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1. Fachgebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Fachgebiet der Herstellung
ophthalmischer Linsen, speziell geformter hydrophiler Kontaktlinsen
und noch spezieller eine automatisierte Vorrichtung zur Handhabung
von Kontaktlinsen sowie zu deren Vorbereitung für die Kontrolle und Verpackung.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Die
Formung hydrophiler Kontaktlinsen ist im US-Patent Nr. 4.495.313,
das an Larsen erteilt wurde, im US-Patent Nr. 4.640.489, das an
Larsen und Miterfinder erteilt wurde, im US-Patent Nr. 4.680.336, das
an Larsen und Miterfinder erteilt wurde, im US-Patent Nr. 4.889.664,
das an Larsen und Miterfinder erteilt wurde sowie US-Patent Nr.
5.039.459, das an Larsen und Miterfinder erteilt wurde, beschrieben. Alle
diese Patente wurden an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung
abgetreten.
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Diese
zitierten Veröffentlichungen
zum Stand der Technik beschreiben ein Kontaktlinsen-Herstellungsverfahren,
bei welchem jede Linse geformt wird, indem ein Monomer oder ein
Monomergemisch sandwichartig zwischen einer (unteren) Vorderkrümmungs-Formhälfte und
einer (oberen) Hinterkrümmungs-Formhälfte, eingebracht
wird, die in einer 2 × 4-Form-Anordnung gehalten
werden. Das Monomer wird polymerisiert, wodurch eine Linse geformt
wird, die aus den Formhälften
entnommen und in einem Hydrationsbad weiterbehandelt und für den Gebrauch
beim Konsumenten verpackt wird.
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Die
US-Patente Nr. 5.080.839 und 5.094.609 beschreiben ein Verfahren
zur Hydration von Kontaktlinsen bzw. eine Kammer zur Hydration von
Kontaktlinsen, die aus einem Monomer oder einem Monomergemisch geformt
wurden, wie es in den vorher genannten Patenten beschrieben ist.
Das in diesen Patenten beschriebene Verfahren reduziert die Durchlaufzeit
beträchtlich,
indem die Hydration der Linse sowie deren Herauslösung aus
dem Formhohlraum mittels entionisiertem Wasser sowie einer kleinen
Menge einer oberflächenaktiven
Substanz ohne irgendwelche Salze erfolgt, so daß das zeitaufwendige ionische Neutralisieren
des Polymers, aus dem der Linsenrohling besteht, nicht während des
Hydrationsvorganges erfolgt. Wenn entionisiertes Wasser verwendet
wird, besteht der letzte Schritt des Verfahrens darin, eine gepufferte
Salzlösung
in die Endverpackung mit der Linse einzuleiten und dann die Linse in
der Packung dicht zu verschließen,
so daß das endgültige Gleichgewicht
der Linse (ionische Neutralisierung, endgültige Hydration und endgültige Dimensionierung
der Linse) in der Packung bei Raumtemperatur oder während der
Sterilisation erreicht wird.
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Das
ebenfalls an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung abgetretene
US-Patent Nr. 4.961.820 beschreibt eine Endverpackung für eine Kontaktlinse,
welche aus einem durchsichtigen Polypropylen-Blister und einem mittels
Wärme dicht
aufgebrachten Folienlaminat besteht.
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Während die
US-Patente Nr. 5.080.839 und 5.094.609 den gesamten Hydrationsprozeß und die Überführung in
die Endverpackung in vollständig
automatisierter Weise zum Ziel haben und, während die Kammer und das Verfahren,
wie sie in den vorgenannten Patenten beschrieben sind, die automatische
Handhabung der Linsen während
der Hydration ermöglichten,
waren geeignete automatisierte Ausrüstungen zum Vorbereiten der
Linsen zur Kontrolle sowie zur Handhabung der Linsen mit hohem Durchsatz
durch Realisierung entsprechender Verfahren in vollständig automatisierten
Vorrichtungen im Stand der Technik weder verfügbar noch entwickelt worden.
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Der
am nächsten
kommende Stand der Technik ist in dem Dokument EP-A-0 453 231 beschrieben
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
letzten Entwicklungen zur Kontrolle von Kontaktlinsen, welche nach
den vorgenannten Verfahren hergestellt wurden, haben eine automatisierte Kontrolle
der Linsen ermöglicht,
wie sie in EP-A-0 604 179 dargestellt ist.
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Weitere
neuere Entwicklungen bezüglich
der Hydration und der automatisierten Handhabung feuchter Kontaktlinsen
sind durch die Veröffentlichung
EP-A3-0 686 488 bekannt geworden und haben die automatisierte Roboter-Handhabung
von Linsen bei der Hydration sowie bei der Kontrolle derselben durch
ein automatisiertes Linsen-Konrtrollsystem ermöglicht.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatisierte
Vorrichtung zur Handhabung und zum Vorbereiten von Kontaktlinsen
für die Kontrolle
zu schaffen.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird eine automatisierte Vorrichtung zum
Vorbereiten und zum Handhaben von Kontaktlinsen für die Kontrolle
und zum Verpacken geschaffen, welche umfaßt:
einen Roboter-Überführungskopf
zum Überführen einer
Vielzahl von Kontaktlinsen von einer Bearbeitungsstation zu einer
Vielzahl von Verpackungen an einer Verpackungs-Beladestation, wobei der Roboter-Überführungskopf
aufweist:
eine Vielzahl von Kontaktlinsenträgern, die in einer einstellbaren
Anordnung angeordnet sind, wobei jeder Kontaktlinsenträger eine
konvexe Kontaktlinsen-Haltefläche
zum Halten einer der Kontaktlinsen an der Bearbeitungsstation mittels
Oberflächenspannung
sowie eine Fluid-Einleitungseinrichtung aufweist und letztere das
Einleiten eines Fluids zwischen der konvexen Kontaktlinsen-Haltefläche und der
darauf gehalten Kontaktlinse ermöglicht,
um die Oberflächenspannung
zwischen beiden aufzubrechen und dadurch die Kontaktlinse von der
konvexen Kontaktlinsen-Haltefläche
zu lösen
und in einer der Verpackungen an der Verpackungs-Beladestationn abzulegen
und
eine Roboter-Transporteinrichtung zum Bewegen des Roboter-Überführungskopfes
von der Bearbeitungsstation zur Verpackungs-Beladestation;
eine
Fluid-Zufuhreinrichtung für
die Zufuhr eines Fluids zur Fluid-Einleitungseinrichtung sowie
eine
Steuerung zum automatischen Steuern des Roboter-Transportes sowie
der Fluid-Zufuhr
zur Fluid-Einleitungseinrichtung.
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Es
ist auch eine automatisierte Vorrichtung zur Kontrolle und zum Verpacken
von Kontaktlinsen in einer Kontaktlinsen-Fertigungsanlage vorgesehen, welche
umfaßt:
die
oben beschriebene automatisierte Vorrichtung;
die Bearbeitungsstation
(120);
die Verpackungs-Beladestation;
eine automatische
Linsen-Kontrollstation zur optischen Kontrolle einer jeden Kontaktlinse
sowie zur Erzeugung eines ersten Signals für jede fehlerhafte Kontaktlinse
und
einen weitere Steuerung, welche zur Verfolgung und Identifizierung
einer jeden von der automatischen Linsen-Kontrollstation kontrollierten
Kontaktlinse eingerichtet ist und eine Einrichtung zur Speicherung
aller ersten Signale sowie zur Erzeugung eines zweiten Signals zum
Aussondern einer Kontaktlinse, für
welche ein erstes Signal erzeugt wurde, umfaßt.
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Die
automatische Linsen-Kontrollstation kann eine Kontrolleinrichtung
umfassen, welche einen Lichtimpuls erzeugt und durch eine jede Kontaktlinse
hindurch auf eine Bildpunktanordnung richtet, um ein elektrisches
Signal zu erzeugen, welches verarbeitet wird, um festzustellen,
ob die Linse akzeptabel ist und das erwähnte erste Signal zu erzeugen, wenn
die Linse fehlerhaft ist.
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Die
automatisierte Vorrichtung kann ferner eine Verdichtungsvorrichtung
aufweisen, um die als akzeptabel befundenen Linsen zu verdichten,
nachdem die fehlerhaften Linsen ausgesondert wurden.
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Die
Steuerung kann derart eingerichtet sein, daß sie die Positionierung des
Roboter-Überführungskopfes
durch die Roboter-Transporteinrichtung automatisch steuert.
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Die
automatisierte Vorrichtung kann ferner eine Verpackungs-Dosierungsstation
umfassen, um jede Verpackung mit einer genau dosierten Menge einer
gepufferten Salzlösung
zu füllen
bevor sie dicht verschlossen wird.
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Die
automatisierte Vorrichtung kann ferner eine Station zum dichten
Verschließen
der Verpackung umfassen, um diese unter Wärmeanwendung mit einem Folienlaminat
dicht zu verschließen,
so daß sich
das endgültige
Linsen-Gleichgewicht erst einstellt, nachdem die Linse verpackt
und dicht verschlossen wurde.
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Während die
Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf geformte Kontaktlinsen
beschrieben wird, die zwischen einer ersten und einer zweiten Formhälfte geformt
wurden, wie es in EP-A-0 686 491 beschrieben wurde, versteht es
sich, daß die
vorliegende Verdichtungsvorrichtung in gleicher Weise zur Verdichtung
von Linsen geeignet ist, die durch Drehen auf der Drehbank geformt
wurden, wobei das Hydrogel im trockenen Zustand enthalten ist, während die
gewünschten
optischen Oberflächen
gedreht und poliert werden. Die Vorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung kann auch zum Verdichten durch Schleuderguß hergestellter
Linsen angewandt werden, wobei ein flüssiges Monomer in einer Form, welche
die gleiche Gestalt hat, wie die gewünschten optischen Flächen der
Linse, der Fliehkraft unterworfen wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorgenannten Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung für eine automatisierte
Vorrichtung zum Verdichten von Erzeugnissen zum Verpacken können für den Fachmann,
unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen, besser verständlich werden,
wobei gleiche Elemente durchgehend in allen Ansichten mit identischen
Bezugszahlen versehen sind und welche darstellen:
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1 ist
eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung, welche einen
Verpackungsträger mit
entgastem und entionisiertem Wasser füllt, die geformten Kontaktlinsen
aus der letzten Hydrationsstufe entnimmt und sie für die automatische
optische Kontrolle in einer speziell ausgebildeten Kontrollpalette
plaziert.
