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Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung, die zum Halten
eines Linsenwerkstück beim Schneiden einer optischen Linse
wie einer Kontaktlinse, einer Intraokularlinse oder
dergleichen verwendet wird, insbesondere eine Haltevorrichtung die
beim Herstellen einer optischen Linse mit Torusform
verwendet wird, wie gemäß dem Oberbegriff des einzigen Anspruchs.
Ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung ist im Dokument
US-A-3,066,560 angegeben.
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Herkömmlicherweise wird auf dem Gebiet der Optik,
insbesondere auf dem Gebiet von Augenlinsen in der Ophtalmologie
abweichend von einer einfachen Kugellinse eine optische Linse
mit Torusform als Kontaktlinse zum Korrigieren von
Astigmatismus oder dergleichen verwendet.
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Herkömmlich wurden verschiedene Verfahren zum Herstellen
torischer Linsen vorgeschlagen, z. B. in der Veröffentlichung
Nr. 12742/1988 zu einem geprüften japanischen Patent, gemäß
dem ein Linsenwerkstück so angetrieben wird, daß es sich um
eine Achse dreht, wobei seine Oberfläche durch ein
Scheidwerkzeug in einem Zustand kugelförmig geschnitten wird in
dem das grob bearbeitete. Linsenwerkstück durch Druck oder
Biegung in radialer Richtung verformt wird.
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Jedoch ist es schwierig, durch ein derartiges Verfahren ein
Linsenerzeugnis hoher Qualität zu erhalten, da daß
Linsenwerkstück durch Kraft verformt wird, was nachteilige
Einflüsse auf das Linsenwerkstück hat, wie durch hervorgerufene
Spannungen oder dergleichen.
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Ferner wurde im US-Patent 4,947,715 und im US-Patent
4,384,482
ein Verfahren zum Herstellen einer asphärischen
Linse vorgeschlagen, gemäß dem ein Linsenwerkstück durch
eine Haltevorrichtung gehalten wird und um seine Achse
gedreht wird und ein Schneidwerkzeug um eine Achse
geschwenkt wird, die rechtwinklig zur Drehachse des
Linsenwerkstück verläuft, während das Schneidwerkzeug in Kontakt
mit dem Linsenwerkstück gebracht wird, wodurch die
Oberfläche des Linsenwerkstücks abgespahnt wird. Der Drehwinkel des
Linsenwerkstücks und der Schwenkwinkel des Schneidwerkzeugs
werden erfaßt. Das Linsenwerkstück (Haltevorrichtung) wird
um ein vorgegebenes Ausmaß abhängig vom Schwenkwinkel des
Schwenkwerkzeugs zu diesem hin und von ihm weg bewegt.
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Wenn jedoch eine wirtschaftliche Schneidgeschwindigkeit des
Linsenwerkstücks durch das Schneidwerkzeug berücksichtigt
wird, ist es erforderlich, das Linsenwerkstück mit hoher
Drehzahl von mindestens 1000 U/Min. oder mehr zu drehen.
Demgemäß ist es erforderlich, das Linsenwerkstück und die
dieses Linsenwerkstück haltende Haltevorrichtung mit einer
Rate von 2000 oder mehr pro Minute hin- und herzubewegen. Um
die Haltevorrichtung mit derart hoher Rate mittels eines
Drehantriebsmechanismus hin- und herzubewegen, ist es
erforderlich, eine Antriebsvorrichtung mit extrem großer
Ausgangsleistung bereitzustellen. Zusätzlich dazu kann sich
eine Schwingung (Abweichung) um die Achse der Drehwelle herum
gemäß der Hin- und Herbewegung verstärken, und es ist extrem
schwierig, einen Kompromiß hinsichtlich der Produktivität
und der Bearbeitungsgenauigkeit zu erzielen. Dabei ist eine
praktische Realisierung sehr schwierig.
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Die Erfindung wurde mit der obigen Situation als Hintergrund
geschaffen und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine
Haltevorrichtung für eine torische Linse zu schaffen, mit der
eine torische Linse hoher Qualität ohne Spannungen oder
dergleichen bei hervorragender Bearbeitungsgenauigkeit und
guter
Produktivität hergestellt werden kann.
