DE69116658T2 - Giessform zur Herstellung eines Dorns für eine torische Linse - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Herstellen von Linsengießformen zur Verwendung bei der Herstellung von torischen Kontaktlinsen, insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung von Gießformen für die Herstellung von torischen Linsen, die einen Prismenballast aufweisen, der bezüglich der Zylinderachse der torischen Kurven richtig ausgerichtet ist.
• Die Hornhaut des menschlichen Auges weist eine im wesentlichen sphärische Konfiguration auf und daher ist es&sub1; wenn Kontaktlinsen angepaßt werden, üblich, eine Linse zu verwenden, deren das Auge kontaktierende Oberfläche auch im wesentlichen eine sphärische Basiskurve aufweist. Jedoch tritt eine Komplikation auf, wenn das auszustattende Auge einen Grad einer Homhauttorizität aufweist, der groß genug ist, um die adäquate Verwendung einer sphärischen Basiskurve in der anzupassenden Linse zu verhindern.
• Eines der zum Überwinden dieser Komplikation häufig verwendeten Verfahren besteht darin, die Linse mit einer torischen Basiskurve zu versehen, die im wesentlichen der Konfiguration der torischen Homhautoberfläche entspricht. Natürlich fügt die Verwendung einer solchen Linse eine weitere Vorbedingung zu der Konfiguration der Linse hinzu, und zwar, daß sie sich in dem Auge im wesentlichen nicht drehen darf, so daß die torische Achse in der Linse mit der torischen Achse der Hornhaut ausgerichtet bleibt. Es ist eine üblicherweise verwendete Technik zum Beibehalten dieser meridionalen Ausrichtung der Linse, die Linse mit Prismenballast zu versehen, so daß Schwerkraft bewirkt, daß die dickere Prismenbasis eine natürliche Position benachbart zu dem unteren Augenlid sucht. Die Verwendung von Prismenballast wiederum gebietet es, daß die Linse mit einer vorgegebenen Beziehung oder einem vorgegebenen Versatz zwischen der Zylinderachse der torischen Kurven und der Ausrichtungsachse des Prismenballastes hergestellt wird.
• In dem gegenwärtigen kommerziellen Verfahren zum Herstellen von Linsen der oben angegebenen Art wird üblicherweise eine Präzisionsdrehmaschine verwendet, um die Toruskurve an der Rückseite der Linse wie auch das Prisma an der Frontoberfläche herzustellen. Daher ist das Verfahren in großem Maße abhängig von der Geschicklichkeit und der Verläßlichkeit des Drehmaschinenbedieners, der eine Vielzahl von Präzisionsmessungen und Einstellungen bei der Herstellung jeder individuellen Linse vornehmen muß. Somit wird beispielsweise bei dem gegenwärtigen Verfahren der unbearbeitete Linsenrohling zuerst nach Größe sortiert und dann in einer Drehmaschinenspannzange befestigt, wo die Basiskurve geschnitten wird. Daraufhin wird der Rohling gekrimpt, bis der gewünschte Toruszylinder erzielt ist, wie er in einem Radiuskop zu sehen ist, und dann wird der gekrimpte Rohling auf Kugelform geschliffen und entkrimpt, um die torische Oberfläche zu schaffen. Daraufhin richtet der Maschinenbediener die Zylinderachse mit einem Radiuskop aus und markiert die gewünschte Achse an dem Rohling, und schließlich wird der Rohling wieder in der Drehmaschinenspannzange befestigt, wo die sphärische Bearbeitung für die Brechkraft und der Schälschnitt für den Prismenballast an der Vorderoberfläche ausgeführt werden. Das Befestigen und Blockieren des Rohlings und die Verwendung des Radiuskopes zum Herstellen und Markieren der Torusachse sind Schritte, die Präzision auf Seiten des Drehmaschinenbedieners erfordern, und der kumulative Effekt von Abweichungen in jedem der Schritte kann leicht zu aus dem Zielbereich verschobenen Achsen und somit zu einer Rückweisung der Linsen führen. Des weiteren führt der auf den Rohling während der Krimp- und Entkrimpschritte erzeugte Druck zu unvermeidbarem Verwerfen, was bei fast allen glasartigen Polymeren unter Druck auftritt; folglich werden zusätzliche Brechkraft- und Zylinderabweichungen hinzugefügt.
• Wenn man bedenkt, daß linsenherstellende Firmen laufend Vorräte an Kontaktlinsen in der Größenordnung von Zehntausenden halten, und daß die Drehmaschinenbediener eine Vollzeitbeschäftigung damit haben, solche Vorräte durch konstante Wiederholung des oben beschriebenen Vorgangs während des ganzen Tages für jeden Typ der hergestellten Linse zu betreuen, so wird es verständlich, daß Augenanspannung und Ermüdung ihren Tribut bei der Präzision der Bediener fordern. Als ein Ergebnis aller obiger Faktoren muß bei den gegenwärtigen Produktionsverfahren eine 90 - 98% Rückweisungsrate hingenommen werden.
• Der Stand der Technik enthält verschiedene Ansatzpunkte zum Reduzieren dieser unerwünscht hohen Rückweisungsrate. Beispielsweise beschreiben die US-Patente Nr. 4,188,353, Nr. 4,229,390 und Nr. 4,239,712 (Neefe) Verfahren und Vorrichtungen zum Gießformen anstatt zum Drehmaschinenbearbeiten der Basiskurve von Kontaktlinsen. Das Verfahren beinhaltet das Gießen eines flüssigen Monomers in einen tassenförmigen Gießformhohlraum aus Plastik, der die gewünschte Basiskurve an dem Boden aufweist, Polymerisieren des Monomers, um einen Linsenrohling zu bilden, der eine derart geformte Basiskurve aufweist, und dann Verwenden der Gießform, in der der Linsenrohling noch gehalten ist, als Drehmaschinendorn, um die gewünschten konvexen Kurven auf der Vorderoberfläche der Linse zu bearbeiten. Dieses Verfahren reduziert die Arbeitsbelastung des Drehmaschinenbedieners zum Teil, da die Präzisionsschritte des Ordnens nach der Größe, des Krimpens und des Schleifens auf Kugelform in dem Gießformschritt vorgenommen werden und nicht bei der Drehmaschinenbearbeitung. Falls jedoch das Verfahren bei der Herstellung von Linsen mit torischen Basiskurven verwendet wird, sind keine Mittel zum Lokalisieren der torischen Achse oder zu ihrem Ausrichten bezüglich der Achse des Prismenballastes vorgesehen. Der Drehmaschinenbediener muß noch bezüglich jeder individuellen Linse das Radiuskop verwenden, um die torische Achse zu lokalisieren und zu markieren, und dann muß er die notwendigen Drehmaschineneinstellungen für jede Linse vornehmen, bevor er die gewünschten Brechkraft- und Prismenschnitte ausführen kann.
