DE3780151T2

DE3780151T2 - Spritzgiesseinrichtung und verfahren.

Info

Publication number: DE3780151T2
Application number: DE8787303747T
Authority: DE
Inventors: Jerome Bakalar
Original assignee: Neolens Inc
Current assignee: Neolens Inc
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-04-28
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2007-04-29
Also published as: US4778632A; EP0279972A3; DE3780151D1; EP0279972A2; EP0279972B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gießen von thermoplastischen Rohlinsen und dergleichen und insbesondere auf ein Verfahren und einen Apparat zum Gießen einer oder mehrerer Rohlinsen derselben oder unterschiedlicher optischer Stärke aus einem Polycarbonatharz, um Linsen mit minimaler Spannung herzustellen.
In der Vergangenheit wurden Augenlinsen, Linsen für Instrumente und kleine Fenster aus einem thermoplastischen Material, wie z. B. Polycarbonat-Harz gegossen, da derart hergestellte Produkte ein geringes Gewicht haben, relativ billig sind und beinahe unzerstörbar sind. Gegossene Linsen werfen jedoch spezielle Probleme auf, da sie, um kommerziell annehmbar zu sein, keine Schönheitsfehler und Verzerrungen und an den Randbereichen keine Sternbildungen aufweisen dürfen, die durch ungleichmäßiges Setzen des thermoplastischen Materials in einem Linsenformhohlraum entstehen.
Die GB-A-2027386 beschreibt einen Apparat zum Gießen von Artikeln, wie z. B. Augenlinsen, bei denen geschmolzenes thermoplastisches Harz durch einen relativ schmalen Anguß fester Weite in einen relativ großen, zwischen zwei beweglichen Formhälften definierten Gußraum eingespritzt wird. Eine Form kann zu der anderen hin unter hydraulischem Druck bewegt werden, um das Harz bei der Härtung zu komprimieren und wird durch eine Feder in eine verstellbare Anfangsposition zurückgezogen, wenn der hydraulische Druck gesenkt wird.
Da der schmalste Teil des Weges für das Einspritzen von Harz durch den Anguß definiert ist, der feste Abmessungen hat, hängt die Zeit zum Einspritzen einer angemessenen Menge an Harz zum Herstellen einer Linse von der Größe der Linse ab, wenn nicht der Einspritzdruck zur Kompensation erhöht wird. Ein erhöhter Einspritzdruck kann zu einem Spannungsanstieg bei der gegebenen Linse führen.
Wir haben bereits ein Verfahren und einen Apparat zum Herstellen einer thermoplastischen Linse mit minimaler Spannung entwickelt. Insbesondere weist solch ein Gießapparat (welcher nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist) eine Patrize und eine Matrize auf, zwischen denen der Gußraum definiert ist. Die Gießformen sind so angebracht, daß sie aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können und es ist ein Anguß in der Nähe einer der Formen zum Durchfluß des thermoplastischen Kunststoffs angebracht. Diese Gießform definiert eine Öffnungsweite zum Zuführen von thermoplastischem Kunststoff in den Gießraum und schwimmt als Reaktion auf das Einströmen von thermoplastischem Kunststoff von der anderen Gießform weg. Ein Kompressionselement ist mit der sich bewegenden Gießform in Wirkeingriff und kann von einer Ausgangsposition in eine Endposition bewegt werden, damit die Gießform in Richtung der anderen Gießform bewegt wird und der thermoplastische Kunststoff in dem Gießraum komprimiert wird. Schließlich kann die Ausgangsposition des Kompressionselements zum Einstellen der anfänglichen Öffnungsweite, und damit zum Steuern der Einfüllgeschwindigkeit des thermoplastischen Kunststoffs, verstellt werden. In der bevorzugten Ausführungsform dieses Apparats ist das Kompressionselement ein keilförmiges Gleitteil und der Anguß hat ein Halteringelement, welches die sich bewegende Gießform umgibt.
Eine schematische Darstellung eines Gießapparats dieser Art ist in Fig. 1 gezeigt.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen solchen Gießapparat zu verbessern. Genauer gesagt wurde gefunden, daß sich nach mehrmaligem Gebrauch der Gießform Staubpartikel und andere fremde Substanzen zwischen dem Haltering und der frei bewegten Gießform ansammeln können. Dies erhöht die Reibung zwischen diesen Teilen, so daß sich die frei bewegte Gießform nicht so leicht oder schnell nach hinten bewegt, wenn der Kunststoff eingespritzt wird. Um solch eine anfängliche Trägheit zu überwinden, muß der Einspritzdruck des thermoplastischen Kunststoffes bei früheren Apparaten erhöht werden. Jedoch ist eine Erhöhung des Einspritzdruckes nicht erwünscht, da dies zu einer erhöhten Spannung der in der Gießstation geformten Linse führen kann.
Die vorliegende Erfindung weist einen Apparat zum Gießen einer Linse auf, mit:
einer Patrize und einer Matrize, die einen Gießraum zwischen sich einschließen;
Befestigungsmittel für eine der Gießformen zum Bewegen zur und weg von der anderen Gießform;
Befestigungsmittel für die andere Gießform zum Bewegen zur und weg von der einen Gießform;
eine der anderen Gießform benachbart angeordnete Angußeinrichtung, die einen Anguß zum Durchfluß von thermoplastischem Kunststoff begrenzt;
eine mit der anderen Gießform zusammenwirkende Kompressionseinrichtung, die von einer Ausgangsstellung in Richtung auf eine Endstellung beweglich ist, um die andere Gießform zu der einen Gießform zu bewegen, so daß der thermoplastische Kunststoff im Gießraum verdichtet wird;