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2 ist
eine Seitenansicht des automatischen Linsenkontrollsystems sowie
der Stationen, welche bei der Handhabung der Linsen nach der Hydration
und vor der automatisierten Linsenkontrolle Anwendung finden.
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3 ist
eine Draufsicht auf die Vorrichtung von 2.
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4 ist
eine Seitenansicht des Verdichtungspuffers sowie der Verpackungsvorrichtung,
zu welcher der verdichtete Fluß der
Erzeugnisse überführt wird.
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5 ist
eine Draufsicht auf die in 4 dargestellte
Vorrichtung, und sie zeigt sowohl einen Verdichtungspuffer als auch
einen Verpackungspuffer, der unmittelbar vor der Verpackungsvorrichtung
angeordnet ist.
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6 ist
eine Draufsicht auf einen Roboter-Gelenk-Überführungskopf mit einer einstellbaren Anordnung
konvexer Linsenträger,
welcher unmittelbar über
einem Hydrationsträger
mit einer Vielzahl darin befindlicher Kontaktlinsen angeordnet ist.
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7A ist
eine schematische Schnittansicht der Überführung einer feuchten Kontaktlinse
von der konkaven Linsen-Haltefläche
eines Hydrationsträgers
zur konvexen Haltefläche
des Roboter-Gelenk-Überführungskopfes.
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7B ist
eine schematische Schnittansicht eines Luftblasen-Ausblasmechanismus
zur Entfernung von Luftblasen von den Kontaktlinsen, welche anderenfalls
falsche negative Ergebnisse der automatischen Linsenkontrolle verursachen
würden.
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8 ist
eine schematische und teilweise geschnittene Draufsicht auf den
Roboter-Gelenk-Überführungskopf
in der geöffneten
Stellung von oben gesehen.
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9 ist
eine schematische und teilweise geschnittene Draufsicht auf den
Roboter-Gelenk-Überführungskopf
in der geschlossenen Stellung von unten gesehen.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kontaktlinsenträgers, welcher
sowohl als Kontrollträger
als auch als Teil der Kontaktlinsen-Endverpackung dient.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kontrollträgers, der zum Transport einer
Vielzahl von in 10 dargestellten Kontaktlinsenträgern durch das
automatisierte Linsenkontrollsystem verwendet wird.
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12 ist
eine schematische Darstellung der Bauteile des Entgasungs-Systems
der vorliegenden Erfindung für
entionisiertes Wasser.
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13 ist
eine detaillierte Seitenansicht, welche einen Ausschnitt der zum
Entgasen des entionisierten Wassers verwendeten Entgasungseinheit zeigt.
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14 ist
eine Seitenansicht der Vorrichtung, die zum Füllen der Verpackungsträger mit
entgastem und entionisiertem Wasser.
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15 ist
eine teilweise geschnittene Stirnseitenansicht der in 14 dargestellten
Vorrichtung.
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16 ist
eine schematische Darstellung einer einzelnen Roboter-Handhabungsvorrichtung beim
Transport von Kontaktlinsenträgern
zu einem Vakuumschienen-Verdichtungspuffer.
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17 ist
eine schematische Darstellung der Konzeption eines Verdichtungspuffers.
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18 ist
eine Seitenansicht eines Vakuumschienen-Verdichtungspuffers.
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19 ist
eine vergrößerte Draufsicht
auf den Antriebsmechanismus, wie er beim Vakuumschienen-Verdichtungsmechanismus
von 18 verwendet wird.
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20 ist
eine schematische und teilweise geschnittene Darstellung der Vorrichtung
zum Füllen der
Verpackungsträger
mit Salzlösung
bei der Endverpackung.
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21 ist
eine teilweise geschnittene, schematische Vorderansicht eines Wärme-Verschließkopfes
und einer pneumatischen Presse, die zum hermetischen Verschließen der
Verpackungsträger nach
der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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22 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung von 21.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung wurde speziell zur Anwendung nach dem Behandlungsabschnitt
nach der Hydration in einer automatisierten Fertigungsanlage für Kontaktlinsen
entwickelt und ist daran besonders angepaßt. Bei Kontaktlinsen, die
in einer automatisierten Fertigungslinie geformt wurden, wie sie
in sowie in EP-A-0 686 491, EP-A-0 686 488, EP-A-0 686 842 sowie
EP-A-0 686 841 beschrieben ist, bietet die Anwendung der vorliegenden
Erfindung besondere Vorteile.
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Die Bearbeitung
nach der Hydration
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist ein Mehrzweck-Einweg-Linsen-Verpackungsträger vorgesehen,
welcher die Kontaktlinse während
ihrer Kontrolle trägt
und danach als ein Teil der Endverpackung dient.
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Ein
geeigneter Verpackungsträger 20 ist
in 10 dargestellt und wird durch Spritzgießen oder durch
thermische Verformung von Kunststoff-Plattenmaterial, wie beispielsweise
Polypropylen, hergestellt und weist einen ebenen, im wesentlichen
rechteckigen Grundkörper 34 mit
einem abgewinkelten Wandbereich 38 an einem Ende, welcher
einen ersten Flansch bildet sowie ein Paar Positionierungsflansche 33a und 33b an
seinem anderen Ende auf, von denen in 10 einer
sichtbar ist und welche zum Ausrichten des Verpackungsträgers für die Roboter-Handhabung
dienen. Dieser Packungsträger ist
in EP-A-0 604 177 ausführlicher
beschrieben. An beiden Seiten des Grundkörpers 34 sind Positionierungskerben 31a und 32a vorgesehen,
die mit Positionierungsstiften an den verschiedenen Trägerpaletten
zusammenwirken, die bei Bearbeitungs- und Verpackungsvorgängen verwendet
werden, um für
die weitere Handhabung und Behandlung Übereinstimmung zwischen der
Linse und dem Verpackungsträger
herzustellen. Versetzt zum Mittelpunkt der Verpackung ist eine Vertiefung 36 integriert
angeformt, die im wesentlichen halbkugelförmig ist und allgemein mit
der Krümmungsform
einer Kontaktlinse (nicht dargestellt) übereinstimmt, welche dort im
abgedichteten Zustand aufbewahrt werden soll, während sie in eine geeignete
sterile wäßrige Lösung in
einer Weise eingetaucht ist, die in dem an Martinez erteilten US-Patent
Nr. 4.691.820 beschrieben ist. welches an die Anmelderin der vorliegenden
Erfindung abgetreten wurde. Die Höhe „h" des Flansches 38, der von dem
ebenen Grundkörper 34 herabreicht,
ist an die Höhe
bzw. Tiefe der Vertiefung 36 angepaßt und sorgt zusammen mit den
herabreichenden Flanschen 33a und 33b für eine Selbstausrichtung
auf speziell geformten Palettenträgern, wie sie nachfolgend beschrieben
werden sollen. Der herabreichende Flansch 38 wird auch
bei der Endverpackung des Erzeugnisses im Zusammenwirken mit einer
Vielzahl allgemein V-förmiger
Stege 32 genutzt, um den Endverbraucher beim Erfassen der
Vertiefungsanordnung eines umgekehrten und übereinander gestapelten Verpackungsträgers zu
unterstützen,
wenn die Verpackungen für
den Vertrieb an den Endverbraucher in Kartons verpackt werden.
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Die
Vertiefung 36 weist auch eine Vielzahl von Auflagemarken 37 auf,
welche dazu dienen, während
der Entfernung des entionisierten Wassers in einer der Bearbeitungsstationen
nach der Hydration das Halten einer Kontaktlinse in einer zentrierten Position
in der Vertiefung zu unterstützen.
Der Verpackungsträger
ist auch mit einem Ringflansch 39 versehen, der zur Heißabdichtung
eines Folienlaminat-Deckels dient, um die Kontaktlinse während des Vertriebes
an Endverbraucher hermetisch abzudichten. Ein Ausschnitt 35 wird
angewandt, um das Ergreifen des Flansches 38 und der Verpackung
zu erleichtern, wenn das Deckel-Folienlaminat beim Gebrauch der
Linse durch den Benutzer abgezogen wird.
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Der
Grundkörper 34 weist
auch eine glatte ebene Fläche 34a als
geeignete Angriffsfläche
für Vakuumgreifer
auf der Oberseite sowie eine Vakuumschiene an der Unterseite auf,
wobei beide beim Transport des Verpackungsträgers durch die verschiedenen
Bearbeitungsstufen genutzt werden.
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Ein
Kontrollträger
zum Transport der Verpackungsträger
durch das automatisierte Linsenkontrollsystem ist in 11 dargestellt.
Der Kontrollträger 10 weist
eine erste und eine zweite Reihe 10a bzw. 10b von
Vertiefungen 40 auf, welche den Napf 36 der Verpackungsträger aufnehmen
und eine optische Sichtbahn für
das automatisierte Linsenkontrollsystem ergeben. Jeder der Zwischen-Positionierungsstifte 41 greift
auf einer Seite in einen Verpackungsträger ein, wobei der End-Positionierungsstift 41a in eine
einzelne Verpackung eingreift. Diese Positionierungsstifte greifen
in Positionierungskerben 31a und 31b der Verpackungsträger ein
und gewährleisten eine
präzise
Positionierung des Verpackungsträgers auf
dem Kontrollträger
in Längsrichtung,
während
ein Paar harter Kanten 42a und 42b eine Referenzfläche für die herabreichenden
Flansche 33a und 33b bilden, welche zusammen mit
den Stiften 41 den Verpackungsträger gegen Drehung und Kippung
sichern. Die Kontrollpalette 10 ist ferner mit drei Positionierungsöffnungen 43 auf
jeder Seite der Palette versehen, welche beim Transport der Palette
durch die automatische Linsenkontrollstation benutzt werden, um die
Palette beim Laden und Entladen der Verpackungsträger sicher
zu fixieren. Die Kontrollpalette ist ferner mit einem Paar Rillen 44a und 44b versehen, die
einen zwangsläufigen
Griff für
einen Überkopf-Transportmechanismus
bilden, welcher die Kontrollpalette im automatischen Linsenkontrollsystem
plaziert und von dort wieder entfernt. Ein Paar abgeschrägter Stirnflächen 45 sorgt
für Spiel
für den herabreichenden
Flansch 38 des Verpackungsträgers 20.
