DE69613435T2

DE69613435T2 - Vorrichtung zur Anordnung von Kontakt-Linsenformen

Info

Publication number: DE69613435T2
Application number: DE69613435T
Authority: DE
Inventors: Jonathan Patrick Adams; Finn Thrige Andersen; Ture Kindt-Larsen; Wallace Anthony Martin; Jeffrey Eldon Steven; Craig William Walker; Daniel Tsu-Fang Wang; Michael Francis Widman
Original assignee: Johnson and Johnson Vision Products Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Priority date: 1995-05-01
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2016-05-01
Also published as: DE69613435D1; CA2175309A1; EP0750982A3; SG64384A1; EP0750982A2; AU5200596A; ATE202313T1; CA2175309C; MX9601642A; TW486100U; EP0750982B1; US5658602A; JPH0919972A; AU710854B2; JP4004573B2

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Vorrichtung zum Befüllen und Zusammensetzen von Gießformen bei der Herstellung von Kontaktlinsen, und spezieller eine Vorrichtung zum Befüllen und Zusammensetzen einer Gießform mit einem darin befindlichen polymerisierbaren Hydrogel, unter Vakuum, um eine weiche Kontaktlinse zu bilden.

2. Diskussion des Stands der Technik

Die US 4,564,348 an Larsen, nun übertragen auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung, offenbart Kunststoffgießformen zum Herstellen einer Vielzahl von weichen Kontaktlinsen in einem kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Verarbeitungsverfahren. Ein Gießformenaufbau mit einer Vielzahl von Gießformeinheiten wird mit einer Polymerisationsmischung in einem ersten Dosierungsschritt befüllt, und die Gießformeinheiten werden dann mit einem konvexen Gießformbauteil oder einem Deckel, wie in Fig. 5 gezeigt, abgedeckt, und die Deckel werden auf den konkaven Gießformbauteilen aufgesetzt, richtig ausgerichtet und ohne Verzerrung. Die Deckel können frei auf dem Pool der polymerisierbaren Mischung, die in der konkaven Gießform gehalten wird, schwimmen und sich selbst ausrichten.
Die US 4,640,489, ebenfalls an Larsen, nun übertragen auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung, offenbart eine Gießform zum Herstellen von Kontaktlinsen, wobei eines der zwei Gießformteile verhältnismäßig flexibler ist als das andere. Zusätzlich werden eine Anzahl von Gießformkonstruktionen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, in dem Hintergrundteil der Beschreibung dieses Patents diskutiert.
Die US 4,495,313, ebenfalls an Larsen, und nun übertragen auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung, offenbart einen Gießformenaufbau, in welchem ein Schrumpfen der Monomermischung während der Polymerisation einen Unterdruck erzeugt, welcher die obere Gießformhälfte ausrichtet und überschüssiges Monomer in den Hohlraum einzieht.
Bei der kommerziellen Anwendung der Erfindung, die in der US 4,640,489 beschrieben worden ist, ist es als vorteilhaft gefunden worden, das obere Außenteil des Gießformhohlraums mit einem fixierten Gewicht zu beschweren, anschließend an den Zusammenbau, um die obere Außengießformhälfte einzupassen und jegliches überschüssige Monomer in dem Gießformhohlraum in einen Zwischenraum zwischen den Flanschen zu verdrängen, wie veranschaulicht in Fig. I dieses Patents, um einen HEMA-Ring zu bilden, welcher bevorzugt an dem oberen oder Außenteil des Gießformhohlraumes durch eine koronare Abgabebearbeitung eines Teils der Außengießform befestigt ist.
Die EP-A-0691195 offenbart eine Palettensystemherstellungslinie für Kontaktlinsen, welche eine Palette zum Tragen einer oder mehrerer Kontaktlinsengießformaufbauten durch die Produktionslinie umfaßt. Die Palette weist eine oder mehrere erste Aussparung(en) auf, ausgebildet auf einer Oberfläche derselben zur Aufnahme entweder einer ersten Gießformhälfte oder einer zweiten komplementären Gießformhälfte, wobei die Gießformhälften, wenn sie zusammengesetzt sind, einen individuellen Kontaklinsengießformaufbau bilden. Das System umfaßt weiter eine Fördervorrichtung und eine Aufnahmevorrichtung.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist eine Vorrichtung, wie beansprucht in Anspruch 1 im Folgenden, zum Befüllen und Zusammensetzen von Kontaktlinsengießformen mit einem polymerisierbaren Monomer oder einer Monomermischung, um eine weiche Kontaktlinse zu bilden. Spezieller wird eine Vorrichtung offenbart zum Befüllen einer Kontaktlinsengießform mit einem polymerisierbaren Monomer oder einer Monomermischung, und dann zum Zusammensetzen der Gießformteile unter Vakuum mit einer vorherbestimmten Vorlast, um zu gewährleisten, daß die Luft oder andere Gase nicht in dem Gießformhohlraum mit dem Monomer oder der Monomermischung eingeschlossen werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Befüllen und Zusammensetzen von Gießformteilen für eine Kontaktlinse bereitzustellen, welche eine erste automatisierte Station zur Aufnahme einer Vielzahl von gekrümmten Frontkontaktlinsengießformteilen, getragen in einem einzigen Träger, einschließt, welche dann mit einer vorherbestimmten Menge eines polymerisierbaren Monomers oder einer Monomermischung befüllt werden. Die Vorrichtung schließt ebenfalls eine zweite automatisierte Station ein, welche ein Beschichten eines oberflächenaktiven Mittels auf einem Teil des gekrümmten Frontlinsengießformteils bereitstellt, um eine bevorzugte Anhaftung jeglichen überschüssigen Monomers oder jeglicher Monomermischung an einem gekrümmten Rückgießformteil bereitzustellen. Die Vorrichtung schließt weiter eine dritte automatisierte Station ein, zur sequentiellen Aufnahme einer Vielzahl von gekrümmten Rückgießformteilen, getragen auf einem einzigen Träger, entfernend die gekrümmten Rückgießformteile von dem Träger, und dann aufnehmend und einpassend die Vielzahl von gekrümmten Frontgießformteilen, welche zuvor mit dem polymerisierbaren Monomer oder der Monomermischung befüllt worden sind. Ein Vakuum wird zuerst über die Gießformteile angelegt, und dann wird der Rückbogen mit dem Frontbogen zusammengesetzt, um überschüssiges Monomer oder Monomermischung aus dem Gießformhohlraum zu verdrängen. Die Vorrichtung wird vollendet unter Vakuum, um den Zusammenbau der Gießform zu beschleunigen und die Bildung von Gasblasen von jeglichen Gasen, die ansonsten zwischen den Gießformteilen zum Zeitpunkt des Gießformzusammenbaus auf irgendeine Art und Weise eingeschlossen werden, zu vermeiden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Zusammensetzen einer Vielzahl an gekrümmten Frontgießformteilen in einem einzelnen Zusammensetzschritt bereitzustellen, wobei jedes der Gießformteile separat und unabhängig durch ein Kaltluftplenum vorgespannt ist, um ein unabhängiges Hin- und Herbewegen bezüglich jedes Gießformteils bereitzustellen, während jeder Rückbogen an seinen assoziierten Frontbogen mit einem gemeinsamen vorherbestimmten Druck festgeklemmt wird.
Es ist weiter eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dosieren eines entgasten Monomers oder einer Monomermischung in den Frontgießformhohlraum bereitzustellen, wobei das Dosieren unter Vakuum oder geringem atmosphärischen Druck durchgeführt wird, um somit das Einfangen von Gas unter dem Monomer zu verhindern, oder die Bildung von Gasblasen darin zu verhindern, welche ansonsten entstehen könnten aus der Freigabe des Pumpdruckes, der verwendet wird, um das Monomer zu dem Zeitpunkt, an dem das Monomer dosiert wird, zu befördern.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Zusammensetzen einer großen Anzahl von kleinen unabhängigen Gießformteilen bei einer hohen Produktionsrate mit präziser Einpassung der gekrümmten Front- und Rückgießformteile bereitzustellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorangegangenen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung zum Befüllen und Zusammensetzen von Gießformteilen für eine Kontaktlinse können von einem Fachmann auf diesem Gebiet unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen besser verstanden werden, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, wobei gleiche Bauteile durch identische Bezugszeichen durch die gesamten Darstellungen bezeichnet sind.
Es wird bemerkt, daß die Ausführungsform der Fig. 8 und 10-13, beschrieben auf den Seiten 28, letzter Absatz, bis Seite 39, erster Absatz, mit dem Titel "Die erste Gießformenzusammensetz-Vorrichtung" in diese Anmeldung eingeschlossen ist zur Veranschaulichung der Ausführungsform mit dem Titel "Die zweite Gießformenzusammensetz-Vorrichtung". Die erste Ausführungsform wird weder beansprucht noch ist sie innerhalb des Umfangs der Ansprüche eingeschlossen.
Fig. 1 (a) - 1 (d) ist ein Diagramm und veranschaulicht ein Flußdiagramm der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1(e) ist ein Blockdiagrammflußschaubild der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Planansicht eines Trägers aus dem Stand der Technik, verwendet zum Transport einer Vielzahl von Kontaktlinsengießformen zu und von der Befüllungs- und Zusammensetzstation.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht einer zusammengesetzten Gießform, wie getragen in dem Träger aus dem Stand der Technik, der in Fig. 2 veranschaulicht ist.
Fig. 4 ist eine diagrammatische Aufsicht einer Befüllungs- und Zusammensetzstation aus dem Stand der Technik.
Fig. 5 ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht der Befüllungsstation aus dem Stand der Technik, verwendet zum Absetzen einer vorherbestimmten Menge Monomer in jeden der Gießformhohlräume.
Fig. 6 ist eine vereinfachte diagrammatische Ansicht eines Monomerentgasungs- und Pumpsystems aus dem Stand der Technik, verwendet in der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist eine diagrammatische Zeitverlaufsveranschaulichung des Zusammensetzschritts eines Systems aus dem Stand der Technik.
Fig. 8(a) ist eine diagrammatische Seitenansicht des Äußeren eines Zusammensetzmoduls aus dem Stand der Technik.
Fig. 8(b) ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht des Zusammensetzmoduls aus dem Stand der Technik, das in Fig. 8(a) veranschaulicht ist.
Fig. 9 ist eine diagrammatische und teilweise querschnittliche Veranschaulichung einer Dosierungs- oder Befüllungsstation aus dem Stand der Technik, veranschaulichend die Vakuumverbindungen an das sich hin- und herbewegende Befüllungsmodul.
Fig. 10 ist eine diagrammatische und teilweise querschnittliche Veranschaulichung einer Zusammensetzstation aus dem Stand der Technik, veranschaulichend die Vakuumversorgungen für die sich hin- und herbewegende Zusammensetzstation.
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht eines Vakuumverteilers aus dem Stand der Technik, verwendet in dem sich hin- und herbewegenden Modul der Zusammensetzstation, die in Fig. 10 veranschaulicht ist.
Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht des Vakuumrohrs und der Muffenanordnung der Zusammensetzstation, die in Fig. 10 veranschaulicht ist.
Fig. 13 ist eine Planansicht des Vakuumverteilers, der in Fig. 11 veranschaulicht ist.
Fig. 14 ist ein Zeitschaubild und eine diagrammatische Zeitverlaufsveranschaulichung für die Zusammensetzschritte der vorliegenden Erfindung.
Fig. 15 ist eine teilweise Querschnittsseitenansicht des Äußeren des Zusammensetzmoduls der hochbevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht der sich hin- und herbewegenden Kolben, die innerhalb der Haupt- und Vakuumgehäuse montiert sind, ebenso wie der Vakuumkopfanordnungen, die daran angefügt sind.
Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht der vorgespannten Überspannungsfederbolzen, welche das Vakuumgehäuse an dem Hauptgehäuse befestigen und welche fähig sind, sich innerhalb des Vakuumgehäuses hin- und herzubewegen.
Fig. 18 ist eine Kopfansicht der Zusammensetzstation, worin die Querschnittslinien, welche zu den Ansichten, die in Fig. 15 bis 17 gezeigt sind, korrespondieren, veranschaulicht sind.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung ist geeignet in einem Verfahren zum Bilden von weichen Kontaktlinsen aus einem polymerisierbaren Monomer oder einer Monomermischung. Die weichen Kontaktlinsen werden gebildet in einem Gießformaufbau mit einer ersten konkaven und einer zweiten konvexen Gießformhälfte. Wie veranschaulicht in Fig. 3, sind die Gießformhälften aus Polystyrol gebildet, das für sichtbares und ultraviolettes Licht transparent ist, mit einem zentralen gekrümmten Abschnitt, welcher eine konkave Oberfläche 31, eine konvexe Oberfläche 33 und einen kreisförmigen Umfangsrand 31(c) definiert, und integral mit dem Rand einen ringförmigen, im wesentlichen uniplanaren Flansch 31(a). Wenigstens ein Teil der konkaven Oberfläche 31 und der konvexen Oberfläche 33 weist die verringerten Dimensionen der Front- oder Rückbögen auf, bzw. einer Kontaktlinse, die in dem Gießformaufbau hergestellt werden soll, und ist ausreichend glatt, so daß die Oberfläche der Kontaktlinse, die durch Polymerisation der polymerisierbaren Zusammensetzung gebildet wird, in Kontakt mit der Oberfläche optisch akzeptabel ist. Die Gießform ist dünn genug, um Wärme schnell hindurch zu transportieren und weist eine ausreichende Starrheit auf, um Brechkräften zu widerstehen, welche angelegt werden, um die Gießformhälften während des Entformens zu trennen.
Ein häufiger Defekt in Kontaktlinsen, die gemäß dieses Verfahrens gebildet werden, ist ein Einschluß von Luftblasen, welche zwischen dem Monomer und der Gießform beim Absetzen eingeschlossen werden.
In der vorliegenden Erfindung wird das Monomer vor dem Pumpen entgast, wie insbesondere in der EP-A-0671254 beschrieben wird.
Dieses Verfahren entfernt einen Teil der gelösten Gase, die in der Monomermischung vor dem Pumpen des Monomers zu der Absetzungs- oder Befüllungsstation vorhanden sind. Eine Abgabe des Monomers aus der Versorgungsdüse auf die gekrümmte Frontgießformhälfte kann optional unter Vakuum geschehen, um zu gewährleisten, daß keine Gase zwischen dem Monomer und der Frontlinsengießform eingeschlossen werden, wenn das Monomer abgeschieden wird.
Das komplementäre Paar von ersten 31 und zweiten 33 Gießformhälften, welche die Form der fertigen gewünschten Linse definieren, wird verwendet, um die Monomermischung direkt zu gießen, wobei die Mischung in einem nicht wässerigen, Wasser verdrängbaren Lösungsmittel gelöst wird, wie beschrieben in den US 4,680,336, US 4,889,664 und US 5,039,459. Nach dem Absetzungs- oder Dosierungsschritt, in dem die konkave Frontgießformhälfte 31 im wesentlichen mit einer Polymerisationsmischung 32 befüllt wird, wird die konkave Frontgießformhälfte 31 mit einer Grundgießformhälfte 33 bedeckt, unter einem Vakuum, um zu gewährleisten, daß keine Luftblasen zwischen den Gießformhälften eingeschlossen werden. Die ersten und zweiten Gießformhälften können dann zusammengeklemmt werden in dem Zusammensetzschritt, um jegliches überschüssige Monomer aus dem Gießformbereich zu entfernen und die Gießformhälften durch Ausrichtung der Gießformflansche richtig auszurichten.
Diesem Gießformzusammensetz- und klemmschritt folgend, werden die ersten und zweiten Gießformhälften dann ein zweites Mal in einem Vorhärtungsschritt zusammengeklemmt, wobei die Polymerisationsmischung aktinischem Licht ausgesetzt wird, bevorzugt von einer UV- Lampe, während die Gießformhälften zusammengeklemmt sind. Typischerweise werden die Gießformhälften für etwa 40 Sekunden mit 30 sekündiger aktinischer Bestrahlung zusammengeklemmt. Bei Vollständigkeit des Vorhärtungsschritts hat die Polymerisationsmischung ein teilweise polymerisiertes Gel gebildet, wobei die Polymerisation durch die gesamte Mischung hindurch initiiert worden ist.
Dem Vorhärtungsschritt folgend, wird die Monomer/Lösungsmittelmischung dann in einem UV-Ofen gehärtet, wobei die Polymerisation in dem Monomer bzw. den Monomeren vervollständigt wird. Diese Bestrahlung mit aktinischer, sichtbarer oder ultravioletter Strahlung erzeugt eine Polymer/Lösungsmittelmischung in der Form der fertigen gewünschten Hydrogel- Linse. Nachdem das Polymerisationsverfahren vollständig ist, werden die zwei Hälften der Gießform in einem Entformungsschritt getrennt, belassend die Kontaktlinse in der ersten oder gekrümmten Frontgießformhälfte, von welcher sie anschließend entfernt wird. Die gekrümmten Frorit- und Grundgießformhälften werden typischerweise verwendet für ein einziges Gießformen und werden dann weggeworfen oder ausrangiert. Nach dem Entformungsschritt wird das Lösungsmittel mit Wasser ersetzt, um eine hydratisierte Linse herzustellen, welche, wenn sie vollständig hydratisiert und gepuffert ist, die endgültige Form und Größe der Linse haben wird. In den meisten Fällen ist dies nominell 10% größer als der originale gießgeformte Polymer/Lösungsmittelgegenstand.
Die Zusammensetzungen, die in diesem Verfahren eingesetzt werden können, schließen Copolymere, basierend auf 2-Hydroxyethylmethacrylat ("HEMA") und einem oder mehreren Comonomer(en), wie 2-Hydroxyethylacrylat, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Vinylpyrrolidon, N-Vinylacrylamid, Hydroxypropylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Styrol, Ethoxyethylmethacrylat, Methoxytrieethylenglycolmethacrylai, Glycidylmethacrylat, Diacetonacrylamid, Vinylacetat, Acrylamid, Hydroxytrimethylenacrylat, Methoxyethylmethacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure, Glycerylmethacrylat und Dimethylaminoethylacrylat, ein.
Bevorzugte polymerisierbare Zusammensetzungen sind offenbart in der US 4,495,313 an Larsen, der US 5,039,459 an Larsen et. al und der US 4,680,336 an Larsen et. al. Solche Zusammensetzungen umfassen wasserfreie Mischungen eines polymerisierbaren hydrophilen Hydroxyesters aus Acrylsäure oder Methacrylsäure und eines mehrwertigen Alkohols, und eines Wasser verdrängbaren Esters aus Borsäure und einer Polyhydroxylverbindung mit bevorzugt wenigstens drei Hydroxylgruppen. Eine Polymerisation solcher Zusammensetzungen, gefolgt von einem Ersatz des Borsäureesters mit Wasser, liefert eine hydrophile Kontaktlinse. Der Gießformaufbau der vorliegenden Erfindung, der hierin beschrieben wird, kann verwendet werden, um hydrophobe oder starre Kontaktlinsen herzustellen, jedoch ist die Herstellung von hydrophilen Linsen bevorzugt.
Die polymerisierbaren Zusammensetzungen enthalten bevorzugt eine kleine Menge eines Vernetzungsmittels, gewöhnlich von 0,05 bis 2%, und am häufigsten von 0,05 bis 1,0%, eines Diesters oder Triesters. Beispiele von repräsentativen Vernetzungsmitteln schließen ein: Ethylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, 1,2-Butylendimethacrylat, 1,3- Butylendimethacrylat, 1,4-Butylendimethacrylat, Propylenglycoldiacrylat, Propylenglycoldiacrylat, Propylenglycoldimethacrylat, Diethylglycoldimethacrylat, Dipropylenglycoldimethacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Dipropylenglycoldiacrylat, Glycerintrimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat und dergleichen. Typische Vernetzungsmittel haben gewöhnlich, jedoch nicht notwendigerweise, wenigstens zwei ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen.
Die polymerisierbaren Zusammensetzungen schließen im allgemeinen ebenfalls einen Katalysator, gewöhnlich von 0,05 bis 1% eines freien Radikal-Katalysators ein. Typische Beispiele solcher Katalysatoren schließen Lauroylperoxid, Benzoylperoxid, Isopropylpercarbonat, Azobisisobutyronitril und bekannte Redox-Systeme, wie die Ammoniumpersulfat- Natriummetabisulfit-Kombination und dergleichen, ein. Bestrahlung durch ultraviolettes Licht, Elektronenstrahl oder radioaktive Quelle kann ebenfalls eingesetzt werden, um die Polymerisationsreaktion zu katalysieren, optional mit dem Zusatz eines Polymerisationsinitiators. Repräsentative Initiatoren schließen Camphorquinon, Ethyl-4-(N,Ndimethylamino)benzoat und 4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl-2-hydroxy-2-propylketon ein.
Eine Polymerisation der polymerisierbaren Zusammensetzung in dem Gießformaufbau wird bevorzugt ausgeführt dadurch, daß die Zusammensetzung Bedingungen einer Polymerisationsinitiierung ausgesetzt wird. Die bevorzugte Technik besteht darin, in die Zusammensetzung Initiatoren einzuschließen, welche beim Aussetzen ultravioletter oder sichtbarer Strahlung arbeiten; und beim Aussetzen der Zusammensetzung ultravioletter oder sichtbarer Strahlung von einer Intensität und einer Dauer, die wirksam ist, um die Polymerisation zu initiieren und deren Fortschreiten zu ermöglichen. Aus diesem Grunde sind die Gießformhälften bevorzugt für ultraviolette oder sichtbare Strahlung transparent. Nach dem Vorhärtungsschritt wird das Monomer erneut ultravioletter oder sichtbarer Strahlung in einem Härtungsschritt ausgesetzt, in welchem es der Polymerisation ermöglicht wird, bis zur Vollständigkeit abzulaufen. Die benötigte Dauer für die Restreaktion kann leicht experimentell für jede polymerisierbare Zusammensetzung bestimmt werden.
Nachdem die polymerisierbare Zusammensetzung polymerisiert ist, wird der Gießformaufbau auseinander gebaut, um eine weitere Verarbeitung des polymerisierten Produkts in eine Kontaktlinse zu ermöglichen (ein solches Verarbeiten schließt z. B. ein Waschen und ein Hydratisieren, Verpacken und Sterilisieren der Linse ein). Bevorzugt werden die Flansche der Front- und Grundgießformhälften gegriffen und voneinander weggezogen, entweder in unmittelbar entgegengesetzte Richtungen oder in einem Winkel in einer Brechbewegung. Vorteilhaft wird der Aufbau zuerst leicht erwärmt, um die Trennung des polymerisierten Gegenstandes von den Gießformhalboberflächen zu erleichtern.

