung der optischen Linse darstellt, die mit Hilfe der Vorrichtung hergestellt wurde.
  • So wie in diesen Abbildungen dargestellt, handelt es sich darum, die Herstellung einer optischen Linse 10 mittels Ausformung eines polymerisierbaren synthetischen Materials zu erreichen.
  • Genauer gesagt handelt es sich, wenn die gewünschte optische Linse 10 eine opthalmologische Linse ist, darum, die Herstellung des Rohlings, aus dem anschließend eine solche Linse geformt wird zu gewährleisten; dieser Rohling weist im Allgemeinen eine kreisförmige Kontur auf, doch ist dies nicht unbedingt immer der Fall.
  • Die zu diesem Zweck gemäß der Erfindung in Betrieb genommene Vorrichtung 11 weist zumindest zwei Backen 12', 12'' auf, die zur Ausbildung einer Gussform 13 geeignet sind und gemeinsam zwei Form- oder Gusskokillen 14A, 14B an deren Rand einzuklemmen, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei sie mit Bezug auf diese Form- oder Gusskokillen 14A, 14B ein Verschlusselement 12 bilden, welches gemeinsam mit ihnen den gewünschten Formungshohlraum 15 definiert, und von denen zumindest eine in Bezug auf die andere beweglich ist.
  • Die Form- oder Gusskokillen 14A 14B sind an sich bekannt.
  • Deren gegenüberstehende Innenflächen sind die Negativform der für die auszuformende optische Linse 10 gesuchten Flächen.
  • Es sei EA, EB die Dicke dieser Form- oder Gusskokillen 14A, 14B entlang ihrer Kante 16, und es sei EC der Abstand, der ihnen zur Ausbildung des Formungshohlraums 15 zu geben ist.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 11 lediglich zwei Backen 12', 12''; die Innenfläche 18 einer jeden ist generell halbzylindrisch, gemäß dem Radius der Umfangskontur der Form- oder Gusskokillen 14A, 14B.
  • In der Praxis stehen diese beiden Backen 12', 12'' in Eingriff mit einem gemeinsamen Gestell 19; zumindest eine von ihnen ist translatorisch beweglich an dem Gestell 19 montiert.
  • Beispielsweise beschränkt sich das Gestell 19 wie dargestellt auf zwei seitliche Flansche 20 und eine Traverse 21, die diese seitlichen Flansche 20 an einem ihrer Enden miteinander verbindet.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die seitlichen Flansche 20 auch vertikal parallel zueinander; die Traverse 21 erstreckt sich horizontal in ihrem oberen Ende.
  • Die beiden Backen 12', 12'' sind vertikal nacheinander an dem Gestell 19 angebracht, entlang der seitlichen Flansche 20 desselben; die Achse ihrer Innenfläche 18 verläuft demnach horizontal.
  • Die Gussform 13, welche die Backen mit den Form- oder Gusskokillen 14A, 14B bilden, hat demnach in diesem Fall ebenfalls eine horizontale Achse.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine der Backen 12', 12'' translatorisch beweglich an dem Gestell 19 montiert, während die andere, fest mit diesem Gestell 19 verbunden, fest ist.
  • Beispielsweise ist die untere Backe 12' wie dargestellt fest montiert, während die obere Backe 12'' beweglich ist, indem sie in gleitfähigem Eingriff mit Rinnen 22 steht, die zu diesem Zweck im Gestell 19 angebracht sind, genauer gesagt auf der Innenseite der seitlichen Flansche 20 desselben.
  • Die beiden Backen 12', 12'' sind beispielsweise jeweils aus einem massiven metallischen Block gebildet, der, von einer die Innenfläche 18 bildenden Aussparung abgesehen, äußerlich generell insgesamt eine parallelepidförmige Kontur aufweist.
  • An ihren Enden stehen sie direkt durch einfaches Eingreifen in Eingriff mit den Rinnen 22 des Gestells 19.
  • Die Innenfläche 18 der so ausgestalteten Backen 12', 12'' wesit einen Überzug 23 aus synthetischem Material auf.
  • Zur Befestigung dieses Überzugs 23 ist eine halbzylindrische Klammer 24 an jedem Ende der Innenflächen 18 vorgesehen.
  • Die beide Klammern 24 voneinander trennende Distanz D, die jede der Backen 12', 12'' somit aufweist, wird größer als die Summer der Dicken EA, EB der Form- oder Gusskokillen 14A, 14B und des sie trennenden Abstands EC gewählt.
  • Generell sind die beiden Backen 12', 12'' identisch zueinander.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die untere Backe 12' durchgängig von einer Bohrung 25 durchquert, die an ihrem Austritt auf der Innenseite 18 eine Einlassöffnung 26 in den Formungshohlraum 15 aufweist; die obere Backe 12'' ihrerseits wird durchgängig von einer Bohrung 28 durchquert, die eine Entlüftung bildet.
