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Dokumentenidentifikation DE69803327T2 19.09.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0872307
Titel Drehmaschine und Verfahren
Anmelder Novartis AG, Basel, CH
Erfinder Durazo, Armando, Montebello, California 90640, US;
Morgan, Drew, Woodstock, Georgia 30188, US;
Mannor, Charles, Sugar Hill, Georgia 30518, US
Vertreter Zumstein & Klingseisen, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69803327
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.04.1998
EP-Aktenzeichen 981068026
EP-Offenlegungsdatum 21.10.1998
EP date of grant 02.01.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.09.2002
IPC-Hauptklasse B24B 13/00
IPC-Nebenklasse B24B 13/04   B24B 13/06   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Bearbeitung von dreidimensionalen Flächen an Werkstücken und insbesondere eine Drehbank und ein Drehverfahren zur Bearbeitung von nicht-axialsymmetrischen Flächen an Werkstücken, beispielsweise an Kontaktlinsen.

Manche Menschen sind glücklich genug, ein nahezu perfektes Sehvermögen zu besitzen, das keine optische Korrektur erforderlich macht. Jedoch leiden sehr viele Menschen an einer oder mehreren Beeinträchtigungen ihres Sehvermögens. Beispielsweise leiden einige Menschen an Hypermetropia (Weitsichtigkeit), bei der Bilder näher als ein bestimmter Abstand nicht ordnungsgemäß auf der Retina fokussiert werden können, sondern stattdessen hinter dieser fokussiert werden. Andere Menschen leiden an Myopia oder Kurzsichtigkeit. Die gerade beschriebenen optischen Beeinträchtigungen können typischerweise unter Verwendung von Kontaktlinsen mit sphärischen Flächen korrigiert werden. Jedoch macht ein großer Teil anderweitiger Beeinträchtigungen des Sehvermögens Kontaktlinsen erforderlich, die asphärische Flächen aufweisen. Beispielsweise macht Astigmatismus, ein verbreitetes Leiden, die Verwendung von nichtaxialsymmetrischen Linsenflächen erforderlich. Astigmatismus ist ein Brechungsfehler, bei dem sich die Krümmung des Auges in einer Richtung von derjenigen in einer anderen Richtung unterscheidet. Zu seiner Korrektur ist eine Kontaktlinse mit Flächen mit unterschiedlichen Krümmungsradien erforderlich, um den Astigmatismus auszugleichen. Häufig ist Astigmatismus mit Kurzsichtigkeit oder Weitsichtigkeit verbunden, sodass die erforderlichen Kontaktlinsen beide Zustände korrigieren müssen.

In der Vergangenheit bestand ein Weg der Schaffung von Kontaktlinsen mit sowohl asphärischen Flächen als auch sphärischen Flächen darin, eine sphärische Korrektur an einer konkaven Innenfläche einer Linse maschinell herzustellen und zu polieren und danach die Linse in einer Halteeinrichtung zu krimpen, um die Linse abzuflachen. Die so abgeflachte Linse wird dann an der konvexen Außenfläche maschinell bearbeitet und poliert. Nachdem die Linse aus der Krimpeinrichtung freigegeben worden ist, nimmt die Linse wieder ihre nichtgekrimpte Konfiguration an, wobei eine torische Fläche an der Außenfläche der Linse verbleibt. Dieser Vorgang ist arbeitsintensiv und erfordert eine hohe Präzision beim Krimpen.

Es ist in der Technik erkannt wurden, sodass das Krimpverfahren weniger erwünscht ist, und es sind Bemühungen unternommen worden, für die Herstellung von torischen Linsen ohne Krimpen zu sorgen. Beispielsweise beschreibt das US-Patent 4 680 998 eine Drehbank, bei der ein Linsenrohling an einer Spindel eingespannt und die Spindel gedreht wird. Ein Schneidwerkzeug ist an einem Drehteller abgestützt, dessen Drehschwinge das Schneidwerkzeug genau über die Fläche des Linsenrohlings bewegt. Auf diese Weise wird das Schneidwerkzeug über eine vorbestimmte Werkzeugbahn bewegt, um die Linse zu schneiden, wenn die Spindel umläuft. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die nutzbare Größe (der nutzbare Hub) der oszillierenden Bewegungen des Schneidwerkzeugs stark beschränkt ist, weil, wenn die Größe der oszillierenden Bewegungen zunimmt, sich die Position des Schneidwerkzeugs bezogen auf den Linsenrohling verändert. Dies führt zu einer Beschränkung der Linsen, die mit dieser Anordnung hergestellt werden können.