• Das US-Patent Nr. 4,749,530 (Kunzler) schlägt eine Verbesserung gegenüber dem Obigen vor, die eine Modifizierung der tassenförmigen Gießkavität einschließt, um eine hohle hemisphärische Basis zu schaffen, die eine oder mehrere Keilnuten oder Schlitze an der äußeren Oberfläche aufweist. Nachdem flüssiges Monomer in der tassenförmigen Kavität polymerisiert ist, um einen Linsenrohling zu erzeugen, der die gewünschte Basiskurve aufweist, wird die den Linsenrohling enthaltende Gießform an einer linsenerzeugenden Drehmaschine, die einen hemisphärisch geformten Lokalisierring aufweist, in einer solchen Art und Weise befestigt, daß die Keilnut an der äußeren Oberfläche der Gießformbasis mit einem Führungskeil an dem Lokalisierring der Drehmaschine zusammenpaßt. Auf diese Weise wird die Lokalisierung der Kurven der Hinterlinsenoberfläche bewerkstelligt, wenn die Gießform an der Drehmaschine angebracht wird. Somit kann das Schneidwerkzeug der Drehmaschine an eine Position gesetzt werden und die Vorderoberflächen von nachfolgenden ähnlichen Linsen können ohne das Messen der Basiskurvenachse und ohne das Wiedereinrichten des Schneidwerkzeuges für jede Linse geschnitten werden. Diese Vorgehensweise benötigt jedoch noch einen Eingriff des Drehmaschinenbedieners, wenn zwischen Linsen mit unterschiedlichen torischen Achsen gewechselt wird, da das Schneidwerkzeug der Drehmaschine für jede Achse neu eingestellt werden muß. Wenn dies auch nützlich sein sollte, wenn begrenzte Anzahlen unterschiedlicher Linsen erzeugt werden sollen, so stellt es doch eine Ineffizienz und eine Möglichkeit für einen Bedienungsfehler bei einer Produktion in großen Stückzahlen dar oder wenn automatische Produktionslinien gewünscht sind.
• Die EP-A-0325673 offenbart eine Gießform zum Bilden von Kontaktlinsen einer solchen Art mit Prismen oder vielfachkurvigen Segmenten. An einem Ende der Gießform ist eine topfförmige Kavität, in der die Kontaktlinse gebildet wird. An dem anderen Ende ist eine hemisphärische Basis mit einer Keilnut, die es ermöglicht, die Gießform in einer Drehmaschine zu installieren. Ein Boden der tassenförmigen Kavität weist eine Krümmung auf, die torisch sein kann und die eine hintere optische Oberfläche der Linse definiert. Die vordere Oberfläche der Linse wird in der Drehmaschine bearbeitet, während die Linse in der Gießform verbleibt. Die Basis der Gießform wird in der Drehmaschine gehalten und ein Führungsstift der Drehmaschine kommt mit der Keilnut der Gießform in Eingriff, um die hintere Oberfläche der Linse präzise zu lokalisieren und um es zu ermöglichen, die Gießform (und die Linse) zu rotieren, während sie noch in der Drehmaschine ist, so daß zwei oder mehrere Oberflächen an der vorderen Oberfläche der Linse geschnitten werden können.
• Die US-A-4197266 offenbart eine zweiteilige Gießform, in der eine Kontaktlinse gebildet wird. Eines der Gießformteile hat maschinenbezogene Oberflächen, die es ermöglichen, daß die Gießform in einer Bearbeitungseinrichtung befestigt wird, wobei die Linse für die maschinelle Bearbeitung der vorderen Oberfläche der Linse noch darin gehalten ist.
• Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen von Gießformen für Linsen mit torischen Basiskurven, wobei das Verfahren es gestattet, daß alle Schritte des Schneidens, des Messens und des Ausrichtens von dem Drehmaschinenbediener auf ein vorläufiges automatisches Spritzgießverfahren übertragen werden können, bei dem keine bedienerabhängigen Bestimmungen erforderlich sind.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Einspritzgießverfahren zum Herstellen eines Linsengießformdornes bereitgestellt, wobei der Dorn hohle Ober- und Unterendabschnitte aufweist, die von einem Trennelement getrennt sind, das eine torische Oberfläche aufweist, die an ihrer oberen Oberfläche gebildet ist, wobei das Verfahren umfaßt:
• a. Bereitstellen einer Spritzgießkavität, die die seitlichen Oberflächen, die obere Randfläche und die Torusfläche des Dornes festlegt;
• b. Bereitstellen eines drehbaren Ringplattenelementes, das in der Kavität die untere Randfläche des Dornes festlegt, wobei das Ringplattenelement das Negativ von zumindest einem Ausrichtungsmittel in seiner oberen Oberfläche zum Bilden des Positivs des Ausrichtungsmittels in der Unterendfläche des Dornes aufweist;
• c. Drehen und Verriegeln des Ringplattenelementes in einer Stellung, in der das Ausrichtungsmittel in dem Ringplattenelement um einen vorgegebenen Winkel aus der Torusachse der Torusfläche versetzt ist; und
• d. Zuführen von Harzgießmaterial in die Kavität und Aufbringen von Wärme und Druck, um einen Linsengießdorn zu schaffen, der ein Ausrichtungsmittel in seiner Unterendfläche aufweist, das um einen vorgegebenen Winkel von der Torusachse seiner Torusfläche versetzt ist.