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Wie
in 3 dargestellt, wird eine Spritzgießmaschine 30 zum
Formen der Polypropylen-Linsenträger 20 eingesetzt,
welche nach der Konzeption der Erfindung einen doppelten Zweck erfüllen. Zum einen,
um einen Träger
für die
Kontrolle der Linse in dem automatisierten Linsenkontrollsystem
zu schaffen und zum zweiten, um einen Behälter für die Endverpackung der Linse
zur Verteilung an die Endverbraucher zu erhalten. Diese Verpackungsträger werden
in einer vorgegebenen Anordnung geformt, typischerweise in einer
4 × 4-Gruppe
von sechzehn Verpackungsträgern
pro Formungszyklus und durch eine Roboter-Überführungseinrichtung 60 mit
einem schnell linear bewegten Transportträger 62 mit geringer
Masse aus der Spritzgießform
entfernt. Der Träger 62 weist
ein Hand-Element 64 mit einer Vielzahl von Vakuumgreifern
auf, welche entsprechend der Anordnung der Formhohlräume in der
Spritzgießmaschine 30 angeordnet
sind. Der Träger 62 bewegt sich
linear am Stützelement 66 entlang
und ist aus einer vertikalen Orientierung, wie sie in 3 dargestellt
ist in eine horizontale Orientierung drehbar, die notwendig ist,
um die verpackten Träger
in ein zweites Überführungs-Shuttle 68 zu überführen. Das zweite Überführungs-Shuttle 68 wird
zum Transport einer Vielzahl von beispielsweise sechzehn Verpackungsträgern aus
einer ersten, in 3 dargestellten Aufnahmeposition 68a in
eine zweite Position 68b verwendet, wo die Verpackungsträger durch eine
Roboter-Handhabungsvorrichtung 50 abgehoben
werden. Die Roboter-Handhabungsvorrichtung 50 ist gelenkig
und hat erste und zweite Arme 51 und 52 sowie
einen in vertikaler Richtung linear beweglichen Arm und eine Hand
(nicht dargestellt) mit einer Vielzahl daran angebrachter Vakuumgreifer,
welche sich an jeden vom Überführungs-Shuttle 68 transportierten
Verpackungsträger
anlegen.
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Die
Verpackungsträger 20 werden
dann an einer Paletten-Ladestation 11 vom Überführungs-Shuttle 68 entnommen
und an einer Paletten-Ladestation 11 auf einer Kontrollpalette 10 plaziert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
werden die Verpackungsträger
in einer 4 × 4-Anordnung
geformt, um die Effizienz einer solchen Formungsanordnung zu maximieren,
die als 2 × 8-Anordnung
in der Kontrollpalette 10 transportiert wird. Wenn diese beiden
Anordnungen angewandt werden, realisiert der Roboter-Handhabungsvorrichtung 50 zwei
getrennte Überführungen
und überführt jeweils
eine 2 × 4-Anordnung.
Die beladene Palette 10 wird dann durch den Förderer 12a zu
einer Einspritzstation 16 für entionisiertes Wasser bewegt,
wo jeder der auf der Kontrollpalette transportierten Verpackungsträger teilweise
mit entgastem und entionisiertem Wasser gefüllt wird. Die Kontrollpalette
wird dann durch einen Stoß-Förderer 17 in
einen Linsen-Ladebereich 18 überführt, wo sie mit einer zweiten
Palette zu einer Charge zusammengestellt wird, um einen durchgehenden
Ladebereich mit zweiunddreißig
Verpackungsträgern
zu bilden, von denen jeder dosiert mit entgastem und entionisiertem
Wasser gefüllt
worden ist.
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Entgasung
des entionisierten Wassers
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Die
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erfordert die Verwendung entgasten und
entionisierten Wassers mit einer kleinen Menge einer oberflächenaktiven
Substanz als Kontrollmedium für die
in den Veröffentlichungen
EP-A-0 686 842 und EP-A-0 686 841 beschriebenen Systeme.
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Wenn
lediglich entionisiertes Wasser im Napf des Verpackungsträgers verwendet
wird, können
es die Reibung und die hydrophobe Anziehung zwischen der Kontaktlinse
und den Oberflächen
des Trägers
bisweilen bewirken, daß die
Form der Vertiefungen verhindert, daß die Linsen vollständig in
die gewünschten,
vorgegebenen Positionen gleiten bzw. sich dort hin bewegen. In einem
bekannten Verfahren werden Kontaktlinsen beispielsweise aus einem
flüssigen
Hydrogel-Monomer geformt, welches in Anwesenheit eines inerten Verdünnungsmittels,
wie beispielsweise einem Borsäure-Ester,
polymerisiert wird, wie es im US-Patent Nr. 4.495.313 beschrieben ist.
Das inerte Verdünnungsmittel
füllt während der Polymerisation
Räume in
der Hydrogel-Kontaktlinse aus und wird dann während des Hydrationsvorganges
durch entionisiertes Wasser ersetzt.
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Nachdem
dieser Hydrationsvorgang beendet ist, können noch kleine Mengen von
Säureresten
an der Linsenoberfläche
zurückbleiben.
Wenn die Linse im Inneren der Vertiefung des Linsenträgers plaziert wird,
können
diese Säurereste
dazu führen,
daß die Linse
an der Oberfläche
des Napfes im Träger
festklebt. Ohne Bewegungsfreiheit, könnte sich die Linse nicht vollständig in
die gewünschte
vorgegebene Position bewegen. Wenn dies passiert und die Linse anschließend durch
ein automatisches Linsenkontrollsystem geprüft wird, kann die Linse als
außerhalb des
Bildfeldes liegend zurückgewiesen
oder in anderer Weise irrtümlich
als unregelmäßig oder
unvollkommen identifiziert werden.
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In
der Veröffentlichung
EP-A-0 686 459 wurde die Lösung
dieses Problem beschrieben, indem dem entionisierten Wasser eine
kleine Menge einer oberflächenaktiven
Substanz zugesetzt wurde. Die oberflächenaktive Substanz vermindert
die Reibung und verzögert
die hydrophobe Anziehung zwischen der Linse und der Oberfläche des
Halters, welcher die Vertiefung bildet, was dabei hilft, daß die Linse
in die gewünschte
vorgegebene Position gezogen wird.
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Zur
Realisierung der Erfindung kann jede geeignete oberflächenaktive
Substanz verwendet werden. Beispielsweise kann die oberflächenaktive
Substanz ein Polyoxyethylen-20-Sorbitan-Monooleat sein, welches
allgemein als „Polysorbat
80", „tween 80" oder „tween
80kc" bekannt
ist. Es wurde gefunden, daß der
Zusatz von „tween
80" in einer so
geringen Konzentration, wie 25 ppm der Lösung es möglich macht, daß sich die
Linse ohne Kleben im Verpackungsträger 20 bewegt. Größere Anteile
der oberflächenaktiven
Substanz, beispielsweise eine Konzentration der oberflächenaktiven
Substanz von 5,0 Massenprozent bis 0,01 Massenprozent in der Lösung, können angewandt
werden. Die oberflächenaktive
Substanz kann einem geeigneten flüssigen Träger, wie beispielsweise entionisiertem
Wasser, zugemischt werden, um die gewünschte Lösung herzustellen.
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Vorzugsweise
liegt die Konzentration der oberflächenaktiven Substanz am unteren
Ende des oben angegebenen Bereiches, und sie kann unter 50 ppm des
entionisierten Wassers liegen. Die Verwendung der oberflächenaktiven
Substanz in dieser geringeren Konzentration hilft, die Schaum- oder
Blasenbildung der oberflächenaktiven
Substanz in der Lösung
zu vermindern oder zu verhindern und sie hilft folglich auch die
Konzentration der oberflächenaktiven
Substanz insgesamt unter einem vorgegebenen Niveau zu halten.
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Entgastes
Wasser wird bevorzugt, um die Bildung von Luft- oder Gasblasen zu
verhindern, wenn das Wasser aus einer durch Pumpen auf einen hohen
Druck gebrachten Fluid-Leitung
in eine Umgebung mit niedrigem (Atmosphären-)Druck austritt. Wenn entionisiertes
Wasser verwendet wird, das nicht entgast wurde, können sich
in der Verpackung kleine Luftblasen bilden, bevor die Kontaktlinse überführt wird
oder auch auf der Kontaktlinse, wenn diese in den Verpackungsträger überführt wird.
Diese Blasen bilden sich aus den im entionisierten Wasser gelösten Gasen,
wobei durch die Linse selbst oder durch kleine Unregelmäßigkeiten
auf der Oberfläche des
Verpackungsträger
eine „Keimbildung" erfolgt.
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Die
Vorrichtung zur Entgasung des entionisierten Wassers ist in den 12 und 13 dargestellt. 12 ist
eine schematische Darstellung des Entgasungsmoduls, während 13 eine
detaillierte Seitenansicht der Entgasungseinheit ist. Das entionisierte
Wasser wird durch eine Zugabeleitung 112 aus einem Vorrat
entionisierten Wassers, welcher auch für die Hydration genutzt werden
kann, zugeführt.
Zur Entnahme aus einem Behälter
kann wahlweise auch eine Pumpe 114 vorgesehen werden.
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Das
entionisierte Wasser durchläuft
dann ein Filter 118, um besondere Partikelverunreinigungen zu
entfernen, die in dem Wasser vorkommen können.
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Das
entionisierte Wasser wird dann dem Einlaß 121 der Entgasungseinheit 122 zugeführt. In
der Entgasungseinheit wird das entionisierte Wasser auf eine Vielzahl
von Rohren 124 aufgeteilt und dann im Entgasungseinheiten-Auslaß 126 wieder
vereint. Die Entgasungseinheit wird typischerweise unter einem niedrigen
Druck von typischerweise 4 Torr bis 25 Torr betrieben, der von einer
Vakuumpumpe 128 erzeugt wird. Diese Vakuumpumpe ist über eine
Leitung 130 an die Entgasungseinheit 122 angeschlossen
und läßt den Luftüberschuß aus der
Entgasungseinheit 122 über
eine Leitung 132 entweichen.
