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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Form und/oder
eine Formmaschine zum Herstellen ophthalmischer Vorrichtungen. Genauer betrifft
diese Erfindung im allgemeinen eine Form und/oder eine Formmaschine
zum Herstellen ophthalmischer Vorrichtungen mit vielen auf Lager
zu haltenden Einheiten (SKUs-Stock Keeping Units).
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Hintergrund
der Erfindung
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Das
US-Patent Nr. 5 702 735 an Martin u.a. stellt eine Vorrichtung zum
Formen von Polystyrollinsen-Krümmungen
zur Verfügung,
d.h. vorderen Krümmungen
oder rückwärtigen Krümmungen,
die zum anschließenden
Formen weicher Kontaktlinsen verwendet werden. Die Vorrichtung ist
so gestaltet, daß sie überlegene
Wärmeleitungskapazität zur Verfügung stellt,
um so die Formzykluszeit zu minimieren, wobei gleichzeitig gleichförmige präzise und
genaue Flächen
optischer Qualität
erzeugt werden. Geschmolzenes Polystyrol wird über ein Heißkanalsystem an eine Vielzahl
von Formhohlräumen
geliefert. Bei einer Form, die verwendet wird, um vordere Krümmungen
herzustellen, liefern die konvexen Flächen der Form die Flächen optischer
Qualität
für die konkaven
Flächen
der vorderen Krümmungen,
die somit erzeugt werden. Das strukturelle Element, welches jede
konvexe Fläche
definiert, umfaßt
eine hohle zylindrische Hülse
und eine darin angebrachte, entfernbare Brechkrafteinlage, die ausgetauscht
werden kann, so daß die
vorgeschriebene Stärke
der Kontaktlinse, die von den Linsenkrümmungen gebildet werden soll,
variiert werden kann. Bei einer ersten Ausführungsform umfaßt die Brechkrafteinlage nur
eine konvexe Fläche
an ihrem operativen Ende. Bei einer zweiten Ausführungsform umfaßt die Brechkrafteinlage
eine ringförmige
flache Fläche, welche
die konvexe Fläche
umgibt, wobei an der Verbindung zwischen ihnen eine Diskontinuität der Krümmung definiert
wird, welche der vorderen Krümmung,
die dadurch gebildet wird, eine scharfe Kante verleiht. Kühlwasser
wird in den Kern der Einlagen gepumpt, um die Einlagen während des
Formprozesses zu kühlen,
was den Prozeß des
Austauschens der Einlagen kompliziert. Die Brechkrafteinlage kann aus
verschiedenen Materialien aufgebaut sein, einschließlich Reinstahl,
Messing, Kupferchrom oder mit Kobalt-Nickel legiertem mar tensischem
Stahl. Die Brechkrafteinlage kann mit einer Oberflächenschicht aus
Nickelphosphor oder Siliziumoxid oder Chromnitrid beschichtet werden.
Diese Schichten können durch
Diamantschneider auf ihre richtigen Dicken und Abmessungen gedreht
werden, und sie können thermisch
gehärtet
werden.
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Das
US-Patent Nr. 4 565 348 an Larsen offenbart einen weiteren Ansatz
des Standes der Technik zum Herstellen von Linsenkrümmungen.
Gemäß diesem
Ansatz des Standes der Technik werden die Linsenkrümmungen
als ein Satz aus acht Linsenkrümmungen
geformt, die auf einem Rahmen in einer 2 × 4-Anordnung gehalten werden.
Die 3 des Larsen-Patentes
veranschaulicht einen geformten Rahmen, welcher eine 2 × 4-Anordnung
konkaver vorderer Krümmungen
hält, während 5 darin
einen geformten Rahmen zeigt, welcher eine 2 × 4-Anordnung von rückwärtigen Krümmungen
trägt.
Die Clusteranordnung aus Rahmen und Linsenkrümmungen wird durch Spritzgießen der
Anordnung als ein Stück
hergestellt, wobei die Linsenkrümmungen innerhalb
eines äußeren rechtwinkligen
Rahmens durch kleine Streben gehalten werden, welche sich zwischen
dem Rahmen und den Linsenkrümmungen erstrecken.
Die Höhe
des Rahmens ist derart, daß die
Oberflächen
der Linsenkrümmungen
vor Verkratzen und mechanischer Schädigung während des Handhabens geschützt sind,
und der Rahmen hat im allgemeinen eine Form, welche das Stapeln
und Handhaben vereinfacht. Dieser Ansatz des Standes der Technik
zum Formen solcher Polystyrol-Linsenkrümmungen
in einer Clusteranordnung benötigt
typischerweise ungefähr
vierundzwanzig (24) Sekunden, was für die effiziente Herstellung
solcher Polystyrol-Linsenkrümmungen
zu lang ist.
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Bei
diesem Ansatz des Standes der Technik werden komplementäre Sätze von
vorderen und rückwärtigen Krümmungen
bei der Herstellung von Hydrogel-Kontaktlinsen eingesetzt, indem
eine Reaktionsmischung geformt wird, wobei die Mischung bevorzugt
in einem nicht wäßrigen,
wasserverdrängenden
Lösemittel
gelöst
wird. Nach einem Dosierschritt, bei dem die vorderen Krümmungen
im wesentlichen mit der Reaktionsmischung befüllt werden, werden die konkaven
vorderen Krümmungen mit
den rückwärtigen Krümmungen
in einer Weise abgedeckt, daß keine
Luftblasen unterhalb der rückwärtigen Krümmungen
eingefangen werden. Die rückwärtigen Krümmungen
befinden sich auf der polymerisierbaren Mischung in den vorderen
Krümmungen
als individuelle Einheiten; daher werden vor diesem Schritt die
rückwärtigen Krümmungen
aus ihren Rahmen durch Brechen oder Schneiden getrennt. Die rückwärtigen Krümmungen
werden bevorzugt von einer mechanischen Vorrichtung gehalten, während sie
von dem Rahmen abgetrennt werden, die danach die rückwärtigen Krümmungen
auf die vorderen Krümmungen
setzt. Die Reaktionsmischung wird dann Bedingungen unterworfen,
durch die sie polymerisiert, z.B. Bestrahlung mit aktinischer sichtbarer oder
violetter Strahlung, um somit ein Polymer in der Form der gewünschten
Hydrogel-Linse zu erzeugen. Nachdem der Polymerisationsprozeß beendet
ist, werden die beiden Linsenkrümmungen
getrennt (was Entformen genannt wird); wobei typischerweise die Kontaktlinse
in der vorderen Krümmung
belassen wird, aus der sie anschließend entfernt wird. Typischerweise
werden die vorderen und rückwärtigen Krümmungen
einmal verwendet, um eine einzelne Kontaktlinse zu formen. Nachdem
die Polymerisation beendet ist, wird das Verdünnungsmittel durch Wasser ersetzt,
um eine hydrierte Linse zu erzeugen.
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Das
US-Patent Nr. 5 782 460 und die WO 98/42497 offenbaren ein Verfahren
zum Herstellen von Hydrogel-Kontaktlinsen durch Formen eines Materials,
das polymerisiert worden ist, das jedoch wenigstens teilweise unvernetzt
ist, innerhalb von wiederverwendbaren Formen. Das Vernetzen des
Polymers geschieht durch UV-Strahlung; daher besteht die Form aus
einem für
UV durchlässigen
Material, so wie Quarz oder polymeren Materialien. Eine oder mehrere
Kontaktlinsen können
in jedem Formwerkzeug geformt werden.