Die US-Patente 4 884 482 und 4 947 715 betreffen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden einer asphärischen Fläche an einem Werkstück. Die in den Patenten '482 und '715 beschriebene Vorrichtung und das dort beschriebene Verfahren ist dem in dem Patent '988 beschriebenen ganz ähnlich. Jedoch wird bei den Patenten '482 und '715 anstelle der oszillierenden Bewegung des Schneidwerkzeugs, wie dies in dem Patent '998 beschrieben ist, das Werkstück oszillierend bewegt (durch eine oszillierende Bewegung der Spindel) in dem Bemühen, den effektiven, nutzbaren Hub der oszillierenden Bewegungen zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück zu verbessern. Jedoch ist die oszillierende Bewegung des Werkstücks etwas problematisch.

Dem entsprechend ist ersichtlich, dass noch ein Bedarf für eine Drehbank und ein Drehverfahren verbleibt, die die Herstellung von nicht-axialsymmetrischen Flächen an Linsen gestatten und die für einen größeren wirksamen Hub gegenüber bekannten Vorrichtungen und Techniken sorgen. Die vorliegende Erfindung ist hauptsächlich auf die Schaffung einer solchen Drehbank und eines solchen Drehverfahrens gerichtet.

Kurz beschrieben umfasst bei einer ersten bevorzugten Form die vorliegende Erfindung eine Drehbank zum Herstellen eines Produkts mit einer nicht-axialsymmetrischen Gestalt aus einem Werkstück. Die Drehbank ist insbesondere gut für die Herstellung von Kontaktlinsen mit torischen Flächen geeignet. Die Drehbank umfasst eine Spindel zum Umlaufenlassen des Werkstücks um eine Drehachse und ein Schneidwerkzeug zum Schneiden des Werkstücks. Die Drehbank besitzt auch ein bewegbares Bett zum Abstützen des Schneidwerkzeugs in einer festgelegten Winkelausrichtung bezogen auf die Drehachse und zum Bewegen des Schneidwerkzeugs entlang einer vorbestimmten Bahn angrenzend an das Werkstück, wenn die Spindel das Werkstück umlaufen lässt. Auch sind Mittel für die oszillierende Bewegung des Schneidwerkzeugs entlang einer Achse für eine oszillierende Bewegung vorgesehen, wenn das bewegbare Bett das Schneidwerkzeug entlang der vorbestimmten Bahn bewegt. Die Achse für die oszillierende Bewegung ist unter einem feststehenden, von Null verschiedenen Winkel in Hinblick auf die Drehachse ausgerichtet.

Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung bieten wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Vorrichtungen und Verfahren. Bei einem Teil des bekannten Standes der Technik ist der wirksame Hub der oszillierenden Bewegung infolge des Umstandes beschränkt, dass die oszillierenden Bewegungen parallel zu der Drehachse auftreten, während ein großer Teil der Fläche einer zu bearbeitenden Linse derart ausgerichtet ist, dass die Drehachse nicht rechtwinklig zu der Fläche an diesem Punkt verläuft. Bei einem anderen Teil des Standes der Technik ist der wirksame Hub durch die Natur der oszillierenden Bewegungen des Schneidwerkzeugs beschränkt. Im Gegensatz hierzu erreicht die vorliegende Erfindung eine größere effektive Nutzung des beschränkten aktuellen Hubs der bekannten Einrichtung für die oszillierende Bewegung durch Verschwenken der Achse der oszillierenden Bewegung zu einem Winkel bezogen auf die Drehachse und/oder durch das oszillierende Bewegen des Schneidwerkzeugs mit einer translationalen Bewegung.

