DE69516641T2 - Verfahren zur Füllung einer Giessform für die Herstellung einer optischen Linse - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft generell das Formen bzw. Gießen von optischen Linsen aus polymerisierbarem Kunststoffmaterial, wobei sie insbesondere, jedoch nicht notwendigerweise ausschließlich, auf das Formen bzw. Gießen von ophtalmischen Linsen abzielt.
• Üblicherweise erfolgt dieses Gießen unter Verwendung einer aus zwei Gußkokillen gebildeten Form bzw. Gußform, an deren Peripherie ringförmig ein Verschlußelement ausgebildet ist, welches mit den Kokillen den gewünschten Guß- bzw. Formhohlraum definiert.
• Beispielhaft und wie dies der Fall ist, wenn die zwei Gußkokillen aus Glas sind und im wesentlichen parallele Flächen aufweisen, ist das Verschlußelement eine Dichtung, in welcher die Form- bzw. Gußkokillen eingreifen, oder auch eine Manschette, die sie umgibt.
• Alternativ ist das Verschlußelement einstückig mit der einen und/oder der anderen der Form- bzw. Gußkokillen ausgebildet, wenn wie z. B. in dem amerikanischen Patent Nr. 5 110 514 die Form- bzw. Gußkokillen mehr oder weniger massiv sind.
• Unabhängig von obigen Ausführungen ist es zum Füllen einer somit aus zwei Gußkokillen und einem Verschlußelement gebildeten Form bzw. Gußform üblich, mittels Einspritzen bzw. Eingießen zu verfahren, wobei das zu formende bzw. zu gießende Material in den Guß- bzw. Formhohlraum dank einer Öffnung eingeführt wird, welche hierin der Einfachheit halber Einlauföffnung bzw. Einfluß- bzw. Einspritzöffnung genannt wird, welche in geeigneter Weise zu diesem Zweck vorgesehen ist und welche in der Praxis in dem Verschlußelement an der Peripherie der Gußkokillen ausgebildet ist, um nicht mit der optisch nützlichen bzw. verwendbaren Zone der gebildeten optischen Linse zu interferieren bzw. diese zu stören.
• In dem manuellen Verfahren können die Gußkokillen mehr oder weniger eben vorliegen, wobei sie sich global in horizontaler Richtung erstrecken, wenn das Einfüllen bzw. Einspritzen bzw. Eingießen stattfindet.
• In einem zumindest teilweise automatisierten Verfahren, gemäß welchem die zu füllende Form aufrecht einer Fülleinrichtung gegenübersteht, die in der Lage ist sie über eine Düse mit einer vorbestimmten Dosis an zu formendem Material zu beliefern, liegen die Gußkokillen im Gegensatz hierzu hochkant vor, wobei sie sich global in vertikaler Richtung erstrecken, wobei dies ebenfalls aus bestimmten Gründen bei dem amerikanischen Patent 5 110 514, welches bereits oben angegeben wurde, der Fall ist.
• Wenn die Gußkokillen somit hochkant angeordnet sind, erfolgt das Füllen bzw. Befüllen der Form von oben unter lediglichem Einsatz der Schwerkraft. Die Erfahrung zeigt, daß ohne besondere Vorkehrungen zu treffen, welche insbesondere relativ lange Ruhezeiten, in der Größenordnung von z. B. zwei Stunden zwischen dem Füllen und dem Initialisieren der Polymerisation, mit sich bringen, die unter diesen Bedingungen erhaltenen optischen Linsen häufig optische lokal mehr oder weniger bedeutsame Fehler aufweisen, was zu einer relativ hohen Ausschußrate führt.
• Die vorliegende Erfindung beruht auf vorrangig überraschenden Beobachtungen, daß diese optischen Fehler bzw. Fehlstellen in großem Maße vermieden werden können, wenn man entgegen dem am natürlichsten erscheinenden Verfahren zur Ausnützung der Schwerkraft die Form von unten füllt.
• Eine Erklärung hierfür kann darin gesehen werden, daß mit einer Füllung von oben in unvermeidbarer Weise zumindest in einem gewissen Ausmaß ein sogenannter Sirupeffekt auftritt, welcher in der Glastechnik wohlbekannt ist: Bedingt durch die Viskosität fließt bzw. strömt das zu formende Material langsam tropfen- bzw. sirupartig in den Formhohlraum, ohne daß hierbei eine gute Handhabung möglich wäre, wobei gleichzeitig das zu formende Material eine Mischung aus Bestandteilen ist, so daß unterschiedliche Brechungsindizes und/oder Viskositätskoeffizienten vorliegen können, weshalb lokal oder insgesamt relativ bedeutende Indizesgradienten erscheinen können, wenn die Polymerisation zu früh nach dem Füllen stattfindet, woraus ebenfalls die festgestellten optischen Fehler bzw. Fehlstellen resultieren. Eine bedeutende Ruhezeit zwischen dem Füllen und der Initialisierung der Polymerisation ist daher für eine gute Homogenisierung der Anordnung erforderlich, um die optischen Fehler bzw. Fehlstellen zu vermeiden.