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Das
US-Patent Nr. 5 451 155 an Kok u.a. offenbart eine Anordnung zum
Herstellen von Waren, so wie Compact Disks, durch Spritzgießen, wobei eine
vertikale Spritzgußmaschine
zur Verfügung
gestellt wird, einschließlich
zweier Halter, welche Formplatten tragen. Die Formplatten sind in
bezug aufeinander zwischen einer ersten Position, in der die Formplatten
einen Hohlraum definieren, in den Material durch die Spritzgußmaschine
während
des Betriebs eingespritzt wird, so daß die bestimmte Ware gebildet
wird, und einer zweiten Position, in der die Formplatten um eine
bestimmte Entfernung voneinander weg bewegt worden sind, während die
gebildete Ware entfernt wird, einstellbar. Auf jeder Seite der Spritzgußmaschine
sind Transportvorrichtungen vorgesehen, welche den Halter und die
Formplatten aus einer Position, die sich in einer bestimmten Entfernung
von der Spritzgußmaschine
befindet, in eine Position, die zum Zusammenwirken mit der Spritzgußmaschine
geeignet ist, bewegen. Die Transportvorrichtungen und die Halter
sind lösbar
gekoppelt. Es ist auch offenbart, daß ein Halter mit einer neuen Formplatte
in einem bestimmten Abstand von der Maschine versehen werden kann,
während
die Maschine im Betrieb ist. Zum Austauschen der Formplatten und
Halter ist es nur nötig,
den Halter, der die bis dahin verwendete Formplatte hält, auszustoßen und
den neuen Halter und die Formplatte in die Position zu bewegen.
Diese Art des Austauschens von Formplatten sorgt für ein schnelles
und einfaches Neubestücken,
während
die Ausfallzeit des Spritzgußbetriebes
minimiert wird.
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Das
US-Patent Nr. 5 316 463 an Neu u.a. offenbart ein Einkapsel-Formgerät, welches
individuelle Formgrundteile umfaßt, die jeweils eine längliche flache
Ausnehmung haben, welche streifenartige Träger aufnehmen, die Halbleiterchips
für die
Einkapselung tragen. Hohlraumeinlagen mit verschiedenen Anzahlen
von Hohlräumen
unterschiedlicher Größe und Abmessung,
die jeweils individuell für
die Träger sind,
mit gleichen Anzahlen von Chips über
einen Bereich von Größe und Abmessung
passen über
die Streifen, wobei jeder Hohlraum auf einer Einlage den Chip umgibt,
der eingekapselt werden soll. Die Form wird durch eine obere Formeinlageplatte
vervollständigt,
welche die Form schließt
und eine Abdichtung zwischen den Formteilen bewirkt und für die Zufuhr von
einkapselndem Harz an die Hohlräume
in den Hohlraumeinlagen sorgt. Jede Formbasis hat eine Vielzahl
von Ausnehmungen, von denen jede einen Trägerstreifen und eine Hohlraumeinlage
aufnimmt.
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Es
gibt ein Bedürfnis
in der Technik, die Formen und die Formtechnologie zum Herstellen
ophthalmischer Vorrichtungen zu verbessern, insbesondere für ophthalmische
Vorrichtungen mit vielen auf Lager zu haltenden Einheiten (SKUs).
Der Ausdruck „auf
Lager zu haltende Einheiten" bezieht
sich auf unterschiedliche Vorrichtungen, z.B. unterschiedliche Produkte.
Zum Beispiel werden Kontaktlinsen mit unterschiedlicher Brechkraft
und/oder Zylindern und/oder Achsenwerten in jeder Kombination eine unterschiedliche
SKU darstellen, wobei jede SKU hergestellt wird, indem unterschiedliche
Formen oder unterschiedliche Ausrichtungen der Formen oder unterschiedliche
reaktive Mischungen innerhalb der Formen verwendet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung stellt eine Form zum Bilden ophthalmischer Vorrichtungen
zur Verfügung,
mit: einer ersten Formhälfte,
die zusammen mit einer zweiten Formhälfte arbeitet, wobei die zweite
Formhälfte Einlagen
aufweist und die erste Formhälfte
wenigstens eine auswechselbare Kassette mit Einlagen aufweist, weiter
mit einer Einrichtung zum Ausstoßen der ophthalmischen Vorrichtung
aus der ersten Formhälfte
oder der zweiten Formhälfte
durch wenigstens einen Luftpuls.
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Diese
Form kann verwendet werden, um ophthalmische Vorrichtungen herzustellen;
jedoch wird diese Form bevorzugt bei einer automatisierten Formmaschine
eingesetzt, weiter bevorzugt bei einer Spritzgußmaschine. Diese Erfindung
wird bevorzugt verwendet, um Linsenkrümmungen herzustellen, die wiederum
verwendet werden, um Kontaktlinsen herzustellen.
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Diese
Erfindung stellt weiterhin eine Spritzgußmaschine zur Verfügung, wie
sie in den Ansprüchen
14 bis 17 beschrieben ist.
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Die
Formen dieser Erfindung machen es möglich, schnell die optischen
Eigenschaften der ophthalmischen Vorrichtungen zu ändern, die
erzeugt werden, indem die Formen dieser Erfindung verwendet werden.
Die Formen, welche eine oder mehrere Kassetten aufweisen, machen
es möglich, die
Kassette(n) schnell auszuwechseln, so daß es möglich wird, in effizienter
Weise ophthalmische Vorrichtungen mit vielen auf Lager zu haltenden
Einheiten (SKUs) herzustellen, wobei eine oder eine kleine Anzahl
von Formhälften
mit auswechselbaren Kassetten verwendet wird. Diese Formen sind
insbesondere zum direkten oder indirekten Erzeugen von Kontaktlinsen
mit vielen sphärischen
Brechkräften,
asphärischen
Brechkräften
oder multifokalen Brechkräften
geeignet.
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Die
erste Formhälfte
und die zweite Formhälfte
sind in bezug aufeinander zwischen einer ersten Position, in der
die Formhälften
einen Formhohlraum bilden, in den ein Material eingeführt werden kann
oder eingeführt
worden ist, um so geformte ophthalmische Vorrichtungen zu bilden,
und einer zweiten Position, in der die Formhälften um einen bestimmten Abstand
auseinander bewegt worden sind, einstellbar, wobei bevorzugt Einrichtungen
vorgesehen sind, um die geformten ophthalmischen Vorrichtungen zu
entfernen.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung stellt eine Formhälfte
mit einer oder mehreren auswechselbaren Kassetten zur Verfügung, mit
Einlagen, die indirekt gekühlt
werden; somit wird es leichter gemacht, die Kassette(n) zu entfernen
und auszuwechseln.