Die Erfindung gestattet die Herstellung von Kontaktlinsen in einen größerem Umfang, einschließlich von Kontaktlinsen mit größerer Asymmetrie als bisher möglich. Entsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehbank und ein Drehverfahren zu schaffen, die zur Herstellung von nichtaxialsymmetrischen Linsen in einem großen Umfang in der Lage sind. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drehbank und ein Drehverfahren zu schaffen, die zur Herstellung von Linsen mit einer größeren Nicht-Axialsymmetrie in der Lage sind. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drehbank und ein Drehverfahren zu schaffen, die für einen größeren, effektiven Hub der oszillierenden Bewegung unter Verwendung der bekannten Einrichtung für die oszillierende Bewegung sorgen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drehbank und ein Drehverfahren zum Herstellen von nicht-axialsymmetrischen Linsen zu schaffen, die in ihrem Aufbau einfach, im Betrieb haltbar und wirtschaftlich herzustellen und zu benutzen sind.

Fig. 1A ist eine vordere Seitenansicht einer nicht-axialsymmetrischen Linse, die mit der Vorrichtung und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann;

Fig. 1B ist eine linke Seitenansicht der nicht-axialsymmetrischen Linse von Fig. 1;

Fig. 1C ist eine Seitenansicht einer anderen nicht-axialsymmetrischen Linse, die mit der Vorrichtung und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann;

Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Drehbank des Standes der Technik zum Herstellen von nicht-axialsymmetrischen Linsen;

Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht auf eine Drehbank gemäß einer bevorzugten Form der Erfindung zum Herstellen von nicht-axialsymmetrischen Linsen;

Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht eines Teils einer nicht-axialsymmetrischen Linse, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;

Fig. 5 ist eine perspektivische, schematische Ansicht einer Drehbank gemäß einer weiteren bevorzugten Form der Erfindung;

Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Einrichtung für die oszillierenden Bewegung der Drehbank von Fig. 5.

Es wird jetzt im Detail auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile aller verschiedenen Ansichten bezeichnen; Fig. 1A bis 1C geben Beispiele von nicht-axialsymmetrischen Linsengestalten an, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können. Es ist zu beachten, dass diese Linsengestalten selbst nicht neu sind und dass sie in der Vergangenheit hergestellt worden sind, allerdings zu höheren Kosten und mit größerer Schwierigkeit als bei der Verwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1A und Fig. 1B zeigen eine vordere und eine linke Seitenansicht einer torischen Linse 10 mit einem sphärischen Bereich 11 und einem asphärischen Bereich 12. Wie durch einen Vergleich von Fig. 1A und Fig. 1B ersichtlich ist, besitzt der asphärische Bereich 12 einen ersten Krümmungsradius r&sub1; in einer Richtung und einen zweiten, gänzlich anderen Krümmungsradius r&sub2; bei Betrachtung aus einer Richtung rechtwinklig hierzu.

Fig. 1C zeigt eine andere Art einer Nicht-Axialsymmetrie, bei der eine torische Linse 15 einen im Allgemeinen sphärischen oberen Bereich 16, einen asphärischen zentralen Bereich 17 und einen Ballastbereich 18 aufweist. Wie aus Fig. 1C zu ersehen ist, besitzt der Ballastbereich 18 eine Dicke t&sub2;, die wesentlich größer als die Dicke t&sub1; des oberen Bereich 16 ist.

Fig. 2 zeigt eine Drehbank des Standes der Technik zum Herstellen von torischen Linsen einer allgemeinen Art, hergestellt von Rank Pneumo und im Stand der Technik bekannt. Die Drehbank 20 des Standes der Technik besitzt eine nicht dargestellte Basis und ein Spindelgehäuse 21, das daran abgestützt ist. Das Spindelgehäuse 21 umgibt eine drehbare Spindel 22 und stützt diese ab, die durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben ist. Wie bereits im Stand der Technik bekannt ist, besitzt die Drehbank 20 auch einen Sensor zum Feststellen der augenblicklichen Winkelposition der Spindel zum Koordinieren der Bewegungen das Schneidwerkzeugs.