• Unabhängig hiervon zielt die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Füllen einer zum Darstellen einer optischen Linse vorgesehenen Form ab, die aus zwei Form- bzw. Gußkokillen gebildet ist, welche hochkant angeordnet sind, und an deren Peripherie ringförmig ein Verschlußelement ausgebildet ist, welches mit diesen den gewünschten Guß- bzw. Formhohlraum definiert, wobei das Verfahren von dem Typ ist, bei welchem das zu formende bzw. zu gießende Material in den Formhohlraum mittels einer Einström- bzw. Einlauf bzw. Einlaßöffnung eingeführt wird, welche zu diesem Zweck in dem Verschlußelement ausgebildet ist, wobei sich das Verfahren in genereller Weise dadurch auszeichnet, daß man die Einlauföffnung an dem unteren Abschnitt des Formhohlraumes und insbesondere bevorzugt am niedrigsten Punkt des Formhohlraums anordnet.
• In diesem Fall ist es in begleitender Weise ausreichend, Pumpmittel zur Überwindung der Schwerkraft einzusetzen, die die Zirkulation bzw. Umwälzung des zu formenden bzw. zu gießenden Materials sichern, ohne jedoch wirklich dieses unter Druck zu setzen bzw. Druckzubeaufschlagen.
• Dank eines solchen Verfahrens ist es vorteilhafterweise möglich, die Initialisierung der Polymerisation unmittelbar nach dem Füllen bzw. Befüllen zu sichern, wodurch die Produktivität erhöht wird und das zu formende bzw. zu gießende Material während des Einfüllens bzw. Befüllens homogen verbleibt, so daß die erhaltenen optischen Linsen vorteilhafterweise keine optischen Fehler bzw. Fehlstellen aufweisen, die zu deren Ausschuß führen könnten, woraus eine globale Kostenreduzierung der Anordnung erhalten wird. Selbst wenn bei bestimmten Ausführungsformen in dem amerikanischen Patent Nr. 5 110 514 bei bestimmten Voraussetzungen diesbezüglich mit einer Befüllung von unten der betroffenen Form bzw. Gußform verfahren wird, handelt es sich hierbei nicht um eine Form, die zum Erhalten einer optischen Linse vorgesehen ist, und die zwei hochkant angeordnete Gußkokillen umfaßt.
• Ganz im Gegenteil wird in jedem Fall, in dem die Form zum Erhalten einer optischen Linse verwendet wird, das Befüllen in üblicher Weise von oben durchgeführt, und zwar unabhängig davon, ob die entsprechenden Guß- bzw. Formkokillen hochkant oder liegend angeordnet sind.
• Somit wird in diesem amerikanischen Patent kein Hinweis bzw. ein gegenteiliger Hinweis gegeben bezüglich der Befüllung von unten von einer Form, die zur Erhaltung einer optischen Linse bestimmt ist und hochkant angeordnete Form- bzw. Gußkokillen aufweist.
• Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden ferner deutlicher aus der folgenden, lediglich beispielhaft erfolgenden Beschreibung, welche auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, in welchen gilt:
• Fig. 1 zeigt mit einer lokalen Wegbrechung eine perspektivische Ansicht, die das erfindungsgemäße Füllen von unten von einer Form- bzw. Gußform darstellt, welche zum Erhalten einer optischen Linse bestimmt ist.
• Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der Form entlang Linie II-II von Fig. 1.
• Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
• Wie es in den Figuren dargestellt ist, handelt es sich global darum, die Befüllung einer Form 10 zu sichern, welche zum Erhalten einer optischen Linse, z. B. einer ophtalmischen Linse, bestimmt ist und aus zwei Formen bzw. Gußkokillen 11A, 11B gebildet ist, welche hochkant angeordnet sind und an deren Peripherie ringförmig ein Verschlußelement 12 ausgebildet ist, welches mit den Kokillen den gewünschten Form- bzw. Gußhohlraum 13 definiert.