Funktionsweise

Fig. 1(e) ist ein Blockdiagramm der Betriebsweise der vorliegenden Erfindung und Fig. 1(a)-(d) sind diagrammatische Veranschaulichungen der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 1(a) veranschaulicht, werden spezialisierte Träger oder Paletten 30 zu den Abgabe- und Zusammmensetzstationen geführt, welche, auf abwechselnden Paletten, gekrümmte Frontgießformhälften und gekrümmte Rückgießformhälften tragen. Wie vollständiger unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben werden wird, kommen die Paletten in alternierender Reihenfolge, wobei die gekrümmte Rückhälften enthaltende Palette in der Reihe zuerst kommt, gefolgt unmittelbar danach von einer Palette, die mit gekrümmten Frontgießformhälften beladen ist. Diese Paletten werden dann in die Befüllungs- und Gießformzusammensetzstationen befördert, sequentiell bei einer Geschwindigkeit von etwa einer Palette alle 6 Sekunden.
Wie in Fig. 1(a) veranschaulicht ist, wird eine vorherbestimmte Menge des polymerisierbaren Hydrogels oder Monomers 10 in eine gekrümmte Frontgießformhälfte mittels einer Präzisionsdosierungsdüse 142 abgegeben, welche Teil der Dosierungs- oder Befüllungsstation 50 ist. Das Monomer kann unter Vakuum in jedes der gekrümmten Frontgießformhälften dosiert werden, die auf alternierenden Paletten getragen werden, um die Möglichkeit eines Einschlusses jeglichen Gases zwischen dem Monomer und der gekrümmten Frontgießformhälfte 31 zu vermeiden. Überdies kann, wie weiter unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben werden wird, die polymerisierbare Monomermischung entgast werden, um zu gewährleisten, daß keine beträchtlichen gelösten Gase in dem Monomer vorhanden sind, insofern als gelöste Gase sehr gut Blasen bilden können, wenn das Monomer Vakuumbedingungen ausgesetzt wird.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden etwa 60 ul des polymerisierbaren Hydrogels oder Monomers auf die gekrümmte Frontgießformhälfte abgegeben, um zu gewährleisten, daß der Gießformhohlraum überdosiert ist, um die Möglichkeit eines unvollständigen Gießformens zu vermeiden. Das überschüssige Monomer wird aus dem Gießformhohlraum im letzten Schritt des Zusammensetzens der gekrümmten Front- und Rückgießformhälften entfernt, wie im folgenden hier beschrieben wird.
Die zweite Station in der Vorrichtung zum Abgeben und Zusammensetzen der Gießformteile ist eine Stempelstation, die schematisch in Fig. 1(b) veranschaulicht ist und die vollständiger in der EP-A-0686469 beschrieben ist.
Wie in Fig. 1(b) veranschaulicht, wird der ringförmige Flansch 31(a), der die gekrümmte Frontgießformhälfle umgibt, über ein Stempelkissen 21 mit einem dünnen Film eines oberflächenaktiven Mittels gestempelt, welches als geeignet gefunden worden ist zum Entfernen des überschüssigen Monomers, das von dem Gießformhohlraum zur Zeit des Zusammensetzens verdrängt worden ist. Das überschüssige Monomer (wenn Hydroxyethylmethacrylat verwendet wird, wird es als "HEMA" bezeichnet) wird zwischen die Flansche 31(a) und 33(a) verdrängt, wie veranschaulicht in Fig. 1(d), um einen Ring 34 aus überschüssigem HEMA zur Zeit des Gießformzusammensetzens zu bilden. Dieser HEMA-Ring wird ebenfalls gleichzeitig mit dem polymerisierbaren Hydrogel ausgehärtet, welches die Kontaktlinse 32 bildet.
Durch Stempeln des gekrümmten Gießformflansches 31 (a) mit einem oberflächenaktiven Mittel zur Gießformfreigabe haftet der HEMA-Ring 34 bevorzugt an dem gekrümmten Rückgießformhälftenflansch 33(a) an und wird von der Herstellungslinie entfernt, wenn die gekrümmte Rückgießformhälfte bei der Gießformdemontage entfernt wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist das oberflächenaktive Mittel zur Gießformfreigabe ein Polyethylenoxid- Sorbitan-Monooleat, kommerziell verkauft unter dem Handelsnamen "Tween 80".
Die Stempelkopfstation 60 schließt, darin montiert, eine Vielzahl von Stempeln 21 ein, jeweils angepasst, um in vertikaler, hin- und herbewegbarer Bewegung auf eine koordinierte Art und Weise durch Kolben 22 bewegt zu werden, die in der Stempelkopfstation 60 montiert sind, wobei die Zahl der Stempel 21 mit der Zahl der Frontbögen 31 korreliert ist, die auf einer Gießformpalette 30 getragen werden.
Angepaßt, um in beabstandeter Beziehung unterhalb des unteren Endes jedes Stempels 21 positioniert zu werden, wenn der Stempel in einer angehobenen Position vorliegt, ist ein horizontal verschiebbares Kissenbauteil (nicht gezeigt), welches aus einem geeigneten porösen Material gebildet ist, wie poröses Polyethylen mit einer durchschnittlichen Porengröße von 10 um, und welches imprägniert ist mit einer Lösung, welche ein oberflächenaktives Mittel enthält, wobei das letztere in einer hochkonzentrierten Form vorliegen kann. Die obere Oberfläche des Kissenbauteils ist durch einen Filter bedeckt, bevorzugt aus Nylon, mit einer Mesh- Größe von 1,2 um, um somit als eine Dosiervorrichtung zu agieren und es lediglich verhältnismäßig kleinen Mengen an oberflächenaktivem Mittel zu ermöglichen, hindurch zu gelangen, wenn das oberflächenaktive Mittel vom Boden des Kissenbauteils zu dem Kopf gelangt, wenn das Kissenbauteil durch die Bodenenden der Stempelköpfe 21 mittels Druck kontaktiert wird.
Die Funktionsweise der Zusammensetzstation wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1(c)-1(d) und Fig. 7 und 14 beschrieben. Wenn die Paletten 30, welche die gekrümmten Rückgießformhälften 33 enthalten, welche in der alternierenden Sequenz zuerst kommen, in die Zusammensetzstation eintreten, werden eine Vielzahl von sich hin- und herbewegenden Vakuumspannkolben 71 sich abwärts bewegen, wie vollständiger unter Bezugnahme auf die zwei Hauptausführungsformen dieser Erfindung beschrieben wird, welche in den Fig. 8-13 bzw. 14-17 veranschaulicht sind, um die gekrümmten Rückgießformhälften von der ersten der alternierenden Paletten 30 aufzunehmen. Die gekrümmten Rückgießformhälften werden mittels eines Vakuums, das in Kammer 71(a) erzeugt wird, angehoben, hier gezeigt in einer Ausführungsform, die zu der ersten Hauptausführungsform korrespondiert, welches Vakuum die gekrümmte Rückgießformhälfte an dem sich hin- und herbewegenden Kolben 71 befestigt. Nach der Aufnahme des Rückbogens wird die leere Palette 30 der Rückbögen vorgeschoben, und eine zweite Palette, welche die gekrümmten Frontgießformhälften und Monomer enthält, wird unter den sich hin- und herbewegenden Kolben vorgeschoben, wie veranschaulicht in Fig. 1(d). Dann wird ein Vakuum um den gesamten Aufbau angelegt, um zu gewährleisten, daß keine Gase zwischen den Gießformhälften und dem Monomer zum Zeitpunkt des Zusammensetzens der Gießform eingeschlossen werden. Der sich hin und herbewegende Kolben 70 wird dann nach unten geführt, so daß die gekrümmte Rückgießformhälfte 33 das Monomer berührt und es durch den Gießformhohlraum verdrängt. Wenn der sich hin- und herbewegende Kolben 21 fortschreitet, sich nach unten zu bewegen, überfließt das überschüssige Monomer den Hohlraum. Optional kann die Hin- und Herbewegung des Kolbens weit genug heruntergehen, um die flache, ringförmige Oberfläche 33(a) der gekrümmten Rückgießformhälfte 33 gegen den Umfangstrennungsrand 31(c) der gekrümmten Frontgießformhälfle zu setzen, wodurch die Gießformteile ausgerichtet werden und das überschüssige Monomer in den Raum zwischen den Flanschen 31(a), 33(a) verdrängt wird, in welchem der Überschußring 34 an HEMA gebildet wird. Die gekrümmte Rückgießformhälfte kann dann an die gekrümmte Frontgießformhälfte mittels eines Schwimm-Verschieb- Mechanismus festgespannt werden, welcher im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 8(a) und 8(b) für die erste Ausführungsform und Fig. 16 für die zweite Ausführungsform beschrieben werden wird. Nach einer vorherbestimmten Zeitdauer wird das Vakuum in der Kammer 71(a) aufgehoben, jedoch wird der Spanndruck des Kolbens 21 während des Überfahrens des Zusammensetzmoduls aufrecht erhalten. Dann wird das Vakuum, das die zusammengesetzten Gießformhälften und den sich hin- und herbewegenden Kolben 71 umgibt, aufgehoben, und der sich hin- und herbewegende Kolben wird eingefahren, wodurch es der Palette 30 ermöglicht wird, aus der Zusammensetzstation zu der Vorhärtungstation transferiert zu werden.
Das Zusammensetzen der Gießformhälften gemäß jeder der zwei offenbarten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls beschrieben in den Diagrammen, die in den Fig. 7 und 14 veranschaulicht sind, in welchen die Position des sich hin- und herbewegenden Kolbens 71 als eine Funktion der Zeit aufgetragen ist.
Wie veranschaulicht in Fig. 7 unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform, beginnt bei dem Startpunkt 0 der sich hin- und herbewegende Kolben sich zur Aufnahme der Rückbögen nach unten zu bewegen, und erreicht und befestigt den Rundbogen in etwa 0,25 Sekunden. Der Kolben 70 bewegt sich dann nach oben zu seiner oberen Position 14 mm oberhalb der Palette 30 in etwa 0,25 Sekunden. Dann werden die Paletten vorgeschoben, wobei die Palette mit den gekrümmten Rückgießformhälften entfernt wird und die Palette mit den gekrümmten Frontgießformhälften eingeführt wird, welcher Transfer etwa 0,5 Sekunden dauert. Während die Paletten transferiert werden, beginnt eine Vakuumkammer ihre Hinabbewegung auf die Palette 30 der gekrümmten Frontgießformhälften und berührt die Gießformpalette, um eine Abdichtung zwischen der Kammer und der Palette zu errichten, wie in folgendem vollständiger unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben werden wird. Eine Abdichtung wird errichtet in etwa 1,25 Sekunden nach dem Nullpunkt, und der Stickstoff in der Kammer wird dann evakuiert, bis ein Vakuumgleichgewicht nach etwa 1,75 Sekunden erreicht wird.
Es sollte erwähnt werden, daß der sich hin- und herbewegende Kolben 71 innerhalb der Vakuumkammer getragen wird, so daß, wenn sich die Vakuumkammer nach unten bewegt und mit der Palette abdichtet, der sich hin- und herbewegende Kolben 71 und die gekrümmte Rückgießformhälfte 33 sich teilweise bis auf etwa 5 mm oberhalb der gekrümmten Frontgießformhälfte abgesenkt haben. Nach 1,75 Sekunden beginnt der sich hin- und herbewegende Kolben 71 eine unabhängige Abwärtsbewegung und berührt das Monomer etwa 2,5 Sekunden nach dem Nullpunkt. Die Abwärtsbewegung des sich hin- und herbewegenden Kolbens wird fortgeführt, und nach etwa 3 Sekunden ist die gekrümmte Rückgießformhälfie fest auf dem Trennungsrand 31 (c) der gekrümmten Frontgießformhälfte eingepaßt, was ein formales Zusammensetzen anzeigt. Kurz danach wird das Vakuum in der Kammer 71(a) aufgehoben, jedoch erhält der sich hin- und herbewegende Kolben 71 eine Abwärtskraft auf die gekrümmte Rückgießformhälfte aufrecht, während der Rest des Zusammensetzmoduls eine Abwärtsbewegung fortführt, um ein unabhängiges schwimmendes Einspannen der gekrümmten Rückgießformhälften gegen einen Frontbogen zu begründen. Nach etwa 3,4 Sekunden wird das Vakuum in der Vakuumkammer aufgehoben, und nach etwa 4,4 Sekunden beginnen der sich hin- und herbewegende Kolben 71, die Vakuumkammer und das Zusammensetzmodul sich einzufahren. Nach 4,75 Sekunden wird die Palette, welche die zusammengesetzten Gießformhälften enthält, aus der Zusammensetzstation transferiert, und eine neue Palette, welche die gekrümmten Rückgießformhälften enthält, wird unter dem Gießformzusammensetzmodul eingesetzt. Nach etwa 5 Sekunden wird dann der sich hin- und herbewegende Kolben 71 zu seiner Rückbogenaufnahmestation bewegt, und nach 6 Sekunden beginnt das Zusammensetzen erneut beim Startpunkt 0.
Das Zusammensetz-Zeit-Bewegungsdiagramm gemäß Fig. 14, welches mit der zweiten Ausführungsform korrespondiert, beginnt bei dem Zeitstartpunkt 0, bei dem die sich hin- und herbewegenden Kolben eine Abwärtsbewegung auf die Palette der gekrümmten Rückbögen beginnen, und stellen einen Kontakt mit den gekrümmten Rückgießformhälften in etwa 0,5 Sekunden her. Die Kolben sind an einen Hauptträgerbalken gekoppelt, dessen Bewegung die an ihn gekoppelten Kolben hebt und absenkt. Ein Vakuumkammergehäuse ist ebenfalls an den Hauptträgerbalken angekoppelt und wird entsprechend angehoben und abgesenkt.
Die Kolben bleiben auf der Palette der Rückbögen für etwa 1,0 Sekunden positioniert, während welcher Zeit die Vakuumklemmen der Kolben ineinandergreifen, um die gekrümmten Rückgießformhälften an ihre jeweiligen Kolben zu befestigen. Die Kolben und die befestigten Rückbögen werden dann nach oben zu einer angehobenen Position oberhalb der Palette 30 in etwa 0,5 Sekunden bewegt. Die Kolben verbleiben in dieser angehobenen Position für etwa 1,5 Sekunden, wenn die Paletten vorgeschoben werden, so daß die Palette der Rückbögen entfernt wird, und so daß die Palette der Frontbögen unterhalb der Kolbenanordnung ausgerichtet wird. Dieses Vorschieben der Paletten dauert etwa 1,5 Sekunden.
Sobald die Palette der gekrümmten Frontgießformhälften positioniert worden ist, beginnen die Kolben und die Vakuumkammer (jeweils gekoppelt an den Hauptträgerbalken) sich nach unten auf die Palette der gekrümmten Frontgießformen zu bewegen, bei welcher Palette die Vakuumkammer eine Abdichtung begründen wird, wie im folgenden vollständiger unter Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben werden wird. Die Abdichtung der Vakuumkammer mit der Palette ist etwa 0,5 Sekunden nachdem die Kolben und die Vakuumkammer ihre Abwärtsbewegung auf die Frontbögen begonnen hatten, errichtet, wobei die Abdichtung durch die O- Ringe der Vakuumkammer begründet wird, die gegen die Palettenoberfläche gepreßt werden. Eine Vakuumpumpe evakuiert den Stickstoff aus der Kammer, und der gewünschte Vakuumdruck wird erreicht in etwa 1,5 Sekunden (2,0 Sekunden nach der anfänglichen Abwärtsbewegung der Kolben und der Vakuumkammer).
Die Vakuumkammer ist mit dem Hauptträgerbalken mit gleitenden Trägerschäften verbunden, wobei jeder Schaft eine korrespondierende Vorspannungsfeder aufweist, welche gleitenden Schäfte es dem Hauptträgerbalken und den daran angekoppelten Kolben ermöglichen, die Abwärtsbewegung fortzuführen, sobald sich die Vakuumkammer auf der Palette eingepaßt hat. Nach 2,0 Sekunden der Abwärtsbewegung, etwa gleichzeitig mit der vollständigen Errichtung des Vakuums in der Vakuumkammer, berühren die gekrümmten Rückgießformhälften, welche an den Kolben angefügt sind, das Monomer in den gekrümmten Frontgießformhälften. Für etwa 1,5 Sekunden führen die Kolben ihre Abwärtsbewegung mit einer langsameren Geschwindigkeit fort, bis die gekrümmten Rückgießformhälfte fest auf dem Trennungsrand der gekrümmten Frontgießformhälfte eingepaßt ist, anzeigend ein formalen Zusammensetzen. Während der Abwärtsbewegung durch das Monomer wird das Vakuum in dem Kolben aufgehoben, jedoch fahren die Kolben fort, den Rückbogen entlang seiner Abdichtung gegen den Frontbogen zu führen. Die endgültige Abwärtsbewegung durch das Monomer schreitet bei einer langsameren Geschwindigkeit fort, um es dem Monomer zu ermöglichen, seitlich und nach oben zwischen den sich schließenden Hälften zu fließen, um teilweise den Bereich zwischen den zwei Hälften zu füllen, und um es dem überschüssigen Monomer zu ermöglichen, aus dem Frontbogen zu entweichen und einen HEMA-Ring um die Lippe des Bogens herum zu bilden. Dieser HEMA-Ring wird von der geformten Monomerlinse am Trennungsrand des Gießformenaufbaus durch das Koppeln der zwei gekrümmten Hälften getrennt.
Während der etwa 1,0 Sekunden, nachdem die gekrümmte Rückhälfte sich eingepaßt und der Hauptträgerbalken die Abwärtsbewegung gestoppt hat, wird das Vakuum innerhalb der Kammer aufgehoben. Während dieser 1,0 Sekunden verbleiben der Kolben und der Hauptträgerbalken jedoch gestoppt, dadurch erhaltend eine konstante Abwärtsklemmkraft auf die gekrümmte Rückgießformhälfte. Nach der 1 sekündigen Pause werden der Hauptträgerbalken, die Kolben und die Vakuumkammer sequentiell in etwa 0,5 Sekunden nach oben angehoben. Anschließend an dieses Einfahren beginnt die Palette der zusammengesetzten Gießformen sich vorzuschieben, und diese wird aus dem Aufbau transferiert. Zu diesem Zeitpunkt wird eine neue Palette von Rückbögen unter die Zusammensetzstation vorgeschoben und das Verfahren beginnt von neuem.