Die Drehbank 20 des Standes der Technik besitzt auch ein entlang von zwei Achsen bewegbares Bett oder einen entsprechenden Teller 23. Ein Werkzeughalter 24 ist mittels eines Abstützungsgehäuses 26 für einen Werkzeughalter abgestützt, das seinerseits an dem Teller 23 angebracht ist. Das Abstützungsgehäuse 26 für den Werkzeughalter umgibt ein inneres (nicht dargestelltes) Mittel für eine oszillierende Bewegung des Werkzeughalters vor und zurück in der Richtung eines Doppelpfeils 27 entlang der Achse 28 der oszillierenden Bewegung. Auf diese Weise wird ein Schneidwerkzeug 29, das an dem Werkzeughalter 24 angebracht ist, entlang der Achse 28 für die oszillierende Bewegung vor und zurück oszillierend bewegt.

Ein Spannfutter 31 ist an dem Ende der Spindel 22 zum Abstützen eines Linsenrohlings oder Werkstücks 32 angebracht. Die Spindel 22 lässt das Werkstück 32 um die Drehachse 33 umlaufen. Wenn das Werkstück 32 um die Drehachse 33. Wenn das Werkstück 32 um die Drehachse 33 umläuft, bewegt sich der Teller 23 entlang einer vorbestimmten Bahn unter Verwendung von herkömmlichen CNC (Computer Numerical Control) -Prinzipien. Hierbei bewegt sich der Teller auf der X- und der Z-Achse.

Die gerade beschriebene und in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung des Standes der Technik verwendet piezoelektrische Dual-Betätigungselemente mit einer Bewegungsverstärkungs-Hebeleinrichtung für das oszillierende Bewegen des Werkzeughalters 24 und des Schneidwerkzeugs 29. Der Bereich der oszillierenden Bewegung misst 0,4 mm (weniger, wenn die Geschwindigkeit der oszillierenden Bewegung zunimmt). Diese Beschränkung des Hubs auf 0,4 mm bewirkt eine Beschränkung der Arten der nicht-axialsymmetrischen torischen Linsen, die unter Verwendung einer solchen Anordnung hergestellt werden können, weil in vielen Fällen ein Hub größer als 0,4 mm erforderlich sein würde, um die gewünschte Asymmetrie zu schaffen.

Fig. 3 zeigt die neue Drehbank 40 gemäß einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung. Die Drehbank 40 ist in vielfacher Hinsicht gleich der Drehbank 20 des Standes der Technik, die in Fig. 2 dargestellt ist. Beispielsweise besitzt die neue Drehbank 40 eine nicht dargestellte Basis, ein Spindelgehäuse 21 und eine Spindel 22. Die Drehbank 40 besitzt auch einen Teller oder ein bewegbares Bett 23 zur Bewegung in der X- und der Z-Richtung. Die neue Drehbank 40 besitzt auch ein Spannfutter 31 zum Abstützen eines Werkstücks oder Linsenrohlings 32. Ein Werkzeughalter 24 stützt ein Schneidwerkzeug 29 ab und ist seinerseits mittels eines Werkzeughalter-Abstützungsgehäuses 26 abgestützt. Es ist zu beachten, dass die Winkelausrichtung des Schneidwerkzeugs 29 gegenüber dem Werkzeughalter 24 vorzugsweise gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Ausrichtung verschoben ist (siehe Fig. 3), um eine geeignete Darbietung das Schneidwerkzeugs gegenüber dem Werkstück zu bewirken. Das Werkzeughalter-Abstützungsgehäuse 26 besitzt auch eine innen angebrachte Einrichtung zur oszillierenden Bewegung des Werkzeughalters (und damit des Schneidwerkzeugs 29) vor und zurück. In dieser Hinsicht werden die piezoelektrischen Betätigungselemente verwendet, oder kann alternativ ein Motor verwendet werden, um den Werkzeughalter oszillierend zu bewegen, wie in dem US-Patent 4 680 998 angegeben ist. Alternativ können andere Ausbildungen bzw. Anordnungen zur oszillierenden Bewegung des Werkzeughalters und des Schneidwerkzeugs vorgesehen sein.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besteht ein bedeutender Unterschied zwischen der neuen Drehbank 40 und dem, was bei der Konfiguration des Standes der Technik, die in Fig. 2 angegeben ist, dargestellt ist, nämlich dass die Achse 48 der oszillierenden Bewegung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht weiterhin parallel zu der Drehachse 33 ausgerichtet ist. Stattdessen ist die Achse 48 der oszillierenden Bewegung unter einem schrägen Winkel α bezogen auf die Achse der oszillierenden Bewegung ausgerichtet. Vorzugsweise liegt der schräge Winkel α im Bereich zwischen etwa 20º und 70º bezogen auf die Achse 33 der oszillierenden Bewegung. In noch weiter bevorzugter Weise misst der schräge Winkel α zwischen 30º und 60º bezogen auf die Drehachse. In am meisten bevorzugter Weise misst der schräge Winkel etwa 45º.

