EP0307731A1 - Verfahren und Einrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung der Berührungsfläche einer Kontaktlinse - Google Patents

Abstract

Ein Kontaktlinsen-Rohling (15) wird um seine Achse (Y) unverdrehbar gehalten. Zur Bearbeitung dient ein um eine Drehachse (X) drehend angetriebenes Schneidwerkzeug (27). Während der Bearbeitung werden die Drehachse (X) des Schneidwerkzeuges (27) und die Achse (Y) des Rohlings (15) in Bezug auf einander um eine sowohl zur Drehachse (X) als auch zur Achse (Y) rechtwinklige Schwenkachse (Z) verschwenkt. Um in einem Arbeitsgang die gesamte Berührungsfläche des rohlings (15) bearbeiten zu können, wird die Drehachse (X) des Schneidwerkzeuges (27) von einer zur Achse (Y) des Rohlings (15) rechtwinkligen Stellung nach beiden Richtungen verschwenkt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 2.
• Beim Herstellen von Kontaktlinsen ist es bekanntlich die Rückfläche oder die Berührungsfläche die zuerst bearbeitet wird. Moderne Kontaktlinsen sind aus einem gasdurchlässi­gen Kunststoff, der sich spanabhebend bearbeiten lässt. Die Berührungsfläche wird aus einem Rohling spanabhebend herausgedreht. Dabei soll die konkave Berührungsfläche bestmöglich der mit einem Ophtalmometer gemessenen Wölbung der Aussenfläche des Auges angepasst werden, so dass diese und die Berührungsfläche der Kontaktlinse möglichst paral­lel zueinander verlaufen und den Film der Tränenflüssig­keit nicht beeinträchtigen.
• Die Wölbung der Aussenfläche des Auges ist aber praktisch nie rein sphärisch, sondern gleicht eher jener eines Ellipsoides. Dementsprechend ist auch die Berührungsfläche der Kontaktlinsen danach auszubilden.
• Um dies zu erreichen ist es bekannt, zuerst durch einen ersten Bearbeitungsvorgang eine rein sphärische Berüh­rungsfläche einzuarbeiten und danach den Kontaktlin­sen-Rohling an diametral gegenüberliegenden Stellen unter Druck zu setzen, so dass er sich etwas elastisch defor­miert. Dann wird der Rohling in gegenüber der ersten Bear­ beitungsoperation um 90° verdrehter Stellung unter Beibe­haltung des Druckes nochmals mit demselben Krümmungsradius nachbearbeitet. Wenn nun die Druckbeanspruchung gelöst wird, bildet sich die elastische Deformation zurück und die Berührungsfläche hat die Form etwa eines Rotations­ellipsoides.
• Abgesehen davon, dass eine solche Bearbeitung mehrerer Operationen bedarf, kann eine auf diese Weise bearbeitete Berührungsfläche kaum der Aussenfläche eines eine ausge­prägte Hornhautverkrümmung (Astigmatismus) aufweisenden Auges angepasst werden.
• Bekannt ist auch ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei dem während der Bearbeitung die Halterung des Rohlings um die Schwenkachse verschwenkt wird. Dabei kann aber zunächst nur eine Hälfte der Berüh­rungsfläche bearbeitet werden. Dann wird der Rohling zu­sammen mit seiner Halterung um 180° verdreht und die ande­re Hälfte der Berührungsfläche wird bearbeitet. Bei diesem Verfahren sind somit ebenfalls zwei Arbeitungsoperationen erforderlich und im Ergebnis weist die in den zwei Opera­tionen bearbeitete Berührungsfläche dort, wo die Flächen­hälften aneinandergrenzen, eine Art Nahtstelle oder gar einen Grat auf, was dann durch mühsame Handarbeit zu behe­ben ist.
• Schliesslich ist aus der DE-OS 22 58 152 ein Verfahren zur Erzeugung torischer Flächen bekannt, bei der der Grund­kreisradius durch den Radius der Rotationsbewegung des Werkzeuges bestimmt wird, während der Zylinderradius durch eine zur Kreisbewegung des Werkzeuges senkrechte Kreisbe­ wegung des Linsenrohlings um einen ortsfesten Drehpunkt erzeugt wird. Bei den nach diesem Verfahren hergestellten torischen Flächen sind die Schnittlinien, die in den Ebe­nen, in denen der Grundkreis bzw. der Zylinderkreis lie­gen, stets Kreisbogen, so dass solche torischen Flächen nicht optimal an jede Augenwölbung angepasst werden können.
• Es ist daher ein Zweck der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, die gestatten, nicht nur die Berührungsfläche in einem Kontaktlinsen-Rohling in einem Arbeitsgang vollständig zu bearbeiten, sondern diese Be­rührungsfläche auch optimal der zuvor gemessenen Wölbung der Aussenfläche des Auges anzupassen.
• Zu diesem Zweck weist das Verfahren die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 und die Einrichtung die im Kennzeichen des Patentanspruches 2 angegebenen Merkmale auf.
• Im Gegensatz zum bekannten Verfahren wird hier die Dreh­achse des Schneidwerkzeuges und nicht der Rohling ver­schwenkt, was gestattet, die gesamte konkave Berührungs­fläche in einem Arbeitsgang zu bearbeiten.
• Wenn gemäss dem Anspruch 1 gearbeitet wird, dann wird das Profil der Berührungsfläche, das in einer zur Drehachse des Schneidwerkzeuges rechtwinkligen Ebene liegt, zwar stets kreisbogenförmig (Flugkreis der Schneide), aber das in einer zur Schwenkachse rechtwinkligen Ebene liegende Profil ist ebenfalls bogenförmig, aber kann einen stetig sich verändernden Krümmungsradius haben.
• Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
• Nachstehend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbei­spiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt:
• Fig. 1 in vereinfachter perspektivischer Ansicht eine Einrichtung;
• Fig. 2 eine Draufsicht auf einen auf der Einrichtung ge­mäss Fig. 1 bearbeiteten Kontaktlinsen-Rohling;
• Fig. 3 einen Schnitt längs der Geraden III-III der Fig. 2; und
• Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2.
• Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung 10 besitzt einen als Quader dargestellten Grundrahmen 11, auf dem eine Art Spindelstock 12 im Sinne des Doppelpfeiles 13 gerad­linig geführt verschiebbar ist. Der Spindelstock 12 ist mit einer Spindel 14 versehen, die während der Bearbei­tung arretiert ist. Am vorderen, abgesetzten Ende der Spindel 14 ist ein Kontaktlinsen-Rohling 15 koaxial zu der mit Y bezeichneten Achse der Spindel 14 fixiert. Normalerweise wird der Rohling 15 auf die Stirnseite eines in die Spindel 14 einzuschraubenden Trägerstückes (nicht dargestellt) aufgekittet oder aufgeklebt.
• Vom Grundrahmen 11 geht ein Ausleger 16 aus, in dem ein Schwenkzapfen 17 verankert ist. Die Achse dieses Schwenk­zapfens ist mit Z bezeichnet und nachstehend Schwenkachse genannt. Auf dem Schwenkzapfen 17 ist eine Konsole 18 schwenkbar gelagert, auf der ein Antriebsblock 19 gerad­linig geführt im Sinne des Doppelpfeiles 20 verschiebbar abgestützt ist. Die Verschiebbarkeit des Antriebsblockes 19 ist radial zur Schwenkachse Z.
• Der Antriebsblock 19 besitzt einen Träger 21, an dem ein Motor 22 angeflanscht ist, dessen Abtriebsscheibe 23 über eine Antriebssaite 24 einen Werkzeughalter 25 antreibt.
• Der hier nur schematisch gezeigte Werkzeughalter 25 ist am Ende eines vom Antriebsblock 19 ausgehenden Auslegers 26 um eine in Fig. 1 wie die Achse Y und die Schwenkachse Z strichpunktiert angedeutete Drehachse X drehbar gelagert. Im Werkzeughalter ist ein Schneidwerkzeug 27 festgespannt, das radial von der Drehachse X absteht und dessen freies Ende mit einer Schneide aus einem Hartstoff, beispiels­weise aus Diamant versehen ist. Die Drehrichtung des Schneidwerkzeuges entspricht jener der Abtriebsscheibe 23 und ist mit dem Pfeil 28 angedeutet.
• Am Antriebsblock 19 ist ein zur Schwenkachse Z im wesent­lichen paralleler, steifer Ausleger 29 verankert, der ei­nen bezüglich der Schwenkachse Z radial verlaufenden Schlitz (nicht dargestellt) in der Konsole 18 durchsetzt, und der an seinem unteren Ende mit einer drehbaren Rolle 30 versehen ist. Eine zwischen dem Ausleger 16 und dem Ausleger 29 gespannte, nur schematisch angegebene Zugfeder 31 ist bestrebt, die Rolle 30 stets in Kontakt mit dem Rand einer Steuerkurve 32 zu halten.
• Wenn der Rand der Steuerkurve 32 ein zur Schwenkachse Z konzentrischer Kreisbogen ist, dann bleibt der Abstand zwischen der Drehachse X und der Schwenkachse Z, die sich rechtwinklig kreuzen, während der gesamten Bearbeitung, bei der die Konsole 18 im Sinne der Pfeile 33 verschwenkt wird, konstant. Die Berührungsfläche ist dann zumindest ein Ellipsoid.
• Wäre der Rand der Steuerkurve 32 ein Kreisbogen der nicht nur konzentrisch zur Schwenkachse Z ist, sondern auch ei­nen solchen Radius aufweist, dass die Drehachse X die Schwenkachse Z schneidet, dann würde durch das Schneid­werkzeug 27 eine exakt sphärische Vertiefung in den Rohling 15 geschnitten.
• Allgemein kann jedoch gesagt werden, dass das Profil der durch das Schneidwerkzeug 27 in den Rohling 15 eingeschnit­tenen Vertiefung, d.h. der Berührungsfläche, in Schnitt­ebenen, die rechtwinklig zur Drehachse X des Schneidwerk­zeuges sind, stets die Form eines Kreisbogens hat (Flug­kreis der Schneide). In Schnittebenen dagegen, die recht­winklig zur Schwenkachse Z stehen, ist das Profil der ein­geschnittenen Vertiefung, der Berührungsfläche, geomet­risch ähnlich zum Rand der Steuerkurve 32.
• Damit ist es möglich, der konkaven Berührungsfläche in zur Schwenkachse Z rechtwinkligen Schnittebenen ein opti­mal an die ermittelte Wölbung des Auges angepasstes Profil zu geben.
• Wie gestrichelt in Fig. 1 angegeben, kann die Steuerkurve auch aus aneinandergereihten Segmenten bestehen, deren Ränder unterschiedliche Krümmungsradien haben. Allerdings soll der vom Folgeglied 30 abgetastete Rand der Steuer­kurve 32 auch bei segmentiertem Aufbau keine Unstetigkeiten aufweisen.
• Den Fig. 2 - 4 kann entnommen werden, dass im Schnitt längs der Linie III-III die Berührungsfläche 34 einen ge­ringeren Krümmungsradius aufweist, als im Schnitt längs der Linie IV-IV. Die Grösse des Krümmungsradius in zur Schwenkachse Z rechtwinkligen Schnittebenen ist vom jewei­ligen Abstand der Drehachse X von der Schwenkachse Z ab­hängig und dieser wiederum von der Form der Steuerkurve 32.