Die Befüllungsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung wird veranschaulicht in der Draufsicht in Fig. 4, in welcher ein Fördermittel 20 eine sequenzierte Versorgung alternierender Paletten, von denen zwei schematisch in Fig. 4 als 30(a) und 30(b) veranschaulicht sind, bereitstellt. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung enthält die Palette 30(a) 8 gekrümmte Rückgießformteile und Palette 30(b) enthält 8 gekrümmte Frontgießformteile. Diese Paletten fahren auf dem Fördermittel 20 in einen Stickstofftunnel 12, welcher jedes der Fördermittel und Materialhandhabungsvorrichtungen umgibt, um eine Umgebung mit wenig Sauerstoff für all die Komponententeile vor der Polymerisation bereitzustellen. Materialhandhabungspalettenvorschieber 13 und 14 dirigieren die Paletten von dem Fördermittelband 20 zu der Befüllungs- und Zusammensetzstation 15, welche ebenfalls innerhalb eines Stickstoffgehäuses 16 eingeschlossen ist. Ein Gehäuse 16 kann nach oben und heraus aus dem Weg zum Bedienen über Handhabungsmittel 17 und Scharniere 18 gedreht werden. Innerhalb der Befüllungs- und Zusammensetzstation 15 befindet sich der Befüllungs- oder Dosierungsaufbau 50 zum Befüllen der Frontbögen mit einer vorherbestimmten Präzisionsdosis an Monomer, eine Vorrichtung 60 zum Auftragen eines oberflächenaktiven Mittels zur Gießformfreigabe auf den Flanschbereich der gekrümmten Frontgießformen, und die Gießformzusammensetzstation 70. Dem Zusammensetzen folgend werden die leeren Paletten der gekrümmten Rückgießformen durch Materialhandhabungsvorschieber 19 auf das Rückbogenpalettenumkehrfördermittel 22 umgedreht, während die gefüllten und zusammengesetzten Gießformaufbauten in ihrer jeweiligen Palette über Fördermittel 21 zu der Vorhärtungsstation befördert werden.
Die Materialhandhabungsvorrichtung 14 ist eine Präzisionsvorrichtung, welche die Paletten, eine nach der anderen, auf eine Spur 22 schiebt, zur Verarbeitung durch die zahlreichen Stationen in der Abgabe- und Zusammensetzvorrichtung. Die Paletten werden der Reihe nach vorgeschoben, wobei jeder Vorschub der Breite der Palette plus minus 0,1 mm entspricht. Dies ermöglicht die Anordnung der Paletten für eine präzise Einpassung in den zahlreichen Modulen der Befüllungs- und Zusammensetzstation 15.
Die Befüllungs- oder Dosierungsstation 50 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 5, 6 und 9 beschrieben, wobei Fig. 5 und 9 teilweise Querschnittsansichten der Station 50 und Fig. 6 eine schematische Veranschaulichung der Monomerentgasung, welche vor dem Dosieren der einzelnen Gießformhohlräume auftritt, sind bzw. ist. Das Monomer wird im wesentlichen entgast, um die Bildung von Gasblasen in dem dosierten Monomer zu vermeiden, entweder zum Zeitpunkt der Dosierung oder dem Zeitpunkt des Gießformzusammensetzens, insofern als die Gasblase eine Hohlraumbildung oder ein Puddeln des Monomers während der Polymerisation induzieren wird, wodurch die Linse defekt und unbrauchbar wird.
Wie in Fig. 6 veranschaulicht, wird das Monomer oder die Monomermischung in Behältern 100 bereitgestellt, typischerweise mit einem Volumen von 15 Litern. Der Behälter wird mit dem Monomerentgasungssystem mittels einer Leitung 112 verbunden. Ein Ansaugen wird erzeugt durch eine Pumpe 114, um das Monomer aus der Trommel 100, durch die Leitung 112, zur Pumpe 114 und aus der Pumpenabgabe 116 zu ziehen. Während des Durchgangs durch die Abgabeleitung 116 passiert das Monomer einen Filter 118, um jegliche äußeren, teilchenförmigen Verunreinigungen, die in dem Monomer vorhanden sein können, zu entfernen.
Das Monomer wird dann dem Einlaß 120 der Entgasungseinheit 122 bereitgestellt. Innerhalb der Entgasungseinheit wird das Monomer unter einer Vielzahl von Rohren 124 aufgeteilt und dann in einer Entgasungseinheitabgabe 126 rekombiniert. Die Entgasungseinheit wird unter einem geringen Umgebungsdruck betrieben, typischerweise etwa 1-40 Ton, welcher durch eine Vakuumpumpe 128 bereitgestellt wird. Diese Vakuumpumpe ist über eine Leitung 130 an die Entgasungseinheit 122 angefügt und gibt den Luftüberschuß aus der Entgasungseinheit über den Weg einer Leitung 132 ab. Die Rohrbauteile 124 werden bevorzugt aus einem gaspermeablen Rohrmaterial gebildet, wie STHT-Rohrmaterial, hergestellt von Sanitec, Inc. aus Andover, New Jersey, aus Q74780 Silicongummi mit medizinischer Qualität, hergestellt von Dow Corning aus Midland, Michigan. Während zwei Rohre in Fig. 6 veranschaulicht sind, wird verstanden werden, daß eine Vielzahl von Rohren, typischerweise 10 Rohre, für die Entgasungseinheit 122 bereitgestellt werden.
Wenn das Monomer die Entgasungseinheit 122 durch die Abgabeleitung 126 verläßt, gelangt es durch einen Sauerstoff-Überwacher 134. Der Überwacher mißt den Restsauerstoff innerhalb des Monomers, um zu gewährleisten, daß die Entgasungseinheit richtig funktioniert. Wenn der Sauerstoffgehalt des Monomers als zu hoch angezeigt wird, kann der Betrieb der Herstellungslinie angehalten werden, bis das Problem korrigiert ist, um die Herstellung von defekten Linsen zu vermeiden.
Sobald der Sauerstoff-Überwacher 134 ermittelt hat, daß der Sauerstoffgehalt des Monomers ausreichend niedrig ist, gelangt das Monomer durch eine Leitung 136 in eine Rohrverzweigung 138. Die Rohrverzweigung wird als eine gemeinsame Quelle zur Versorgung einer Vielzahl von Präzisionsdosierungspumpen 140 verwendet, die verwendet werden, um die einzelnen Kontaktlinsengießformen bei der Monomerdosierungsstation 50 zu befüllen. Die Pumpen 140, die verwendet werden, um das zubereitete Monomer, das der Rohrverzweigung 138 geliefert wurde, zu pumpen, sind IVEK-Pumpen, hergestellt von der IVEK Corporation aus North Springfield, Vermont. Diese Pumpen stellen eine Präzisionsdosierung des entgasten Monomers in die Gießformhohlräume 31 über Düsen 142 bereit.
Wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 1(a) beschrieben wurde. Das Monomer wird von den Pumpen 140 zu den Düsen 142 über Versorgungsleitungen 141 geliefert, welche Kupplungsblöcke 143 einschließen, als Hilfe beim Bedienen der Ausrüstung. Jede der Versorgungsleitungen 141 ist an eine assoziierte Abgabedüse 142 angekoppelt, von denen zwei in Fig. 5 veranschaulicht sind, welche unmittelbar über dem Weg der Palette 30 und den einzelnen Frontbögen 31 aufgehängt sind. Die Dosierungsstation 50 schließt einen Rohrverzweigungsblock 51 zur Aufnahme jeder der Monomerabgabedüsen 142 und einer Vakuumabdichtung 52 ein, welche verwendet werden kann, um mit dem äußeren Umfang 110(a) der Palette 30 zu kooperieren, um ein abgedichtetes Gehäuse bereitzustellen, das mit einer Vakuumpumpe evakuiert werden kann, so daß die Abgabe des Monomers in einem Vakuum auftritt. Der Rohrverzweigungsblockaufbau 51 bewegt sich in Bezug auf eine fixierte Plattform 52 auf einem Paar von Rohren oder Zylindern 53, 54 hin und her, wie im Folgenden in Bezug auf Fig. 9 beschrieben werden wird. Das Dosierungsmodul 50 schließt ebenfalls ein Paar von Bohrteleskoprohren 55, 56 ein, welche die Inspektion der Monomerdosierung, falls gewünscht, durch ein Lichtfaserteleskop 200 ermöglichen.
Wie in Fig. 9 veranschaulicht, bewegt sich das gesamte Abgabemodul 50 vertikal hin und her in Bezug auf einen fixierten Trägerrahmen 52 und 64 mittels eines pneumatischen Zylinders 65 mit kurzem Hub, montiert auf einem beweglichen Rahmen 62 und zu dem fixierten Rahmen 64 über eine Führungsstange 63a des pneumatischen Zylinders 63. Vakuum wird angelegt über die Befüllungs- oder Dosierungsstation durch eine Rohrverzweigung 66 und eine Vakuumleitung 67 zu einer inneren Rohrverzweigung 68, die in einem der zwei Rohre 53, 54 gebildet ist. Die Rohre oder Zylinder 53, 54 bewegen sich mit fixierten Führungsrohren 57, 58 hin und her. Ein Vakuumplenum wird ebenfalls in dem Rohrverzweigungsblock 51 gebildet durch Mittel von Bohrlöchern 69 und 69(a), welche eine Vakuumverbindung zwischen der Vakuumrohrverzweigung 66 und dem Inneren der Dosierungsstation 50, definiert durch eine Umfangsabdichtung 52 und die Palette 30, bereitstellen.
Ein Lichtfaserteleskop 200 ist in Fig. 9 veranschaulicht, mit einer optischen Sonde 201, sich nach unten erstreckend in den Hohlraum, der durch die Palette 30 und den Rohrverzweigungsblock 51 definiert wird. Eine Attrappe 202 wird in dem anderen Bohrteleskoprohr 56 installiert, um einen Zugang zu dem inneren Vakuumplenum der Zusammensetzstation 50 abzudichten, wenn ein Bohrteleskop nicht verwendet wird.
Beim Betrieb wird eine Palette 30 in die Befüllungs- oder Dosierungsstation 50 mittels einer Materialhandhabungsramme 14 vorgeschoben, wie zuvor in Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Einmal in Position wird der Rohrverzweigungsaufbau 51 mittels eines pneumatischen Zylinders 63 nach unten bewegt. Wenn die Vakuumabdichtung 52 auf dem Rohrverzweigungsaufbau 51 in die Palette 30 eingreift, kann der Sensoraufbau 65 ausgelöst werden, wodurch ein Ventil geöffnet wird, um ein Vakuum in der Rohrverzweigung 66, der Vakuumleitung 67, der Rohrverzweigung 68 und dem Plenum 69, 69(a) zu erzeugen. Es sollte erwähnt werden, daß ein Vakuum nicht benötigt wird zum Befüllen oder Dosieren der Gießformhohlräume, jedoch die Möglichkeit vermeidet, daß Stickstoffgas zwischen dem Monomer und der gekrümmten Frontgießformhälfte eingeschlossen wird. Es sollte ebenfalls erwähnt werden, daß die Umgebungsatmosphäre, die die Palette 30 umgibt, eine Stickstoffumgebung mit wenig Sauerstoff ist, und die Evakuierung der Kammer ist eine Evakuierung des Stickstoffgases. Nachdem ein Vakuum innerhalb der Dosierungskammer errichtet worden ist, werden Pumpen 140 betrieben, um eine kontrollierte Dosis von 60 ul jedem der Gießformhohlräume 31 zu liefern, die in Fig. 5 veranschaulicht sind.
Jede der Düsen 142 schließt eine Teflon-Dosierungsspitze mit einem O. D. von etwa 0,070" und einem LD. von etwa 0,04 LD. ein. Jede Spitze ist bei etwa einem 45º Winkel geschnitten und ist positioniert, um innerhalb von 0,5 mm der horizontalen Tangente des Frontbogens 31 zum Zeitpunkt der Dosierung getragen zu werden.
Wenn das Monomer oder die Monomermischung dosiert ist, vereinigt es sich nach oben um die Spitze herum, wie veranschaulicht in Fig. 1 (a), so daß der Winkel der Spitze bedeckt ist. Wenn der Rohrverzweigungsaufbau 51 nach oben bewegt wird, berührt der Monomerpool die Düsenspitze und zieht jeden Monomerüberschuss von der Spitzenfläche, um eine Tropfenbildung auf der Spitze zu vermeiden. Diese Berührung steigert die Genauigkeit der Dosierung, sie zieht potentielle Monomertropfen ab und vermeidet jede Verrührung des Monomers, welche in einer Blasenbildung resultieren könnte.
Falls sich Monomertropfen auf der Spitze bilden, besteht die Möglichkeit einer Kontamination einer passierenden Palette oder der Dosierungsstation durch einen unbeabsichtigten Tropfen. Es ist gefunden worden, daß einzelne Monomertropfen, sogar wenn sie in einem Gießformhohlraum abgeschieden sind oder oben auf dem Monomerpool liegen, eine "Keim"- Stelle für eine Gasblase erzeugen. Durch Berühren der Spitze mit dem Monomerpool wird diese Möglichkeit im wesentlichen eliminiert.
Nachdem das Monomer in die einzelnen Gießformhohlräume dosiert worden ist, wird das Vakuum in der Rohrverzweigung 66 aufgehoben, und der Rohrverzweigungsaufbau 51 wird nach oben bewegt durch ein pneumatisches Führungsmittel 63, um einen Transport der Palette 30 zu der Vorrichtung 60 zu ermöglichen, welche den Gießformflansch mit einem oberflächenaktiven Mittel zur Gießformfreigabe beschichtet. Das Befüllungsmodul 50 kann mittels eines pneumatischen Zylinders 63 auf eine hohe Bedienposition angehoben werden.