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Nachdem
das entionisierte Wasser die Entgasungseinheit 122 über eine
Auslaßleitung 126 verlassen
hat, durchläuft
es die Leitungen 136a und 136b zu Rohrverteilern 138a und 138b.
Die Rohrverteiler dienen einer gemeinsamen Zufuhr zu einer Vielzahl
von Präzisions-Dosierungspumpen 140, welche
an der Dosierungsstation 16 die einzelnen, auf der Roboter-Überführungsanordnung 102 der Roboter-Überführungsvorrichtung 100 ange brachten Kontaktlinsen-Verpackungsträger füllen. Die
Pumpen 140, welche dazu verwendet werden, das entionisierte
und entgaste Wasser zum Rohrverteiler 138 zu pumpen, sind
FMI-Pumpen (Hersteller: Fluid Metering, Inc., Oyster Bay, New York),
die auf Antriebseinheiten montiert sind, welche von der Firma Oyster Bay
Pump Works, Inc., Oyster Bay, New York hergestellt werden. Diese
Pumpen liefern exakte Dosierungen entgasten und entionisierten Wassers,
um die Verpackungsoberflächen
voranzufeuchten und dadurch die Blasenbildung und das Ankleben der
Linsen zu reduzieren sowie eine Überfüllung (d.
h. Wasser auf der Dichtungsfläche
der Verpackung) zu verhindern und für ein exaktes Wasserniveau
für das Kontrollsystem
zu sorgen.
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Wenden
wir uns nun der 13 zu, welche die Monomer-Entgasungseinheit 122 mit
weiteren Einzelheiten zeigt. Die Entgasungseinheit 122 besteht
aus einem Druckbehälter
mit einer äußeren Zylinderwand 144,
Deckelplatte 146 und einer Bodenplatte 148. Die
Zylinderwand 144 weist einen Einlaß 130 auf, der an
eine Vakuumpumpe 128 (nicht dargestellt) angeschlossen
ist.
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Die
Deckelplatte 146 und die Bodenplatte 148 sind
mittels Flanschen 150 mit den Zylinder-Seitenwänden 144 verbunden,
wobei zusammengepreßte
O-Ringe 152 bzw. 154 Anwendung finden. Das Zusammenpressen
der O-Ringe und die Befestigung der Platten 146 und 148 an
den Flanschen 150 erfolgt durch Schrauben 156.
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Durch
die Deckelplatte 146 verläuft die Wasser-Einlaßleitung 121.
Diese Einlaßleitung
durchläuft die
Deckelplatte 146 und teilt sich innerhalb der Kammer 122 über ein „Y"-Verbindungsstück in zwei oder mehr Leitungen 157 mit
gleicher Länge
auf. Die Leitungen 157 sind vorzugsweise gleich lang, um
einen gleichen Staudruck und damit einen gleichen Durchfluß zu zwei
getrennten Sammelrohren 158 zu erzielen. Jedes dieser Sammelrohre
ist an zehn Silikonrohre 160 angeschlossen, welche gasdurchlässig sind.
Die Rohre 160 sind versetzt in einer 3-4-3-Anordnung gruppiert,
wobei der Mittenabstand 0,3 Zoll beträgt. Die Strömung in den Rohren erfolgt
von unten nach oben, um diese vollständig auszufüllen und keine Hohlräume in der
Flüssigkeit
entstehen zu lassen. In jedem der Rohre 160 ist ein statischer Mischer 170 vorgesehen,
um den Wirkungsgrad der Massenübertragung
zu verbessern. Die statischen Mischer vom Delrin-Typ haben einen
Durchmesser von ¼ Zoll
und eine Länge
von 6 Zoll. Sie werden von der Firma Koflo, Inc. in Carrie, Ill.
hergestellt.
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Der
innere Aufbau der Entgasungseinheit steht auf dem Boden der Kammer
in Gestalt des Rohres 167 aus rostfreiem Stahl und trägt an den
gewünschten
Trennstellen die Delrin-Blöcke 168,
und diese Blöcke
wiederum tragen die Rohrverteiler 158 und 162,
zwischen denen sich die gasdurchlässigen Rohre 160 erstrecken.
Als Alternative kann die Entgasungseinheit auch am Deckelflansch 146 hängen.
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Während des
Aufenthaltes im Silikonrohr 160 in der Entgasungskammer 144 mit
niederem Druck wandern die gelösten
Gase aus dem entionisierten Wasser durch die Wand des Rohres 160 und werden
durch die Vakuumpumpe über
den Kammerauslaß 130 abgesaugt.
Wenn das Wasser den Deckel der Kammer erreicht, ist es im wesentlichen frei
von gelösten
Gasen.
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Die
Silikonrohre sind in der Nähe
des Deckels der Kammer an zweite Sammelrohre 162 angeschlossen,
welche die Silikonrohre 160 wieder zu gemeinsamen Rohren 164 zusammenfassen.
Diese Rohre können
ebenfalls aus Silikon oder auch aus einem undurchlässigen Material
bestehen. Sie haben alle eine gleiche Länge, um Druckunterschiede zu vermeiden,
welche zu ungleichmäßiger Strömung führen könnten. Die
Rohre 164 sind dann an ein „Y"-Verbindungsstück angeschlossen, um einen
einzigen Auslaß 26 der
Entgasungseinheit zu erhalten.
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Das
bevorzugte Material für
die gasdurchlässigen
Rohre sind STHT-Rohre, hergestellt von der Firma Sanitech, Inc.
in Andover, NJ, aus Silikongummi vom Typ Q74780 mit einer Qualität für medizinische
Anwendungen, hergestellt von der Firma Dow Corning in Midland, MI.
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Die
Vorrichtung ist derart angeordnet, daß jeder Satz Rohre 124 aus
zehn Rohren mit einem Innendurchmesser von ¼ Zoll mit einer Wanddicke
von 1/32 Zoll besteht, welche eine Durometer-Härte von 80 aufweisen.
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Vorbereitung
vor der Kontrolle
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Die
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, welche die Kontaktlinsen
für die
Kontrolle und die anschließende
Verpackung vorbereitet, ist am besten in 1 dargestellt,
welches eine vergrößerte Ansicht
eines Teiles der in den 2 und 3 dargestellten
Vorrichtung ist, wobei der Übergang
von der Hydrationslinie zur Nach-Hydrationslinie nach der vorliegenden
Erfindung besonders betont ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist speziell zur Anwendung in Verbindung mit
der oben erwähnten,
in EP-A-0 686 488 beschriebenen Erfindung geeignet.
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Wie
in 1 dargestellt, wird ein zweiter Hydrationsträger 860 mit
einer angebrachten Oberkammerplatte zur Entfernung derselben in
die Trennstation 120 vorgeschoben und dann auf den Rückführungsförderer 141 überführt. Der
Hydrationsgrundkörper
tritt aus der Trennstation an der mit 860a bezeichneten
Position mit einer Vielzahl, beispielsweise mit zweiunddreißig Kontaktlinsen 8,
aus, wobei die einzelnen Linsen jeweils von den dort angebrachten konvexen
Linsenträgern
gehalten werden. Eine Roboter-Gelenk-Überführungsvorrichtung 100 mit
einer einstellbaren 4 × 8-Anordnung 102 von
konvexen Linsenträgern
positioniert die Anordnung dann über dem
zweiten Hydrationsträger 860a,
wie es in den 6 und 7A dargestellt
ist.
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Wie
in 7A dargestellt, wird eine einzelne Kontaktlinse 8 im
konkaven Linsenträger 861 gehalten
und unmittelbar unter einem konvexen Linsenträgerelement 104 in
der 4 × 8-Anordnung 102 positioniert.
Der konkave Träger 861 weist
mindestens einen Durchlaß 862 zum
Einleiten eines Fluids zwischen der Oberfläche des konkaven Linsenträgerelementes
und der Linse 8 auf. Das Fluid wird durch einen Kanal 866 zugeführt, der
in die Unterseite des oberen Plattenelementes 867 eingeschnitten
ist und mit einem Fluid-Rohrverteiler sowie einer Vielzahl aufrecht
stehender Fluid-Verbindungsstücke 863, welche
sich von der Oberfläche
des konkaven Linsenträgerelementes 861 aus
erstrecken, in Verbindung steht, was in 6 am besten
dargestellt ist. Die Fluid-Verbindungsstücke 863 sind für den Eingriff von
Fluid-Kupplungen 864 eingerichtet, welche an der Unterseite
der 4 × 8-Anordnung 102 ausgebildet sind.
Jede dieser Kupplungen ist an eine Fluid-Leitung 874 angeschlossen,
welche ein Überführungsfluid
zur Überführung der
Kontaktlinse 8 von der konkaven Linsenhalte-Einrichtung 861 zur
konvexen Linsenhalte-Einrichtung 104 dient.
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Bei
der in 6 dargestellten Ausführungsform und insbesondere
zur Überführung von
Kontaktlinsen vom Hydrationsträger 860 zur
Roboter-Anordnung 102 ist eine pneumatische Fluid-Überführung erwünscht, und
daher liefern die Leitungen 874 Preßluft an die Kupplungselemente 864,
welche ihrerseits die Preßluft
an die Fluid-Kupplungen 863 und an die Kanäle 866 sowie
an die Durchlässe 862 liefern.
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Wie
in 7A dargestellt, ist die kurz zuvor an der Hydrationsstation
hydratisierte und gespülte Kontaktlinse 8 noch
feucht. Ferner wurde die Linse mit entionisiertem Wasser hydratisiert,
dem eine geringe Menge einer oberflächenaktiven Substanz zugesetzt
war, welche vorteilhafterweise verwendet wird, um die Handhabung
der feuchten Kontaktlinse durch Zentrieren derselben in der konkaven
Fläche der
Linsenhalte-Einrichtung 861 zu un terstützen. Wenn die Preßluftleitungen 874 betätigt werden,
wird ein Luftimpuls durch den Durchlaß 862 austreten und die
Kontaktlinse von der Oberfläche
des konkaven Trägers
abheben und am konvexen Linsenträgerelement 104 zur
Anlage bringen. Während
die Linse mit oder ohne oberflächenaktive
Substanz am Element 104 haftet, benetzt die oberflächenaktive
Substanz die Oberfläche
des konvexen Trägerelementes 104 und
fördert
die Haftung dort infolge der Oberflächenspannung des entionisierten
Wassers und des umgebenden Atmosphärendruckes. Bei der Überführung ist
es erwünscht,
jedes der konvexen Trägerelemente 102 innerhalb
einer Entfernung von 1,5 mm an der Linse zu positionieren, um eine
direkte und genaue Überführung sicherzustellen.