  • Vorzugsweise befindet sich die Einlassöffnung 26 wie dargestellt an der untersten Erzeugenden 18 der unteren Backe 12'; entsprechend mündet die Bohrung 28 der oberen Backe 12'' in die oberste Erzeugende der Innenfläche 18 derselben.
  • Zu ihrer Steuerung unterliegt die bewegliche Backe 12'' zumindest einer Doppel- oder Zweifacheffekt-Zylinder-Kolben- bzw. Hub- bzw. Noniusanordnung 29.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei parallel angeordnete Doppel- oder Zweifacheffekt-Zylinder-Kolben- bzw. -Hubanordnungen 29 eingesetzt.
  • Sie werden hinsichtlich ihrer Körper 30 von der Traverse 21 des Gestells 19 gestützt, während sie hinsichtlich ihrer Kolbenstange 31 mit der beweglichen Backe 12'' gekoppelt verbunden sind.
  • Was die feststehende Backe 12' angeht, so ist sie in beliebiger geeigneter Weise wie beispielsweise mittels Schweißen oder Verschraubung fest mit dem Gestell 19 verbunden.
  • Die entsprechenden Anordnungen sind dem Fachmann bekannt und sind deswegen hier nicht aufgeführt.
  • Schließlich ist an die Durchgangsbohrung 25 der feststehenden Backe 12' eine Leitung 32 angeschlossen, zur Verbindung der Formungshohlraums 15 mit einer beliebigen, hier nicht dargestellten Versorgungsquelle von zu formender Masse.
  • Zur Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden:
    Zunächst wird die Zusammensetzung der Gussform 13 vorgenommen.
  • Zu diesem Zweck – es wird davon ausgegangen, dass die obere Backe 12'' von der unteren Backe 12' entfernt oder beabstandet ist – werden die Form- oder Gusskokillen 14A, 14B durch einfaches Einsetzen in die Innenfläche der unteren Backe 12' angebracht, wobei sie kantenweise parallel zueinander beabstandet mit dem Abstand EC anordnet werden, der dem für den zu bildenden Formungshohlraum 15 gewünschten Abstand entspricht; 2A.
  • Das einfache Einsetzen dieser Form- oder Gusskokillen 14A, 14B in die Innenfläche 18 der Backe 12' ist ausreichend für ihren Halt.
  • Die Backe 12'' wird nun mittels der Doppel- oder Zweifacheffekt-Zylinder-Kolben- bzw. -Hubanordnungen 29 herabgesenkt, bis sie mit ihrer Innenfläche 18 gegen den Rand bzw. die Stirnfläche der Form- oder Gusskokillen 14A, 14B in Anlage kommt; 2B.
  • Da die Gussform 13 nunmehr geschlossen ist, ist es möglich, mittels der Leitung 32 ihre Füllung vorzunehmen, indem die erforderliche Menge der auszuformenden Masse eingeführt wird.
  • Zu diesem Zweck werden beispielsweise Pumpmittel eingesetzt, geeignet, eine kontinuierliche, das heißt unterbrechungsfreie, Versorgung des Formungshohlraums 15 mit auszuformender Masse zu gewährleisten.
  • Da sich die Erfindung nicht auf die entsprechenden Anordnungen bezieht, werden sie hier nicht beschrieben.
  • Zur bezweckten Initialisierung der Polymerisation der so ausgeformten Masse wird anschließend eine Bestrahlung oder Belichtung vorgenommen.
  • Zu diesem Zweck wird der erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 eine Strahlungsquelle 33 zugeordnet, die gegenüber zumindest einer der Form- oder Gusskokillen 14A, 14B angebracht wird, in diesem Fall der Form- oder Gusskokille 14A, wie in 2C dargestellt.
  • Diese Strahlungsquelle 33 ist beispielsweise eine Quelle von UV-Strahlung.
  • Da die Form- oder Gusskokille 14A beispielsweise aus Glas besteht, ist sie zumindest teilweise transparent bzw. für UV-Strahlung durchlässig, was wie beabsichtigt zumindest die Initialisierung der Polymerisation der ausgeformten Masse gestattet.
  • Aus dem Vorherstehenden ergibt sich, dass erfindungsgemäß die Vorgänge der Zusammensetzung der Gussform 13, der Füllung derselben und zumindest der Initialisierung der Polymerisation der ausgeformten Masse innerhalb derselben Vorrichtung ausgeführt werden, im vorliegenden Fall in der Vorrichtung 11.