• Die Erfindung beinhaltet die Verwendung eines kalibrierten, drehbaren Ringmechanismus innerhalb des Spritzgießkörpers zum Erzeugen eines Schlitzes oder eines anderen Ausrichtungsmittels an der Linsengießform an einer Stelle, die um einen vorgegebenen Winkel aus der Achse der Toruskurve, die in der Gießform ausgebildet ist, versetzt ist. Wenn die eine neu gegossene Linse enthaltende Gießform an der Präzisionsdrehmaschine befestigt wird, gewährleistet das Zusammenpassen des Schlitzes mit einem dauerhaften Vorsprung an dem Drehmaschinenpaßstück, daß die Gießform an der Drehmaschine jedesmal an der gleichen eingerichteten Stelle bezüglich der Position des Schneidwerkzeuges sitzt. Der Versatz zwischen der torischen Achse und der Position des Schneidwerkzeuges ist schon eingerichtet worden, und daher gibt es keine Notwendigkeit für den Drehmaschinenbediener, irgendwelche Messungen oder Wiedereinstellungen des Schneidwerkzeuges vorzunehmen. Das Drehmaschinenwerkzeug bleibt in einer dauerhaften Position, um den Ballastschnitt und andere Schnitte bei nachfolgenden Linsenserien auszuführen, auch wenn der Versatz der torischen Achse von Serie zu Serie variieren kann, da der Versatz in den Gießformdorn, der für jede Serie verwendet wird, eingebaut ist.
• Weitere Details des Spritzgießverfahrens sind in den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 2 und 3 enthalten.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Spritzgießvorrichtung zum Herstellen eines Gießformdornes für eine Linse bereitgestellt, wobei der Dorn einen hohlen Oberendabschnitt und einen hohlen Unterendabschnitt aufweist, die von einem Trennelement getrennt sind, wobei die Spritzgießvorrichtung enthält:
• a. einen Spritzgußkörper mit einer Innenöffnung, die zum Bilden der äußeren Seitenoberfläche des Dornes geformt ist;
• b. einen ersten Kernstift, der in den Unterabschnitt der Innenöffnung des Gußkörpers eingefügt ist, wobei die Außenoberfläche des Kernstiftes von der Oberfläche der Innenöffnung des Gußkörpers beabstandet ist, um eine Kavität bereitzustellen, die die Form des Unterendabschnittes des Dornes aufweist;
• c. einen torischen Kernstift, der das Positiv der Krümmung der torischen Linse an seinem Unterende aufweist, wobei der torische Kernstift in den Oberabschnitt der Innenöffnung des Gußkörpers eingefügt ist und die äußere Seitenoberfläche des Gußkörpers dafür vorgesehen ist, eine Kavität zu schaffen, die die Form des Oberendabschnittes des Dornes aufweist, und wobei das torische Unterende des torischen Stiftes von dem Oberende des ersten Kernstiftes beabstandet ist, um eine Kavität zu schaffen, die die Form des Trennelementes aufweist, das den Oberendabschnitt und den Unterendabschnitt des Dornes trennt;
• d. ein Ausrichtungsmittel, das in dem torischen Stift zum Zusammenpassen mit entsprechenden Ausrichtungsmitteln in dem Oberabschnitt des Gußkörpers ausgebildet ist,
• wodurch die Torusachse des torischen Stiftes in einer stationären Position gehalten wird;
• e. eine drehbare Ringplatte, die in den Gußkörper zum Bilden der Unterendfläche des Dornes eingefügt ist, wobei die drehbare Ringplatte das Negativ von zumindest einem Ausrichtungsmittel in seiner oberen Oberfläche zum Bilden des Positivs des Ausrichtungsmittels in der Unterendfläche des Dornes aufweist;
• f. eine Einrichtung zum Drehen und Verriegeln der drehbaren Ringplatte in einer Stellung, in der das Ausrichtungsmittel in der Ringplatte um einen vorgegebenen Winkel aus der Torusachse des torischen Stiftes versetzt ist; und
• g. eine Einrichtung zum Zuführen von Harzgießmaterial in die Kavitäten und Aufbringen von Wärme und Druck zum Erzeugen des Linsengießdornes.
• Weitere Details der Spritzgießvorrichtung sind in den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 5 bis 7 enthalten.
• Durch das Bereitstellen eines drehbaren Ringes zum Herstellen eines Ausrichtungsmittels an der Linsengießform kann dieses Ausrichtungsmittel in jeder Winkelbeziehung relativ zu der Achse der durch die Gießform definierten torischen Oberfläche lokalisiert werden. Somit gibt es keine Notwendigkeit für den Drehmaschinenbediener, irgendwelche Messungen oder Wiedereinstellungen des Schneidwerkzeuges vornehmen zu müssen.
Beschreibung der Zeichnungen
• Die Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigelegten Zeichnungen offensichtlich.
• Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des torischen Gießformdornes der vorliegenden Erfindung, die einen Ausrichtungsschlitz in seinem oberen Rand zeigt. pFig. 2 ist ein Längsschnitt des Dornes entlang der Linie 2-2 der Fig. 1.
• Fig. 3 ist eine Draufsicht des Dornes, die den Boden des tassenförmigen Behältnisses zeigt, wobei die Toruskurve entlang der Linie A-A ausgerichtet ist.
• Fig. 4 ist eine Bodenansicht des Dornes, die die Ausrichtungsschlitze in dem Unterrand zeigt.
• Fig. 5 ist ein Längsschnitt einer Präzisionsdrehmaschine, die einen an ihrer Spannzange angebrachten torischen Gießformdorn aufweist.
• Fig. 6 ist ein Längsschnitt der Spritzgießvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 7 ist eine Draufsicht der Spritzgießvorrichtung, bei dem der torische Kernstift an seiner Stelle ist, und die die Ausrichtungsstifte in Ausrichtung mit dem Kernstift und dem Spritzgießkörper zeigt.
• Fig. 8 ist eine Bodenansicht des torischen Kernstiftes, die die torische Achse in dem Unterende zeigt und ihre Beziehung zu den Paßstiften.
• Fig. 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht in Explosionsdarstellung der rotierbaren Ringplatte, die bereit ist, um in ihre Position in der Grundplatte der Spritzgießvorrichtung abgesenkt zu werden.