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Nach
der Überführung der
Linse 8 zum konvexen Element 104 bewegt die Roboter-Überführungsvorrichtung
die Linsenanordnung zu einer „Ausblas"-Station 70,
die in 3 dargestellt ist. In 1 verdeckt
die 4 × 8-Anordnung 102 die
Station 70.
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Die
Blasen-Ausblasstation 70 weist eine Rohrverteiler-Anordnung
entsprechend dem Rohrverteiler 860 mit einer Vielzahl von
Napfelementen 106 auf, deren jedes eine konkave Fläche 108 von annähernd der
gleichen Anordnung wie die konvexe Fläche des zweiten Linsen-Trägerelementes 104 hat. Während eine
konkave Fläche,
wie die Fläche 108, für wünschenswert
befunden wurde, wird auch eine einzelne Strahlvorrichtung die gleiche
Funktion erfüllen.
Die konkave Fläche 108 weist
auch mindestens einen Durchlaß 109 auf,
um ein Druckfluid durch einen zentralen, im Napf-Element ausgebildeten
Kanal 109 hindurch zu lassen. Die Verwendung einer kleinen
Menge einer oberflächenaktiven
Substanz in dem entionisierten Wasser fördert die Überführung der Linse von den ersten
zu den zweiten Trägerelementen,
aber sie ermöglicht
auch die Ausbildung kleiner Luftblasen 105 in der Schicht
entionisierten Wassers, welche die Kontaktlinse 8 bedeckt.
Indem die Linse dem Strahl des unter Druck stehenden Fluids ausgesetzt
wird, wandern die kleinen Blasen 105 nach außen und
werden vor der Überführung der
Linse auf den Kontrollträger
zerstreut. Die Entfernung der Luftblasen ist erwünscht, um fehlerhafte negative Meldungen
von dem automatischen Linsenkontrollsystem, das zur Kontrolle der
Linsen eingesetzt wird, zu vermeiden. Während bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung Preßluft
angewandt wird, ist auch entionisiertes Wasser geeignet.
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Dosieren des Verpackungsträgers
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Wie
es bereits früher
unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschreiben
wurde, wird entionisiertes Wasser in der Entgasungseinheit 122 entgast
und mittels einer Vielzahl von Präzisions-Dosierungspumpen 140 an
einer Station 16 zum Dosieren des entionisierten Wassers
verteilt, was in den 14 und 15 ausführlicher
dargestellt ist. Wie in 15 dargestellt,
trägt ein
Gummi-Förderband 12a mit
einem Paar von Bandträgern
die Kontrollträger 10 vom
Verpackungsträger-Ladebereich 11 (dargestellt
in 3) zur Dosierungsstation 16 für entionisiertes
Wasser. Ein pneumatischer Anschlag 170 mit einem Stift 171 wird
zum Halten einer Reihe von Kontrollträgern 10 in Richtung
stromaufwärts
von der Dosierungsstation 16 eingesetzt. Wenn ein neuer Kontrollträger 10 geladen
werden soll, zieht der pneumatische Anschlagmechanismus 170 den
Stift 171 zurück
und ermöglicht
es, daß der
Kontrollträger 10 auf
dem Förderer 12a in
die Dosierungsstation bewegt wird. Ein gesonderter Satz von Klemmbacken an
einem pneumatischen Klemm-Mechanismus 172 (dargestellt
in 1) legt sich an die Kontrollpalette 10 an
und hält
sie sicher in der Position für
die Verpackungs-Dosierung. Eine Vielzahl von Dosierungsdüsen 174 ist
an einem horizontal linearbewegten Trägerelement 176 befestigt
und über
eine Vielzahl von Rohrelementen 178 mit den FMI-Pumpen 140 verbunden
und zwar eine separate Pumpe für
jede Düse.
Jede der Düsen 174 endet
in einer 16 Gauge-Teflon-Nadel mit einem Innendurchmesser
von 0,045 Zoll bis 0,048 Zoll, welche direkt über den Verpackungsträgern 20 und
zwar speziell über
den Napf-Elementen 36 derselben aufgehängt sind. In Funktion bewegt
ein Pneumatikzylinder 180, welcher fest an Stützrahmen 181 und 182 befestigt
ist, den Schlitten 184, die Vertikalstützen 185 und 186 sowie den
Horizontal-Befestigungsträger 176 linear,
um es zu ermöglichen,
daß die
Teflon-Nadelspitzen in die vertieften Näpfe 36 der Verpackungsträger 20 abgesenkt
werden. Die Spitzen werden nach unten bewegt und etwa 600 Mikroliter
entgasten und entionisierten Wassers durch diese hindurch eingespritzt, um
den Napf 36 teilweise zu füllen. Nachdem die Näpfe mit
der gewünschten
Dosierung gefüllt
worden sind, wird der Pneumatikzylinder 180 betätigt, und der
Linearbewegungs-Stützträger 176 wird
angehoben, um die Teflon-Nadeln von den Verpackungsträgern 20 abzuheben.
Die Anwendung der linearbewegten Dosierungsnadel schließt ein Rühren oder Verspritzen
bei der Dosierung des entgasten und entionisierten Wassers aus. Übermäßiges Rühren oder Verspritzen
kann auch zu einer Zunahme der Luftaufnahme sowie zur Bildung von
Luftblasen führen,
welche ein falsches negatives Kontrollsignal auslösen kann.
Der Kontrollträger 10 wird
dann aus der Dosierungsstation 16 heraus zum Ende des Förderers 12a geschoben,
wo er an einem von einem Servomotor angetriebenen Stoßförderer zur
Anlage kommt, welcher den Kontrollträger 10 über eine
Plattform 190 aus rostfreiem Stahl zum Linsen-Ladebereich 18 stößt. Der
Linsen-Ladebereich 18 ist speziell konstruiert, so daß er zwei
Kontrollpaletten 10 aufnimmt, um eine vereinte Anordnung
von zweiunddreißig
Verpackungsträgern
zur Aufnahme von zweiund dreißig einzelnen
Kontaktlinsen zu bilden. Wenn sich diese beiden Kontrollpaletten 10 in
der Linsen-Überführungsposition 18 befinden,
greifen abgeschrägte
Stifte (nicht dargestellt) in die Positionierungshohlräume auf
den Paletten (2 pro Palette) ein und sorgen für eine präzise Positionierung während der Überführung der
Linsen.
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Während im
Nach-Hydrations-Bearbeitungsabschnitt der vorliegenden Erfindung
2 × 8- und 4 × 8-Anordnungen
verwendet wurde, versteht es sich, daß sehr verschiedene Anordnungen
bei der Realisierung der vorliegenden Erfindung benutzt werden könnten.
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Die
4 × 8-Anordnung
des Hydrationsträgers 860 unterscheidet
sich von der 4 × 8-Anordnung
der Verpackungsträger
im Linsen-Ladebereich 18. Die an der Roboter-Überführungsvorrichtung 100 angebrachte
zweite 4 × 8-Anordnung 102 ist
einstellbar, um sie an die 4 × 8-Anordnung
im zweiten Hydrationsträger 860,
welcher 30 mm Mittenabstand zwischen den Linsen aufweist, und an
die „Blasen-Ausblas"-Station 70 anzupassen
und dann auf Mittenabstände
von 30 mm × 50
nun ausgedehnt zu werden, welches die Abmessungen der dritten 4 × 8-Anordnung
im Linsen-Ladebereich 18 sind, was nachfolgend unter Bezugnahme
auf die 8 und 9 erläutert werden
wird.
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Wie
in den 8 und 9 dargestellt, ist die 4 × 8-Anordnung 102 in
der 8 in gedehnter Anordnung und in 9 in
zusammengezogener Anordnung gezeigt. Die Anordnung 102 umfaßt zweiunddreißig konvexe
Linsen-Trägerelemente 104,
wie es zuvor unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben wurde. Entlang der Mittellinie
der Anordnung sind vier Fluid-Kupplungselemente 864 angeordnet,
welche in Leitungen 863 auf den zweiten Hydrationsträgern 860 eingreifen.
Die Anordnung ist für vier
getrennte Leitungen bzw. Elemente 190 bis 193 aufgebaut,
welche acht konvexe Träger 104 aufweist. Jedes
der Linear-Elemente 190 bis 193 ist entlang der
inneren Führungsstangen 194 und 195 linearbeweglich
angeordnet, wie es vollständiger
in 8 dargestellt ist. Eine pneumatische Spanneinrichtung 196 und 197 ist
zu beiden Seiten der Anordnung positioniert und nach deren Betätigung ziehen
die äußersten
Elemente 190 und 193 entlang der Führungsstangen 194 und 195 nach
außen,
wie es in 8 dargestellt ist. Jeder der äußersten
Anordnungen 190 und 193 trägt auch ein Paar innerer Gleit-Anschläge, von
denen einer in 8 dargestellt mit 198 bezeichnet
ist, welche die innersten Linearelemente 191 und 192 nach
außen
ziehen und zwar zieht das Linearelement 190 das Linearelement 191,
und das Linearelement 193 zieht das Linearelement 192. Druckfedern 199 unterstützen ebenfalls
die Trennung der Linearelemente der Anordnung.
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Es
muß auch
angemerkt werden, daß die Anordnung 102 um
einen Drehtisch 103 drehbar ist, um eine genaue Ausrichtung
der Anordnung zu erzielen, wenn die Linsen von der Hydrationsstation
zum Linsen-Ladebereich überführt werden.
Die Roboter-Überführungsvorrichtung 100 weist
auch einen ersten und einen zweiten Gelenkarm 107 und 109 sowie
einen Vertikalarm 105 mit einem Linearbewegungs-Servomotor 106 (siehe 2)
auf, wodurch eine komplette dreidimensionale Bewegung der 4 × 8-Anordnung
zwischen all den verschiedenen Überführungspunkten,
welche die Roboter-Überführungsvorrichtung
bedient, möglich
wird. Wie in 2 dargestellt, wird das Gewicht
der Einrichtung 102 im wesentlichen durch eine Vorspannfeder 108 kompensiert,
welche das Gewicht des Armes 105 sowie der Anordnung 102 trägt und dadurch
die Belastung des Vertikal-Servomotors 106 reduziert.