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Die
Erfindung verbessert das Entnehmen der geformten ophthalmischen
Vorrichtungen aus der Form, indem ein Luftausstoßsystem zur Verfügung gestellt
wird. Im Gegensatz zu dem Stand der Technik, welcher Ausstoßstifte
einsetzt, verzerrt das Luftausstoßen die ophthalmische Vorrichtung
nicht, und für
die bevorzugte Ausführungsform
kann dies geschehen, wäh rend
die geformten ophthalmischen Vorrichtungen sich auf einer höheren Temperatur
befinden.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung stellt eine Form zur Verfügung, die so gestaltet ist, daß entweder
eine oder mehrere der Kassette(n) und/oder der Formhälfte oder
-hälften
mit der/den Kassette(n) gewechselt werden kann, um eine unterschiedliche
ophthalmische Vorrichtung oder Vorrichtungen zu liefern, das heißt, unterschiedliche
SKUs. Bei der bevorzugten Anwendung sind die ophthalmischen Vorrichtungen,
die unter Verwendung der Form gebildet werden, vordere Krümmungen
und rückwärtige Krümmungen,
die verwendet werden, um Kontaktlinsen herzustellen. Die vorderen
Krümmungen
und rückwärtigen Krümmungen
werden bevorzugt in einer Anordnung einer „Familienform" geformt, was bedeutet,
daß beide
Formhälften
der Form komplementäre
Einlagen zum Bilden sowohl der vorderen Krümmungen als auch der rückwärtigen Krümmungen
umfassen (konvexe Vorsprünge
und konkave Einbuchtungen). Eine Formhälfte weist bevorzugt eine Kassette
mit Einlagen für
vordere Krümmungen auf,
und eine andere Kassette mit Einlagen für rückwärtige Krümmungen. Bei dieser Ausführungsform muß nur eine
Formhälfte
ausgetauscht werden, um vordere Krümmungen und hintere Krümmungen
auszuwechseln, oder eine Kassette auf der Formhälfte kann gewechselt werden,
um entweder die vorderen Krümmungen
oder die rückwärtigen Krümmungen, die
von der Form geliefert werden, zu ändern. Das Auswechseln einer
Formhälfte
oder das Auswechseln der Kassette wird die vorderen Krümmungen und/oder
rückwärtigen Krümmungen ändern und wird
zu der Herstellung von Linsen unterschiedlicher SKUs führen, die
erzeugt werden, indem die vorderen Krümmungen und die rückwärtigen Krümmungen verwendet
werden. Diese Anordnung ist möglich,
da nur eine Oberfläche
der vorderen und rückwärtigen Krümmungen
eine optisch kritische Seite hat, wohingegen die andere Seite optisch
nicht kritisch ist. Somit, wenn die optisch kritischen Seiten der
Linsenkrümmungen
durch die Seite der auswechselbaren Kassette der Form gebildet werden,
können
die optischen Eigenschaften der Linsenkrümmungen geändert werden, ohne beide Seiten
der Form auszuwechseln.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist es, eine Spritzgußvorrichtung
oder -maschine zur Verfügung zu
stellen, die vertikal angeordnet ist, um ophthalmische Vorrichtungen
zu bilden, wobei die Form dieser Erfindung verwendet wird. Vertikale
Spritzgußmaschinen
erfordern weniger Bodenraum als horizontale Spritzgußmaschinen.
Weiter ist eine vertikale Formmaschine leichter mit anderen Elementen
einer Produktionslinie zu kombinieren. Ein weiterer Vorteile der
vertikalen Spritzgußmaschine
ist, daß wenigstens
eine der Formhälften,
die sich vertikal bewegt, wenn geformt wird, durch Transportmittel
horizontal bewegt werden können
und durch eine neue Formhälfte
in der vertikalen Spritzgußmaschine
einfach und mit sehr kleiner Ausfallzeit ersetzt werden kann, was
das Formen ökonomischer
und effizienter macht.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen, wobei gleiche Bezugsziffern ähnliche Elemente in den mehreren
Ansichten beschreiben:
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1 ist
eine Seitenaufrißansicht
einer Anordnung aus vorderer Krümmung
und rückwärtiger Krümmung, welche
eine vordere Krümmung
und eine rückwärtige Krümmung umfaßt.
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2 ist
eine Draufsicht auf eine erste Formhälfte.
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3 ist
eine Querschnittsansicht der ersten Formhälfte, die in 2 gezeigt
ist, entlang der Linie 3-3, die in 2 gezeigt
ist.
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4 ist
eine Querschnittsansicht einer Form, die in der offenen Position
gezeigt ist; die Form besteht aus derselben ersten Formhälfte, die
in 3 gezeigt ist, und einer zweiten Formhälfte.
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5 ist
eine vertikale Spritzgußmaschine dieser
Erfindung.
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6 ist
ein vergrößerter Bereich
einer vertikalen Spritzgußmaschine
dieser Erfindung, wobei der Roboterarm gezeigt wird.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Formen dieser Erfindung können
verwendet werden, um ophthalmische Vorrichtung herzustellen, so
wie Kontaktlinsen, intraokulare Linsen, andere Linsentypen und aus
Kunststoff geformte Teile, z.B. Linsenkrümmungen, die verwendet werden, um
Kontaktlinsen herzustellen. Der bevorzugte Einsatz für die Formen
ist es, Kontaktlinsen oder aus Kunststoff geformte Teile für ophthalmische
Vorrichtungen herzustellen, weiterbevorzugt aus Kunststoff geformte
Teile zum Herstellen von Kontaktlinse, am meisten bevorzugt Linsenkrümmungen.
Die Formen werden für
die bevorzugte Ausführungsform
beschrieben werden; jedoch ist diese Erfindung nicht auf die beschriebene
Ausführungsform
beschränkt und
kann modifiziert und verwendet werden, um andere ophthalmische Vorrichtungen
herzustellen. Zum Beispiel kann die Form dieser Erfindung mit auswechselbaren
Formhälften
und/oder auswechselbaren Kassetten verwendet werden, um Kontaktlinsen durch
Verfahren zu formen, welche in dem Stand der Technik beschrieben
sind, so wie in dem US-Patent 5 782 460 und in der WO 98/42497.
Um die Kontaktlinsen herzustellen, können die Formhälften schwenkbar
gelenkig angebracht werden, wie es in diesen Referenzen gelehrt
wird.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
wird die Form verwendet, um „Linsenkrümmungen" zu bilden, d.h. „vordere
Krümmungen" und „rückwärtige Krümmungen". Im Stand der Technik
sind Linsenkrümmungen,
d.h. vordere Krümmungen
und rückwärtige Krümmungen,
als Formen oder Formhälften zum
Herstellen von Kontaktlinsen bezeichnet worden. Die Ausdrücke „Form" und „Formhälften" werden hierin nicht
verwendet werden, um die Linsenkrümmungen zu beschreiben, obwohl
die Linsenkrümmungen
zum Formen von Kontaktlinsen eingesetzt werden. Die Ausdrücke „Form" und „Formhälften" werden verwendet
werden, um die Form und die Formhälfte zu beschreiben, die eingesetzt
werden, um die ophthalmischen Vorrichtungen (z.B. Linsenkrümmungen)
zu bilden.
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1 zeigt
die bevorzugte Anordnung 110 der Linsenkrümmung, wobei
die einzelnen Stücke hergestellt
werden, indem die Form dieser Erfindung verwendet wird. Die Form
wird hiernach beschrieben werden. Die Anordnung 110 der
Linsenkrümmungen besteht
aus einer vorderen Krümmung 112 und
einer rückwärtigen Krümmung 114,
welche eine Öffnung 113 definiert,
indem eine Reaktionsmischung für Kontaktlinsen
polymerisiert oder vernetzt wird, um eine Kontaktlinse zu bilden.
Die vordere Krümmung 112 und
die hintere Krümmung 114 bestehen
aus einem Kunststoffmaterial, bevorzugt Polystyrol, Polypropylen,
Cycloolefine oder dergleichen, und werden innerhalb der ersten und
zweiten Formhälften
dieser Erfindung (hiernach beschrieben) hergestellt, bevorzugt in
einer Spritzgußmaschine.
Die vordere Krümmung 112 und
die hintere Krümmung 114 sind ähnlich denen,
die im Stand der Technik offenbart und verwendet werden, um Kontaktlinsen
herzustellen, zum Beispiel wie in dem US-Patent Nr. 5 545 366 beschrieben.
Die vordere Krümmung 112 hat
einen mittleren gekrümmmten
Abschnitt mit einer konkaven Fläche 119 optischer
Qualität,
welche bevorzugt eine kreisförmige
am Umfang definierte Kante 116 hat, die sich um diese herum
erstreckt. Die konkave Fläche 119 hat
die Abmessungen, bevorzugt die Brechkraft der vorderen Fläche einer
Kontaktlinse, die in der Linsenanordnung 110 hergestellt
werden soll. Die vordere Krümmung
hat eine bevorzugte Dichte zwischen 0.2 mm und 1.0 mm; am meisten
bevorzugt ist die Dicke ungefähr
0.6 mm.
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Die
rückwärtige Krümmung 114 hat
einen mittleren gekrümmten
Abschnitt mit einer konvexen Fläche 118 optischer
Qualität.