Die erste Gießform-Zusammensetzvorrichtung

Der Betrieb der Zusammensetzstation der vorliegenden Erfindung wird in Bezug auf zwei Ausführungsformen erklärt, die erste ist in den Fig. 8 und 10-13 veranschaulicht, und die zweite ist in den Fig. 15 und 18-19 veranschaulicht.
In Bezug auf die erste Ausführungsform stellt Fig. 8(a) eine äußere Frontansicht des Zusammensetzmoduls 70 dar, und Fig. 8(b) stellt eine teilweise Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform des Zusammensetzmoduls 70 dar, der entlangt zweier separater Achsen von den Teillinien A-A' aus Veranschaulichungsgründen aufgeteilt ist. Diese Zusammensetzstation schließt vier sich hin- und herbewegende Kolben 71 ein, von denen zwei mit Rückbögen, die daran angefügt sind, in dem linken Teil von a-a' von Fig. 8(b) gezeigt sind, und zwei von ihnen teilweise sichtbar in dem rechten Teil von a-a' von Fig. 8(b) ohne Rückbögen. Es sollte verstanden werden, daß in der bevorzugten Version dieser Ausführungsform 8 sich hin- und herbewegende Kolben für Paletten verwendet werden, die 8 Sätze von gekrümmten Front- und Rückgießformhälften aufweisen. Die sich hin- und herbewegenden Kolben 71 sind zum Hin- und Herbewegen innerhalb des Vakuumgehäuses 72 montiert und werden beide durch das Hauptgehäuse 73 getragen und können darin treiben. Jedes der drei Bauteile 71, 72 und 73 bewegt sich zu verschiedenen Zeiten hin und her, sowohl in Bezug zueinander als auch in Bezug auf die Palette 30 und die Palette 31 mit Frontgießformbögen.
In Bezug auf die Fig. 8(b) und 10 und die darin gezeigte erste Ausführungsform sind das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 72 und das Hauptgehäuse 73 für eine Hin- und Herbewegung auf zylindrischen Schäften oder Rohren 74, 75 montiert und bewegen sich in Bezug auf ein stationäres Rahmenbauteil 76 in Antwort auf einen Servomotor 77, welcher eine sich hin- und herbewegende Trägerplattform 78 anhebt und absenkt. Ein Antriebsmotor 77 ist fixierbar angefügt an das Rahmenbauteil 76 mittels Führungsrohren 79 und 80 und einem Querbauteil 91. Somit stellen das stationäre Rahmenbauteil 76, die Führungsrohre 79, 80 und das Querbauteil 81 einen Kastenrahmen bereit, der in Bezug zu den sich hin- und herbewegenden Bauteilen der Vorrichtung stationär ist. Die Palettenführungsschienen 89 sind ebenfalls in Bezug auf die stationäre fixierte Plattform 76 fixiert. Wie zuvor gezeigt wird die Palette 30 durch die Palettenführungsschienen 82 mittels der Materialhandhabungsvorschieber 14 vorgeschoben, wie zuvor beschrieben und veranschaulicht in Bezug auf Fig. 4.
Wie veranschaulicht in Fig. 8(b), ebenfalls in Bezug auf die erste Ausführungsform dieser Erfindung, die darin gezeigt ist, bewegen sich das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 72 und das Hauptgehäuse 73 in Bezug zueinander, wobei das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 72 nach unten durch ein Paar von Federbauteilen 83, 84 vorgespannt wird, die an gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Gehäuses positioniert sind. Das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 72 ist an das Hauptgehäuse 73 mit einem Paar von Bolzen 85, 86 befestigt, von denen einer im Querschnitt in Fig. 8(b) als 85 gezeigt ist, welche frei darin sind, sich nach oben zu bewegen in eine Aussparung, wie Aussparung 87, die in dem Hauptgehäuse gebildet ist. Ebenfalls stellen die sich hin- und herbewegenden Kolben 71 und die sich hin- und herbewegenden Rohrverzweigungsbauteile 88, 89 ebenfalls sich hin- und herbewegende Führungen und Träger zwischen den zwei Gehäusebauteilen 72, 73 bereit.
Ein Paar von Bohrteleskopgehäusen 90 und 91 stellt einen Zugang für ein Bohrteleskop 200 und eine optische Sonde 201 bereit, welche in den Aufbauhohlraum zu Zwecken der Betrachtung oder Qualitätskontrolle eingesetzt werden können. Wenn sie nicht in Verwendung sind, werden die Bohrlochgehäuse 90,91 durch eine Blindkappe 202 verschlossen, um das Anlegen eines Vakuums innerhalb des Zusammensetzgehäuses zu ermöglichen.
Beim Betrieb wird eine Palette 30, welche gekrümmte Rückgießformhälften enthält, unter die sich hin- und herbewegenden Kolben 71 vorgeschoben, wie zuvor in Bezug auf Fig. 1(c) beschrieben. Wenn die Palette in Position ist, wird das Zusammensetzmodul 70 nach unten bewegt, durch einen pneumatischen Antriebsmotor 77 und ein Querbauteil 78 und die sich hin- und herbewegenden Rohre 74, 75, um sowohl das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse als auch das Hauptgehäuse nach unten zu ziehen. Das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 72 wird in seiner Abwärtsposition mittels Federn 83, 84 vorgespannt, und die einzelnen sich hin- und herbewegenden Kolben 71 werden auf Grund ihrer Montage innerhalb des Vakuumrohrverzweigungsgehäuses 72 und auf Grund des Luftdrucks, der innerhalb der pneumatischen Zylinder 93, die in dem oberen Teil des Hauptgehäuses 73 montiert sind, aufrecht erhalten wird, nach unten vorgespannt. Pneumatische Zylinder 73 werden mit Druck beaufschlagt durch einen Plenumhohlraum 102, welcher jeden der Zylinder 92 an eine gemeinsame Luftdruckserviceeinheit anbindet. Innerhalb von etwa 0,25 Sekunden haben die sich hin- und herbewegenden Kolben 71 die gekrümmten Rückgießformhälfien auf der Palette 30 umgriffen, und ein Vakuum wird durch die Vakuumrohrverzweigung 71(a) in dem sich hin- und herbewegenden Kolben 71 gezogen, welcher radiale Bohrungen 94 aufweist, welche mit einer ringförmigen Kammer 95 kommunizieren, die in dem Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 72 gebildet ist, von denen zwei in Fig. 8(d) und 11 gezeigt sind. Jeder dieser ringförmigen Kammerdurchgänge 95 ist mit den anderen verbunden und mit einem gemeinsamen Plenum 97, welches sich entlang aller vier ringförmigen Rohrverzweigungen 95 auf einer Seite des Vakuumrohrverzweigungsgehäuses 72 erstreckt.
Ein Paar von sich hin- und herbewegenden Vakuumrohrverzweigungen 88, 89 verbindet die Vakuumrohrverzweigung 72 mit der Hauptrohrverzweigung 73, mit einem der Rohre 88, veranschaulicht im Querschnitt in Fig. 8(b). Die Vakuumrohrverzweigung 88 bewegt sich in der Bohrung 98 hin und her, während die Vakuumrohrverzweigung 89 sich in der Bohrung 99 hin und her bewegt. Diese sich hin- und herbewegenden Rohrverzweigungen sind im wesentlichen identisch, außer daß sie Vakuum bei zwei unterschiedlichen Drücken zu zwei unterschiedlichen Teilen des Zusammensetzmoduls liefern.
Wie veranschaulicht in den Fig. 13 und 8(b) begrenzt das longitudinale Plenum 97 eine ringförmige Kammer 99, welche wiederum mit einer sich hin- und herbewegenden Vakuumrohrverzweigung 89 und einem oberen Plenumhohlraum 102 kommuniziert. Das Plenum 102 ist mit dem oberen Teil des Vakuumaufbaus 103 verbunden, welcher wiederum mit dem sich hin- und herbewegenden Zylinder oder Rohr 75 kommuniziert. Das Vakuum, das in dem sich hin- und herbewegenden Rohr 75 aufrecht erhalten wird, wird wiederum durch eine Vakuumleitung 104 durch ein Absperrventil und eine Rohrverzweigung (nicht gezeigt) gezogen. Somit zieht das Vakuum, das durch das Vakuumrohr 104 gezogen wird, den Stickstoff, der in der Umgebung mit geringem Sauerstoff vorhanden ist, durch die sich hin- und herbewegenden Kolben 71 in gemeinsame Plenums 95, 97 in dem Vakuumrohrverzweigungsgehäuse, nach oben durch die sich hin- und herbewegende Rohrverzweigung 89 in das Hauptgehäuse, und dann nach unten durch die sich hin- und herbewegenden Rohre 95 zur Abgabe.
Wenn das Zusammensetzmodul dieser ersten Ausführungsform seinen niedrigsten Bewegungspunkt erreicht, wird jeder der Rückbögen aus der Palette 30 für die gekrümmten Rückgießformen entfernt, durch das Vakuum, das in den sich hin- und herbewegenden Kolben 71 gezogen wird. Das gesamte Zusammensetzmodul 70 wird dann nach oben bewegt in etwa 0,25 Sekunden, um einen Transport der leeren Palette 30 aus dem Zusammensetzmodul und den Einsatz einer neuen Palette 30(b) zu ermöglichen, die mit gekrümmten Frontgießformhälften gefüllt ist, jede von diesen ist mit einem Monomer bei dem Befüllungsmodul 50 dosiert worden. Die Palette 30(b) wird in Position vorgeschoben, wie zuvor beschrieben in Bezug auf Fig. 4, sie wird jedoch in präziser Position eingepaßt durch spitz zulaufende Paßstifte 106, 107, welche mit den blinden Paßbohrungen 108, 109 kooperieren, die auf der Palette 30 gebildet sind, wie veranschaulicht in Fig. 2. Die Spitze auf dem Stift 106 ist ausreichend, um die Palette innerhalb von ± 0,1 mm zu Zwecken eines präzisen Zusammensetzens der Gießformhälften einzupassen.
Der Zusammensetzzyklus beginnt durch ein Hin- und Herbewegen sowohl des Vakuumrohrverzweigungsgehäuses 72 und des Hauptgehäuses 73 nach unten, bis eine Umfangsabdichtung 110 den äußeren Umfang 110(a) der Palette 30 berührt. Wenn Kontakt mit der Umfangsabdichtung hergestellt ist, wird ein Vakuumschalter betätigt mittels eines Berührungsschalters, der zu einem sich hin- und herbewegenden Querkopf 78 benachbart ist, welcher eine zweite Vakuumquelle betreibt, welches gezogen wird durch das Vakuumrohr 111 und das Innere des sich hin- und herbewegenden Antriebsrohres 74, um die Kammer zu evakuieren, die zwischen dem Vakuumrohrverzweigungsgehäuses 72 und der Plattform 30 gebildet wird. Das Vakuum wird gezogen, wie veranschaulicht in den Fig. 8(b), 11 und 13, durch das Zentrum des Vakuumrohrverzweigungsgehäuses 72 auf Grund eines gemeinsamen Plenums 115, welches in eine zentrale Bohröffnung 116 mündet, welche wiederum mit einer longitudinalen Rohrverzweigung 66 und der ringförmigen Kammer 98 und durch das Vakuumrohrverzweigungsrohr 88 an die obere Hauptgehäuserohrverzweigung 101 angebunden ist, und von diesem Durchgang über eine Verbindungsrohrverzweigung zu dem Inneren des sich hin- und herbewegenden Antriebsrohres 74, auf eine Art und Weise, ähnlich zu der, die zuvor in Bezug auf die Rohrverzweigung 102 und das Innere des Antriebsrohres 75 beschrieben und veranschaulicht worden ist.
Es sollte erwähnt werden, daß das Vakuum, das in den zwei sich hin- und herbewegenden Antriebsrohren 74, 75 gezogen wird, leicht verschieden ist, wobei das Vakuum, das in dem Rohr 75 gezogen wird, leicht größer ist als das, das in Rohr 74 gezogen wird, um zu gewährleisten, daß die Rückbögen auf den sich hin- und herbewegenden Kolben 71 vor deren Ablagerung auf dem Monomer und den gekrümmten Frontgießformhälften gehalten werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Druck, der in der Vakuumrohrverzweigung um die Palette 30 gezogen wird in dem Bereich von 5 bis 7 millibar, während das Vakuum, das innerhalb der sich hin- und herbewegenden Kolben 71 gezogen wird, in dem Bereich von 3 bis 5 millibar liegt.