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Jedes
der konvexen Linsenträgerelemente 104 weist
auch eine Innenleitung 110 auf, die in mindestens einem
Auslaß 111 endet
und dazu verwendet werden kann, ein Fluid zwischen dem konvexen Linsenträgerelement
und der Kontaktlinse 8 einzuleiten. Wenn die Anordnung 102 im
Linsen-Ladebereich 18 über
der Vielzahl der Linsenträgerelemente
positioniert worden ist, werden die Elemente 191 bis 193 gespreizt,
um jedes der konvexen Linsenträgerelemente 104 mit
einem zugehörigen,
unmittelbar darunter befindlichen Verpackungsträger auszurichten und eine kleine
Menge, nominell 300 μl,
entgasten und entionisierten Wassers mittels Präzisions-Dosierungspumpen 140 durch
die Leitung 110 zu pumpen, um die Kontaktlinse 8 vom
konvexen Träger 104 in den
Napf 36 des Verpackungsträgers 20 zu überführen. Wiederum
ermöglicht
der Einsatz entgasten und entionisierten Wassers die Überführung der
Linse ohne die Gefahr der Ausbildung kleiner Luftblasen, von Gasen,
die in dem entionisierten Wasser gelöst sind, was anderenfalls zur
Bildung von „Keimen" auf der Kontaktlinse 8 führen könnte. Nachdem
die Linsen 8 auf den Verpackungsträger 20 überführt worden
sind, wird die 4 × 8-Anordnung 102 durch
Betätigung
der pneumatischen Spanneinrichtungen 196 und 197 zusammengeschoben,
um die Anordnung in diejenige Form zurückzubringen, welche zur Anordnung
des Hydrationsträgers 860 paßt.
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Wenn
beide Paare von Kontrollträgern 10 im Linsen-Ladebereich 18 beladen
worden sind, überführt ein
zweiter, durch einen Servomotor betätigter Stoßarm 18a beide Paletten
vom Linsen-Ladebereich in einen Stapelbereich 19a, wie
es in 1 dargestellt ist. Im Stapelbereich 19a vereinzelt
ein Überkopf-Doppelachs-Transportträger 21 einen
der Kontrollträger
und nimmt eine einzelne Palette 10 zur Überführung zur automatischen Linsenkontrollstation 15 auf,
wie es in den 1 und 3 dargestellt
ist. Die Überkopf-Transporteinrichtung 21 ist
ein Doppelachs-Hauser-Transportmechanismus, und sie wird angewandt, um
das automatische Linsenkontrollsystem 15 vom Rest der Nach-Hydrationslinie
zu trennen. Durch die Verwendung eines Doppelachs-Transportmechanismus
kann die Palette 10 schonend zum automatischen Linsenkontrollsystem befördert werden
und dadurch jegliche Vibration vermieden werden, was anderenfalls
die Kontrollergebnisse beeinträchtigen
würde.
Nachdem die erste Palette 10 aus dem Stapelbereich 19a abgehoben
wurde, bewegt ein Stoßarm 19 die
verbliebene Palette 10b in den Stapelbereich 19a zur Überführung durch den
Doppelachs-Transportmechanismus 21 zum automatischen Linsenkontrollsystem 15,
wie es in den 2 und 3 dargestellt
ist.
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Im
automatischen Linsenkontrollsystem 15, wie es in 3 dargestellt
ist, wird, während
die Kontrollträger
mittels Förderern 15b durch
das System bewegt werden, von Lichtquellen 15c ein Lichtstrahl oder
-impuls durch eine Linse geleitet und auf einem Bildschirm (nicht
dargestellt) fokussiert, um eine Abbildung der darunter befindlichen
Linse zu erzeugen. Vorzugsweise weist der Bildschirm eine Anordnung von
Bildpunkten auf, deren jeder ein elektrisches Signal erzeugt, welches
proportional zum auf den Bildpunkt einfallenden Licht ist bzw. dieses
wiedergibt. Diese elektrischen Signale werden dann verarbeitet, um
festzustellen, ob die Linse zur Verwendung beim Konsumenten akzeptabel
ist. Es kann jedes geeignete Verfahren angewandt werden, um die
elektrischen Signale von der Bildpunktanordnung zu verarbeiten bzw.
zu analysieren. Solche Verfahren sind beispielsweise in EP-A-0 604
179 und EP-A-0 604 174 beschrieben.
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Wie
in 3 dargestellt, werden zur Kontrolle der sechzehn
im Kontrollträger 10 befindlichen
Linsen separate Systeme verwendet. Nach der Beendigung der Kontrolle
der letzten Reihe von Linsen, sendet das automatische Linsenkontrollsystem
einen Datenblock mit den Ergebnissen der optischen Kontrolle zur
programmierbaren Logik-Steuerung, wo diese zum Verdichten der Linsen
für die
Verpackung verwendet werden.
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Nachdem
die Linsen vom automatischen Linsenkontrollsystem 15 geprüft worden
sind, wird die Kontrollpalette durch die zweite Doppelachs-Überkopf-Transporteinrichtung 22 abgehoben und
auf dem Förderer 12b für den Transport
zur Station 24 zur Entfernung des entionisierten Wassers plaziert.
Das entionisierte Wasser wird durch eine speziell gestaltete Düse entfernt,
wie sie in EP-A-0 618 063 beschrieben ist.
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Wie
schon früher
erwähnt,
wird das entionisierte Wasser genutzt, um die Linse während des Kontrollvorganges
im Verpackungsträger
zu zentrieren, aber es wird vor der Verpackung entfernt, um die präzise Dosierung
einer gepufferten Salzlösung
in der Endverpackung zu ermöglichen,
was nachfolgend im Detail beschrieben werden soll.
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Nach
der Entfernung des entionisierten Wassers werden die Linsen, die
Verpackungsträger
und die Kontrollpalette zum Verpackungs-Aufnahmepunkt 25 transportiert,
wo die Kontrollpalette 10 eingeklemmt wird, um es zu ermöglichen,
daß eine zweite
Roboter-Überführungsvorrichtung 200 die Verpackungsträger und
die Linsen von dort entnimmt.
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Der Verdichtungspuffer
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Wie
in den 2, 3 und 16 dargestellt,
ist die zweite Roboter-Überführungsvorrichtung 200 in
der Nähe
der Förderer 12 und 13 positioniert, und
sie ist mit einer 2 × 8-Anordnung 202 von
sechzehn unabhängig
betätigbaren
Vakuum-Greifern versehen. Die Kontrollpalette 10b wird
vom Förderer 12 zu
einem vorgegebenen Erzeugnis-Aufnahmepunkt 25 befördert, wie
es in 3 dargestellt ist, und die 2 × 8-Anordnung 202 darunter
positioniert, um alle sechzehn Erzeugnisse vom Kontrollträger 10b unmittelbar
nach der Entnahme des entionisierten Wassers, wie zuvor im Zusammenhang
mit 3 beschrieben, zu entnehmen.
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Bei
der Realisierung der vorliegenden Erfindung wird eine programmierbare
Logik-Steuerung verwendet,
um die verschiedenen Elemente der vorliegenden Erfindung zu steuern
und einen Datenblock der optischen Kontrolle vom automatisierten Kontrollsystem
zu empfangen, welcher eine Marke für jedes der Erzeugnisse im
Kontrollträger 10b setzt, das
nicht den Vorschriften entspricht.
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Nachdem
die Erzeugnisse 20 vom Kontrollträger 10b entnommen
wurden, positioniert die Roboter-Überführungsvorrichtung 200 die
2 × 8-Anordnung über dem
Förderband 14 und
entlädt
selektiv diejenigen Erzeugnisse, welche nicht den Vorschriften entsprechen.
Diese Erzeugnisse werden dann durch den Förderer 14 zur anschließenden Zerkleinerung
und zum Recycling entfernt.
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Die
Roboter-Vorrichtung 200 plaziert dann die verbleibenden
Erzeugnisse auf einem Vakuum-Verdichtungspuffer 230, wie
bei 230c angegeben. Der Vakuum-Verdichtungspuffer nach
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 16 bis 19 beschrieben,
wobei 230a und 230b schematisch ein Paar langgestreckter
Vakuumschienen bezeichnen, die von Gehäuse-Elementen 231a und 231b umschlossen
sind, welche Vakuumkammern 242a und 242b umschließen sowie
eine Vielzahl von Vakuumschlitzen 244a und 244b begrenzen.
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Die
Erzeugnisanordnung, wie sie bei 230c abgelegt wird, weist
Lücken
oder zufällig
verteilte Schwankungen im Erzeugnisfluß auf, welche aus der Entnahme
der nicht vorschriftsmäßigen Erzeugnisse aus
dem seriellen Erzeugnisstrom resultieren. Der Vakuum-Verdichtungspuffer 230 weist
ein Paar pneumatischer Erzeugnisstößel 232 und 234 auf,
die zum Verdichten der Erzeugnisgruppe 230c mit den anderen,
bereits verdichteten Erzeugnissen auf der Verdichtungsschiene 230 dienen.
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Jeder
der Pneumatikstößel 232 und 234 wird unabhängig in
Richtung des Pfeiles C vorgeschoben, bis jeder Erzeugnisstrom verdichtet
ist, wodurch Lücken
oder Leerstellen, die von der Kontrolle und Zurückweisung fehlerhafter Erzeugnisse
herrühren,
beseitigt werden. Wenn sich beispielsweise das Erzeugnis 20f an
das Erzeugnis 20g anlegt, wird der gesamte Erzeugnisfluß vom Erzeugnisstößel 232 vorgeschoben
und löst
einen optischen Sensor 236 aus, welcher ein Steuersignal
für die
programmierbare Logik-Steuerung erzeugt, um den Erzeugnisstößel 232 abzuschalten
und in seine Ausgangs- bzw. Startposition zurückzubringen. In entsprechender
Weise erzeugt der optische Sensor 238 ein entsprechendes Rückkehrsignal
für den
Erzeugnisstößel 234,
wenn der zweite Erzeugnisstrom verdichtet worden ist. Nach der Verdichtung
der Erzeugnisse kehrt ein gesonderter Weiterschaltmechanismus 240 beide
Erzeugnisströme
in Richtung des Pfeiles D zu einem vorgegebenen Positionierungspunkt
für die
nachfolgende Roboter-Handhabung um. Bei der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist der Verdichtungspuffer 230 ein Paar Vakuumschienen 230a und 230b auf,
welche das Erzeugnis leicht erfassen, um eine Gleitbewegung des
Erzeugnisses als Reaktion auf die Bewegung der Erzeugnisstößel 232 und 234 zu
ermöglichen,
wobei jedoch ein „schindelartiges" Übereinanderschieben der Erzeugnisse
während
der Verdichtung vermieden wird.