• Fig. 10 ist eine perspektivische Bodenansicht der rotierbaren Ringplatte, die indexangeordnete Lokalisierlöcher zeigt.
• Fig. 11 ist eine perspektivische Draufsicht der rotierbaren Ringplatte, die die Schultern in dem Oberrand zum Bilden der Ausrichtungsschlitze in dem Unterrand des Gießformdornes zeigt.
• Fig. 12 ist ein Längsschnitt eines alternativen Ausführungsbeispiels des Gießformdornes, der den zur Drehmaschinenbefestigung vorgesehenen Kegel an der Außenseite zeigt.
• Der Toruslinsengießformdorn, der mit dem Verfahren und mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Der Dorn umfaßt im wesentlichen einen hohlen Oberendabschnitt 10 und einen hohlen Unterendabschnitt 11, die von einem Trennelement 12 getrennt sind. Der Oberendabschnitt 10 umfaßt einen becherförmigen Behälter, in dem der optische Linsenrohling 13 gegossen und ausgehärtet werden kann. Der hohle Unterendabschnitt 11 dient als ein Drehmaschinenbefestigungselement und weist einen Präzisionskegel an seiner Innenoberfläche 14 auf, der derart ausgelegt ist, um mit einem Paßkegel an einem Drehmaschinenpaßstück zusammenzupassen.
• Eine Präzisionstorusbasiskurve 15 ist in dem Bodenabschnitt des Bechers 10 an der oberen Oberfläche des Trennelementes 12 ausgebildet. Die Toruskurve 15 in dem Boden des Bechers 10 kann von oben in Fig. 3 vor dem Gießen des Linsenrohlings betrachtet werden, wobei die Linie A -- A' im allgemeinen die Stelle der Torusachse anzeigt. Ausrichtungsschlitze 16 sind in dem Unterrand 17 des Drehmaschinenbefestigungselementes 11 ausgebildet. Wie am besten im Fig. 4 gezeigt ist, können die Ausrichtungsschlitze 16 an jeder gewünschten Stelle um den Umfang des Unterrandes 17 angeordnet sein, so daß die Achsenlinie B -- B', die durch ihn gezogen ist, jeden gewünschten oder vorgegebenen Winkelversatz mit Bezug zu der Torusachse A -- A' gemäß Fig. 3 bilden kann. Der Gießformdorn enthält einen Absatz 18, der zum Zusammenarbeiten mit einer LVDT an der Drehmaschine ausgebildet ist, um die Basislinienhöhe zu bestimmen, von der die gewünschte zentrale Dicke des Linsenrohlings berechnet wird.
• Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Torusgießformdorn wird für die Herstellung von Linsenrohlingen verwendet, die eine Präzisionstorusbasiskurve und eine im wesentlichen flache Frontfläche aufweisen, die zum Drehmaschinenbearbeiten der gewünschten vorderen Brechkraft- und Prismenkurven bereitsteht, während der Rohling immer noch innerhalb der Gießform gehalten ist. Die Herstellung des Linsenrohlings wird begonnen, indem die becherförmige Gießform 10 mit einem flüssigen Monomermaterial gefüllt wird, das einen geeigneten Polymerisationskatalysator enthält. Die Gußflüssigkeit kann eine beliebige der herkömmlichen Monomere und Mischungen davon sein, die im Stand der Technik der Herstellung harter oder weicher Kontaktlinsen bekannt sind, wie beispielsweise Acrylester, hydrophile und hydrophobe Monomermischungen, Silikonelastomere, Zelluloseester und dergleichen. Nachdem die die Linse bildende Flüssigkeit und die Katalysatoren in die Gießform 10 gefüllt worden sind, wird die Polymerisation begonnen und unter geeigneten bekannten Aushärtebedingungen vollendet, die das Aushärten in einem Ofen oder die Verwendung anderer Techniken wie beispielsweise Bestrahlung, einschließlich UV- und Mikrowellenbestrahlung, und die Verwendung eines Bades mit einem Wärmeübertragungsfluid enthalten, wie beispielsweise Wasser und Silikonöl.
• Nach dem Aushärten und Stabilisieren des Linsenrohlings wird der Torusgießformdorn, der immer noch den Linsenrohling enthält, anschließend an einer Präzisionsdrehmaschine zum Bearbeiten der Frontoberflächen angebracht. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird der Dorn in einer solchen Art und Weise angebracht, daß seine innere kegelförmige Oberfläche 14 mit der äußeren kegelförmigen Oberfläche 19 des Drehmaschinenpaßstückes zusammenpaßt, und die Ausrichtungsschlitze 16 an dem Unterrand 17 des Dornabschnittes 11 passen mit den Ausrichtungsöffnungen 20 des Ausrichtungsringes 21 der Drehmaschine zusammen.
• Mit dem wie in Fig. 5 befestigten Dorn kann die Frontoberfläche des Linsenrohlings durch das Drehmaschinenbearbeitungswerkzeug (nicht gezeigt) bearbeitet werden, um die gewünschten Brechkraft- und Prismenkurven bereitzustellen. Bei dem Vorgang des Herstellens der optischen Frontoberflächen wird der Linsenrohling 13 durch die Linsengießform 10 fest gehalten und sowohl der Linsenrohling als auch die Seitenwände der Linsengießform, die aus Plastik hergestellt ist, werden gleichzeitig bearbeitet. Es ist ein Merkmal des von der vorliegenden Erfindung hergestellten Gießformdornes, daß es nicht notwendig ist, die Linse nach der torischen Achse zu vermessen oder das Drehmaschinenwerkzeug wieder einzustellen, um den gewünschten Versatz zwischen der torischen Achse und dem Prismenschnitt zu erzielen. Dem Drehmaschinenwerkzeug kann es gestattet sein, in einer fixierten Position zu verbleiben, solange die torische Achse betroffen ist, ohne Berücksichtigung, welcher Versatzwinkel gewünscht ist, da der Versatzwinkel durch vorherige Lokalisierung der Ausrichtungsschlitze 16 bei der Herstellung der Spritzgießform des Gießformdornes selbst vorgegeben worden ist. Somit ist die gesamte fehleranfällige Drehmaschinenbedienprozedur mit Bezug auf das Torusmerkmal von dem Bediener wegverlagert worden zu einem Präzisionsspritzgießvorgang, bei dem die Geschicklichkeit eines Bedieners und seine Ermüdung keinen Einfluß haben. Das Präzisionsspritzgießverfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sind in den folgenden Abschnitten beschrieben.
• Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht der Spritzgießvorrichtung Wenn sie auch nicht auf die gezeigte Anordnung beschränkt ist, so ist sie doch das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Spritzgießkörper eine Zusammenstellung von Platten oder Trägern ist, die in einen Rahmen eingefügt sind und miteinander verriegelt sind, um die gewünschte Gießformkavität 22 zu bilden. Wie dargestellt ist, enthält die Vorrichtung eine Grundplatte 23 und unmittelbar oberhalb davon eine erste Gießformkörperplatte 24, die eine innere Öffnung aufweist, deren Seitenoberfläche mit 25 bezeichnet ist. Die Platte 24 dient als ein Sitz für eine drehbare Ringplatte 26, die einen Flansch 27 aufweist, der angepaßt ist, um eine Schulter 28 der Platte 24 aufzunehmen. Oben auf der ersten Platte 24 ist eine zweite Gießformkörperplatte 29 angeordnet, die eine Innenöffnung aufweist, deren seitliche innere Oberfläche mit 30 bezeichnet ist. Die innere Öffnung der zweiten Platte 29 ist in Ausrichtung mit der inneren Öffnung der ersten Platte 24 und die Seiteninnenoberfläche 30 der Platte 29 ist geformt, um die Außenseitenoberfläche des Bodenabschnittes des Dornes zu bilden, der in einer Kavität 22 gebildet werden soll.
• Ein erster Kernstift 31 ist innerhalb der inneren Öffnungen der ersten und der zweiten Gießformkörperplatte 24 und 29 angeordnet, wobei die Außenoberfläche 32 des Kernstiftes 31 von der inneren Seitenoberfläche 30 der Körperplatte 29 beabstandet ist, um die Form des unteren Abschnittes der Kavität 22 bereitzustellen. Der Kernstift 31 kann, falls erwünscht, an der Basis 23 befestigt sein, da der Stift eine dauerhafte, sich nicht verändernde äußere Konfiguration aufweist und von einem Los zu dem nächsten nicht verändert werden muß.
• Oben auf der zweiten Körperplatte 29 ist eine dritte Gießformkörperplatte angeordnet, die eine Innenöffnung aufweist, deren Seiteninnenoberfläche mit 34 bezeichnet ist. Die Innenöffnung der dritten Platte 33 ist in Ausrichtung mit den Innenöffnungen der ersten und der zweiten Platte 24 und 29 und die seitliche Innenoberfläche 34 der Platte 33 ist derart geformt, um die äußere Seitenoberfläche des oberen becherförmigen Abschnittes des in dem Hohlraum 22 zu bildenden Dornes zu bilden. Die Platte 33 weist Steuerschlitze 35 auf, die am besten in Fig. 7 dargestellt sind, zum Zusammenarbeiten mit Ausrichtungsnasen an dem torischen Kernstift, was nun beschrieben wird.
• Angepaßt zum Einfügen in die Innenöffnung der Körperplatte 33 ist ein Toruskemstift 36, der das Positiv einer Toruslinsenkurve an seinem Unterende 37 aufweist. Der Kernstift 36 hat einen Durchmesser an seinem unteren Ende, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Innenöffnung in der Körperplatte 33 an jenem Punkt, so daß die äußere Seitenoberfläche des Kernstiftes 36 von der seitlichen Innenoberfläche 34 der Platte 33 beabstandet ist, um die Form des oberen becherförmigen Abschnittes der Kavität 22 zu bilden. Der torische Kernstift 36 weist einen Flansch 38 auf, der an einer Schulter 39 der Körperplatte 33 ruht, so daß das torische Unterende 37 des Kernstiftes 36 von dem Oberende 40 des ersten Kernstiftes 31 beabstandet ist, um eine Kavität bereitzustellen, die die Form des Trennelementes aufweist, das den oberen und den unteren Abschnitt des in der Kavität 22 herzustellenden Dornes aufweist. Der Torusstift 36 ist auch mit Steueroder Ausrichtungsnasen oder Rippen 41 versehen, die zum Zusammenpassen mit Steuerschlitzen 35 in der Körperplatte 33 angepaßt sind, um eine Zentrierung der Torusbasiskurvenachse zu der Stiftachse zum Lokalisieren in der Spritzgießform bereitzustellen.
• Der torische Kernstift 36 ist aus Metall hergestellt, wie beispielsweise aus Nickel oder aus einer Nickellegierung, oder aus einem beliebigen anderen geeigneten dauerhaften Material, und weist eine konkave, torische Endoberfläche 37 auf. Die Torusoberfläche kann durch bekannte Herstellungsverfahren hergestellt werden, einschließlich z. B. Drehmaschinenbearbeitung mit nachfolgendem Polieren; Elektroformen; oder Elektroentladungsbearbeitung mit nachfolgendem Polieren. Bei jedem solchen Herstellverfahren ist es wesentlich, daß die Torusachse der konkaven Kurve, die in dem Unterende des Stiftes hergestellt ist, präzise mit den Steuernasen oder Rippen 41 des Kernstiftes ausgerichtet ist. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, die eine Ansicht des Unterendes des Kernstiftes 36 ist, muß die Torusachse C -- C' in dauerhafter Beziehung zu den Nasen 41 ausgerichtet sein, so daß, wenn der Torusstift in die Öffnung der Körperplatte 33 eingefügt wird, die Torusachse an der konkaven Oberfläche 37 immer in gleicher Richtung ausgerichtet ist.
• Wie vorher erwähnt wurde, kann der Spritzgießkörper eine Zusammenstellung von Platten oder Trägern sein, die in einen Rahmen eingefügt und miteinander verriegelt sind, um die gewünschte Gießformkavität 22 zu bilden. Wie in dem Fall der Körperplatte 33 in Fig. 7 illustriert ist, kann jede der Körperplatten 24, 29 und 33 aus zwei Teilen zusammengesetzt sein, die entlang der Linie 42 trennbar sind, und die beiden Hälften jeder Platte können in den Rahmen von gegenüberliegenden Seiten eingefügt werden, um die gewünschte innere Kavität bereitzustellen.