Das Ermöglichen der Hin- und Herbewegung der Kolben 71 durch das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 72 in das gezogene Vakuum, und das Aufrechterhalten des Vakuums durch jede Translation, erfordert ein Abdichtungsmittel zwischen den Schäften der Kolben 71 und den Vakuumrohrverzweigungsgehäuseöffnungen, durch welche sie sich hin- und herbewegen. Die Bedeutung des Unterschieds zwischen den Vakuumniveaus, die innerhalb der Kolben gezogen werden, und dem Vakuum der Hauptkammer, steigert die Schwierigkeit ebenso wie die Komplexität dieser Erfordernis. Ein zusätzliches praktisches Erfordernis für ein solches Abdichtungsmittel besteht darin, daß es kompatibel ist, oder wenigstens einstellbar in Bezug auf die Herstellungsvarianzen des Kolbens 71 und der O-Ringmorphologie.
Der Vakuumrohrmuffenaufbau, der in Fig. 2 gezeigt ist, veranschaulicht eine Designlösung, welche die oben zitierten Komplexitäten in Bezug auf das Bewegen der Kolbenschäfte durch die Vakuumrohrverzweigung erfüllt. Während ein einzelner Muffenaufbau in Fig. 12 veranschaulicht ist, ist zu verstehen, daß die typische Rohrverzweigung eine Vielzahl von Muffen und Kolben, wie veranschaulicht in den Fig. 5 und 8-11, aufweisen kann.
Ein individueller Vakuumrohrmuffenaufbau gemäß den spezifischen Erfordernissen jeder Ausführungsform der Gießformenzusammensetzvorrichtung schließt ein zylindrisches Muffenelement 180 mit einem äußeren Durchmesser ein, der im Allgemeinen äquivalent ist zu einem inneren Durchmesser einer Öffnung 190, welche sich durch das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 204 erstreckt. Der innere Durchmesser der Vakuumrohrmuffe 180 ist im allgemeinen gleich zu dem äußeren Durchmesser des Kolbenschafts 71.
Der Kolben 71, welcher ein langgestrecktes Bauteil ist, weist ein Plenum 71a auf, das in dem offenen Ende desselben gebildet ist. Der Kolben 71 weist ebenfalls ein Paar von radialen Bohrungen 188 auf, welche die äußere seitliche Oberfläche des Kolbens 71 mit dem Plenum 71a verbinden. Die Muffe 180 weist zwei seitliche Öffnungen 187, welche diagonal zu der Längsachse der Muffe 180 sind, und welche an die radialen Bohrungen 188 des Kolbens 71 angebunden sind. Die seitlichen Öffnungen 187 der Muffe 180 sind an einen ringförmigen Durchgang 186 angeschlossen, der in der äußeren Oberfläche der Muffe gebildet ist. Dieser ringförmige Durchgang 186 ermöglicht den seitlichen Durchgängen 187, an ein äußeres Vakuum (wie unten beschrieben) unabhängig von einer Rotiationsorientierung angeschlossen zu bleiben.
Die Vakuumrohrverzweigung 204, mit deren Verbindung die Palette 30 ein Gehäusebauteil bildet, in welchem ein Kammervakuum gezogen wird, schließt ebenfalls eine Vielzahl von ringförmigen Kammerdurchgängen (nicht gezeigt) ein, welche offene Enden auf der inneren Oberfläche der Öffnung 190 durch das Gehäuse aufweisen, an das die Muffe 180 angepasst ist. Die anderen Enden der ringförmigen Kammerdurchgänge sind an ein äußeres Vakuum (ebenfalls nicht gezeigt) angekoppelt. Es erfolgt durch die ringförmigen Kammerdurchgänge, die seitliche Öffnungen 187 der Muffenkupplung 180 und die radialen Bohrungen 188 des Kolbens, daß ein Vakuum in dem Kolbenplenum 71a gezogen werden kann und der Kolben die Bögenhälften (wie zu sehen in Fig. 1(d)) greifen kann.
Die äußere Oberfläche der Vakuummuffe 180 schließt ebenfalls zwei umfängliche O- Ringaussparungen 181a, 181b ein. Eine dieser Aussparungen 181a ist angeordnet an einer Position zwischen der äußeren (ersten) Verbindung der seitlichen Öffnungen 187 zu den ringförmigen Kammerdurchgängen der Rohrverzweigung und dem Äußeren der Kammerrohrverzweigung; die andere Aussparung 181b ist angeordnet zwischen der ersten Verbindung und dem Inneren der Vakuumkammer. In jeder umfänglichen Aussparung sind Standard-O-Ringe 182 eingepasst um ein Lecken in oder aus den korrespondierenden Vakua (das Kolbenvakuum oder das Kammervakuum) zu verhindern.
Der innere Durchmesser der Vakuummuffe weist zwei ähnliche umfängliche Aussparungen 183a, 183b auf, in welche O-Ringe 184 eingelegt sind. Die Aussparungen 183a, 183b sind oberhalb und unterhalb der inneren (zweiten) Verbindung der seitlichen Öffnungen 187 zu den radialen Bohrungen des Kolbens beabstandet, für den ähnlichen Zweck einer Verhinderung eines Lecken aus oder in die unterschiedlichen Vakua.
Während des Betriebs des Aufbaus gleitet der Kolben 71 durch die Muffe 180, während O- Ringe 184 eine Vakuumdichtung aufrecht erhalten. Aufgrund ihres dynamischen Betriebes werden O-Ringe 183, anders als Standard-O-Ringe 182, speziell für den Kolben, der sich in dieser Muffe hin- und herbewegt, ausgewählt. Die Varianzen der Herstellungsdimensionstolleranzen jedes Kolbens 71 werden dabei speziell durch die ausgewählten O-Ringe 183 beachtet. Diese Muffe steigert beträchtlich die Interoperabilität jedes Kolbens 71 in Bezug auf ein Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 204, durch Umgehen der Notwendigkeit eines individuellen Zusammenpassens der Kolben mit den Öffnungen in dem Gehäusebauteil, durch welches sie sich hin- und herbewegen.
Nachdem das Vakuum in dem Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 72 errichtet worden ist, hört das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse auf sich hin- und herzubewegen und verbleibt stationär in Bezug auf die Palette 30. Jedoch bewegt sich das Ober- oder Hauptgehäuse 73 weiterhin nach unten hin und her, zusammen mit den daran angefügten Kolben, ermöglichend, daß die Rückbögen das Monomer berühren und es langsam nach außen verdrängen, um den Gießformhohlraum zu füllen, wenn die zwei Gießformhälften zusammengesetzt sind. Das Vakuum, das um das Gehäuse herum aufrecht erhalten wird, ermöglicht das Zusammensetzen der zwei Bögen in einer schnelleren und prompteren Art und Weise, als bei einem Zusammensetzen unter Umgebungsstickstoffdruck. Nach Zusammensetzen unter Vakuum kann die Abgabegeschwindigkeit einen Wert von S mm pro Sekunde erreichen, wohingegen ohne Vakuum jede Geschwindigkeit von größer als 0,2-1 mm pro Sekunde eine übermäßige Bewegung des Monomers und die Bildung von Blasen bewirken kann, was die Qualität der resultierenden Linse beeinflussen und verschlechtern kann. Somit kann die Zusammensetzgeschwindigkeit, welche 6 bis 9 Sekunden unter atmosphärischen Bedingungen einnahm, nun 1 bis 2 Sekunden betragen. Überdies ist es möglich, wenn kein Vakuum gezogen wird, für den Stickstoff zwischen den Gießformhälften oder zwischen dem Monomer und dem Rückbogen eingeschlossen zu werden, wodurch eine weitere Blase oder ein Puddle erzeugt wird, was in einer Aussortierung dieser Linse resultieren wird.
Eine unabhängige Bewegung der zwei Rohrverzweigungen 72, 73 in dieser Ausführungsform wird bereitgestellt, da das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 72 sich nicht länger nach unten hin- und herbewegt, nachdem es auf der Palette 30 eingepasst wurde. Wie veranschaulicht, stellt die Vorrichtung der Fig. 8 und 9 eine optionale Klemmbewegung bereit, wobei das obere Hauptgehäuse sich weiter nach unten hin- und herbewegt, abgebend die gekrümmte Rückgießformhälfte, und fortführend bis zu dem Überfahrpunkt Z, veranschaulicht in Fig. 7, wodurch Federn 83 und 86 zusammengedrückt werden. Wenn diese zwei Federbauteile zusammengepreßt werden, schwimmen die sich hin- und herbewegenden Kolben 71 zwischen den gekrümmten Rückgießformhälfien 33 und pneumatischen Zylindern 93, montiert zum Hin- und Herbewegen in der Rohrverzweigung 73, welche auf einen vorherbestimmten Druck eingestellt worden sind. Somit wird ein Klemmdruck auf dem Rückbogengießformbauteil erzeugt, wie bestimmt durch den Luftdruck, aufrechterhalten in den pneumatischen Zylindern 93, und nicht durch die Federbauteile 83, 84, oder durch den Druck, der durch den Antriebsmotor 71 erzeugt wird. Dies ermöglicht eine unabhängige Hin- und Herbewegung oder eine Schwimmbewegung jeder der sich hin- und herbewegenden Kolben 71, während es möglich ist, alle Kolben auf einen gemeinsamen vorbestimmten Wert mit Druck zu beaufschlagen. Somit wird eine Fehlausrichtung eines einzelnen Gießformteils nicht die gesamte Ladung von Gießformenaufbauten auf der Palette 30 zerstören.
Wie zuvor in Bezug auf Fig. 1 beschrieben, setzt der optionale Klemmdruck die gekrümmte Rückgießformhälfte auf die gekrümmte Frontgießformhälfte und setzt den konvexen Teil des Bogens gegen den Trennring 31(c), der auf der gekrümmten Frontgießformhälfte gebildet ist, wodurch das Monomer in dem Linsenwerkstück 32 von dem Monomer in dem überschüssigen HEMA-Ring 34 getrennt wird. Ebenfalls, wie in Fig. 7 gezeigt, wird, nachdem die Gießformhälften eingesetzt worden sind, das Vakuum in jedem der sich hin- und herbewegenden Kolben 71 zuerst durch Öffnen eines Ventils in der Vakuumleitung in 104 aufgehoben. Kurz danach, und nach einer vorherbestimmten Klemmdauer und einem vorherbestimmten Klemmdruck, wird das Vakuum zwischen dem Vakuumrohrverzweigungsgehäuse und der Palette 30 durch Öffnen eines Ventils in der Vakuumleitung 11 aufgehoben. Typischerweise beträgt die Zeitdauer 0,5 bis 3 Sekunden, jedoch sind 1,5 Sekunden bevorzugt. Der Klemmdruck kann in einem Bereich von 0,5 bis 2 kgm/Linse liegen, jedoch ist 1 kgm/Linse bevorzugt. Danach wird der Antriebsmotor 77 betätigt und das gesamte Zusammensetzmodul 70 wird dann nach oben gehoben und für eine Aufnahme neuer Rückbögen und einen neuen Betriebszyklus zurückgesetzt. Für den Fall, daß die optionale Klemmbewegung nicht bereitgestellt ist, sind die federnd vorgespannten Kolben 71 fixierbar in der Vakuumrohrverzweigung 72 montiert und bewegen sich nach unten hin und her, um den Rückbogen gut in das Monomer einzusetzten, jedoch 0,1 bis 0,2 mm entfernt von der Abdichtungsverbindung mit dem Trennring 31 (c). Bei dieser Variation der ersten Ausführungsform kann der optionale Klemmschritt ebenfalls in dem Vorhärtungsschritt bereitgestellt werden. Beim Einsatz in dieses Monomer, unter Vakuumbedingungen, wird atmosphärischer Druck die Gießformhälften zusammenklemmen, wenn das Vakuum in der Vakuumrohrverzweigung 72 aufgehoben wird.