Mittel zum automatischen Zurückziehen der anderen Gießform auf einen Maximalabstand von der einen Gießform vor dem Einspritzen des thermoplastischen Kunststoffs; und
Mittel zum Einstellen der Ausgangsstellung der Kompressionseinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der anderen Gießform eine Öffnungsweite zum Einlassen von thermoplastischem Kunststoff in den Gießraum bestimmt, wodurch die Einstellung der Ausgangsstellung der Kompressionseinrichtung die Öffnungsweite einstellt, derart, daß die Füllgeschwindigkeit des thermoplastischen Kunststoffs gesteuert wird.
In bevorzugter Weise hat die Angußeinrichtung eine größere Weite als die durch die Position der anderen Gießform in Betrieb definierte Öffnungsweite, so daß die Öffnungsweite die Einspritzgeschwindigkeit des geschmolzenen Harzes steuert.
Die "schwimmende" oder sich bewegende Gießform (d. h. die genannte "andere" Gießform) wird automatisch zurückbewegt, bevor der thermoplastische Kunststoff eingespritzt wird. Somit muß die anfängliche Trägheit nicht überwunden werden und ein geringerer Einspritzdruck kann im Vergleich zum Apparat der Fig. 1 angewendet werden.
Weiterhin muß bei einem Gießapparat, der der Fig. 1 entsprechend gebildet ist, der Haltering, der die schwimmende Gießform umgibt, eine Form haben, die der Form der ortsfesten Gießform entspricht, da die ortsfeste Gießform größer ist als die bewegliche Gießform. Dementsprechend ist es, wenn die ortsfeste Gießform geändert wird, um eine andere Krümmung zu liefern, auch notwendig, den Haltering auszuwechseln.
Außerdem wurde festgestellt, daß die feste Gießform, die Patrize in Fig. 1, beim Herstellen von verschiedenen Linsen öfters ausgewechselt werden muß als die Matrize. Dadurch, daß die Patrize wiederholt ausgewechselt werden muß, ist es erforderlich, daß mehrere Halteringe mit unterschiedlichen Krümmungen zur Verfügung stehen.
Dementsprechend wäre es wünschenswert, einen Haltering vorzusehen, der nicht jedesmal gewechselt werden muß, wenn die Krümmung der festen Gießform geändert wird. Eine weitere wünschenswerte Eigenschaft ist ein thermoplastischer Anguß, der so groß wie möglich ist, so daß der eingespritzte Kunststoff so frei wie möglich in den Gießraum fließen kann und nur durch die öffnungsweite begrenzt wird. Weiterhin sind bei der Herstellung von stärkeren Linsen, d. h. dickeren Linsen, mit den früheren Apparaten die resultierenden Randwinkel sehr klein und können zu großer Spannung an den äußeren Rändern führen. Somit kann mit einem Apparat, der Linsen der gleichen Stärke Dicke mit einem kleineren Durchmesser herstellen kann, die unerwünschte Spannung an den Rändern vermieden werden.
Dort, wo die Bewegung der Gießformen und Formteile durch hydraulische Zylinder gesteuert wird, ist ein weiteres erwünschtes Merkmal, daß ein Gerät vorgesehen ist, welches unabhängig die Geschwindigkeit beim Verdichten und Zurückziehen jedes der hydraulischen Zylinder steuert. Mit solch einer Steuerung erreicht jedes Kompressionselement gleichzeitig seine Ausgangsstellung und Endstellung. Somit kann die Komprimierung später für dickere Linsen stattfinden und der Druck kann besser gesteuert werden.
Wie in dem Gerät der Fig. 1, kann die Ausgangsposition des Kompressionselement verstellt werden, um die Öffnungsweite einzustellen und somit die Füllgeschwindigkeit des thermoplastischen Kunststoffs zu steuern.
In bevorzugter Ausgestaltung weist die Kompressionseinrichtung ein keilförmiges Gleitteil auf, wobei die Ausgangsposition des Gleitteils den Maximalabstand definiert, den die eine Gießform von der anderen haben kann, wobei das Gleitteil mit der anderen Gießform wirkverbunden ist, so daß die andere Gießform automatisch bis zum Maximalabstand zurückgezogen wird, wenn sich das Gleitteil in die Ausgangsposition bewegt.
Die Kompressionseinrichtung kann mit der anderen Gießform wirkverbunden sein, so daß die andere Gießform automatisch bis zum Maximalabstand zurückgezogen wird, wenn sich die Kompressionseinrichtung in die Ausgangsposition bewegt.
Bei den bevorzugten Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, ist der Anguß durch ein Halteringteil geformt, das die bewegliche, die Öffnung definierende Gießform umgibt und ein Halteringteil, das die andere, ortsfeste Gießform umgibt. Somit muß der Haltering, der die bewegliche Gießform umgibt, keine Krümmung aufweisen, die zu der Krümmung der ortsfesten Gießform paßt und dementsprechend kann die letztere gewechselt werden, ohne daß der Haltering gewechselt werden muß. Weiterhin kann der vorgesehene Anguß größer sein und dickere Linsen, die keinen zu scharfen Randwinkel haben, können geformt werden.
Somit weist die Angußeinrichtung bevorzugt ein erstes Halteringteil auf, das die andere Gießform umgibt und ein zweites Halteringteil, das die eine Gießform umgibt, wobei das erste Halteringteil die Bewegung der anderen Gießform beschränkt und die andere Gießform relativ zu der einen Gießform ortsfest hält, so daß ein Abschnitt der anderen Gießform einen Abschnitt der Weite der Angußeinrichtung überlappt, so daß die Öffnungsweite kleiner ist als die Weite der Angußeinrichtung, um hierdurch die Einspritzgeschwindigkeit des geschmolzenen Kunststoffes zu steuern.