• Die drehbare Ringplatte 26 bildet ein wesentliches Merkmal der Erfindung und stellt ein Mittel zum Bilden der Ausrichtungsschlitze 16 in einer vorgegebenen Position in dem Unterende 17 des Gießformdornes dar. Wie in Fig. 6 und mehr im Detail in den Fig. 9 bis 11 illustriert ist, ist die Ringplatte 26 aus einem rohrförmigen Körperabschnitt 43, einem Flansch 27 und einer zylindrischen Schulter 44 hergestellt. Der Flansch 27 ist angepaßt, um an der Schulter 28 der ersten Körperplatte 24 zu sitzen und die Öffnung in der Ringplatte 26 ist ausgebildet, um um den ersten Kernstift 31 herum zu passen. Die obere Oberfläche 45 der zylindrischen Schulter 44 bildet das Unterende 17 der Gießform, die in der Kavität 22 herzustellen ist. Ausrichtungsbildende Nasen 46 sind an der Oberendfläche 45 der zylindrischen Schulter 44 angeordnet und es ist zu ersehen, daß diese Nasen in die Kavität 22 hervorstehen und in korrespondierenden Schlitzen 16 in dem Unterrand 17 der fertiggestellten Form des in der Kavität 22 herzustellenden Gießformdornes resultieren.
• Eine Reihe von Positionsgeberlöchern 47 sind um den unteren Umfang des Flansches 27 positioniert und erstrecken sich um 180º um den Flansch. Diese Löcher sind angepaßt, um mit einem Positionierstift 48 zusammenzuarbeiten, der in der Körperplatte 24 an dem angegebenen Ort befestigt ist. Die obere Oberfläche des Flansches 27 trägt Kalibrierindiziereinrichtungen 49 entsprechend den Positionen der Positionsgeberlöcher 47 in dem Unterteil des Flansches.
• Wenn der Spritzgießkörper zusammengebaut werden soll, wird die erste Gießformkörperplatte 24, die als ein Sitz für die drehbare Ringplatte 26 dient, oben auf der Basisplatte 23 und über dem Kernstift 31 angeordnet. Der Gießformbediener liest dann die Vorschriften, die die Winkelgrade der torischen Achse angibt, um die diese von der Ausrichtungsachse des Prismenballastes versetzt ist, und senkt den drehbaren Ring 26 an seine Stelle auf die Gießformkörperplatte 24, so daß das Loch 47 korrespondierend zu der angegebenen Anzahl von Winkelgraden mit dem Positionierstift 48 zusammenpaßt. Optional kann die Ringplatte 26 an ihrer Stelle durch Verwendung einer Einstellschraube 50 und eines entsprechenden Schlitzes 51 verriegelt werden. Auf dieses folgend werden die zweite und die dritte Körperplatte 29 und 33 in den Spritzgießrahmen eingefügt und schließlich wird der torische Kernstift 36 in Position gebracht, wobei die Steuerrippen 41 mit den Steuerschlitzen 35 zusammenpassen. Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß die Steuerschlitze 35 und der Positionsgeberstift 48 dauerhaft in dem Spritzgießkörper in einer Präzisionsbeziehung miteinander befestigt sind, so daß, wenn der drehbare Ring 26 mit dem Positionsgeberstift 48 unter Eingriff in ein Loch 47 entsprechend einem gewünschten Torusachsenversatz gesetzt ist, die Schlitze 16 in dem Unterrand des Gießformdornes immer die vorgeschriebene Anzahl von Graden des Winkelversatzes zwischen der Torusachse und der Prismenausrichtungsachse der in dem Gießformdorn hergestellten Linse bereitstellen.
• Wenn die Spritzgießform gemäß der Beschreibung zusammengebaut worden ist, wird ein Gießharzmaterial wie beispielsweise Polyimid, Polykarbonat, Polymethylpenten, Polyethylen, Polypropylen oder ein anderes Gießmaterial in die Kavität 22 durch Einspritzmittel (nicht dargestellt) zugeführt und Standardspritzgießtechniken werden verwendet, um die notwendige Wärme und den notwendigen Druck aufzubringen, um den gewünschten Gießformdorn herzustellen. Nach geeigneter Abkühlung und Stabilisierung ist der Dorn bereit, um mit Monomer gefüllt zu werden und ausgehärtet zu werden, um den Linsenrohling in der vorhergehend beschriebenen Art und Weise zu erzeugen.
• Die Herstellung von Kontaktlinsen mit torischen Basiskurven unter Verwendung von Gießformdornen, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, bietet eine Vielzahl von Vorteilen und Nutzeffekten im Vergleich mit gegenwärtigen kommerziellen Verfahren. Die Anzahl von Herstellvorgängen ist dramatisch reduziert. All die drehmaschinenbedienerabhängigen Bestimmungen, die bei den gegenwärtigen Verfahren zum Herstellen von Kontaktlinsen mit torischen Basiskurven erforderlich sind, werden auf die Spritzgießschritte übertragen, wo die Basiskurven und die Achsenversätze dauerhaft durch die Spritzgießausrichtung selbst anstelle der Bedienereinstellungen eingerichtet sind. Die Fehler, die durch das Fließen von Plastik in dem Linsenpolymer in dem gekrimpten Zustand auftreten, werden vermieden. Die Variationen und die daraus resultierende Zurückweisungsquote, begründet in der Augenanspannung und Augenbelastung des Drehmaschinenbedieners beim Schneiden, Polieren und Vermessen der hinteren und vorderen Oberflächenkurven und das Einstellen und Wiedereinstellen des Drehmaschinenwerkzeuges, werden eliminiert. Das Drehmaschinenwerkzeug bleibt in einer permanenten Positionierung zum Herstellen des Ballastschnittes und anderer Schnitte bei aufeinanderfolgenden Losen von Linsen, auch wenn der Torusachsenversatz von Los zu Los variieren kann, da der Versatz in den für jedes Los verwendeten Gießformdorn eingebaut ist. Ausschußraten werden von gegenwärtig 90 bis 98 % auf nur etwa 50 % reduziert.
• Auch wenn bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben worden sind, so versteht der Fachmann dennoch, daß Abänderungen davon gemacht werden können, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann der Gießformdorn in der Form, wie er in Fig. 12 illustriert ist, hergestellt werden, wobei der hohle Unterendabschnitt 11a mit dem Drehmaschinenbefestigungskegel an der Außenoberfläche konfiguriert ist, um mit einer Kappe 52 an einem Drehmaschinenpaßstück 53 zusammenzupassen.