Die zweite Gießformen-Zusammensetzvorrichtung

Eine zweite alternative Ausführungsform des Zusammensetzmoduls wird nun beschrieben in Bezug auf Fig. 15-19. Diese Ausführungsform hat viele ähnliche Merkmale wie die erste Ausführungsform, während sie ebenfalls einige Vorteile und Verbesserungen einschließt, welche offensichtlich werden durch die Beschreibungen und die Zeichnungen, die im Folgenden dargelegt werden. Diese Beschreibung soll eine Schritt-für-Schritt-Beschreibung der alternierenden Funktionsweise gemäß dem Zeitdiagramm von Fig. 14 einschließen, das oben beschrieben wurde.
Sich nun beziehend auf Fig. 18 wird eine Kopfansicht der Zusammensetzstation 200 gezeigt, einschließend Querschnittlinien, die den Teilen, die in Fig. 15-17 veranschaulicht sind, entsprechen. Die Linie A-A entspricht dem Querschnitt, welcher in Fig. 15 gezeigt ist. Die Linie B-B entspricht dem Querschnitt, der in Fig. 16 gezeigt ist, die Linie C-C entspricht dem Querschnitt, der in Fig. 17 gezeigt ist.
Sich beziehend auf Fig. 15 und 17 ist das Zusammensetzmodul 250 in einer Querschnittsansicht gezeigt. Die Zusammensetzstation 250 schließt einen Hauptträgerbalken 252 ein, welcher starr an eine Trägerplattform angekoppelt ist, ähnlich zu der Trägerplattform 78 (nicht gezeigt), die in Bezug auf Fig. 10 beschrieben wurde. Die Trägerplattform und der Hauptträgerbalken 202 werden zusammen durch ein Antriebsmittel nach oben und unten bewegt, wie ein Reaktionsservomotor, ähnlich dem Motor 77, der in Fig. 10 veranschaulicht wurde. Es wird verstanden, daß der spezifische Reaktionsservomotor eine Vielzahl von unterschiedlichen Prinzipien verwenden kann, jedes im Stand der Technik gut bekannt, z. B. Kugelumlaufspindelantriebsmittel, ein Hydraulikmittel, ein Luftdruckmittel oder ein magnetisches Antriebsmittel.
Eine Vakuumkammerrohrverzweigung 204 ist an den Hauptträgerbalken 252 durch Rohrverzweigungsträgerschäfte 206 angekoppelt. Die Rohrverzweigungsträgerschäfte 206 sind in Fig. 17 gezeigt, welche eine Querschnittsansicht der bevorzugten Ausführungsform ist. An einem Ende sind die Rohrverzweigungsträgerschäfte 206 starr an den Hauptträgerbalken 252 mit Muttergewinden 228 oberhalb des Balkens 252 und eines starren Anordnungskragens 232, befestigt an dem Schaft 206, unten, angekoppelt. An ihren anderen Enden erstrecken sich die Rohrverzweigungsträgerschäfte 206 durch die Rohrverzweigung 204, so daß sie durch diese gleiten können, wenn die Rohrverzweigung gestoppt wird und das Hauptgehäuse sich weiter nach unten bewegt. Die Gleitenden sind mit Endkappenmuttern 230 ausgestattet, welche die Schäfte 206 davon abhalten sollen, während der anschließenden Aufwärtsbewegung sich von der Rohrverzweigung 204 zurückzuziehen. Vakuumabdichtungen 234 sind angefügt an der Spitze der Rohrverzweigung 204 an den Eingängen der Schäfte 206, wobei die Abdichtungen 234 es dem System ermöglichen, ein Vakuum unterhalb der Rohrverzweigung 204 zu halten, wenn die Schäfte 206 sich innerhalb der Rohrverzweigung hin- und herbewegen.
Eine Feder 226 koppelt den Schaft 206 an die Vakuumrohrverzweigung 204, so daß eine konstante Vorspannungskraft gegen die Vakuumrohrverzweigung angelegt wird, welche diese Vakuumrohrverzweigung entlang der Schäfte 206 auf die Endkappenmuttern 230 schiebt. Wenn die Rohrverzweigung gestoppt wird, wie wenn sie gegen die Spitze der Palette 30 (nicht gezeigt) gesetzt wird und der Hauptträgerbalken fortfährt sich nach unten zu bewegen, werden die Federn 226 zusammengedrückt. Dieses Zusammendrücken stellt eine zusätzliche Abdichtungskraft bereit, um O-Ringe 240 gegen die Palette 30 zu setzten, wobei eine Abdichtungsgrenzfläche zwischen der Rohrverzweigung und der Palette aufrechterhalten werden kann. Wenn der Hauptträgerbalken fortfährt, sich nach unten zu bewegen, beginnen die Schäfte 206 durch die Rohrverzweigung 204 zu gleiten, wobei darin eine fortgesetzte Abwärtsbewegung ermöglicht wird, wobei lediglich die Federkraft der Bewegung entgegengesetzt ist.
Wie veranschaulicht in Fig. 15, schließt die Gießformen-Zusammensetzstation Paßstifte 236 ein, welche in Paßbohrungen der Palette (nicht gezeigt) eingesetzt werden, um das System auszurichten. Sobald die Palette in der Zusammensetzstation positioniert ist und im Allgemeinen mit den Paßstiften ausgerichtet ist, können die Funktionen des Rests des Aufbaues akkurat ausgeführt werden, mit minimierter Suszeptibilität hinsichtlich eines fehlerhaften Zuführens der Palette. Die Paßstifte 236 sind gleitbar durch die Rohrverzweigung 204 montiert und an deren Spitzen oder äußeren Enden an das Hauptträgergehäuse 252 über Vorspannungsfedern 238 gekoppelt. Angefügt an die Spitze der Rohrverzweigung 204, an der Stelle, wo die Paßstifte 236 durch die Rohrverzweigung 204 gelangen, sind Vakuumabdichtungen 235 für die Stifte 236, um in Bezug auf die Rohrverzweigung ohne ein Zusammendrücken des Vakuums in der Kammer zu gleiten. Die unteren oder inneren Enden der Paßstifte 236 sind abgeschrägt für eine leichte Ausrichtung mit den Paßbohrungen der Palette. Das Abschrägen sowohl der Paßstifte als auch der Bohrungen ermöglicht es den sich nach unten bewegenden Paßstiften, die Palette hinsichtlich kleiner Abweichungen in der Palettenzuführungsgenauigkeit auszurichten. Die Vorspannungsfedern und das gleitfähige Montieren der Stifte ermöglicht es dem Aufbau, ein Verstopfen zu vermeiden in dem Falle, daß die Palette fehlerhaft zugeführt wird. In einem solchen Falle gleiten die Paßstifte nach oben, wenn sie die Palette berühren, wenn sie nicht richtig in Bezug auf die Bohrungen ausgerichtet sind.
Erneut bezugnehmend auf Fig. 15 ist dort eine optische Plattform 208 fixierbar an der Vakuumkammerrohrverzweigung 204 von oberhalb durch starre optische Plattformträger 210 montiert. Sich nach unten erstreckend von der optischen Plattform 208 sind Bohrteleskopgehäuse 212, welche Lichtfasersonden 214 enthalten, welche hinein durch die Vakuumrohrverzweigung 204 eindringen. Bohrteleskope 216 können verwendet werden in Verbindung mit den Lichtfasersonden 214, um das Zusammensetzverfahren zu beobachten, wie für Zwecke der Qualitätskontrolle. Um ein Vakuum in der Kammer aufrecht zu erhalten, wird es verstanden, daß die Bohrteleskopgehäuse abgedichtet sind, um ebenfalls ein Vakuum zu halten.
Sich nunmehr ebenfalls beziehend auf Fig. 16, sind repräsentative Paare von Kolben 218a beziehungsweise 218b gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Es wird verstanden, daß, während die Ansicht, die in Fig. 16 gezeigt ist, lediglich 2 Kolben veranschaulicht, die Anzahl der Kolben, die in der vorliegenden Ausführungsform eingeschlossen ist, 16 beträgt (wie gezeigt in Fig. 18), und daß die Anzahl der Kolben mit der spezifischen Ausführungsform des Stationsaufbaus variieren kann.
Ein ringförmiger Ringträgerkragen 220 ist fixierbar angefügt an jeden der Kolben 218a, 218b, welcher Trägerkragen 220 an den Hauptträgerbalken 252 durch eine Vorspannungsfeder 222 angekoppelt ist. Der Kopfteil des Kolbenschafts 218a oder 218b erstreckt sich durch den Hauptträgerbalken 252 und verbleibt damit in gleitfähiger Verbindung. Die präzise Position des Kolbens relativ zu dem Hauptträgerbalken 252 wird bestimmt durch die Federkonstante und die Kraft, die über den Kolben der Feder beaufschlagt wird. Der untere Teil des Kolbens erstreckt sich in die Vakuumrohrverzweigung 204. Jedoch ist der Kolben abdichtend im Eingriff an der Rohrverzweigung durch eine Vakuumabdichtung 235, um ein Lecken des Vakuums innerhalb der Vakuumkammer zu verhindern, wenn sich der Kolben hin- und herbewegt. Der Vakuumdruck innerhalb der Kammer in der vorliegenden Ausführungsform wird innerhalb des Bereiches von 5 bis 7 mbar gezogen, während der Bereich der Drücke innerhalb des Kolbens auf innerhalb 3 bis 5 mbar gezogen wird. Die Vakuumabdichtung 235 hemmt andererseits nicht das freie Gleiten des Kolbens in Bezug auf die Rohrverzweigung.
Jeder der Kolben 218a, 218b schließt Öffnungen entweder an einer End- oder einer inneren Bohrung 224 ein, welche sich durch die gesamte Länge des Schafts erstrecken. Ein Vakuumverbindungsschlauch 254 ist an dem Oberteil jedes Kolbens 218a, 218b fixiert, welcher sich oberhalb des Hauptträgerbalkens 252 erstreckt. Über den Verbindungsschlauch 254 und die innere Bohrung 224 stellt ein äußeres Vakuum (nicht gezeigt) das Ansaugen bereit, um die gekrümmten Rückgießformhälfle 33 einzuklemmen.
Der Betrieb der zweiten Ausführungsform der Gießformen-Zusammensetzstation 250 dieser Erfindung, wie in Bezug auf das Zeitnahmediagramm von Fig. 14 beschrieben, wird im Folgenden vollständiger in Bezug auf die oben identifizierten Strukturelemente offenbart.
Zu Beginn jedes Zyklus wird eine Palette 30, welche individuelle gekrümmte Rückgießformhälften 33 enthält, zu einer Position unterhalb der Gießformen-Zusammensetzstation 250 befördert. Sobald die Palette positioniert worden ist, werden der Hauptträgerbalken 252 und das Vakuumrohrverzweigungsgehäuse 204, das daran angekoppelt sind, durch den Reaktionsservomotor nach unten auf die Palette geführt. Die Paßstifte 236 der Rohrverzweigung dringen in die Ausrichtungsbohrungen der Palette ein, und wenn die Rohrverzweigung fortfährt, sich nach unten zu bewegen, stellen die O-Ringe 240 Kontakt mit der Oberfläche der Palette her.
Nach einem anfänglichen Aufsetzen der O-Ring-Aufsätze, beginnen die Rohrverzweigungsträgerschäfte 206 durch die Rohrverzweigung 204 nach unten zu gleiten. Diese relative Bewegung bewirkt ein Zusammendrücken der Vorspannungsfedern 226, welche eine konstante Kompressionskraft der Rohrverzweigung liefern, welche den O-Ring 240 auf der Palette aufsetzt.
Die Kolben 218a, 281b, welche gleitfähig an der Rohrverzweigung 204 angekoppelt sind, beginnen tiefer in die Rohrverzweigung zu gleiten, wenn das Hauptgehäuse 252 fortfährt sich nach unten zu bewegen. Diese Translation schreitet voran, bis die Spitzen der Kolben die gekrümmten Rückgießformhälften 33 auf der Palette berühren und sich gegen diese setzen. Variationen in der Dicke und ein Aufsetzen auf die einzelnen Rückbögen bedeutet, daß die Kolben nicht notwendigerweise mit deren jeweiligen Rückbögen simultan in Berührung kommen.
Aus diesem Grunde ist ein Überschlag in der Bewegung des Hauptträgerbalkens 252 in diesem System konstruiert, wobei der Balken 252 sich weiter nach unten bewegt als notwendig ist, um zu bewirken, daß die Kolben 218a, 218b die Rückbögen berühren. Der Überschlag könnte leicht die Rückbögen oder die Spitzen der Kolben beschädigen, ohne das gleitfähige Montieren der Kolben auf dem Hauptträgerbalken. Durch das gleitfähige Montieren jedes Kolbens und durch Bereitstellen jedem Kolben eine individuelle Vorspannungsfeder 222, stoppt der Kolben die Abwärtsbewegung, sobald eine Kraft angelegt worden ist, die ausreichend ist, den Kolben zu dem entsprechenden Rückbogen abzudichten, der Kolben gleitet zu dem Hauptträgerbalken relativ nach oben, wenn er fortfährt, sich nach unten zu bewegen.
Am vollständigen Ausmaß des Hauptträgerbalkenüberschlags wird das Kolbenvakuum durch eine äußere Vakuumpumpe gezogen, die über den Verbindungsschlauch 254 und die innere Bohrung 224 angefügt ist, erzeugend ein Vakuum darin und greifend den Rückbogen 33. Sobald die Kolben-Rückbogenkopplung bewirkt worden ist, beginnt sich das Hauptgehäuse 252 nach oben zurückzuziehen, ziehend die Kolben 218a, 218b nach oben, abtrennend die Rohrverzweigung 204 von der Palette 30 und letztlich befreiend die Paßstifte 236 aus den Paßbohrungen in der Palette. Die leere Palette, nunmehr frei in der Bewegung, wird motorisch transferiert von unterhalb der Gießform-Zusammensetzstation und wird ersetzt durch eine Palette, welche einen Satz von gekrümmten Frontgießformhälften enthält, welche mit einer vorherbestimmten Menge an Monomer befüllt worden sind.
Sobald die Palette mit Frontbögen richtig in der Zusammensetzstation 250 positioniert worden ist, beginnt der Reaktionsservomotor 77, den Hauptträgerbalken 252 auf die neue Palette abzusenken. Wie in der ersten Hälfte des Zyklus treten die Paßstifte 236 in die Palettenbohrungen ein und richten die Palette aus.
Als nächstes setzt der O-Ring 240 der Vakuumrohrverzweigung 204 auf der Palette auf. Nach einer kurzen Dauer eines Zusammendrückens des O-Rings hört die Rohrverzweigung 204 auf, sich zu bewegen. Eine fortgesetzte Abwärtsbewegung des Hauptträgerbalken 252 bewirkt, daß die Vorspannungsfedern 236 der Rohrverzweigungsträgerschäfte 206 sich zusammendrücken, bereitstellend eine konstante Kompressionskraft für den O-Ring, wodurch gewährleistet wird, daß dieser die Rohrverzweigung 204 mit der Palette abdichtet. Wenn dieser Abdichtungseingriff hergestellt wird, fährt der Hauptträgerbalken 252 fort sich nach unten zu bewegen, wodurch bewirkt wird, daß die Kolben 218a, 218b in Bezug auf die nunmehr stationäre Vakuumrohrverzweigung gleiten.
Sobald der Abdichtungseingriff der Rohrverzweigung 204 mit der Palette hergestellt worden ist, und vor dem nahe bevorstehenden Kontakt der Rückbögen mit der Monomerdosis in dem Frontbogen, wird ein Vakuum innerhalb der Kammer gezogen. Dieses Vakuum wird gezogen, um Luftblasen aufzulösen, welche ansonsten von ungelösten Gasen in dem Monomer oder von Luft, welche unter dem sich absenkenden Rückbogen 33 eingeschlossen ist, resultieren können. Dieses Vakuum ermöglicht, daß der Rückbogen das Monomer berühren und durch dieses führen kann, bei einer viel größeren Geschwindigkeit als erreicht werden könnte in einer Umgebung mit Atmosphärendruck, wie zuvor in Bezug auf die erste Zusammensetzvorrichtung beschrieben wurde.
Es sollte ferner erwähnt werden, daß das Vakuum zum Greifen der Rückbögen 33, das innerhalb jedes Kolbens 218a, 218b durch die Bohrung 224 gezogen wird, leicht stärker ist als das Vakuum, das in der Kammer gezogen wird. Der Druck innerhalb der Kammer wird herunter gezogen auf zwischen 5 und 7 mbar, während der Druck in den Kolben zwischen 3 und 5 mbar aufrecht erhalten wird. Dieser Unterschied gewährleistet, daß die Rückbögen an den Spitzen der Kolben vor deren Absetzung auf dem Monomer und der gekrümmten Frontgießformhälfte gehalten werden. Das Vakuum innerhalb des Kolbens wird aufgehoben, sobald alle Rückbögen das Monomer berührt haben. Die fortgesetzte Abwärtsbewegung des Hauptträgerbalkens 252 und der Kolben 218a, 218b schreitet bei einer langsameren Geschwindigkeit fort, wenn die Rückbögen sich durch das Monomer bewegen. Die Geschwindigkeit der Bewegung wird reduziert, um zu gewährleisten, daß das Monomer richtig fließt, seitlich und nach oben, und vollständig den Bereich zwischen den Bögenhälften ausfüllt. Die verlangsamte Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung ermöglicht ebenfalls, daß überschüssiges Monomer schon zwischen den Bögen entweichen kann. Dieses überschüssige Monomer schafft einen HEMA-Ring, welcher von der hergestellten Linse durch den Trennungsrand der gekrümmten Frontgießform abgetrennt wird, wenn die gekrümmte Rückgießform sich letzten Endes gegen diese setzt.
Der Rückbogen bewegt sich durch das Monomer, bis er sich auf dem Trennungsrand des Frontbogens absetzt. Variationen des Abwärtshubs des Aufbaus, bei dem sich die zwei Bögen gegeneinander setzen, erfordern einen Überschlag der Abwärtsbewegung des Hauptträgerbalkens 252. Die Vorspannungsfeder 222 jedes Kolbens wird während des Überschlags zusammengedrückt, sobald deren korrespondierender Rückbogen vollständig aufgesetzt ist, wobei die einzelnen Kolben von einer Beschädigung der zusammengesetzten Gießformhälften abgehalten werden.
An dem tiefsten Abwärtspunkt des Hauptträgerbalkens 252, sobald alle der Rückbögen 33 sich gegen deren jeweiligen Frontbögen gesetzt haben, wird das Vakuum in der Vakuumkammer aufgehoben. Wenn das Vakuum innerhalb der Kammer aufgehoben wird, verbleiben die Kolben 218a, 218b und die Rohrverzweigung 204 in Position, aufrecht erhaltend eine konstante Kraft gegen die gekoppelten Bögen.
Sobald beide Vakua vollständig aufgehoben worden sind, wird der Hauptträgerbalken 252 motorisch zurück zu seiner angehobenen Position durch den Reaktionsservomotor 77 bewegt. Dabei werden die Vorspannungsfedern 222 der Kolben 218a, 218b zuerst entspannt, gefolgt von dem Anheben der Kolben weg von der Palette. Wenn der Hauptträgerbalken 252 fortfährt sich anzuheben, werden die Vorspannungsfedern 226 der Trägerschäfte 206 ebenfalls entspannt, bis die Rohrverzweigung selbst beginnt zu steigen, wodurch ein Entfernen der O- Ringe 240 von der Oberfläche der Palette erfolgt. Die letzte Freigabe während des Aufwärtshubs ist die Entfernung der Paßstifte 236 von der Palette 30, worauf die Palette, nun gefüllt mit vollständig zusammengesetzten Linsengießformen, aus der Zusammensetzstation herausgeführt wird, um durch die nächste Palette mit einem frischen Satz an Rückbögen ersetzt zu werden.
Während die Erfindung insbesondere gezeigt und beschrieben worden ist in Bezug auf deren bevorzugte Ausführungsformen, wird von Fachleuten verstanden werden, daß die vorangegangenen und andere Änderungen in Form und Detail durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, welcher lediglich durch den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt werden sollte.