Der Apparat kann weiterhin einen hydraulischen Kolben aufweisen, der die Kompressionseinrichtung von der Ausgangsposition zu der Endposition bewegt.
Die Verstellmittel können ein Verstellmutterteil aufweisen, das an einem Gewindebolzen angeordnet ist, welcher den hydraulischen Kolben und die Kompressionseinrichtung miteinander verbindet.
Der Apparat kann weiterhin einen Aufsatz aufweisen, der am äußersten Ende der anderen Gießform relativ zum Gußraum angebracht ist; wobei der Aufsatz einen T-förmigen Vorsprung auf einer äußersten Fläche davon aufweist, relativ zu der anderen Gießform, und der keilförmige Gleitteil eine T-förmige Nut aufweist, und der T-förmige Vorsprung darin und in gleitendem Eingriff mit der T-förmigen Nut angeordnet ist, so daß, wenn der Gleitteil in die Ausgangsposition bewegt wird, das Gleiten zwischen dem T-förmigen Vorsprung und der T-förmigen Nut bewirkt, daß der Aufsatz und die andere, damit verbundene Gießform auf den Maximalabstand zurückgezogen werden und dabei die Öffnungsweite definieren.
Bevorzugterweise gibt es mehrere Gießstationen, wobei jede Gießstation das folgende aufweist:
eine Patrize und eine Matrize, die einen Gießraum zwischen sich einschließen;
Befestigungsmittel für eine der Gießformen zum Bewegen zur und weg von der anderen Gießform;
Befestigungsmittel für die andere Gießform zum Bewegen zur und weg von der einen Gießform;
eine der anderen Gießform benachbart angeordnete Angußeinrichtung, die einen Anguß zum Durchfluß von thermoplastischem Kunststoff begrenzt;
die Stellung der anderen Gießform bestimmt eine Öffnungsweite zum Einlassen von thermoplastischem Kunststoff in den Gießraum;
eine Kompressionseinrichtung für den Wirkeingriff mit der anderen Gießform, die von einer Ausgangsstellung in Richtung auf eine Endstellung beweglich ist, um die andere Gießform zu der einen Gießform zu bewegen, so daß der thermoplastische Kunststoff im Gießraum verdichtet wird;
Mittel zum automatischen Zurückziehen der anderen Gießform auf einen Maximalabstand von der einen Gießform vor dem Einspritzen des thermoplastischen Kunststoffs; und
Mittel zum Einstellen der Ausgangsstellung der Kompressionseinrichtung, um die Öffnungsweite einzustellen und dadurch die Füllgeschwindigkeit des thermoplastischen Kunststoffs zu steuern.
In bevorzugter Weise sind die Gießstationen mit einer gemeinsamen Quelle zum Einspritzen von geschmolzenem thermoplastischen Harz in jeden Gießraum verbunden.
Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Gießen einer Linse mit:
gegenüberliegendem Anordnen einer Patrize und einer Matrize, um einen Gießraum dazwischen einzuschließen;
Befestigen einer der Gießformen zum Bewegen zur und weg von der anderen Gießform;
Befestigen der anderen Gießform zum Bewegen zur und weg von der einen Gießform;
Anordnen einer Angußeinrichtung benachbart der anderen Gießform um einen Durchlaß für thermoplastischen Kunststoff zu schaffen;
die andere Gießform bestimmt eine Öffnungsweite zum Einlassen thermoplastischen Kunststoffs in den Gießraum;
Wirkverbinden der anderen Gießform mit einer aus einer Ausgangsstellung in Richtung auf eine Endstellung bewegliche Kompressionseinrichtung, um, wenn die Kompressionseinrichtung in ihre Ausgangsstellung zurückgezogen wird, die andere Gießform automatisch auf einen bestimmbaren Maximalabstand von der einen Gießform zurückzuziehen, und um, wenn die Kompressionseinrichtung in Richtung auf ihre Endstellung bewegt wird, die andere Gießform in Richtung auf die eine Gießform zu bewegen, so daß der thermoplastische Kunststoff im Gießraum verdichtet wird;
Einstellen der Ausgangsstellung der Kompressionseinrichtung zum Festlegen des Maximalabstands, um den die andere Gießform versetzt werden kann, um die Öffnungsweite einzustellen und dadurch die Füllgeschwindigkeit des thermoplastischen Kunststoffs zu steuern;
Zurückziehen der Kompressionseinrichtung in die Ausgangsstellung und gleichzeitiges Zurückziehen der anderen Gießform von der einen Gießform auf den festgelegten Maximalabstand;
Einfüllen geschmolzenen Kunststoffs unter Druck in den Gießraum mit einer durch die Einstellung des Maximalabstands gesteuerten Geschwindigkeit;
Verringern des Einspritzdrucks während die Kompressionseinrichtung so bewegt wird, daß Druck auf die andere Gießform ausgeübt wird;
weiterhin Druck ausüben, um das Harz in dem Gießraum zu komprimieren, um eine Rohlinse herzustellen;
Wegbewegen der einen Gießform von der anderen Gießform, um Zugang zu der Rohlinse zu schaffen; und
Entfernen der Rohlinse aus dem Gießraum.
Der Schritt, bei dem die Angußeinrichtung befestigt wird, kann beinhalten, daß die andere Gießform innerhalb eines ersten Halteringelements eingeschlossen wird und die eine Gießform innerhalb einem zweiten Halteringelement eingeschlossen wird, wobei das erste und das zweite Halteringelement die Angußeinrichtung definieren, und das erste Halteringelement die Bewegung der anderen Gießform beschränkt und die andere Gießform relativ zu der einen Gießform ortsfest hält, so daß ein Abschnitt der anderen Gießform einen Abschnitt der Weite der Angußeinrichtung überlappt, um eine Öffnung geringerer Weite zu bilden als die Angußeinrichtung, um hierdurch die Einspritzgeschwindigkeit des geschmolzenen Harzes zu steuern.