Fig. 4 ist bei dem Verständnis der Bedeutung der anderweitigen Anordnung der Achse für die oszillierende Bewegung unter dem schrägen Winkel α von Nutzen. In Fig. 4 ist ein Bereich einer Linse L mit Bezug auf die Drehachse 33 dargestellt. Die Linse L besitzt einen sphärischen Bereich 51 und einen asphärischen Bereich 52. In dem asphärischen Bereich 52 ist die Nicht-Axialsymmetrie mittels einer gestrichelten Linie 53 dargestellt. Wenn man die Drehbank des Standes der Technik von Fig. 2 zu dem Versuch verwenden würde, diese Nicht-Axialsymmetrie herzustellen, würde der Hub der oszillierenden Bewegung des Schneidwerkzeugs größer als der Abstand d&sub2; sein, um die gewünschte Tiefe zu erreichen. Jedoch ist der maximale Hub der oszillierenden Bewegung in vielen Fällen kleiner als der Abstand d&sub2;. Dadurch, dass die Achse 48 der oszillierenden Bewegung um den Winkel α gegenüber der Drehachse versetzt ist, um das gleiche Profil zu erreichen, entspricht der Abstand d&sub1; dem notwendigen Hub, der erforderlich ist, um das Profil zu erreichen. Einfach ausgedrückt, wird die Achse der oszillierenden Bewegung idealerweise dort um einen Winkel verschwenkt, wo sie rechtwinklig zu der Fläche der Linse verläuft, bei der keine Nicht-Axialsymmetrie erforderlich ist. Auf diese Weise ist der eingeschränkte aktuelle Hub der bekannten Einrichtung für die oszillierenden Bewegung für die Erreichung eines gewünschten nicht-axialsymmetrischen Profils wirksamer genutzt. Wenn der Werkzeughalter in einer festgelegten Ausrichtung mit Bezug auf die Drehachse gehalten ist, ist die Rechtwinkligkeit nicht über der Gesamtheit der Fläche aufrechterhalten. Es ist möglich, eine Anordnung bzw. Ausbildung zu schaffen, bei der die Ausrichtung des Werkzeughalters während der Verwendung verändert wird, um eine echte Rechtwinkligkeit an allen Punkten entlang der Fläche aufrechtzuerhalten, jedoch auf Kosten zusätzlicher mechanischer Komplexität und zusätzlicher computermäßiger bzw. berechnungsmäßiger Komplexität.