Claims (6)

1. Spritzgießverfahren zum Herstellen eines Gießformdornes für eine Linse, wobei der Dorn einen hohlen Oberendabschnitt (10) und einen hohlen Unterendabschnitt (11) aufweist, die von einem Trennelement (12) getrennt sind, das eine an seiner Oberseite ausgebildete Torusfläche (15) aufweist, wobei das Verfahren enthält:

a) Bereitstellen einer Spritzgießkavität (22), die die seitlichen Oberflächen, die obere Randfläche und die Torusfläche des Dornes festlegt;

b) Bereitstellen eines drehbaren Ringplattenelementes (26), das in der Kavität die untere Randfläche (17) des Dornes festlegt, wobei das Ringplattenelement das Negativ (46) von zumindest einem Ausrichtungsmittel in seiner oberen Oberfläche zum Bilden des Positivs (16) des Ausrichtungsmittels in der Unterendfläche des Dornes aufweist;

c) Drehen und Verriegeln des Ringplattenelementes in einer Stellung, in der das Ausrichtungsmittel in dem Ringplattenelement um einen vorgegebenen Winkel aus der Torusachse der Torusfläche versetzt ist; und

d) Zuführen von Harzgießmaterial in die Kavität und Aufbringen von Wärme und Druck, um einen Linsengießdorn zu schaffen, der ein Ausrichtungsmittel in seiner Unterendfläche aufweist, das um einen vorgegebenen Winkel von der Torusachse seiner Torusfläche versetzt ist.

2. Spritzgießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtungsmittel in der oberen Oberfläche der drehbaren Ringplatte eine Rippe (46) ist, wodurch das Ausrichtungsmittel in der Unterendfläche des Dornes ein Schlitz (16) wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin die Schritte enthält:

e) Füllen des Oberendabschnittes des Linsengießdornes und Bedecken der Torusfläche mit einem liquiden Monomerlinsenmaterial und Polymerisieren des Materials, um einen Linsenrohling (13) zu bilden, der eine fertiggestellte Basiskrümmung mit torischer optischer Oberfläche aufweist, die an der Torusfläche des Dornes gegossen ist;

f) Anbringen des den Linsenrohling enthaltenden Dornes an einer Präzisionsdrehmaschine, wobei das Ausrichtungsmittel an dem Unterrand des Dornes an einem entsprechenden Ausrichtungsmittel an der Drehmaschine passend montiert ist; und

g) Bearbeiten der Frontoberfläche des Linsenrohlings, um ein Prisma zu schaffen, das um einen vorgegebenen Winkel aus der Torusachse der Linse versetzt ist.

4. Spritzgießvorrichtung zum Herstellen eines Gießformdornes für eine Linse, wobei der Dorn einen hohlen Oberendabschnitt (10) und einen hohlen Unterendabschnitt (11) aufweist, die von einem Trennelement (12) getrennt sind, wobei die spritzgießvorrichtung enthält:

a) einen Spritzgußkörper (24, 29, 33) mit einer Innenöffnung, die zum Bilden der äußeren Seitenoberfläche des Dornes geformt ist;

b) einen ersten Kernstift (31), der in den Unterabschnitt der Innenöffnung des Gußkörpers eingefügt ist, wobei die Außenoberfläche (32) des Kernstiftes von der Oberfläche der Innenöffnung des Gußkörpers beabstandet ist, um eine Kavität (22) bereitzustellen, die die Form des Unterendabschnittes des Dornes aufweist;

c) einen torischen Kernstift (36), der das Positiv der Krümmung der torischen Linse an seinem Unterende (37) aufweist, wobei der torische Kernstift in den Oberabschnitt der Innenöffnung des Gußkörpers eingefügt ist und die äußere Seitenoberfläche des Gußkörpers dafür vorgesehen ist, eine Kavität zu schaffen, die die Form des Oberendabschnittes des Dornes aufweist, und wobei das torische Unterende des torischen Stiftes von dem Oberende (40) des ersten Kernstiftes beabstandet ist, um eine Kavität zu schaffen, die die Form des Trennelementes aufweißt, das den Oberendabschnitt und den Unterendabschnitt des Dornes trennt;

d) ein Ausrichtungsmittel (41), das in dem torischen Stift zum Zusammenpassen mit entsprechenden Ausrichtungsmitteln (35) in dem Oberabschnitt des Gußkörpers ausgebildet ist, wodurch die Torusachse des torischen Stiftes in einer stationären Position gehalten wird;

e) eine drehbare Ringplatte (26), die in den Gußkörper zum Bilden der Unterendfläche (17) des Dornes eingefügt ist, wobei die drehbare Ringplatte das Negativ (46) von zumindest einem Ausrichtungsmittel in seiner oberen Oberfläche zum Bilden des Positivs (16) des Ausrichtungsmittels in der Unterendfläche des Dornes aufweist;

f) eine Einrichtung zum Drehen und Verriegeln (50) der drehbaren Ringplatte in einer Stellung, in der das Ausrichtungsmittel in der Ringplatte um einen vorgegebenen Winkel aus der Torusachse des torischen Stiftes versetzt ist; und

g) eine Einrichtung zum Zuführen von Harzgießmaterial in die Kavitäten und Aufbringen von Wärme und Druck zum Erzeugen des Linsengießdornes.

5. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Ringplatte mit einer Reihe von beabstandeten Löchern (47) auf zumindest einem Abschnitt ihres Umfangs versehen ist, wobei die Löcher angepaßt sind, um mit einem in dem Gußkörper befestigten Stift (48) zusammenzupassen.

6. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtungsmittel in der oberen Oberfläche der drehbaren Ringplatte eine Rippe (46) ist, wodurch das Ausrichtungsmittel in der Unterendfläche des Dornes ein Schlitz (16) wird.

-7. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzgußkörper eine erste, eine zweite und eine dritte Platte (24, 29, 33) enthält,

wobei die erste Platte (24) eine Innenöffnung aufweist und als ein Ringplattensitz dient,

die zweite Platte (29) oberhalb der ersten Platte angeordnet ist und eine Innenöffnung in Deckung mit der Öffnung in der ersten Platte aufweist,

eine Seitenoberfläche (30) der Öffnung in der zweiten Platte derart geformt ist, daß sie die äußere Seitenoberfläche des Unterendabschnittes des Dornes bildet;

der erste Kernstift in die Öffnungen der ersten und der zweiten Platte eingefügt ist,

die Außenoberfläche (32) des ersten Kernstiftes von der Seitenoberfläche der Öffnung in der zweiten Platte beabstandet ist, um die Kavität (22) mit der Form des Unterendabschnittes des Dornes bereitzustellen,

die dritte Platte oberhalb der zweiten Platte angeordnet ist und eine Innenöffnung in Deckung mit der Innenöffnung der zweiten Platte aufweist,

eine Seitenoberfläche (34) der Öffnung in der dritten Platte derart geformt ist, daß sie die äußere Seitenfläche des Oberendabschnittes des Dornes bildet,

der torische Kernstift in den Oberabschnitt der Innenöffnung der dritten Platte eingefügt ist,

das Ausrichtungsmitttel zumindest eine Ausrichtungsrippe (41) zum Zusammenpassen mit einem entsprechenden Ausrichtungsschlitz (35) in der dritten Platte aufweist,

die Ringplatte in der ersten Platte eingefugt ist, und das Negativ des zumindest einen Ausrichtungsmittels eine Rippe (46) aufweist, die in der oberen Oberfläche der Ringplatte ausgebildet ist.