Der Schritt, bei dem die andere Gießform mit der Kompressionseinrichtung wirkverbunden wird, kann umfassen, daß die andere Gießform und ein keilförmiger Gleitteil wirksam ineinander eingreifen.
Der Schritt, bei dem die Ausgangsstellung der Kompressionseinrichtung verstellt wird, kann die Auswahl einer Ausgangsposition umfassen, derart, daß ein Maximalabstand definiert wird, der die Weite der Angußeinrichtung nicht überschreitet.
Das Verfahren kann weiterhin aufweisen, daß weiterhin Druck auf die Rohlinse ausgeübt wird, bis die eine Gießform von der anderen wegbewegt wird.
Der Schritt, bei dem die Kompressionseinrichtung bewegt wird, kann eine Druckausübung auf einen hydraulischen Kolben beinhalten, der die Kompressionseinrichtung zur Bewegung betätigt.
Das Verfahren kann weiterhin beinhalten: das Vorsehen mehrerer Gießstationen; In Wirkeingriff Bringen jeder anderen Gießhälfte mit einer entsprechenden Kompressionseinrichtung, von denen jede ein keilförmiges Gleitteil aufweist, einschließlich das Versehen mindestens einer der Gießstationen mit einem keilförmigen Gleitteil, das eine andere Größe aufweist, als das einer anderen Gießstation; wobei der Schritt, bei dem eine Ausgangsposition für die Kompressionseinrichtung gewählt wird, beinhaltet, daß eine Ausgangsposition für eines der Gleitteile ausgewählt wird, das einen anderen Maximalabstand als ein anderes der Gleitteile definiert; daß der Schritt des Zuführens von geschmolzenem Plastikharz beinhaltet, daß gleichzeitig geschmolzenes Plastik hart unter einem Einspritzdruck aus einer einzelnen Quelle zu jeder Gießstation zugeführt wird; daß der Schritt, bei dem die Kompressionseinrichtung bewegt wird, beinhaltet, daß ein Druck auf jeden von einer Mehrzahl von hydraulischen Kolben ausgeübt wird aus einem gemeinsamen Verteiler, der einen maximalen Druck aufweist, und daß der Druck zu jedem hydraulischen Kolben mittels einer Ventileinrichtung gesteuert wird, die in Reihe zu jedem Kolben angeordnet ist, wobei jeder Kolben mit einer entsprechenden Gleiteinrichtung verbunden ist; wodurch mehrere Linsen derselben oder verschiedener optischer Stärken mit einem Minimum an Spannung produziert werden können.
Der maximale Abstand, um den sich jede andere Gießform von der einen Gießform an jeder Gießstation wegbewegt, kann auf einen Maximalabstand beschränkt werden, der die Tiefe des jeweiligen Angusses nicht überschreitet.
Schließlich kann ein z. B. von einem Computer gesteuertes Ventil in einer Leitung zu jedem hydraulischen Zylinder vorgesehen sein, so daß eine Komprimierung für dickere Linsen später stattfinden kann und alle Kompressionselemente oder Keile gleichzeitig ihre Ausgangs- und Endpositionen einnehmen. Somit kann der Druck exakter gesteuert werden.
Die Erfindung ist im folgenden anhand einer Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen dargestellt:
Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt eines Gießapparats;
Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Gießapparats, aus Übersichtsgründen teilweise abgebrochen, der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist; und
Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2, aus Übersichtsgründen teilweise abgebrochen.
In der Fig. 2 weist der Gießapparat der vorliegenden Erfindung einen Rahmen auf, der einen beweglichen Rahmenabschnitt 10 und einen festen Rahmenabschnitt 12 aufweist. Der bewegliche Rahmenabschnitt 10 kann horizontal von einer Klemmposition (in Fig. 2 gezeigt) in eine offene, Entladeposition (nicht gezeigt) bewegt werden. Der bewegliche Rahmen 10 stützt eine Patrize 14, die eine im wesentliche konvexe Gießoberfläche 16 aufweist, die der Krümmung für eine Hauptoberfläche der zu gießenden Linse entspricht. Die Patrize 14 ist fest in dem Rahmen 10 gestützt, so daß sie durch den beweglichen Rahmenabschnitt 10 zwischen einer Gießstellung, in Fig. 2 gezeigt, und einer Entladeposition (nicht gezeigt) verstellbar ist. Ein fester Rahmenabschnitt 12 stützt eine Matrize 18, die eine konkave Gießfläche 20 hat, die der für die gegenüberliegende Hauptfläche der zu formenden Linse erwünschten Krümmung entspricht. Eine Haltering 22 umgibt die Patrize 14 und ist symmetrisch gegenüber einem Haltering 24 angebracht, welcher die Matrize 18 umgibt. Der Haltering 22 und der Haltering 24 definieren an einer Stelle des Gießraums eine Angußeinrichtung 26, was unten genauer beschrieben ist.
Wie weiter aus der Fig. 2 entnommen werden kann, beinhaltet der Haltering 22 einen Schulterabschnitt 28, der in einen entsprechenden Schulterabschnitt 30 eingreift, der an die Patrize 14 angeformt ist. Eine Ausstoßvorrichtung 32 ist auch vorgesehen, die sich durch den Haltering 22 so erstreckt, daß der Haltering 22 und die Patrize 14 durch Zusammenwirkung der Schultern 28 und 30, zusammen von der Matrize 18 wegbewegt werden können, wenn eine Linse aus der Gießstation entfernt werden soll. Mit einer solchen Struktur kann die Patrize 14 leicht gewechselt werden in Übereinstimmung mit der Krümmung der gewünschten Linse, indem einfach die Patrize 14 entfernt und ausgewechselt wird, wobei das Eingreifen der Schultern 28 und 30 sicherstellt, daß die Patrize im Verhältnis zu den anderen Teilen der Gießform richtig plaziert wird. Wie hieraus hervorgeht, ist es bei diesem Entfernen und Auswechseln der Patrize nicht erforderlich, die restliche Gießformstruktur, wie z. B. den Haltering 24, zu ändern.