• Bei den dargestellten Ausführungsformen wird von den Gußkokillen 11A, 11B beispielhaft angenommen, daß es sich um Gußkokillen aus Glas handelt.
• Diese Form- bzw. Gußkokillen 11A, 11B verfügen in der Praxis über eine Pelletform von global kreisförmiger peripherer Kontur, wobei dies jedoch nicht zwingend erforderlich ist.
• Die inneren einander gegenüberstehenden Flächen bilden im Negativ eine Abbildung der gewünschten Flächen für die zu formende bzw. zu gießende optische Linse.
• Es handelt sich in der Praxis um bezüglich einer Achse A koaxiale Flächen bzw. Oberflächen.
• Wenn die Form- bzw. Gußkokillen 11A, 11B hochkant bzw. aufrecht angeordnet sind, verläuft die Achse A im wesentlichen horizontal, wobei die Formkokillen 11A, 11B selbst im wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufen.
• Bei den insbesondere in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen wurde als Verschlußelement 12 eine Manschette gewählt, die die Formkokillen 11A, 11B umgibt und diesbezüglich mit deren Rand in Eingriff steht.
• Diese Manschette kann beispielhaft unter Einsatz eines Bandes dargestellt werden, welches man auf den Rand der Formkokillen 11A, 11B aufwickelt. Dieses Band kann selbst z. B. aus Kunststoffklebematerial oder aus thermisch schrumpfbarem Kunststoffmaterial gebildet sein.
• Unabhängig hiervon wird für das Einführen des zu formenden bzw. zu gießenden Materials in den Formhohlraum 13 in dem Verschlußelement 12 eine Einlaß- bzw. Einström- bzw. Einlauf bzw. Einfließöffnung 14 vorgesehen.
• In der Praxis handelt es sich um eine einfache Öffnung bzw. ein einfaches Loch.
• Erfindungsgemäß ordnet man diese Einlauföffnung 14 an dem unteren Abschnitt des formhohlraums 13, und insbesondere bevorzugt an dem niedrigsten Punkt diesbezüglich an.
• Begleitend verwendet man zur Befüllung des Formhohlraums 13 Pumpmittel 15.
• Vorteilhafterweise sind diese Pumpmittel 15 in solch einer Weise gewählt, daß eine kontinuierliche Versorgung bzw. Beschickung bzw. Speisung des Formhohlraums 13 mit zu formendem bzw. zu gießendem Material gesichert wird.
• Unter kontinuierliche Versorgung soll hierbei eine Versorgung verstanden werden, die keinen Abbruch bzw. Abriß aufweist.
• In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform umfassen die Pumpmittel 15 eine Druckquelle 16, welche flußaufwärtsliegend eines Reservoirs 17 angeordnet ist, welches eine Materialquelle darstellt und das zu formende bzw. zu gießende Material 18 enthält, und welches mittels einer Kanalisation 19 in der Lage ist, durch einfache Anwendung in der Weise einer Düse mit der Einlauföffnung 14 verbunden zu werden, welche den Form- bzw. Gußhohlraum 13 speist.
• Beispielhaft ist die Druckquelle 16 ein Druckluftreservoir, welches durch eine Kanalisation 20, die durch ein Ventil bzw. einen Verteiler 21 gesteuert wird, mit dem Reservoir 17 verbunden ist, und zwar oberhalb des darin enthaltenen zu formenden bzw. zu gießenden Materials 18.
• Es ist somit möglich, mehr oder weniger das Ventil bzw. den Schieber 21 zu öffnen, um den gewünschten Durchsatz für das zu formende bzw. zu gießende Material 18 zu erhalten, und um eine progressive Befüllung von unten des Formhohlraums 13 und somit der Form 10 zu erhalten.
• Begleitend und wie dargestellt ist eine Entlüftung 22 vorteilhafterweise an dem oberen Abschnitt des Formhohlraums 13 vorgesehen, und dies beispielhaft an dem höchsten Punkt hiervon.
• Das zu formende bzw. zu gießende Material 18 kann wahlweise eine Zusammensetzung sein, welche zumindest teilweise durch Insulation bzw. Bestrahlung, beispielhaft durch Ultraviolettbestrahlung, polymerisierbar ist, oder auch eine Zusammensetzung sein, welche zumindest teilweise mittels Wärme polymerisierbar ist, oder auch eine Zusammensetzung, welche sowohl durch Insulation bzw. Bestrahlung polymerisierbar als auch durch Wärme poymerisierbar ist.