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Gemäß der Erfindung ist eine Haltevorrichtung mit den
Merkmalen des einzigen Anspruchs geschaffen.
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Gemäß der Erfindung ist die Hauptdrehachse des
Spanneinrichtungs-Trägerelements exzentrisch zur Mittelachse des
Führungslochs. Daher wird das Spanneinrichtungs-Trägerelement
dadurch auf einer geraden Verstellinie hin- und herbewegt,
daß es durch die Innenumfangsfläche des Führungslochs
entsprechend dem Drehwinkel des
Spanneinrichtungs-Trägerelements bezogen auf das Führungselement geführt wird, wenn
sich das Spanneinrichtungs-Trägerelement um die
Hauptdrehachse dreht. Daher wird das durch die Spanneinrichtung
gehaltene Linsenwerkstück, die durch das
Spanneinrichtungs-Trägerelement getragen wird, ebenfalls hin- und herbewegt.
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Demgemäß kann bei einer derartigen Haltevorrichtung, wenn
das Binsenwerkstück festgehalten wird und durch das
Schreibwerkzeug abgespahnt wird, der Ort des Kontaktpunkts des
Schneidwerkzeugs auf der bearbeiteten Fläche, der von Natur
aus ein Kreis wäre, wenn die Drebwelle des Linsenwerkstücks
tixiert wäre, durch die Hin- und Herverstellung der geladen
Verstellinie entsprechend der Drehung des Linsenwerkstücks
durch Drehen desselben in ungefähr eine Ellipse umgesetzt
werden.
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Ferner wird dadurch ein Punkt, an dem das Linsenwerkstück
in axialer Richtung in derselben Höhe abgespahnt wird, in
eine Eichtung rechtwinklig zur Achse (radiale
Linsenrichtung) um die Mittelachse des Linsenwerkstücks geändert. Am
Ergebnis wird die Schnittfläche des Linsenwerkstücks torisch
mit verschiedenen Krümmungsradien in der Hauptachsenrichung
und der Nebenachsenrichtung der ungefähren Ellipse
ausgebildet, die der Ort des Kontaktpunkts des Schneidwerkzeugs ist.
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Ferner kann die Differenz der Krümmungsradien in zueinander
rechtwinkligen Meridianrichtungen (Grad der torischen Linse)
auf der wie oben hergestellten Torusfläche dadurch
abgestimmt werden, daß der Exzentrizitätsabstand der
Hauptdrehachse des Spanneinrichtungs-Trägerelements in bezug auf die
Mittelachse des Führungslochs des Führungselements
eingestellt wird.
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In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
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Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Übersicht zum Gesamtaufbau
einer Drehbank für eine Kontaktlinse mit einer
Haltevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
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Fig. 2 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht, die die
Haltevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, die zur in Fig. 1
dargestellten Drehbank gehört;
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Fig. 3 ist ein Schnittbild entlang der Linie III-III in Fig.
2;
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Fig. 4(a) und 4(b) sind jeweils erläuternde Diagramme zum
Erläutern einer verstellbewegung einer Spanneinrichtung an
der in Fig. 2 dargestellten Haltevorrichtung;
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Fig. 5(a) und 5(b) sind Diagramme, die jeweils einen von
Fig. 4 verschiedenen Zustand zeigen, um die Verstellbewegung
der Spanneinrichtung in der in Fig. 2 dargestellten
Haltevorrichtung zu erläutern;
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Fig. 6(a) und 6(b) sind Diagramme, die jeweils einen Zustand
zeigen, der von denen in den Fig. 4 und 5 verschieden ist,
um die Verstellbewegung der Spanneinrichtung in der in Fig.