Die Matrize 18 auf der anderen Seite ist gleitend innerhalb des Halterings 24 gestützt. Genauer gesagt, in Bezug auf Fig. 2 und 3, ist ein Einbauaufsatz 34 am hinteren Ende der Matrize 18 mit geeigneten Mitteln, wie z. B. Kopfschrauben 35, angebracht. Der Aufsatz 34 hat einen radialen Flansch 36, der sich am Umfang nach außen erstreckt, so daß er in eine durch den Haltering 24 definierte umlaufende Aussparung 38 paßt. Eine Bewegung des Aufsatzes 34 und damit auch der Gießform 18 nach innen wird durch Eingriff des Flansches 36 und einer Schulter 40 am Haltering 24 begrenzt.
In ähnlicher Weise werden eine Bewegung des Aufsatzes 34 und der Gießform 18 nach außen durch Eingriff des Flansches 36 mit einer äußeren Schulter 42 der Aussparung 38 beschränkt, welche durch einen Ring 44 gebildet wird, der an dem Haltering 24 durch geeignete Kopfschrauben oder ähnliches gesichert ist.
Der Gießapparat weist ferner ein Schiebergehäuse 48 auf, welches an dem festen Rahmenabschnitt 12 angebracht ist und mit dem äußeren Ende des Halteringes 24 verbunden ist. Das Gehäuse 48 nimmt einen keilförmigen Gleitteil 50 auf, der so gebildet ist, daß er sich axial in horizontaler Richtung darin bewegt. Ein hydraulischer Kolben 52 ist horizontal orientiert, wobei das äußere Ende seiner Kolbenstange 54 mit einem Ende des keilförmigen Schiebers 50 durch eine Gewindeverbindung 56 verbunden ist. Der Kolben 52 ist so ausgebildet, daß er den Schieber 50 horizontal zwischen einer Ausgangs- oder einer zurückgezogenen Position (nicht gezeigt) und einer Betriebs- oder Endposition (gezeigt in Fig. 2) bewegt, in der das Gleitteil 50 den Aufsatz 34 und damit die Matrize 18 zu der Patrize 14 hin verschiebt.
Unter Bezugnahme vor allem auf Fig. 3 ist erkennbar, daß der Aufsatz 34 und der keilförmige Schieber 50 gleitfähig miteinander durch eine in dem Schieber 50 geformte T-förmige Nut 58 und einen an der äußersten Fläche des Aufsatzes 34 geformten T-förmigen Vorsprung 60 verbunden sind. Wie weiterhin oben erwähnt, sind der Aufsatz 34 und Matrize 18 fest angebracht, z. B. durch geeignete Kopfschrauben 35, die in geeigneten, in jeweils dem Aufsatz 34 und der Gießform 18 definierten, Öffnungen und Gegenbohrungen vorgesehen sind. Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, daß, wenn der keilförmige Schieber 50 horizontal nach außen relativ zum Gehäuse in seine Ausgangsposition bewegt wird, durch den gleitenden und passenden Eingriff des T-förmigen Vorsprungs 60 und der T-förmigen Nut 58 der Aufsatz 34 und die damit verbundene Matrize 18 nach außen relativ zu der Patrize 14 gezogen werden. Somit wird, wenn der Schieber 50 in seine Ausgangsposition zurückgezogen wird, unmittelbar bevor das thermoplastische Harz in die Gießmulde eingespritzt wird, die Matrize 18 automatisch von der Patrize 14 wegbewegt, so daß eine Einlaßöffnung definiert wird, durch welche das dem Gußraum zugeführte thermoplastische Harz eingegeben wird. In ähnlicher Weise, wenn der hydraulische Kolben 52 betätigt wird, bewirkt die horizontale, nach innen gerichtete Bewegung des Schiebers 50, daß sich der Aufsatz 34 und die Matrize 18 in Richtung der Patrize 14 bewegen, um das thermoplastische Harz innerhalb des Gießhohlraums zu komprimieren, wie weiter unten genauer beschrieben wird.
Wieder mit Hinblick auf die Fig. 2 ist jeder Schieber 50 jeder Gießstation einzeln in axialer Position relativ zu dem zugeordneten Kolben 52 verstellbar, um seine Ausgangsposition zu steuern. Die Rotation einer Verstellmutter 64 entlang eines Außengewindeschafts 68 bestimmt die Ausgangsposition des Schiebers 50. Wenn der Schieber 50 so justiert ist, daß er relativ nahe dem Kolben 52 ist, ist seine Ausgangsposition weiter horizontal außen im Verhältnis zum Gehäuse 48, als wenn der Schieber 50 so justiert ist, daß er von dem Kolben weg verschoben wird. Dementsprechend hat die durch die Gießform 18 definierte Öffnung aufgrund der Verbindung zwischen Gießform 18, Aufsatz 34 und Schieber 50 eine größere maximale Tiefe, wenn der Schieber 50 so justiert ist, daß er näher an dem Kolben 52 ist, als die maximale Tiefe, die einer Verschiebung weiter weg von dem Kolben 52 zugeordnet ist. Somit kann durch Verstellen der Ausgangsposition des Schiebers 50 über eine Verstellmutter 64 die durch die Gießform 18 definierte Öffnungsweite angepaßt werden.
Da der Anguß 26 größer als die durch die Gießform 18 definierte Öffnungsweite ist, bestimmt die Öffnungsweite die Harz-Einfüllgeschwindigkeit. Wie deutlich wird, kann dann die Harz- Einfüllgeschwindigkeit für die spezielle Linse, die gegossen werden soll, durch Verstellen der Öffnungsweite gesteuert werden, und dabei eine Linse mit einem Minimum an Spannung hergestellt werden. Natürlich ist ein anderer Weg zum Steuern der Öffnungstiefe dieser, den keilförmigen Schieber 50 durch einen anderen Schieberteil zu ersetzen, der einen anderen Keilwinkel aufweist oder eine andere Dicke und den Aufsatz 34 durch einen anderen Aufsatz mit einer Außenfläche zu ersetzen, die einen dem neuen Schieberteil entsprechenden Winkel aufweist. Eine feine Einstellung der maximalen Tiefe der Öffnung ergibt sich durch Rotation der Verstellmutter 64 und eine größere Änderung der maximalen Öffnungstiefe ergibt sich durch das Auswechseln des keilförmigen Schieberteils 50 und des Aufsatzes 34. Wie aus dem Vorhergehenden hervorgeht, sind die keilförmigen Schieberteile leicht auswechsel- oder einstellbar, ohne daß der Rahmenabschnitt 12 vom Apparat entfernt werden müßte.