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Wie
in den 18 und 19 dargestellt, sind
die Erzeugnis-Stößel 232 und 234 auf
pneumatisch angetriebenen Schlitten befestigt, von denen in 18 einer
in Seitenansicht und in 19 zwei
in Draufsicht zu erkennen sind. Der Schlitten weist einen stangenlosen
Zylinder 250 auf, der linearbeweglich in einem Pneumatikzylinder 252 angebracht
ist und durch eine Führungsstange 251 geführt wird.
Die Erzeugnis-Stößel 232 und 234 sind
auf ihren jeweiligen Schlitten durch ein Paar paralleler Stangen 254a, 254b, 254c und 254d befestigt,
welche ihrerseits in den Gehäusen 250a und 250b linearbeweglich
sind.
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Die
Kette der Erzeugnisse wird in Richtung des Pfeiles C vorgeschoben,
bis sie einen oder beide optische(n) Sensor(en) 236 bzw. 238 auslöst. Wenn die
optischen Sensoren ausgelöst werden,
kehrt die programmierbare Logik-Steuerung die pneumatische Vorspannung
des stangenlosen Zylinders 252 um, und der Schlitten 250 wird
in seine in 18 dargestellte Ausgangsposition
zurückgefahren.
Zusätzlich erzeugt
ein Annäherungssensor
(nicht dargestellt) am Ende des Hubes ein Signal, um die Bewegungsrichtung
des Schlittens 250 umzukehren, wenn auf einer oder beiden
Verdichtungspufferschiene(n) 230a bzw. 230b kein
Erzeugnis abgelegt worden ist.
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Nachdem
die jeweiligen Erzeugnis-Ströme von
der Position 230c zum optischen Sensor 238 vorgeschoben
worden sind, wird ein Erzeugnis-Weiterschaltmechanismus 240 betätigt, um
die Erzeugniskette zu einer vorgegebenen Position zur Positionierung
an einer dritten Roboter-Überführungsvorrichtung 300 zurückzuführen, welche
die Erzeugnisse auf den Verpackungs-Weiterschalt-Drehtisch 400 überführt. Der
Erzeugnis-Weiterschaltmechanismus 240 weist einen Pneumatikzylinder 264 auf,
welcher einen Stößel 266 sowie
eine Stößel-Platte 262 zur Anlage
am Erzeugnis-Strom auf den Vakuum-Verdichtungsschienen betätigt. Der
Erzeugnis-Stößelarm 262 führt dann
die Vorderkante des ersten Verpackungsträgers auf jeder Vakuumschiene
zu einer vorgegebenen Weiterschalt-Position zurück, die mit der 2 × 5-Anordnung 302 an
der Verpackungs-Roboter-Überführungsvorrichtung 300 übereinstimmt.
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Verpackungsüberführung
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Eine
Verpackungszufuhr-Roboter-Handhabungsvorrichtung 300 ist
zwischen dem Verdichtungspuffer 230 und einer Verpackungsstation 400 angeordnet
und mit einer Anordnung 302 ausgerüstet, welche zehn Vakuumgreifer,
angeordnet in einer 2 × 5-Matrix,
aufweist. Die 2 × 5-Matrix 302 wird
zuerst über
der Erzeugnisgruppe 24d positioniert, und die Vakuumgreifer
werden betätigt,
um die ersten zehn Erzeugnisse vom Vakuum-Verdichtungspuffer 230 abzuheben.
Die Verpackungs-Roboter-Handhabungsvorrichtung 300 positioniert
die 2 × 5-Anordnung
und Erzeugnisgruppe 20d dann über der Position 1 auf dem
Verpackungs-Weiterschalttisch 400 und läßt die Anordnung der Erzeugnisse
auf die auf dem Verpackungs-Weiterschalttisch 400 angebrachte
Trägerpalette 410 fallen.
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Während der
Verpackung dreht der Verpackungs-Weiterschalttisch 400 die
Trägerpaletten 410 von
Position zu Position, wo die aufeinanderfolgenden Verpackungsschritte
durchgeführt
werden. Im Falle einer Fehlfunktion oder Verzögerung bei der Funktion des
Verpackungs-Weiterschalttisches 400, kann das im Verdichtungspuffer 230 ankommende Erzeugnis
zeitweilig im Pufferbereich 308 gelagert werden, wo eine
Vielzahl von Pufferpa letten 310 angeordnet ist. Wenn der
Verpackungs-Weiterschalttisch 400 seine Funktion wieder
aufnimmt, überführt die
Verpackungs-Roboter-Handhabungsvorrichtung 300 dann die
Erzeugnisse in 2 × 5-Anordnungen nach
dem Zuerst-ein-zuerst-aus-Schema von den Pufferpaletten 310 auf
die Trägerpaletten 410.
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Wenn
das zu handhabende Erzeugnis zeitempfindlich ist, kann die programmierbare
Logik-Steuerung eine Zeitmarke erzeugen, welche zusammen mit jeder
Erzeugnisanordnung plaziert wird, wenn diese von irgendeiner gegebenen
Bearbeitungsstation zu einer nachfolgenden Bearbeitungsstation überführt wird.
Somit kann eine Zeitmarke auf dem Erzeugnis plaziert werden, wenn
dieses geprüft wird
oder wenn es in den Pufferbereich 308 überführt wird. Wenn das Erzeugnis
in den Puffer 308 überführt wird,
werden zusammen mit der Zeitmarke auch die x-y-Koordinaten der Anordnung
gespeichert. Wenn der Zeitvorrat abläuft, bevor der Verpackungs-Weiterschalttisch 400 seine
Funktion wiederaufgenommen hat, dann wird die Verpackungs-Roboter-Handhabungsvorrichtung 300 das
zeitempfindliche Erzeugnis aussondern und nur solche Erzeugnisse
zur Trägerpalette 410 überführen, welche
die Zeit-Kriterien einhalten. Wenn ein Problem in der Fertigungslinie zur
Zurückweisung
einer regellosen Anzahl von Erzeugnissen führt, so daß an der Position 20d in
jeder Verdichtungsschleife 230a und 230b weniger
als fünf Erzeugnisse
verfügbar
sind, dann überführt die
Roboter-Handhabungsvorrichtung 200 in entsprechender Weise
so viele Erzeugnisse, wie erforderlich sind, um die Erzeugnisströme auf beiden
Seiten des Verpackungs-Verdichtungspuffers 230 auszugleichen und
es dadurch zu ermöglichen,
daß die
Erzeugnisse in 2 × 5-Anordnungen
entnommen werden können. Der
Pufferbereich 308 hat ein Aufnahmevermögen von etwa fünfzig Paletten
für eine
Zwischenlagerung von etwa 10 Minuten des Erzeugnis-Fertigungsstromes,
falls der Verpackungsvorgang zur Wiederbestückung, Instandhaltung oder
Justierung zeitweilig unterbrochen ist.
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Verpackung
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Nachdem
die 2 × 5-Anordnung
von Verpackungsträgern
auf der Trägerpalette 410 abgelegt worden
ist, wird diese Palette zur Position 412 weitergedreht,
wo optische Sensoren prüfen,
ob jede Position der Verpackung beladen ist und ob die Verpackungen
auf der Palette exakt ausgerichtet sind. Dann wird der Weiterschalt-Drehtisch 400 wiederum zur
Station 414 gedreht, wo jeder der einzelnen Verpackungsträger dosiert
mit etwa 950 Mikrolitern einer gepufferten Salzlösung gefüllt wird.
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Die
Station 414 ist in 20 in
Seitenansicht dargestellt, wobei fünf Dosierungsdüsen 415 über den
fünf Verpackungsträgern 20 positioniert
sind. Die Dosierungsdüsen 415 sind
an einem einseitig eingespannten Tragarm 450 angebracht,
so daß sie über dem
Drehtisch 400 herabhängen.
Eine Vielzahl von Salzlösungsrohren 417 führen eine
gepufferte Salzlösung
von einer Vielzahl von Präzisions-Dosierungspumpen
heran, die den für
das entionisierte Wasser verwendeten FMI-Pumpen an der Station 16 zur
Dosierung des entionisierten Wassers in den 1 und 3 ähneln.
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Die
Verwendung des entionisierten Wassers bei den Schritten der Hydration
und der Kontrolle beschleunigt deutlich den Lauf der Fertigungslinie
als Ganzes, weil die zeitaufwendige Ionen-Neutralisierung des Polymers,
aus welchem die Linsen bestehen, nicht nach dem Kontrollvorgang
anfällt.
Wenn zur Hydration und Kontrolle entionisiertes Wasser verwendet
wird, besteht der letzte Schritt des Verfahrens darin, in die Endverpackung
mit der Linse eine gepufferte Salzlösung einzuleiten und dann die
Linse in der Verpackung dicht zu verschließen, so daß die Einstellung des endgültigen Gleichgewichtszustandes
der Linse (ionische Neutralisation, endgültige Hydration und endgültige Dimensionierung)
nachdem die Linse verpackt und dicht verschlossen wurde in der Verpackung
bei Raumtemperatur oder bei der Sterilisation erfolgt.
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Es
ist empirisch festgestellt worden, daß es wünschenswert ist, nach der vorliegenden
Erfindung gefertigte weiche Kontaktlinsen zwischen der Entfernung
des entionisierten Wassers bei Station 24 (dargestellt
in 3) und der dosierten Zugabe der Salzlösung bei
Station 414 in 5 nicht länger als sechzig Minuten der
Atmosphäre
auszusetzen. Die programmierbare Logik-Steuerung, welche zuvor die Kontrollergebnisse
vom automatisierten Linsenkontrollsystem empfangen und diese Ergebnissen
den einzelnen Linsen zugeordnet hatte, erteilt den einzelnen Linsen
am Aufnahmepunkt 25 unmittelbar nach der Entfernung des
entionisierten Wassers bei Station 24 auch Zeitmarken.