Die rückwärtige Krümmung 114 hat
die Abmessungen der rückwärtigen Fläche einer
Kontaktlinse, die von der Linsenanordnung 110 erzeugt werden
soll und definiert z.B. für eine
torische Linse die Zylinderbrechkraft. Die rückwärtige Krümmung 114 hat eine
bevorzugte Dicke zwischen 0.2 mm und 1.0 mm; am meisten bevorzugt ist
die Dicke ungefähr
0.6 mm. Die vordere Krümmung
und die rückwärtige Krümmung können dieselbe
Dicke haben. Die vordere Krümmung 112 und
die rückwärtige Krümmung 114 weisen
jeweils ringförmige
Flansche 115 und Ansätze 117,
die einstückig
mit einer Seite der Flansche 115 sind und sich von dieser erstrecken,
auf. Die vordere Krümmung 112 und
die rückwärtige Krümmung 114 sind
so gezeigt, daß sie Gatterspuren 121 haben,
die sich manchmal an dem Gatter oder der heißen Einspritzspitze bilden,
welche geschmolzenes thermoplastisches Material in der bevorzugten
Ausführungsform
an die Form liefert, welche verwendet wird, um die vordere Krümmung 112 und
die rückwärtige Krümmung 114 zu
bilden.
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Die
vorderen Krümmungen
und die rückwärtigen Krümmungen
werden bevorzugt hergestellt, indem verbesserte Formen und Spritzgußmaschinen verwendet
werden, die hiernach beschrieben werden. Die Verbesserungen werden
hierin beschrieben; Aspekte der Form oder des Formprozesses, die
nicht hierin beschrieben sind, sind, wie sie in dem US-Patent Nr.
5 545 366 und in dem US-Patent Nr. 5 451 155 beschrieben sind oder
wie sie ansonsten einer Person mit üblichen Fähigkeiten in der Technik bekannt
sind.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf eine erste Formhälfte 20, die zum Formen
vorderer Krümmungen 112 und
rückwärtiger Krümmungen 114 an
einer einzelnen Form verwendet werden. (Die bevorzugte Form, welche
die erste Formhälfte 20 und
eine zweite Formhälfte 440 aufweist,
ist in 4 gezeigt.) Die erste Formhälfte 20 hat bevorzugt
zwei Kassetten 21, 22, die entfernbar an einer
Formbasis 23 befestigt sind. Abhängig von dem durchzuführenden
Spritzguß kann
eine oder eine Vielzahl von Kassetten entfernbar an der Formbasis 23 befestigt
sein. Bevorzugt gibt es zwei oder drei Kassetten, am meisten bevorzugt
eine Kassette. 2 zeigt, daß die Kassetten 21, 22 an
der Formbasis 23 durch zwei leicht zugängliche Schrauben 29 pro
Kassette entfernbar befestigt sind. Daher ist das Auswechseln der
Kassette an der Formbasis 23 eine einfache und schnelle
Aufgabe. Als Alternative können
die Kassetten an der Formbasis 23 durch irgendeine Einrichtung
befestigt sein, z.B. Klammern, Spangen, Bolzen, Schnellklemmen und
Magnetismus; bevorzugt jedoch sorgen die Einrichtungen für eine einfache
und schnelle Entfernung der Kassette(n) von der Formbasis. In jede
Kassette ist bevorzugt eine Vielzahl von Einlagen 24, 25 eingelegt,
welche das thermoplastische Material zum Bilden der Linsenkrümmungen
aufnimmt. Die Einlagen 24, 25 sind bevorzugt individuell
aus dem Kassetten entnehmbar; jedoch können die Kassette und Einlagen
aneinandergrenzend sein, wenn dies gewünscht ist. Bevorzugt weist
jede Kassette zwei bis zwanzig Einlagen auf, weiter bevorzugt vier
bis zehn Einlagen. Die Einlagen, manchmal als Brechkrafteinlagen
bezeichnet, können
aus irgendeinem Material aufgebaut sein, welches mit einer optischen
Endbearbeitung versehen werden kann, so wie Metallen, z.B. Reinstahl,
Messing, Kupferchrom oder mit Kobalt-Nickel legierter martensischer
Stahl. Als Alternative und insbesondere für die Ausführungsform, bei der die Form,
welche die Einlagen aufweist, direkten Kontakt mit den Kontaktlinsen
herstellt, können
die Einlagen Quarz, Keramiken oder polymere Materialien aufweisen,
so wie Polycarbonate, Cycloolefine, Polystyrol, Polypropylen oder
Polyacrylnitril.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
hält die
Kassette 21 Einlagen 24 für die vordere Krümmung zum
Bilden (wenn genau an die zweiten Formhälfte 440 angepaßt ist)
der vorderen Krümmung 112,
und die Kassette 22 hält
die Einlagen 25 für
die rückwärtige Krümmung zum
Bilden (wenn richtig mit der zweiten Formhälfte 440 zusammengepaßt ist) der
rückwärtigen Krümmung 114.
Die zweite Formhälfte 440,
in 4 gezeigt, hat Einlagen, die zu den Einlagen 24, 25 in
der ersten Formhälfte 20 komplementär sind,
um jeweils die vorderen Krümmungen 112 und
die rückwärtigen Krümmungen 114 zu
bilden. Die erste Formhälfte 20 und
die zweite Formhälfte 440 sind
Teile einer Familienform, was bedeutet, daß mehr als ein Typ von Teilen
in einer einzelnen Form hergestellt wird, die aus einer ersten Formhälfte 20 und
einer zweiten Formhälfte 440 besteht.
Vor dieser Erfindung würde
es unerwartet gewesen sein, daß Teile
optischer Qualität
in einer Familienform hergestellt werden können.
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Die
Kassetten weisen bevorzugt Metall auf, so wie rostfreien Stahl,
Werkzeugstahl, bearbeitbare Legierungen hoher Härte; für eine alternative Ausführungsform
können
polymere Materialien eingesetzt werden, um die Kassette herzustellen.
Am meisten bevorzugt wird mit Nickel plattierter Werkzeugstahl verwendet,
um die Kassette herzustellen. Das Metall der Kasset te ist bevorzugt
mechanisch ausgebohrt, um Öffnungen
zu bilden, um die Einlagen aufzunehmen, und weitere Kanäle und Durchlässe für das Kühlwasser
und Luft (in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben). Die Kassetten
wiegen bevorzugt weniger als 12 Pfund. Die Formhälften des Standes der Technik
wogen typischerweise zwischen 100 und 150 Pfund, was eine Hebevorrichtung
erforderte, wenn es Zeit war, eine oder mehrere Formhälften in einer
Spritzgußmaschine
zu wechseln, und ein Minimum von dreißig Minuten, um die Formhälfte zu wechseln.
Im Gegensatz dazu sind die Kassetten dieser Erfindung für einen
Bediener leicht genug zu handhaben und können aus einer Formhälfte entnommen
und gegen eine andere Kassette in weniger als 8 Minuten ausgetauscht
werden, weiter bevorzugt in weniger als 4 Minuten, am meisten bevorzugt
in weniger als 3 Minuten. Bei der bevorzugten Ausführungsform
stellt die Kassette oder die Kassetten einen Teil der thermischen
Masse einer Formhälfte
dar, bevorzugt sind die Kassette oder Kassetten auf einer Formhälfte weniger
als 90% der Gesamtmasse der vollständig aufgebauten Formhälfte, weiter
bevorzugt weniger als 70% und am meisten bevorzugt weniger als 50%
der Gesamtmasse der voll aufgebauten Formhälften. Bei der bevorzugten
Ausführungsform stellt
jede Kassette 20% der Gesamtmasse der voll aufgebauten Formhälfte dar.