Außerdem kann der Einbauaufsatz 34 verschiedene Positionen bei verschiedenen Gießstationen haben, indem unabhängig die Ausgangsposition des radialen Flansches 36 des Aufsatzes 34 relativ zu der zugeordneten Aussparung 38 verstellt wird. Solche Positionsvarianten definieren verschiedene Grade von Überlappungen zwischen der Matrize 18 und dem Anguß 26 zum unabhängigen Definieren der Öffnungstiefe an jedem Anguß 26. Das Positionieren des Flansches 36 relativ zu der Aussparung 38 seines zugeordneten Halteringes 24, jedesmal, wenn eine Matrize 18 ausgewechselt wird, stellt eine andere Art des unabhängigen Verstellens der Öffnungstiefe an jeder gegebenen Gießstation dar.
Jeder der hydraulischen Kolben 52 ist vorzugsweise mit einem gemeinsamen Verteiler (nicht gezeigt) verbunden. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Ventil in Reihe mit jedem Kolben 52 von dem gemeinsamen Verteiler angeordnet. Weiterhin steuert ein Computer jedes der Ventile, so daß die Geschwindigkeit für das Verdichten und Zurückziehen bei allen keilförmigen Schiebern individuell angepaßt werden kann. Auf diese Weise erreichen alle Schieber in einem gegebenen Gießapparat mit mehreren Gießstationen ihre Ausgangs- und Endpositionen gleichzeitig. Somit kann der Gießvorgang genauer gesteuert werden.
Konventionelle Heizelemente 70 und 72 sind jeweils für die Gießformen 14 und 18 vorgesehen, wobei konventionelle Wasserzirkulationsheizungen für die Gießform 14 bevorzugt sind. Diese gesteuerten Temperaturen ermöglichen es, daß die Gießtemperaturen für das Volumen des in jeden Hohlraum eingespritzten Harzes optimal sind. Die Matrize wird zwischen 90 und 120ºC (195 und 250ºF) und die Patrize zwischen 60 und 77ºC (140 und 170ºF) gehalten, um Rohlinsen mit einer normalen Dicke von 1,5 bis 5 mm herzustellen. Die genaue ausgewählte Temperatur hängt jedoch von der Dicke der bei den verschiedenen Stationen herzustellenden Linsen ab. Im allgemeinen wird die Temperatur jedes Patrizen-Matrizen-Paares in jedem Hohlraum individuell angepaßt, unabhängig von der Masse an Harz in dem Hohlraum, um mit den anderen Einstellungen im Gleichgewicht zu sein.
Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, können sich die verschiedenen Schieberteile für verschiedene Gießstationen über verschiedene Distanzen hinweg bewegen, abhängig davon, wie weit die zugeordnete Matrize und Aufsatz zurückgezogen sind, wenn die keilförmige Seite in ihre Ausgangsposition bewegt wird. Weiterhin werden Kompressionskräfte entlang der gesamten Hauptflächen der Chargen in der Richtung der Dicke in allen Hohlräumen unabhängig von dem Volumen des hineingespritzten Harzes angewandt. Außerdem wird ein im wesentlichen gleichmäßiger Druck auf das Material in jedem der Hohlräume angewandt, der hoch genug ist, um sicherzustellen, daß alle gegossenen Rohlinsen während des Gießvorgangs ein Minimum an Spannung entwickelt haben.
Der Gießapparat gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet wie folgt:
Am Anfang wird der Kolben 52 betätigt und das Schieberteil 50 wird in seine Ausgangsposition zurückgezogen, und gleichzeitig der Aufsatz 34 und die Matrize 18 in ihren Maximalabstand von der Patrize 14 gezogen, um somit die Öffnungsweite für den Einlaß von thermoplastischem Harz in den speziellen Gießformhohlraum zu bestimmen. Nachdem das Schieberteil vollkommen zurückgezogen wurde, wird thermoplastisches Material durch einen Einguß (nicht gezeigt), einen Angußkanal 68, den Anguß 26, die Öffnung und in den Formhohlraum eingespritzt. Nachdem der Einschaltstoß des Hochdruck-Einspritzfüllens beendet ist, werden hydraulische Zylinder oder Kolben 52 in Übereinstimmung mit der Betätigung ihres jeweiligen Ventils betätigt und bewegen die zugeordneten keilförmigen Schieber in Richtung ihrer unabhängigen Betriebspositionen für jede Gießstation, um Kompressionsdruck auf das Harz in jedem Gießhohlraum auszuüben. Während der hydraulische Druck weiterhin ansteigt und der Einspritzdruck auf Null abfällt, übt der Schieber 50 durch den Aufsatz 34 und die Matrize 18 Kraft auf das eingespritzte Harz aus, bis der bewegliche Rahmen 10 anfängt, die Gießform 14 zurückzuziehen und die gegossene Linse aus dem Hohlraum ausgegeben wird. Nachdem der Kompressionsdruckzyklus abgeschlossen ist, werden die Kolben unter einem entgegengesetzten Druck zurückgezogen, um die Schieberteile 50 in ihre Ausgangsposition für den nächsten Zyklus zu bewegen und, dementsprechend, die Matrizen 18 wieder weg von den Patrizen 14 zu bewegen.
Während nun die Erfindung in Verbindung mit der z.Z. als die praktischste und bevorzugte Ausführungsform angesehene beschrieben wurde, muß bedacht werden, daß die Erfindung nicht auf das bekannte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern im Gegenteil auch verschiedene Modifikationen für äquivalente Anordnungen miteinbezogen sind, die innerhalb des Bereichs der beiliegenden Ansprüche liegen.