Claims

1. Vorrichtung (200) zum Zusammensetzen von gekrümmten Front- und Rückgießformteilen (31, 33), um eine Kontaktlinse zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der gekrümmten Frontgießformteile (31) mit einer vorherbestimmten Menge eines polymerisierbaren Hydrogels (32) gefüllt worden ist, die Gießformteile (31, 33) der Vorrichtung auf einer oder mehreren Palette(n) (30) zuführbar sind, wobei die Vorrichtung umfaßt:

(a) ein erstes Mittel zum Transportieren der Paletten (30) zu der Vorrichtung (200);

(b) ein zweites Mittel zum Entfernen der gekrümmten Rückgießformteile (33) von einer assoziierten Palette (30), und Ausrichten der gekrümmten Rückgießformteile (33) mit einem assoziierten, gekrümmten Frontgießformteil (31);

(c) ein Gehäusebauteil (204) zum Umgeben der ausgerichteten, gekrümmten Rück- und Frontgießformteile (31, 33), um somit ein Anlegen eines Vakuums um die Teile (31, 33) zu ermöglichen;

(d) einen hin- und herbewegbaren Trägerbalken (252), an den das Gehäusebauteil (204) und das zweite Mittel angekoppelt sind, wobei die gekrümmten Rückgießformteile (33), die durch das zweite Mittel entfernt worden sind, gegen das gekrümmte Frontgießformteil (31) gesetzt werden können, während das Vakuum erhalten bleibt;

(e) eine Vielzahl an Vorspannungsfedern (222, 226, 238), wobei wenigstens eine der Vorspannungsfedern (222, 226, 238) das zweite Mittel an den Trägerbalken (252) koppelt, und eine zweite der Federn (222, 226, 238) das Gehäusebauteil (204) an den Trägerbalken (252) koppelt, wobei das Gehäusebauteil (204) und das zweite Mittel sich jeweils unabhängig von dem Trägerbalken (252) bewegen können, um zu ermöglichen, daß das gekrümmte Rückgießformteil (33) auf das gekrümmte Frontgießformteil (31) mit einem vorherbestimmten Druck aufsetzbar ist.

2. Vorrichtung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Palette (30) Paßbohrungen einschließt, um mit Paßführungen (236) des Gehäusebauteils zu kooperieren, um die Palette (30) vor Zusammenbau der Gießformteile (31, 33) einzupassen.

3. Vorrichtung (200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Palette (30) einen Umfangsabdichtungsbereich einschließt, um mit einer Umfangsabdichtung des Gehäusebauteils (204) zu kooperieren, um das Anlegen des Vakuums zu ermöglichen.

4. Vorrichtung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehreren Palette(n) (30) eine Vielzahl von Paletten (30) umfaßt bzw. umfassen, einschließend einen ersten Satz an Paletten (30) für die gekrümmten Rückgießformteile (33) und einen zweiten Satz an Paletten (30) für die gekrümmten Frontgießformteile (31), wobei jede Palette (30) des ersten Satzes mit einer Palette (30) des zweiten Satzes verschachtelt ist.

5. Vorrichtung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Mittel, das Gehäusebauteil (204) und der Trägerbalken (252) sich in der gleichen Richtung hin- und herbewegen.

6. Vorrichtung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Mittel ein getrenntes, sich hin- und herbewegendes Bauteil für jedes gekrümmte Rückgießformteil (33), das in der Palette (30) getragen wird, einschließt.

7. Vorrichtung (200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Vorspannungsfeder (222, 226, 238) getrennt jedes sich hin- und herbewegende Bauteil des Trägerbalkens (252) koppelt, um eine unabhängige Hin- und Herbewegung jedes sich hin- oder herbewegenden Mittels bei vorherbestimmten Druck zu ermöglichen, wobei jedes der sich hin- und herbewegenden Bauteile getrennt von einer der Vielzahl an Vorspannungsfedern (222, 226, 238) vorgespannt wird.

8. Vorrichtung (200) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (200) zwischen einem Aufnehmen von Rückbögen (33) von einer des ersten Satzes der Paletten (30) und einem Absetzen der Rückbögen (33) auf den Frontbögen (31) in einer des zweiten Satzes im Kreise fährt, um somit die gekrümmten Front- und Rückgießformteile (31, 33) zusammenzusetzen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsfeder (226) zwischen dem Gehäusebauteil (204) und dem Trägerbalken (252) eine vorherbestimmte Befestigungskraft zwischen dem Gehäuse (204) und der Palette (30) errichtet, wenn der Balken (252) sich nach unten hin- und her bewegt, welche vorbestimmte Befestigungskraft das Gehäuse (204) zu der Palette (30) abdichtet, für den Vakuumzusammenbau der Gießformteile (31, 33).

10. Vorrichtung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Mittel eine Vielzahl an verlängerten Kolbenelementen (218a, 218b) umfaßt, weiter umfassend:

eine Vielzahl an Paßelementen (236) zum richtigen Ausrichten der Paletten (30) innerhalb der Vorrichtung (200), wobei wenigstens eine der Vielzahl an Vorspannungsfedern (222, 226, 238) jeden der Paßstifte (236) an den Trägerbalken (252) koppelt, so daß die Paßstifte (236) sich unabhängig von dem Trägerbalken (252) hin- und herbewegen können;

wobei die verlängerten Kolbenelemente (218a, 218b), der Trägerbalken (252), die Paßstifte (236) und das Gehäusebauteil (204) sich unabhängig voneinander hin- und herbewegen können, so daß geeignete Kontaktdrucke aufrechterhalten werden.