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3 zeigt
den Querschnitt der ersten Formhälfte,
die in 2 gezeigt sind, entlang der Linie 3-3, die in 2 gezeigt
ist. 3 zeigt die Einlagen 24 für die vordere
Krümmung
und die Einlagen 25 für
die rückwärtige Krümmung jeweils
in Kassetten 21, 22. 4 zeigt
den Querschnitt der ersten Formhälfte 20 und
einen Querschnitt der komplementären
zweiten Formhälfte 440,
die zusammen die Form 475 aufbauen. 4 zeigt
die Form, die aus der ersten Formhälfte 20 und der zweiten
Formhälfte 40 besteht,
in der offenen Position, Wenn die erste Formhälfte 20 Einlagen 24 mit
konvexen Formflächen
hat, hat die zweite Formhälfte 440 Einlage 441 mit
konkaven Formflächen.
Wenn die erste Formhälfte 20 Einlagen 25 mit
konkaven Formflächen
hat, hat die zweite Formhälfte 40 Einlagen 442 mit
konvexen Formflächen.
Die bevorzugte Anordnung ist es, die Einlagen, welche die optisch
kritischen Flächen 119 der
vorderen Krümmung 112 (siehe 1)
und/oder (bevorzugt und) die optisch kritischen Flächen 118 der
rückwärtigen Krümmung 114 (siehe 1)
in die eine oder die Mehrzahl der Kassetten zu legen, die Teil derselben
Formhälfte
sind, bevorzugt der ersten Formhälfte 20.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind
die Einlagen für
die rückwärtigen Krümmungen in
einer Kassette und die Einlagen für die vorderen Krümmungen
sind in einer getrennten Kassette in der ersten Formhälfte.
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Die
zweite Formhälfte 440 kann
auswechselbare Kassetten aufweisen, mit Einlagen für kritische und/oder
nicht kritische Flächen,
die einfach und schnell aus der zweiten Formhälfte entfernbar sind; bei der
bevorzugten Ausführungsform
jedoch weist die zweite Formhälfte 440 keine
Kassetten auf. Statt dessen weist die zweite Formhälfte bevorzugt
eine Platte, einen Rahmen oder einen ähnlichen Träger auf, welcher die Einlagen
hält, die
die nicht optisch kritischen Flächen
der vorderen Krümmungen und/oder
(bevorzugt und) der rückwärtigen Krümmungen
bilden. Die Einlagen 441, 442 passen bevorzugt
in die Platte, den Rahmen oder Träger und sind einzeln aus der
zweiten Formhälfte
entnehmbar; jedoch können
die Einlagen aneinandergrenzend an die Platte, den Rahmen oder Träger sein,
wenn dies gewünscht
ist.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
werden die Einlagen 441 für die vordere Krümmung und die
Einlagen 442 für
die rückwärtige Krümmung der zweiten
Formhälfte 440 in
eine Platte 443 eingesetzt. Die Platte 443 weist
bevorzugt ein Metall der Arten auf, die oben für die Kassette beschrieben
sind, welches auf im wesentlichen genaue Abmessungen der Einlagen 441, 442 ausgebohrt
worden ist. Die Platte 443 ist auf der Basis 444 des
Heißkanalwerkzeugs angebracht.
Die Platte 443 und die Basis 444 des Heißkanalwerkzeugs
haben Extrusionsteile (nicht gezeigt) für das Einführen geschmolzenen thermoplastischen
Materials in die geschlossene Form zum Bilden der vorderen Krümmungen
und der rückwärtigen Krümmungen, ähnlich denjenigen,
die in dem Stand der Technik offenbart und beschrieben sind. Siehe
z.B. US-Patent Nr.
5 545 366. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Formhälfte 440 bevorzugt
in einer Spritzgußmaschine
angebracht und wird nur gelegentlich für die Wartung oder den Ersatz
der Einlage aufgrund von Verschleiß oder Beschädigung entfernt,
da die Einlagen die nicht kritischen Flächen der Linsenkrümmungen
bilden. Zu der Zeit kann die Platte 443 aus der Basis 444 des Heißläufers entfernt
werden, und die Einlagen 441, 442 können ersetzt
werden oder die gesamte Platte 443 und die Einlagen 441, 442 können ersetzt
werden. Solche Wartung wird typischerweise erfordern, daß die Spritzgußmaschine
das Erzeugen ophthalmischer Linsen für mehr als fünfzehn Minuten
anhält.
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Die
Einlagen 441, 442 in der zweiten Formhälfte 440 werden
gekühlt,
indem Wasser umgewälzt wird,
was sich in der Leitung 448 durch die Platte 443 und
um die Teile 449 mit kleinerem Durchmesser der Einlagen 441, 442 bewegt.
O-Ringe 450 halten die Wasserdichtung um die Einlagen 441, 442.
(Man bemerke, daß die
Einzelheit, die für
eine der vier Einlagen auf der zweiten Formhälfte 440 gezeigt ist,
für alle
Einlagen 441, 442 gilt. Zusätzlich gilt die Einzelheit,
die für
eine bei den vier Einlagen der ersten Formhälfte 20 gezeigt ist,
für alle
Einla gen 24, 25, mit der Ausnahme, daß die Einzelheit
für die
Einlagen 25 in der Kassette 22 ein Spiegelbild
der Einzelheit für die
Einlagen 24 in Kassette 21 ist.) Das Wasser fließt bevorzugt
in einem einzelnen Kreis durch die Platte 443; wobei alle
Einlagen 441, 442 in jeder Schaltung berührt werden.
Da die Platte 443 nicht oft aus der Spritzgußmaschine
entfernt wird, ist das direkte Wasserkühlen der Einlagen bevorzugt,
obwohl es den Ersatz der Einlagen kompliziert.
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In
der ersten Formhälfte 20,
welche die Kassetten 21, 22 hält, befindet sich ein neuer
Kühlmechanismus.
Anstatt daß Wasser
direkt mit den Einlagen 24, 25 in Kontakt kommt,
was Wasserdichtungen notwendig machen würde, das Entfernen und das Austauschen
der Kassetten kompliziert und langsam macht, wird das Kühlen der
Einlagen 24, 25 in der ersten Formhälfte erreicht,
indem Wärmeübertragungsblöcke 335 verwendet
werden. Die Wärmeübertragungsblöcke 335 befinden
sich bevorzugt in der Formbasis 23. Die Wärmeübertragungsblöcke 335 sind
direkt mit den Einlagen 24, 25 in Kontakt, wenn
die Kassetten 21, 22 an der Formbasis 23 angebracht
oder auf andere Weise befestigt sind. Die Wärmeübertragungsblöcke 335 sind
bevorzugt aus Kupfer, Kupfer-Chrom, Kupfer-Zink, Messing, mit Nickel
beschichtetem Messing oder ähnlichen
Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit
hergestellt. Stahl ist auch eine mögliche Wahl, jedoch nicht notwendigerweise
bevorzugt. Um die Wärmeübertragung
an die geformten Teile zu verbessern, welche gekühlt werden müssen, ist
es auch bevorzugt, die Einlage aus den aufgezählten Materialien mit hoher
Wärmeleitfähigkeit
herzustellen. Der Wärmeübertragungsblock kommt
mit einem Wasserrohr 331 in Kontakt und ist bevorzugt teilweise
um dieses gebildet, durch die Kühlwasser
bevorzugt in einem einzigen Kreis hin und her durch die Formbasis 23 gepumpt
wird, welche alle die Wärmeübertragungsblöcke 335 enthält. Als
Alternative können
die Wasserleitung und die Kühlblöcke aus
einem einzigen Stück
Metall gebildet werden. Die Wasserleitungen 331 kühlen die
Kühlblöcke 335,
welche die Einlagen 24, 25 kühlen. Auf diese Weise werden
alle die Einlagen 24, 25 indirekt durch das Wasser
gekühlt.
Bevorzugt enthalten die Wärmeleitungen 331 destilliertes
Wasser, welches unter Vakuum eingefüllt ist. Als Alternative können andere
indirekte Kühlverfahren
verwendet werden, um die Einlagen zu kühlen, z.B. eine feste Wärmeleitung
mit oder ohne Kühlrippen
oder verbunden mit einer gekühlten
Masse, eine Wärmeleitung,
welche ein Fluid oder Kühlmittel
enthält,
mit oder ohne Kühlrippen.