Claims (5)

1. Verfahren zum spanabhebenden Bearbeiten der Berüh­rungsfläche (34) von Kontaktlinsen, bei dem ein Kon­taktlinsen-Rohling (15) um seine Achse (Y) unverdreh­bar gehalten und zur Bearbeitung in Bezug auf ein um eine Drehachse (X) drehend angetriebenes Schneidwerk­zeug (27) auf dieses zugestellt wird, wobei während der Bearbeitung die Achse (Y) des Rohlings (15) und die Drehachse (X) des Schneidwerkzeuges (27) in Bezug aufeinander um eine sowohl zur Achse (Y) des Rohlings (15) als auch zur Drehachse (X) des Schneidwerkzeuges (27) rechtwinklige Schwenkachse (Z) verschwenkt wer­den, dadurch gekennzeichnet, dass während der Ver­schwenkung der Abstand der Drehachse (X) des Schneid­werkzeuges (27) von der Schwenkachse (Z) verändert wird, beispielsweise mittels einer Kurvensteuerung (30,32).

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, mit einer zur koaxialen Fixierung eines Kontaktlinsen-Rohlings (15) bestimmten Halteein­richtung (14), mit einem um eine Drehachse (X) drehend antreibbaren Werkzeughalter (25), der mit wenigstens einem Schneidwerkzeug (27) versehen ist, wobei Mittel (18) vorgesehen sind, um die Achse (Y) des Rohlings (15) und die Drehachse (X) des Schneidwerkzeuges (27) in Bezug aufeinander um eine sowohl zur Achse (Y) des Rohlings (15) als auch zur genannten Drehachse (X) rechtwinklige Schwenkachse (Z) zu verschwenken, wobei die Drehachse (X) des Schneidwerkzeuges (27) an einem Block (19) gelagert ist, der um die Schwenkachse (Z) verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Block (19) in bezüglich der Schwenkachse (Z) radialer Richtung verschiebbar auf einer Konsole (18) abge­stützt ist.

3. Einrichtung nach Patentanspruch 2, bei der die Halte­einrichtung (14) parallel zu ihrer Achse (Y) ver­schiebbar auf einem ortsfesten Grundrahmen (11) abge­stützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenk­achse (Z) der Konsole (18) in einem vom Grundrahmen (11) ausgehenden Ausleger (16) verankert ist.

4. Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, dass der Block (19) mit einem FolgegIied (29,30) versehen ist, das mit einer ortsfest, doch austauchbar angeordneten Steuerkurve (32) zusammen­wirkt.

5. Einrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, dass der Block (19) oder das Folgeglied (29,30) unter der Wirkung einer Federkraft steht, die das Folgeglied (29,30) in Kontakt mit der Kurve (32) hält.

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