Der Fachmann wird erkennen, dass die für die Regelung der oszillierenden Bewegungen der Drehbank des Standes der Technik verwendete Software modifiziert werden muss, um den Winkel α einzustellen. Jedoch stellt der erforderliche mathematische Ausgleich ein geradliniges trigonometrisches Problem dar. Der Fachmann wird leicht erkennen, dass, während die Achse der oszillierenden Bewegung in Fig. 3 als an einer Seite der Drehachse liegend dargestellt ist, sie leicht an der anderen Seite angeordnet sein kann. Weiter ist die vorliegende Erfindung, zusätzlich dazu, dass sie für die Herstellung von Kontaktlinsen (neben anderen Produkten) sehr brauchbar ist, in gleicher Weise für die Herstellung von Formen und anderen Bearbeitungen zur Herstellung von Kontaktlinsen brauchbar.

Fig. 5 zeigt eine Drehbank 110 gemäß einer zweiten bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung. Die Drehbank 110 besitzt ein Spindelgehäuse 121 und eine angetriebene Spindel 122 zum Abstützen und Umlaufenlassen eines Werkstücks 132. Das Werkstück wird um eine Drehachse 133 in Umlauf versetzt. Die Drehbank 110 besitzt auch einen Drehteller 123, der ein Gehäuse 126 abgestützt. Das Gehäuse 126 besitzt eine Einrichtung (in dieser Figur nicht dargestellt) für die oszillierende Bewegung (eine Einrichtung zur oszillierenden Bewegung 30 in einer translationalen Weise vor und zurück) eines Werkzeughalters 124, der ein Schneidwerkzeug 129 abstützt. Auf diese Weise wird das Schneidwerkzeug 129 entlang der Achse 130 der Bewegung hin und her bewegt. Ein oberer Bereich des Drehtellers 123 bewegt sich genau in der Richtung des bogenförmigen Richtungspfeils 140, um das Schneidwerkzeug 129 entlang einer vorbestimmten bogenförmigen Bahn angrenzend an das Werkstück 132 zu bewegen.

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Einrichtung für das oszillierenden Bewegen des Schneidwerkzeugs 129 in einer hin und her gehenden translationalen Weise. Die Einrichtung 150 für das oszillierende Bewegen besitzt Führungsmittel 151 und 152 zum Führen der Werkzeugstange 124, um deren Bewegung auf eine hin und her gehende, translationale Bewegung einzuschränken, die mittels des Pfeils 130 angegeben ist. Auch können weitere (nicht dargestellte) Führungsmittel an den Seiten der Werkzeugstange 124 vorgesehen sein, um die Bewegung auf eine translationale, hin und her gehende Bewegung weiter einzuschränken. Die Einrichtung 150 ist eine solche der allgemeinen Art, die bei der oben beschriebenen Rank Pneumo Vorrichtung verwendet wird.

Die Einrichtung 150 für die oszillierende Bewegung weist auch ein Paar von piezoelektrischen Elementen 156 und 157 zur Bewirkung einer Schwenkbewegung eines Pendels 158 um einen Schwenkpunkt 159 auf. Wenn die Höhe jedes der piezoelektrischen Elemente 156 und 157 ansteigt und fällt bei sich verändernden Spannungen, die dort angelegt sind, bewirkt dies, dass das Pendel 158 um den Schwenkpunkt 159 herum schwenkt, und bewirkt dies, dass sich das untere Ende 161 des Pendels entlang einer bogenförmigen Bahn der Bewegung bewegt, die mittels des Pfeils 160 angegeben ist. Ein Hebel oder eine Strebe 162 ist an dem einen Ende mit dem unteren Ende 161 des Pendels 158 schwenkbar verbunden und an dem gegenüberliegenden Ende mit einem rückseitigen Bereich der Werkzeugstange 124 verbunden. Auf diese Weise wird die Schwenkbewegung des unteren Endes 161 des Pendels 158 in eine translationale Bewegung der Werkzeugstange 124 umgewandelt. Bei einem an dem oberen Bereich der Werkzeugstange 124 fest befestigten Schneidwerkzeug 129 wird eine hin und her gehende, translationale Bewegung des Schneidwerkzeugs erreicht.