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Die 3 und 4 zeigen
das Luftausstoßsystem
für das
Entnehmen der vorderen und rückwärtigen Krümmungen
aus der ersten Formhälfte 20 und
der zweiten Formhälfte 440.
Im Gegen satz zu der Verwendung der Ausstoßstifte im Stand der Technik
verzerrt das Luftausstoßen
die Linsenkrümmungen
nicht und kann vorgenommen werden, während sich die Linsenkrümmungen
auf einer höheren Temperatur
befinden. Das Luftausstoßen
und das verringerte Material in den vorderen Krümmungen und den rückwärtigen Krümmungen
macht es möglich,
die vorderen Krümmungen
und die rückwärtigen Krümmungen
in einer Zykluszeit von weniger als 6 Sekunden zu formen, bevorzugt
in weniger als 4 Sekunden und am meisten bevorzugt in ungefähr 2 Sekunden.
Die Luft wird bei ungefähr
5 bis 6 bar über eine
Fläche
von 2 mm mal 100 Mikrometer bis ungefähr 3 nun mal 300 Mikrometer
ausgestoßen.
Die Luft wird durch einen Spalt 336, 451 um den
Umfang der Oberseite jeder der Einlagen 24, 25, 440, 441 ausgestoßen. Die
Breite des Spalts 336, 451 beträgt bevorzugt
weniger als 12 Mikrometer. Als Alternative könnte eine Vielzahl von Löchern um
den Umfang an der Oberseite der Einlagen für den Luftausstoß vorgesehen
sein.
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Bei
der zweiten Formhälfte 440 wird
Luft an den Spalt 451 durch Kanäle 447 aus einem Durchlaß 446 geliefert,
der an eine unter Druck stehende Luftquelle (nicht gezeigt) angeschlossen
ist. Bei der ersten Formhälfte 20 wird
Luft an einen Spalt 336 durch Kanäle 333 aus einem Durchlaß 332 geliefert,
der mit einer unter Druck stehenden Luftquelle (nicht gezeigt) verbunden
ist.
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Die
Kanäle 333, 447,
welche mit den Durchlässen 332, 446 verbunden
sind, werden bevorzugt gebildet, indem mehrere Nuten in die Kassetten 21, 22 und
die Platte 443 um den Durchmesser der Öffnung eingearbeitet werden,
um die Einlagen 24, 25, 441, 442 aufzunehmen.
Als Alternative können
die Kanäle 333, 447 in
die Einlagen 24, 25, 441, 442 eingearbeitet
werden.
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1 zeigt
die Anschlußdüsen 345,
welche mit dem Durchlaß 332 kommunizieren
und mit der Luftquelle (nicht gezeigt) für die Kassetten 21, 22 verbunden
werden können.
Wenn die erste Formhälfte 20,
mit daran befestigten Kassetten 21, 22, aus der Formmaschine
entnommen wird oder wenn eine oder beide Kassetten 20, 21 aus
der Basis 23 der ersten Formhälfte 20 entfernt werden,
können
der/die Luftdurchlaß (-lässe) 332 leicht
von der Luftquelle (nicht gezeigt) über die Anschlußdüsen 45 entkoppelt werden.
Bevorzugt hat die Luftquelle, mit der die Anschlußdüsen 345 verbunden
sind, eines oder mehrere Ventile, die geschlossen werden können oder
die sich bevorzugt automatisch schließen, wenn die Formhälfte aus
der Formmaschine entnommen wird. Die Kassetten haben wenigstens
eine Düse,
weiter bevorzugt hat jede Kassette zwei Düsen 345, eine auf
jeder Seite jeder Kassette. Eine Düse 345 ist bevorzugt
verschlossen, wenn die andere Düse 345 an der
Luftquelle befestigt ist.
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Bevorzugt
wird Luft in einem einzigen Stoß aus
allen Spalten 451 um die Oberseite der Einlagen 441, 442 in
der zweiten Formhälfte 440 ausgestoßen, unmittellbar
bevor und wenn die erste und zweite Formhälfte aus einer geschlossenen
Position in die offene Position wechselt. Der einzige Luftstoß entfernt
die vorderen Krümmungen
und rückwärtigen Krümmungen
aus der zweiten Formhälfte 440,
so daß die
Linsenkrümmungen
bevorzugt an der ersten Formhälfte 20 anhaften
oder dort bleiben. Nachdem die Formhälften geöffnet sind, wird ein einziger
Luftstoß aus
allen Spalten 336 um die Oberseite der Einlagen 24, 25 in
der ersten Formhälfte 20 ausgestoßen, was
die vorderen Krümmungen
und die rückwärtigen Krümmungen
aus der ersten Formhälfte 20 entfernt.
Bevorzugt stimmt der Luftstoß aus
der ersten Formhälfte 20 mit
der Bewegung eines Roboters 600 (in 6 gezeigt)
zu einem Ort zwischen den Formhälften überein,
um die freigegebenen vorderen Krümmungen
und rückwärtigen Krümmungen
aufzunehmen. Als Alternative kann der Prozeß umgekehrt werden, so daß die vorderen
Krümmungen
und rückwärtigen Krümmungen
auf der zweiten Formhälfte bleiben.
Weiter alternativ können
andere Mittel verwendet werden, um die Linsenkrümmungen dahin zu bringen, daß sie bevorzugt
an einer Formhälfte
anhaften, z.B. Oberflächenbehandlung
der Einlagen, ein Verankerungsteil auf einer Fläche der Linsenkrümmungen
oder andere bekannte Wege; jedoch ist es bevorzugt, den Luftausstoß zum Freigeben
von wenigstens einer, bevorzugt beiden Formhälften zu verwenden.
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5 zeigt
die bevorzugte Spritzgußmaschine 500,
in der die Form dieser Erfindung eingesetzt werden soll. Die bevorzugte
Spritzgußmaschine
ist eine vertikale Spritzgußmaschine 500,
wie sie in dem US-Patent Nr. 5 451 155 beschrieben ist. Die bevorzugte
vertikale Spritzgußmaschine
hat eine bewegbare Platte 500, auf der eine untere Formhälfte 520 entfernbar
angebracht ist. Die bewegbare Platte 507 war in dem US-Patent
Nr. 5 451 155 als der horizontale Tisch bezeichnet. Der Ausdruck
bewegbare Platte wird hierin verwendet werden. Es ist bevorzugt, daß die untere
Formhälfte 520 eine
erste Formhälfte ist,
wie sie früher
bei entfernbar angebrachten Kassetten beschrieben worden ist. Der
unteren Formhälfte 520 zugewandt
ist die obere Formhälfte 540, die
in 5 in gestrichelten Linien gezeigt ist. Die obere
Formhälfte 540 ist
bevorzugt eine zweite Formhälfte,
wie früher
beschrieben. Die obere Formhälfte 540 ist
entfernbar auf der Halteplatte 503 angebracht. Die Halteplatte 503 bleibt
bevorzugt jederzeit stationär.
Bei dieser Ausführungsform
bewegen sich die untere Formhälf te 520 und
die bewegbare Platte 507 hinauf und hinunter, um die Form
zu öffnen
und zu schließen.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
sorgt wenigstens eine, bevorzugt zwei Transporteinrichtungen, als
Fördereinrichtungen 516, 517 gezeigt,
für den
schnellen Austausch einer unteren Formhälfte 520 gegen eine
andere untere Formhälfte 520'. Als Alternative
kann die Transporteinrichtung eine pneumatisch, hydraulisch oder
elektrisch angetriebene Kette sein. Bei der gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsform
ist die Transporteinrichtung eine hydraulisch angetriebene Kette. 5 zeigt,
daß die
untere Formhälfte 520', die in die
Formmaschine 500 eingesetzt werden soll, sich auf der Fördereinrichtung 517 befindet.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
können
beide Fördereinrichtungen 516, 517 die
Formhälften
einsetzen oder entfernen; daher kann die Beschreibung im Hinblick
auf die Tätigkeit
der Fördereinrichtung 517 mit
der Fördereinrichtung 516 durchgeführt werden
und umgekehrt.