Claims

1. Vorrichtung zum Gießen einer Linse, die aufweist:

eine Patrize (Gießform, 14) und eine Matrize (Gießform, 18), die einen Gießraum zwischen sich einschließen;

Befestigungsmittel (10) für eine der beiden Gießformen zum Bewegen zur und weg von der anderen Gießform;

Befestigungsmittel (12) für die andere Gießform zum Bewegen zur und weg von der einen Gießform;

eine der anderen Gießform benachbart angeordnete Eingußeinrichtung (26), die einen Eingußkanal zum Durchfluß von thermoplastischem Kunststoff begrenzt;

eine mit der anderen Gießform zusammenwirkende Kompressionseinrichtung (48, 50), die von einer Ausgangsstellung in Richtung auf eine Endstellung beweglich ist, um die andere Gießform zu der einen Gießform zu bewegen, so daß der thermoplastische Kunststoff im Gießraum verdichtet wird;

Mittel (58, 60) zum automatischen Zurückziehen der anderen Gießform auf einen Maximalabstand von der einen Gießform vor dem Einspritzen des thermoplastischen Kunststoffs; und

Mittel (64, 66) zum Einstellen der Ausgangsstellung der Kompressionseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der anderen Gießform eine Öffnungsweite zum Einlassen von thermoplastischem Kunststoff in den Gießraum bestimmt, wobei die Einstellung der Ausgangsstellung der Kompressionseinrichtung die Öffnungsweite einstellt, um die Füllgeschwindigkeit des thermoplastischen Kunststoffs zu steuern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite der Eingußeinrichtung (26) größer als die durch die Stellung der anderen Gießform beim Gebrauch festgelegte Öffnungsweite ist, so daß die Öffnungsweite die Spritzgeschwindigkeit des geschmolzenen Kunststoffs steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingußeinrichtung einen ersten Haltering, der die andere Gießform umgibt, und einen zweiten Haltering (22), der die eine Gießform umgibt, aufweist; daß der erste Haltering die Bewegung der anderen Gießform begrenzt und die andere Gießform in Beziehung zu der einen Gießform so positioniert, daß ein Abschnitt der anderen Gießform einen Teil der Öffnung der Eingußeinrichtung überdeckt, so daß die Öffnungsweite kleiner als die Weite der Eingußeinrichtung ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionseinrichtung mit der anderen Gießform wirkverbunden ist, so daß die andere Gießform automatisch auf den Maximalabstand zurückgezogen wird, wenn sich die Kompressionseinrichtung in die Ausgangsstellung bewegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionseinrichtung ein keilförmiges Gleitteil (50) aufweist, wobei die Ausgangsstellung des Gleitteils den Maximalabstand festlegt, den die andere Gießform beim Gießen von der einen Gießform haben kann, wobei das Gleitteil mit der anderen Gießform wirkverbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen an der dem Gießraum abgewandten Seite (36a) der anderen Gießform befestigten Aufsatz (34) aufweist; daß der Aufsatz (34) einen T-förmigen Vorsprung (60) an seiner der anderen Gießform abgewandten Seite aufweist; daß das keilförmige Gleitteil eine T-förmige Nut (58) aufweist, wobei sich der T-förmige Vorsprung (60) in der T-förmigen Nut befindet und gleitbar in sie eingreift, so daß, wenn das Gleitteil in die Ausgangsstellung bewegt wird, die Gleitbewegung des T-förmigen Vorsprungs und der T-förmigen Nut den Aufsatz und die mit ihm verbundene andere Gießform auf den Maximalabstand zurückzieht und dabei die Öffnungsweite festlegt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Hydraulikkolben (54) zum Bewegen der Kompressionseinrichtung aus der Ausgangsstellung in die Endstellung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Einstellen eine Einstellmutter (64) auf einem Gewindebolzen (66) aufweist, die den Hydraulikkolben (54) und die Kompressionseinrichtung verbindet.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Gießstationen, wobei jede Station aufweist:

Befestigungsmittel (10) für eine der Gießformen zum Bewegen zur und und weg von der anderen Gießform;

die Stellung der anderen Gießform bestimmt eine Öffnungsweite zum Einlassen von thermoplastischem Kunststoff in den Gießraum;

Mittel (64, 66) zum Einstellen der Ausgangsstellung der Kompressionseinrichtung, um die Öffnungsweite einzustellen und dadurch die Füllgeschwindigkeit des thermoplastischen Kunststoffs zu steuern.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießstationen mit einer gemeinsamen Quelle zum Einspritzen geschmolzenen thermoplastischen Kunststoffs in jeden Gießraum verbunden sind.

11. Verfahren zum Gießen einer Linse gekennzeichnet durch:

gegenüberliegendes Anordnen einer Patrize (Gießform) und einer Matrize (Gießform), um einen Gießraum dazwischen einzuschließen;

Befestigen einer der Gießformen zum Bewegen zur und weg von der anderen Gießform;

Befestigen der anderen Gießform zum Bewegen zur und weg von der einen Gießform;

Anordnen einer Eingußeinrichtung benachbart der anderen Gießform als Durchlaß für thermoplastischen Kunststoff;

die andere Gießform bestimmt eine Öffnungsweite zum Einlassen thermoplastischen Kunststoffs in den Gießraum;

Wirkverbinden der anderen Gießform mit einer aus einer Ausgangsstellung in Richtung auf eine Endstellung bewegliche Kompressionseinrichtung, um, wenn die Kompressionseinrichtung in ihre Ausgangsstellung bewegt wird, die andere Gießform automatisch auf einen bestimmten Maximalabstand von der einen Gießform zurückzuziehen, und um, wenn die Kompressionseinrichtung in ihre Endstellung bewegt wird, die andere Gießform zu der einen Gießform zu bewegen, so daß der thermoplastische Kunststoff im Gießraum verdichtet wird;

Einstellen der Ausgangsstellung der Kompressionseinrichtung zum Festlegen des Maximalabstands, um den die andere Gießform versetzt werden kann, um die Öffnungsweite einzustellen und dadurch die Füllgeschwindigkeit des thermoplastischen Kunststoffs zu steuern;

Einziehen der Kompressionseinrichtung in die Ausgangsstellung und gleichzeitiges Zurückziehen der anderen Gießform von der einen Gießform auf den festgelegten Maximalabstand;

Einfüllen geschmolzenen Kunststoffs unter Druck in den Gießraum mit einer durch die Einstellung des Maximalabstands gesteuerten Geschwindigkeit;

Verringern des Einspritzdrucks während die Kompressionseinrichtung so bewegt wird, daß Druck auf die andere Gießform ausgeübt wird;

Aufrechterhalten des Drucks, um den Kunststoff zur Formung einer Rohlinse im Gießraum zu verdichten;

Wegbewegen der einen Gießform von der anderen Gießform, um die Rohlinse zugängig zu machen; und

Entfernen der Rohlinse aus dem Gießraum.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Rohlinse aufrecht erhalten wird bis zum Wegbewegen der einen Gießform von der anderen Gießform.

13. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Vorsehen mehrerer Gießstationen;

Wirkverbinden jeder anderen Gießformhälfte mit jeweils einer Kompressionseinrichtung, von denen jede ein keilförmiges Gleitteil aufweist, wobei zumindest eine der Gießstationen mit einem keilförmigen Gleitteil mit einer anderen Größe als bei einer anderen Gießstation versehen wird;

daß der Verfahrensschritt der Wahl einer Ausgangsstellung für die Kompressionseinrichtung die Wahl einer Ausgangsstellung für eines der Gleitteile einschließt, das einen anderen Maximalabstand als ein anderes der Gleitteile festlegt;

daß der Verfahrensschritt des Zuführens geschmolzenen Kunststoffs das gleichzeitige Zuführen geschmolzenen Kunststoffs mit Einspritzdruck aus einer einzigen Quelle zu jeder Gießstation einschließt; daß der Verfahrensschritt des Bewegens der Kompressionseinrichtung das Zuführen von Druck zu mehreren Hydraulikzylindern aus einem gemeinsamen Verteiler, in dem Maximaldruck herrscht, und das Steuern des Drucks jedes Hydraulikkolbens mittels Ventilen, die für jeden Kolben vorgesehen sind, einschließt, wobei jeder Kolben mit jeweils einem Gleitteil verbunden ist; wodurch mehrere Linsen mit gleichen oder unterschiedlichen optischen Eigenschaften und minimaler Spannung hergestellt werden können.