• Bei der insbesondere in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wurde für das Verschlußelement 12 ein Verschlußelement gewählt, welches aus zwei Backen 12', 12" gebildet ist, welche an einem Gerüst 24, zur Anordnung gehörend, gestützt sind, welche in der Lage sind, gemeinsam mit deren Rändern die Form- bzw. Gußkokillen 11A, 11B einzufassen bzw. einzuklemmen, wobei die Backen jeweils zu diesem Zweck innerlich einen halbkreisförmigen Umriß aufweisen, wobei zumindest eine der Backen beweglich mit Bezug auf die andere vorgesehen ist, um die Einführung der Guß- bzw. Formkokillen 11A, 11B dazwischen zu ermöglichen.
• Beispielhaft und wie dargestellt ist die untere Backe 12' eine feststehende Backe, wobei diese die Einlauföffnung 14 aufweist, mit welcher eine Kanalisation 25 verbunden ist.
• Begleitend ist die obere Backe 12" eine bewegliche Backe, wobei sie zu diesem Zweck gleitfähig in dem Gerüst 24 unter der Steuerung von Stößeln 26 vorliegt, wobei sie die Entlüftung 22 aufweist.
• Die entsprechenden Vorkehrungen, die nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung bilden, werden hierin nicht im größeren Detail beschrieben.
• Als Variante könnte man für das Verschlußelement 12 eine Dichtung vom üblichen Typ verwenden, d. h. eine Dichtung, in welcher die Guß- bzw. Formkokillen 11A, 11B eingreifen bzw. einrasten.
• Ebenfalls ist es alternativ möglich, als Verschlußelement 12 ein Verschlußelement zu wählen, welches zumindest teilweise einstückig mit der einen und/oder der anderen der Form- bzw. Gußkokillen 11A, 11B ausgebildet ist, wie dies beispielhaft der Fall ist bei bestimmten Ausführungsformen, die in dem amerikanischen Patent Nr. 5 110 514 beschrieben sind.
• Die vorliegende Erfindung ist ferner nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt vielmehr sämtliche Ausführungsvarianten in dem durch die beiliegenden Ansprüche definierten Umfang.

Claims (12)

1. Verfahren zum Füllen einer zum Darstellen einer optischen Linse vorgesehenen Form (10), die aus zwei Formkoquillen (11A, 11B) gebildet ist, welche hochkant angeordnet sind und an deren Peripherie ringförmig ein Verschlußelement (12) ausgebildet ist, welches mit diesen den gewünschten Formhohlraum (13) definiert, wobei das Verfahren von dem Typ ist, bei welchem das zu formende Material (18) in den Formhohlraum (13) mittels einer Einlauföffnung (14) eingeführt wird, welche zu diesem Zweck in dem Verschlußelement (12) ausgebildet ist, wobei man die Einlauföffnung (14) an dem unteren Abschnitt des Formhohlraumes (13) anordnet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem man die Einlauföffnung (14) an dem niedrigsten Punkt des Formhohlraums (13) anordnet.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, bei welchem man zum Füllen des Formhohlraums (13) Pumpmittel (15) verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die Pumpmittel (15) in solch einer Weise gewählt sind, daß eine kontinuierliche Versorgung des Formhohlraums (13) mit zu formendem Material (18) gesichert ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die Pumpmittel (15) eine Druckquelle (16) umfassen, die flußaufwärts liegend eines Reservoirs (17) angeordnet ist, welches das zu formende Material (18) enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem man für das zu formende Material (18) eine Zusammensetzung wählt, welche zumindest teilweise mittels Bestrahlung oder Insolation polymerisierbar ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem man als zu formendes Material (18) eine Zusammensetzung wählt, welche zumindest teilweise mittels Wärme polymerisierbar ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem man als zu formendes Material (18) eine Zusammensetzung wählt, welche sowohl durch Bestrahlung oder Insolation als auch durch Wärme polymerisierbar ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem man als Verschlußelement (12) eine Manschette wählt, welche die Form- oder Gußkoquillen (11A, 11B) umgibt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem man als Verschlußelement (12) ein Verschlußelement wählt, welches aus zwei Backen (12', 12") gebildet ist, von denen zumindest eine beweglich mit Bezug auf die andere ist und welche in der Lage sind, gemeinsam die Form- oder Gußkoquillen (11A, 11B) einzuspannen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem man als Verschlußelement (12) eine Dichtung wählt, in welche die Form- oder Gußkoquillen (11A, 11B) eingreifen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem man als Verschlußelement (12) ein Verschlußelement wählt, welches zumindest teilweise einstückig ausgebildet ist mit der einen und/oder anderen der Form- oder Gußkoquillen (11A, 11B).