Diese Zeitmarke wird über den
Verdichtungsvorgang auch auf die 2 × 5-Anordnung übertragen,
wenn diese durch die Verpackungs-Roboter-Überführungsvorrichtung 300 entnommen
wird. Falls der Weiterschalt-Drehtisch 400 nicht in Funktion
ist und die 2 × 5-Anordnung
im Puffer 308 gelagert wird, dann werden die x-y-Koordinaten
der 2 × 5-Anordnung
zusammen mit der Zeitmarke gespeichert, um es der Verpackungs-Roboter-Überführungsvorrichtung 300 zu
ermöglichen, „frische" Erzeugnisse, d.
h. solche, die weniger als sechzig Minuten alt sind, auszuwählen, wenn
der Weiterschalt-Drehtisch 400 seine Funktion wieder aufnimmt.
Nachdem die Funktion wieder aufgenommen wurde, wird die Roboter-Überführungsvorrichtung 300 dann
die „überlagerten" Erzeugnisse entsorgen,
anstatt sie auf den Weiterschalt-Drehtisch 400 zu überführen.
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Nach
der Salzlösungs-Dosierung
bei Station 414 wird bei Station 415 das Niveau
der Salzlösung geprüft und dann
die Trägerpalette
unter eine Erzeugnis-Endkontrollstation 416 sowie zu einer
Folien-Auflagestation 418 gedreht.
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Wie
bereits früher
beschrieben, nimmt jede Gruppe von 5 Verpackungsträgern 20 einen
gemeinsamen Folienlaminatdeckel auf, der durch Wärmeeinwirkung dicht mit dem
Verpackungsträger
verbunden wird. Die Linsenverpackung ist in EP-A-0 604 177 ausführlicher
beschrieben.
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Der
Folienlaminat-Vorrat 432 wird von einer großen Endlosspule über eine
Spannvorrichtung 434 und einen Tintenstrahldrucker 436,
welcher eine Stückzahl-,
Chargen- und Brechkraftzahl der zu verpackenden Linsen aufdruckt,
zugeführt.
Das Folienlaminat wird in zwei Streifen von dem Erzeugnis unbestimmter
Länge abgetrennt
und diese derart mit der 2 × 5-Erzeugnis-Anordnung
verbunden, daß zwei getrennte
1 × 5-Erzeugnis-Streifen
entstehen. Die Folie wird auch zwischen jedem der Verpackungsträger teilweise
getrennt, eingekerbt oder perforiert, um es dem Konsumenten zu ermöglichen,
zum Zeitpunkt der Verwendung eine Einzelverpackung von 1 × 5-Anordnung
abzutrennen. Die teilweise Einkerbung erfolgt durch eine Reihe von
Rollschneiden 440a bis 440d, welche pneumatisch
an eine Trommel 439 angedrückt werden. Die Folie wird
dann durch eine Folienteilungs-Schneide 441 in
zwei Streifen aufgeteilt, und dann durchläuft sie einen stationären Greif- und Fühlmechanismus 442.
Eine Videokamera 438 und eine Reihe von Sensoren an der
Station 442 werden dazu verwendet, eine präzise Ausrichtung
der durch den Tintenstrahldrucker 436 gedruckten Information sowie
die Ausrichtung der bedruckten Felder zu den Perforationen oder
Einkerbungen durch Rollschneiden 439 zu erreichen. Ein
Vorschubgreifer 434 ist vorgesehen, um eine Länge des
Folienlaminates, die einer 1 × 5-Anordnung
entspricht, vorzuschieben und die Streifen durch ein Drehmesser 444 abzuschneiden.
Nach der Durchführung
dieses Schnittes wird der Vorschubgreifer 434 in Richtung
des Pfeiles E in 4 vorgeschoben, um die 1 × 5-Folienstreifen
unter den Vakuum-Greiferköpfen 418a und 418b zu
plazieren. Diese Vakuum-Greiferköpfe
bewegen sich dann nach unten, um die Folie zu erfassen, sie von der
Vorschub- und Schneidstation 434 abzuheben und sie zur
Folienplazierungsstation 418 auf dem Weiterschalt-Drehtisch 400 zu überführen.
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Der
Verpackungs-Weiterschalt-Drehtisch 400 wird dann wiederum
gedreht, und der Wärme-Abdichtungs-Mechanismus 420 dichtet
die fünf separaten
Verpackungsträger
mit einem einzigen Folienstreifen in einem einzigen kurzzeitigen
Hochtemperatur-Verschließ-Arbeitsgang ab.
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Wie
in den 21 und 22 dargestellt, werden
die Folienstreifen mittels Wärme
mit den beiden 1 × 5-Anordnungen
des Verpackungsträgers 20 dicht
verbunden. Ein erwärmter
Abdichtkopf 510 wird von einer Vielzahl von elektrischen
Heizkörpern 512 (von
denen in der Ausführungsform
der 12 zwei dargestellt sind), die an einer Heizplatte 514 angebracht
sind, erwärmt.
Die Heizplatte 514 ist an der Rückseite des Abdichtkopfes 510 befestigt
und wird von einem Pneumatik- oder Preßzylinder 516 gehalten,
welcher den erwärmten
Abdichtkopf 510 gegen die Folienlaminatlage auf den Verpackungsträgern 20 preßt, die
von der Palette 410 gehalten werden, so daß das Folienlaminat
und die Flansche der Verpackungsträger zwischen dem erwärmten Abdichtkopf und
der auf dem Weiterschalt-Drehtisch
aufliegenden Palette 410 gequetscht werden. Der Abdichtkopf
wird elektrisch beheizt, und seine Temperatur wird mittels Thermoelementen 518 an
jeder Seite des Abdichtkopfes 510 gemessen, um die Temperatur,
verglichen mit Anordnungen des Standes der Technik, auf einem hohen
Wert zu halten. Die Temperatur wird auf einem Wert im Bereich zwischen
210°C und
265°C, vorzugsweise
auf 258°C,
gehalten.
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Der
beheizte Abdichtkopf umfaßt
eine 2 × 5-Anordnung
zylindrischer Abdichtelemente 520, von denen jedes eine
Folienlaminatlage auf jeder Gruppe von Verpackungsträgern 20 mit
einer ringförmigen Abdichtung 39 rund
um die Vertiefung 36 im Verpackungsträger 20 befestigt.
Der Pneumatikzylinder ist mittels einer Befestigungsschraube 522 und
zylindrischer Stützstreben 524 mit
dem beheizten Abdichtkopf verbunden. Die Stützstreben 524 sind
mittels Federn 526 nach oben vorgespannt, so daß der beheizte
Abdichtkopf angehoben wird und sich normalerweise in der in 21 dargestellten
oberen Position befindet, solange ihn der Pneumatikzylinder 516 nicht
für den
Abdichtvorgang nach unten drückt.
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In
Funktion wird die vom Pneumatikzylinder erzeugte Reaktionskraft
durch eine eingebaute Kraftmeßzelle 528 gemessen,
und ein Festkörperschaltkreis-Zeitgeber
wird ausgelöst,
wenn eine Kraft von etwa 2700 N erreicht ist, was etwa 75% des Spitzenwertes
von etwa 3600 N ist. Der Festkörperschaltkreis-Zeitgeber
begrenzt die Zeit auf einen relativ kurzen Wert von etwa 0,4 s bis
0,48 s, worauf der Druck im Pneumatikzylinder 516 abgeschaltet
wird. Diese technische Lösung
ist verglichen mit den technischen Lösungen nach dem Stand der Technik
sehr heiß, sehr
stark und sehr schnell, wodurch eine Abdichtung erzeugt wird, die
sowohl abziehbar als auch kundenfreundlich ist.
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Der
Verpackungs-Weiterschalt-Drehtisch 400 ist vorzugsweise
unter der siebenten Winkelposition verstärkt, um den vom Pneumatikzylinder 516 aufgebrachten
Wärme-Abdichtkräften zu
widerstehen. Der Weiterschalt-Drehtisch 400 muß für die hier beschriebenen Arbeitsgänge im wesentlichen
in gleicher Höhe
gehalten werden. Der Pneumatikzylinder 516 übt in der
siebenten Position eine beträchtliche Kraft
auf den Weiterschalt-Drehtisch aus und um diesen entsprechend zu
stützen,
ist auf dem Mittelträger 532 auf
den benachbarten Trägern 534 unter
der pneumatischen Presse ein Stützblock 530 mit
den Abmessungen von etwa 2,5 Zoll mal 3,5 Zoll aus einem festen
Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Teflon®, positioniert.
Der Stützblock 530 hat
ständigen
Kontakt mit dem Weiterschalt-Drehtisch 400,
um sicherzustellen, daß dessen
Durchbiegung unter dem Pneumatikzylinder 516 minimal ist.
Als Alternative könnte
auch eine pneumatisch betätigbare,
bewegliche Stütze
vor der Tätigkeit
des von dem Pneumatikzylinder angetriebenen Wärme-Abdichtkopfes mit dem Boden
des Weiterschalt-Drehtisches 400 in Kontakt gebracht werden
und nach der Funktion des Pneumatikzylinders aus diesem Kontakt
mit dem Boden wieder zurückgezogen
werden.
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Der
Verpackungs-Weiterschalt-Drehtisch 400 wird dann zu Position 422 gedreht,
wo ein linearbewegter Überführungskopf 445 das
abgedichtete Erzeugnis vom Weiterschalt-Drehtisch 400 entfernt und
es in Richtung des Pfeiles F zur Sterilisation und zur Verpackung
in Kartons befördert.
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Nachdem
die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
derselben im einzelnen dargestellt und beschrieben wurde, versteht es
sich für
den Fachmann von selbst, daß die
vorgenannten und andere Änderungen
in Form und Details innerhalb des Schutzumfanges der nachfolgenden Ansprüche vorgenommen
werden können,
ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, welcher allein
durch den Schutzumfang der folgenden Ansprüche begrenzt wird.