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Nachdem
die Formhälfte 520 in
der Formmaschine eine bestimmte Anzahl ophthalmische Vorrichtungen
hergestellt hat, d.h. Linsenkrümmungen, wird
die Formhälfte 520 automatisch
von der bewegbaren Platte 507 entriegelt, die Fördereinrichtung 516 befestigt
sich selbst an der unteren Formhälfte 520 durch
eine Fangeinrichtung 509 und zieht die Formhälfte 520 von
der bewegbaren Platte 507 und auf die Fördereinrichtung 516.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
wird die Formhälfte
von einer hydraulisch betriebenen Kette bewegt, ist jedoch durch eine
tragende Fläche
und Führungsschienen
auf jeder Seite der tragenden Fläche
gehalten. Zu dieser Zeit schiebt die Fördereinrichtung 517,
welche an der Formhälfte 520' mittels der
Fangeinrichtung 510 befestigt ist, die Formhälfte 520' auf die bewegbare Platte 507,
und wenn sie richtig angeordnet ist, verriegelt die Formhälfte 520' an Ort und
Stelle. Die Formhälfte
wird bevorzugt auf der bewegbaren Platte 507 mittels hydraulischer
Klemmen 520 gehalten. Wenn einmal die Formhälfte 520 an
ihrem Ort verriegelt, kann die Formmaschine 500 beginnen,
die neuen ophthalmischen Vorrichtungen) herzustellen, die neu angebrachte
untere Formhälfte 520' verwendet wird.
Die Zeit, die es braucht, eine untere Formhälfte 520 gegen eine
andere untere Formhälfte 520' auszuwechseln,
ist weniger als 60 Sekunden, bevorzugt weniger als 30 Sekunden und
am meisten bevorzugt weniger als 20 Sekunden.
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Der
schnelle Austausch einer unteren Formhälfte 520 gegen eine
andere untere Formhälfte 520' wird weiter
unterstützt,
indem man doppelte Wasser- und/oder Luftzufuhreinrichtungen (nicht
gezeigt) hat, bevorzugt beide, zu wenigstens zwei unteren Formhälften 520, 520', so daß die Wasser-
und Luftverbindungen nicht physikalisch von einer Formhälfte 520 zu
der anderen Formhälfte 520' bewegt zu werden brauchen,
um eine untere Formhälfte
gegen eine andere auszutauschen. Bei der bevorzugten Ausführungsform
haben die untere Formhälfte 520 auf
der bewegbaren Platte 507 und die untere Formhälfte 520' auf der Transporteinrichtung 517 doppelte
Wasser- und Luftzufuhren. Weiter, wenn gewünscht, können ein oder mehrere Heizelemente
(nicht gezeigt) vorgesehen sein, um die Einlagen in der unteren Formhälfte 520 zu
heizen, die auf der Fördereinrichtung 517 vorliegt,
vor dem Einsetzen der unteren Formhälfte 520' in die Formmaschine.
Das Heizen der unteren Formhälfte 520' vor dem Anbringen
auf der bewegbaren Platte 507 verkürzt die Zeit, die die Einlagen
benötigen,
den optimalen Formtemperaturbereich zu erreichen. (Es wird erforderlich
sein, daß die
Einlagen in der Formhälfte
zunächst
geheizt werden, um eine Temperatur innerhalb des optimalen Formtemperaturbereiches
zu erreichen, nach einigen Zyklen des Formens von Teilen jedoch
wird es erforderlich sein, sie in den optimalen Formtemperaturbereich
abzukühlen.)
Durch das Vorerwärmen
der unteren Formhälfte 520', die auf der
Fördereinrichtung 517 vorliegt,
können
die Einlagen in der unteren Formhälfte den optimalen Formtemperaturbereich
in zwei oder weniger Formzyklen erreichen, was zu weniger Ausfallzeit
und weniger Abfall führt.
Die Zeit, die zum Heizen der unteren Formhälfte 520 erforderlich ist,
wird auch abgekürzt,
wenn nur eine oder beide Kassetten in der unteren Formhälfte gewechselt
werden, ohne die untere Formhälfte 520 von
der bewegbaren Platte 507 zu entfernen, und die untere
Formhälfte 520 wird
verwendet, um mehr ophthalmische Vorrichtungen herzustellen, bevor
sie abkühlt.
Bei der Ausführungsform
der Erfindung wird die Basis der Formhälfte noch heiß sein,
und in der Lage sein, Wärme
zu einer oder mehreren der gewechselten Kassetten zu übertragen.
Wenn jedoch die untere Formhälfte 520 von
der bewegbaren Platte 507 wegbewegt ist und eine andere
untere Formhälfte 520' zum Formen
verwendet wird und eine oder mehrere Kassetten in der unteren Formhälfte 520 gewechselt werden,
besteht weiter der Nutzen einer schnelleren Vorheizzeit, als wenn
die gesamte untere Formhälfte ausgetauscht
würde,
da die Basis der unteren Formhälfte 520 Wärme zu der
einen oder den mehreren gewechselten Kassetten übertragen wird.
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Nach
einem Wechsel einer Formhälfte
können
einen oder mehrere der Kassetten in der Formhälfte, die soeben von der bewegbaren
Platte auf eine Fördereinrichtung
entfernt worden ist, gewechselt werden, die gesamte Formhälfte kann
gegen eine andere Formhälfte
ausgetauscht werden oder die Formhälfte kann später wieder
auf der bewegbaren Platte angebracht werden. Beide Kassetten in
der Formhälfte
können
in weniger als 6 Minuten gewechselt werden, wei ter bevorzugt in
weniger als 4 Minuten, am meisten bevorzugt in weniger als 2 Minuten. Bis
zu dem Zeitpunkt, wenn der Kassettenwechsel beendet ist, werden
die Einlagen vorerwärmt
und bereitgemacht, auf der bewegbaren Platte 507 angebracht
zu werden. Das Vorerwärmen
beansprucht bevorzugt weniger als 1 Minute. Bevorzugt gibt es wenigstens
eine, am meisten bevorzugt eine untere Formhälfte 520', die bereit
zum Einsatz auf einer der Fördereinrichtungen 516 oder 517 vorliegt,
zu der Zeit, wenn die untere Formhälfte 520 bereit ist,
von der bewegbaren Platte 507 entfernt zu werden.
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Bevorzugt
bewegt sich die bewegbare Platte 507 zwischen einer unteren
Position (wie gezeigt), während
der die Form offen ist, und einer geschlossenen Position, in der
die Einlagen in der unteren Formhälfte 520 die Einlagen
in der oberen Formhälfte 540 berühren, und
zusammen bilden die Einlagen auf beiden Formhälften die Hohlräume, in
die ein geschmolzener Thermoplast eingespritzt wird. Nach dem Einspritzen
und ungefähr
0.5 bis 1.5 Sekunden zum Abkühlen
der Teile trennen sich die Formhälften, wenn
Luft aus den Luftausstoßspalten
in der oberen Formhälfte
die vorderen Krümmungen
und rückwärtigen Krümmungen
auf die Einlagen in der unteren Formhälfte 520 schiebt.
Die bewegbare Platte 507 und die untere Formhälfte 520 bewegen
sich in die offene Position, die in 5 gezeigt
ist. Die geformten Linsenkrümmungen
werden dann aus der unteren Formhälfte 520 bevorzugt über einen
Roboter entnommen. Der bevorzugte Roboter ist in 6 gezeigt.
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6 zeigt
in Einzelheiten einen Teil der bevorzugten Spritzgußmaschine 500 und
des bevorzugten Roboters 600. Der Roboter weist eine Verbindungsstange 601,
einen Arm 602 und ein Ende eines Armwerkzeugs 603 auf.