  • Da zumindest die Vor-Polymerisation der so erzeugten optischen Linse 10 zu diesem Zweck ausreichend ist, genügt es, anschließend die Gussform 13 zu öffnen, indem man, wie in 2D gezeigt, die obere Backe 12'' mittels der Doppel- oder Zweifacheffekt-Zylinder-Kolben- bzw. -Hubanordnung 29 hebt und den Block 34, der nunmehr von der optischen Linse 10 und den beiden sie einschließenden Form- oder Gusskokillen 14A, 14B gebildet wird, aus der unteren Backe 12' herausnimmt.
  • Nach Abschluss (sofern erforderlich) der Polymerisation der ausgeformten Masse genügt es schließlich, wie in 3 dargestellt, die gewünschte optische Linse 10 aus diesen Form- oder Gusskokillen 14A, 14B herauszunehmen.
  • Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform und Einsatzweise beschränkt, sondern schließt sämtliche Ausführungsvarianten ein.
  • Insbesondere kann die Anzahl der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassten Backen größer als zwei sein und/oder eine dieser Backen kann, anstatt translatorisch mobil, beispielsweise rotationsmäßig mobil sein, indem sie beispielsweise an eine andere Backe angelenkt ist.
  • Darüber hinaus hat die Gussform, welche die Backen mit den Form- oder Gusskokillen bilden, nicht unbedingt eine horizontale Achse, sondern kann beispielsweise auch eine vertikale Achse haben.
  • Schließlich erfolgt die Füllung nicht unbedingt von unten, obwohl dies die vorzugsweise Füllweise ist.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Linse aus synthetischem polymerisierbaren Material, dafür ausgelegt, dass darin durchgeführt werden kann ein Verfahren des Zusammenbauens einer Form (13), ein Verfahren der Befüllung der Form mit dem nötigen zu formenden Material und ein Verfahren zur Initialisierung von zumindest der Polymerisation des so geformten Materials, wobei die Form (13) zwei Form- oder Gusskokillen (14A, 14B) und ein Verschlusselement (12) umfasst, welches, ringförmig herum um die Form- oder Gusskokillen (14A, 14B) ausgebildet, mit diesen den erforderlichen Formungshohlraum (15) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (12) gebildet ist mittels zumindest zweier Backen (12', 12''), deren innere Fläche (18) eine Beschichtung (23) aus synthetischem Material umfasst und ausgelegt ist, mit der Stirnfläche der Kokillen (14A, 14B) wechselzuwirken, wobei von den Backen (12', 12'') zumindest eine zur Bildung der Form (13) beweglich mit Bezug auf die andere ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Fläche (18) von zumindest einer (12') der Backen ausgelegt ist, um durch Einfügen die Form- oder Gusskokillen (14A, 14B) hochkant angeordnet aufzunehmen.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Fläche (18) von zumindest einer (12'') der Backen ausgelegt ist, um durch Anliegen mit der Stirnfläche der Form- oder Gusskokillen (14a, 14B) wechselzuwirken.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie nur zwei Backen (12', 12'') umfasst und die innere Fläche (18) einer jeden insgesamt halbzylindrisch ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Festlegung der Beschichtung (23) jede Backe (12', 12'') mit einer halbkreisförmigen Klammer (24) an jedem der Enden ihrer inneren Fläche (18) versehen ist.
  6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Backen (12', 12'') in Eingriff stehen mit einem gemeinsamen Gestell (19), wobei zumindest eine der zwei translatorisch beweglich an dem Gestell (19) montiert ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich eine der Backen (12', 12'') translatorisch beweglich an dem Gestell (19) montiert ist, während die andere feststehend mit dem Gestell (19) verbunden ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige der Backen (12''), die translatorisch an dem Gestell (19) montiert ist, mittels der Enden davon in gleitfähigen Eingriff mit Rinnen (22) steht, die zu diesem Zweck an dem Gestell (19) ausgebildet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Backe (12'') zum Zwecke ihrer Steuerung zumindest einer Doppel- oder Zweifach-Effekt-Zylinder-Kolben bzw. -Hubanordnung (29) unterliegt.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Backen (12', 12'') vertikal an dem Gestell (19) ausgerichtet sind, wobei die Achse ihrer Innenfläche (18) horizontal verläuft.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Backe (12') feststehend ist, wobei die obere Backe (12'') beweglich ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10, 11, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Backe (12') eine Durchgangsbohrung (25) aufweist, durch ihre Mündung die Einlassöffnung (26) ausbildend, wobei die obere Backe (12'') eine Durchtrittsbohrung (28) aufweist, die eine Entlüftung ausbildet.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (26) sich an der niedrigsten Erzeugenden der Innenfläche (18) der unteren Backe (12') befindet.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (12', 12'') jeweils gebildet sind durch einen metallischen Block.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ihr eine Strahlungsquelle (33) zugeordnet ist.
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