Die vorliegende Erfindung besitzt einige beachtenswerte Vorteile gegenüber der Drehbank des Standes der Technik mit einer Einrichtung für eine oszillierende Bewegung. In erster Linie gestattet sie für ein gegebenes Profil die Verwendung einer kleineren oszillierenden Bewegung zur Erreichung der gleichen asymmetrischen Tiefe. Die Verwendung einer kleineren oszillierenden Bewegung gestattet häufig eine Erhöhung der Geschwindigkeit der oszillierenden Bewegung, wodurch es gestattet wird, dass die Geschwindigkeit der Spindel ebenfalls erhöht wird. Dies erhöht den Ausstoß der Produktion oder die Produktionsgeschwindigkeit der Drehbank. Weiter gestatten die vorliegende Vorrichtung und das vorliegende Verfahren auch eine effektivere Verwendung des maximalen Hubs der bekannten Einrichtung für eine oszillierende Bewegung zur Vergrößerung des effektiven Bereichs der Einrichtung für eine oszillierende Bewegung.

Weiter vergrößert die Verwendung einer Einrichtung für eine oszillierende, translationale, hin und her gehende Bewegung (siehe Fig. 5 und 6) mit einem Drehteller die Brauchbarkeit einer Drehteller-Drehbank. Mit anderen Worten können Profile, die bisher unter Verwendung der bekannten Anlagen nicht hergestellt werden konnten, jetzt mit der neuen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.


Anspruch[de]

1. Drehbank zur Herstellung eines Produkts mit einer nicht-axialsymmetrischen Gestalt aus einem Werkstück, beispielsweise einer Kontaktlinse mit einer oder mehreren torischen Flächen, wobei die Drehbank umfasst:

eine Spindel für die Umlaufbewegung des Werkstücks um eine Drehachse;

ein Schneidwerkzeug;

ein bewegbares Bett zum Abstützen des Schneidwerkzeugs in einer festgelegten Winkelausrichtung mit Bezug auf die Drehachse und zur Bewegung des Schneidwerkzeugs entlang einer vorbestimmten Bahn in der Nähe des Werkstücks, wenn die Spindel das Werkstück umlaufen lässt, wobei das bewegbare Bett zu einer translationalen Bewegung entlang mindestens einer ersten Achse und einer zweiten Achse quer zu der ersten Achse in der Lage ist; und

ein Mittel zur oszillierenden Bewegung des Schneidwerkzeugs entlang einer Achse für eine oszillierende Bewegung, wenn das bewegbare Bett das Schneidwerkzeug entlang der vorbestimmten Bahn bewegt, wobei die Achse für die oszillierende Bewegung unter einem von Null verschiedenen Winkel in Hinblick auf die Drehachse ausgerichtet ist.

2. Drehbank nach Anspruch 1, wobei die Achse für die oszillierende Bewegung unter einem Winkel zwischen etwa 20º und 70º in Hinblick auf die Drehachse ausgerichtet ist.

3. Drehbank nach Anspruch 1, wobei die Achse für die oszillierende Bewegung unter einem Winkel zwischen etwa 30º und 60º in Hinblick auf die Drehachse ausgerichtet ist.

4. Drehbank nach Anspruch 1, wobei die Achse für die oszillierende Bewegung unter einem Winkel von etwa 45º in Hinblick auf die Drehachse ausgerichtet ist.

5. Drehbank nach Anspruch 1, wobei der von Null verschiedene Winkel konstant gehalten ist und sich nicht verändert.

6. Drehbank nach Anspruch 1, wobei das Mittel für die oszillierende Bewegung des Schneidwerkzeugs für eine translationale, oszillierende Bewegung des Schneidwerkzeugs sorgt.