Der Roboter 600 bewegt sich horizontal zwischen der oberen
Formhälfte 540 und der
unteren Formhälfte 520,
wenn die obere Formhälfte 540 und
die untere Formhälfte 520 offen
sind, wie es in den 5 und 6 gezeigt
ist. Der Roboter 600 bewegt sich horizontal in die entgegengesetzte
Richtung aus dem Bereich zwischen der unteren Formhälfte 520 und
der oberen Formhälfte 540,
wenn die untere Formhälfte 520 in
Richtung auf die obere Formhälfte 540 bewegt
wird, um eine geschlossene Form zu bilden. Bei der bevorzugten Ausführungsform,
in 6 gezeigt, ist der Roboter 600 ein direkt angetriebener
Roboter, das heißt,
der Antriebsmechanismus 610 für den Roboter bewegt sich mit
der Bewegung der bewegbaren Platte 507 nach oben und unten.
Durch Zahnräder
und Drehzähne,
z.B. einen Zahnstangenmechanismus (nicht gezeigt), bewegt sich der
Roboter horizontal, das heißt,
er bewegt sich zwischen die Formhälfte und aus diesen heraus,
wenn sich die Form öffnet
bzw. schließt.
Der Roboter ist innerhalb der offenen Form gezeigt, z.B. zwischen
der oberen Formhälfte 540 und
der unteren Formhälfte 520.
Nachdem der Roboter 600 sich horizontal in die Position
zwischen die Formhälften
bewegt, wird das Ende des Armwerkzeuges 603 bevorzugt abgesenkt,
um an die Fläche
der oberen Formhälfte 520 (wie
gezeigt) durch Vakuumextender 620 anzuschließen, die
das Ende des Armwerkzeuges 603 nach oben und unten bewegen.
Der Vakuumextender 620 ist mit einer Vakuumquelle (nicht
gezeigt) verbunden. (Wenn das Vakuum aktiviert wird, bewegt sich
das Ende des Armwerkzeuges 603 durch Zusammenziehen des
Vakuumextenders 620 nach oben. Wenn das Vakuum deaktiviert
ist, bewegt sich das Ende des Armwerkzeuges 603 durch Verlängern des
Vakuumextenders 620 nach unten). Zu diesem Zeitpunkt werden
die Linsen aus der unteren Formhälfte 520 durch
das Luftausstoßsystem
ausgestoßen.
Das Ende des Armwerkzeuges 603 hat bevorzugt Näpfe 604,
die mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) verbunden sind, welche
aktiviert werden, um die von Luft ausgestoßenen Linsenkrümmungen
aufzunehmen (nicht gezeigt). Wenn die untere Formhälfte 520 sich
in Richtung auf die stationäre
obere Formhälfte 540 bewegt,
bewegt sich der Roboter durch den bevorzugten direkten Antriebsmechanismus
zwischen der oberen Formhälfte 540 und
der unteren Formhälfte 520 heraus
und überträgt die vorderen Krümmungen
und rückwärtigen Krümmungen
auf einen anderen Roboter (nicht gezeigt) für die richtige Anordnung auf
Paletten für
Linsenkrümmungen (nicht
gezeigt), ähnlich
denen, die in dem Stand der Technik beschrieben werden.
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Aufgrund
der dünneren
Linsenkrümmungen und
des Luftausstoßes
beträgt
die Zykluszeit der vorliegenden Erfindung weniger als 6 Sekunden,
weiter bevorzugt weniger als 4 Sekunden und am meisten bevorzugt
von 2 bis 3 Sekunden. Die Zykluszeit ist die Zeit, die gebraucht
wird, um von einer offenen Form in eine geschlossene Form und zurück in eine offene
Form zu gehen.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
kann die Form dieser Erfindung mit auswechselbaren Formhälften und/oder
auswechselbaren Kassetten verwendet werden, um Kontaktlinsen durch
Verfahren zu formen, die in dem Stand der Technik beschrieben sind,
so wie in dem US-Patent
5 782 460 und in der WO 98/42497. Die formen für diese Ausführungsform
können
erste und zweite Formhälften aufweisen,
wobei wenigstens eine von diesen Einlagen zum Bilden von Kontaktlinsen
aufweist. Es ist bevorzugt, daß wenigstens
eine Einlage, die verwendet wird, um jede Kontaktlinse herzustellen,
für Strahlung durchlässig ist,
zum Polymerisieren der reaktiven Mischung, die verwendet wird, um
die Kontaktlinsen herzustellen. Geeignete Materialien für die Einlagen waren
oben beschrieben. Für
diese Ausführungsform weist
wenigstens eine der Formhälften,
bevorzugt beide Formhälften,
wenigstens eine, bevorzugt wenigstens zwei Kassetten auf, welche
Einlagen zum Bilden von Kontaktlinsen aufweisen. Wenn Kontaktlinsen
gebildet werden, werden alle die Einlagen für die optisch kritischen Flächen der
Kontaktlinsen sorgen. Die Formhälften
und die Kassetten sind leicht auswechselbar und können in
unterschiedlichen Kombinationen eingesetzt werden, um viele SKUs
zu erzeugen. Die Formhälften
können
eine Basis aufweisen, welche die Form eines Rahmens, eines Trägers, einer
Platte oder dergleichen annehmen kann, an denen die Kassetten lösbar befestigt
sind. Die Formhälften
können
schwenkbar angelenkt sein oder können
sich horizontal oder vertikal voneinander entfernen. Bei dieser
Ausführungsform,
bei der die Form verwendet wird, um Kontaktlinsen zu bilden, werden die
Formen bevorzugt nicht für
das Kühlen
der Einlagen oder den Luftausstoß der Kontaktlinsen sorgen, was
früher
beschrieben worden ist. Das Ausstoßen der Kontaktlinsen aus den
Einlagen kann erreicht werden, indem die Kontaktlinsen in Wasser
eingetaucht werden.
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Ein
Identifizierer, z.B. ein Hochfrequenz (HF)-Chip oder dergleichen
kann auf jede Kassette gebracht werden, um Information zu speichern,
welches die ophthalmischen Vorrichtungen, die sie bildet, identifiziert.
Der Identifizierer kann auch verwendet werden, um die Kassetten
zu verfolgen.
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Die
Formmaschine weist bevorzugt einen Computer auf, welcher Eingaben über welche
ophthalmischen Vorrichtungen durch die Maschine hergestellt werden
sollen, verwaltet oder erhält.
Basierend auf dieser Information bestimmt ein Computer, wenn ein
Form- oder Kassettenwechsel benötigt wird.
Zur Zeit eines Form- oder Kassettenwechsels wird die Formmaschine
den Identifizierer auf den Kassetten lesen, um sicherzustellen,
daß die
richtigen Kassetten und/oder die richtige Formhälfte in der Maschine sind.
Basierend auf den ophthalmischen Vorrichtungen, die von der Maschine
hergestellt werden sollen, werden die Prozeßbedingungen automatisch auf
die neuen ophthalmischen Vorrichtungen, die gebildet werden sollen,
angepaßt.
Der Computer verfolgt die Anzahl der hergestellten Vorrichtungen und
verwaltet den nächsten
Form- oder Kassettenwechsel.
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Somit,
obwohl fundamentale neue Merkmale der Erfindung gezeigt und beschrieben
und erklärt worden
sind, wie sie bei den bevorzugten Ausführungsformen angewendet werden,
wird verstanden werden, daß verschiedene
Weglassungen und Substitutionen und Änderungen in der Form und Einzelheiten
der veranschaulichten Vorrichtungen und in ihrem Betrieb von den Fachleuten
vorgenommen werden können,
ohne daß man
sich von dem Umfang der hieran angehängten Ansprüche entfernt. Es wird auch
verstanden werden, daß die
Zeichnungen nicht notwendigerweise skaliert gezeichnet sind.