7. Drehbank zur Herstellung eines Produkts mit einer nicht-axialsymmetrischen Gestalt, beispielsweise einer torischen Kontaktlinse, wobei die Drehbank umfasst: eine Spindel für die Umlaufbewegung des Werkstücks um eine Drehachse; einen Schneidwerkzeughalter; ein bewegbares Bett zum Abstützen des Schneidwerkzeughalters in einer festgelegten Winkelausrichtung mit Bezug auf die Drehachse und zur Bewegung des Schneidwerkzeughalters in einer festgelegten Winkelausrichtung mit Bezug auf die Drehachse und zum Bewegen des Werkzeughalters entlang einer vorbestimmten Bahn, wenn die Spindel das Werkstück umlaufen lässt, und eine Vorrichtung zur oszillierenden Bewegung des Schneidwerkzeughalters entlang einer Achse für eine oszillierende Bewegung, wobei die Vorrichtung für eine oszillierende Bewegung derart ausgerichtet ist, dass die Achse der oszillierenden Bewegung unter einem schrägen Winkel in Hinblick auf die Drehachse ausgerichtet ist.

8. Drehbank nach Anspruch 7, wobei der schräge Winkel zwischen etwa 20º und 70º misst.

9. Drehbank nach Anspruch 7, wobei der schräge Winkel zwischen etwa 30º und 60º misst.

10. Drehbank nach Anspruch 7, wobei der schräge Winkel etwa 45º misst.

11. Verfahren zur Herstellung von Produkten mit einer nicht-axialsymmetrischen Gestalt aus einem Werkstück, wobei das Verfahren unter Verwendung einer Drehbank mit einem Schneidwerkzeug durchgeführt wird und folgende Schritte umfasst:

das Umlaufenlassen des Werkstücks um eine Drehachse;

das Bewegen des Schneidwerkzeugs entlang einer vorbestimmten Bahn angrenzend an das Werkstück, wenn das Werkstück umläuft, wobei der Schritt des Bewegens des Schneidwerkzeugs entlang einer vorbestimmten Bahn durch translationale Bewegungen des Schneidwerkzeugs entlang mindestens von zwei Bewegungsachsen durchgeführt wird, die quer zueinander verlaufen; und

dann, wenn das Schneidwerkzeug entlang der vorbestimmten Bahn bewegt wird, das oszillierende Bewegen des Schneidwerkzeugs entlang der Achse für eine oszillierende Bewegung, die unter einem schrägen, sich nicht verändernden Winkel mit Bezug auf die Drehachse ausgerichtet ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der schräge Winkel zwischen etwa 20º und 70º misst.

13. Drehbank nach Anspruch 11, wobei der schräge Winkel zwischen etwa 30º und 60º misst.

14. Drehbank nach Anspruch 11, wobei der schräge Winkel etwa 45º misst.

15. Drehbank zur Herstellung eines Produkts mit einer nicht-axialsymmetrischen Gestalt aus einem Werkstück, beispielsweise einer Kontaktlinse mit einer oder mehreren torischen Flächen, wobei die Drehbank umfasst:

eine Spindel für die Umlaufbewegung des Werkstücks um eine Drehachse;

ein Schneidwerkzeug;

einen Drehteller zum Abstützen des Schneidwerkzeugs und zur Bewegung des Schneidwerkzeugs bogenförmig entlang einer vorbestimmten Bahn angrenzend an das Werkstück, wenn die Spindel das Werkstück umlaufen lässt; und

ein Mittel für eine oszillierende Bewegung des Schneidwerkzeugs translational entlang einer Oszillationsachse, wenn der Drehteller das Schneidwerkzeug entlang der vorbestimmten Bahn bewegt,

wobei das Mittel für eine oszillierende Bewegung angrenzend an den Drehteller angeordnet ist.

16. Verfahren zur Herstellung von Produkten mit einer nicht-axialsymmetrischen Gestalt aus einem Werkstück, wobei das Verfahren unter Verwendung einer Drehbank mit einem Schneidwerkzeug durchgeführt wird und folgende Schritte umfasst:

das Umlaufenlassen des Werkstücks um eine Drehachse;

das schwingende Bewegen des Schneidwerkzeugs bogenförmig entlang einer vorbestimmten Bahn angrenzend an das Werkstück, wenn das Werkstück umläuft; und

das translationale oszillierende Bewegen des Schneidwerkzeugs mit Bezug auf das Werkstück, wenn das Schneidwerkzeug bogenförmig entlang der vorbestimmten Bahn schwingt.







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