2 dargestellten Haltevorrichtung zu erläutern;
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Fig. 7(a) und 7(b) sind Diagramme, die jeweils einen Zustand
zeigen, der sich von denen in den Fig. 4 bis 6
unterscheidet, um die Verstellbewegung der Spanneinrichtung in der in
Fig. 2 dargestellten Haltevorrichtung zu erläutern;
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Fig. 8 ist ein erläuterndes Diagramm, das den Ort eines
Schneidwerkzeugs auf einer Schneidbearbeitungsfläche eines
Linsenwerkstücks zeigt, das durch die in Fig. 2 dargestellte
Haltevorrichtung gehalten wird;
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Fig. 9 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern der Form
einer Torusfläche;
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Fig. 10 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern der Form
einer Torusfläche, die durch eine Bearbeitung unter
Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Haltevorrichtung
ausgebildet wird; und
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Fig. 11 ist ein Bezugsdiagramm, das ein Beispiel für
spezielle Werte beim Konzipieren der Form einer Torusfläche
seigt, die durch eine Bearbeitung unter Verwendung der in
Fig. 2 dargestellten Haltevorrichtung hergestellt wird.
BEISPIELE
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erfolgt eine
detaillierte Erläuterung zu Beispielen der Erfindung, um die
Erfindung wie folgt spezieller zu verdeutlichen.
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Als erstes zeigt Fig. 1 einen Überblick über den
Gesamtaufbau einer Drehbank für eine Kontaktlinse, mit einer
Haltevorrichtung gemäß der Erfindung. Die Drehbank ist so
aufgebaut, daß sie eine Haltevorrichtung 10 und eine
Schneidvorrichtung 12 enthält, die einander gegenüberstehend auf einem
Sockel angeordnet sind.
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Die Haltevorrichtung 10 ist an ihrem Endabschnitt mit einer
Spanneinrichtung 14 versehen, und von dieser
Spanneinrichtung 14 wird ein Linsenwerkstück 16 gehalten. Ferner wird
das gehaltene Linsenwerkstück 16 durch eine Antriebskraft
gedreht, die von einer äußeren, nicht dargestellten
Antriebseinrichtung an eine Riemenscheibe 18 übertragen wird.
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Ferner ist die Schneidvorrichtung 12 an ihrem Endabschnitt,
der der Haltevorrichtung 10 gegenüberstehend angeordnet ist,
mit einem Schneidwerkzeug 20 versehen. Die
Schneidvorrichtung 12 kann um eine vertikale Achse verschwenkt werden und
sie kann in horizontaler Richtung verstellt werden, und sie
wird zur Haltevorrichtung 10 hin und von dieser weg bewegt.
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Bei einer derartigen Drehbank wird das Linsenwerkstück 16
gedreht und gleichzeitig wird die Schneidvorrichtung 12 in
der Richtung der Haltevorrichtung 10 verstellt, um dadurch
die Oberfläche des Linsenwerkstücks 16 durch das das
Schneidwerkzeug 20 abzuspahnen. Ferner wird die
Schneidvorrichtung 12 in horizontaler Richtung verstellt, während sie
um die vertikale Achse geschwenkt wird, um dadurch eine
Linsenfläche mit Sollkrümmungen zu schneiden.
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In der Haltevorrichtung 10 werden die Spanneinrichtung 14
und das Linsenwerkstück 16 abhängig vom Drehwinkel bei ihrer
Drehung in einer Richtung rechtwinklig zu einer
Hauptdrehachse 22 hin- und herbewegt. Es erfolgt eine spezielle
Erläuterung zum Aufbau und zum Betrieb der Haltevorrichtung
10.
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Zunächst ist in Fig. 2 und Fig. 3 der Aufbau der
Haltevorrichtung 10 detailliert dargestellt. In der Haltevorrichtung
10 ist eine Drehwelle 26 vorhanden, die das Innere eines
ungefähr zylindrischen Gehäuses 24 durchdringt. Ferner ist
eine Riemenscheibe 18 an einem Endabschnitt in axialer
Richtung der Drehwelle 26 befestigt und eine ungefähr
ringförmige Befestigungsplatte 23 ist am anderen Endabschnitt in
axialer Richtung durch Schrauben befestigt. Die
Befestigungsplatte 23 wird dadurch drehbar gehalten, daß sie in ein
kreisförmiges Trägerloch 34 eines Trägerelements 32
eingesetzt ist, das an einem geöffneten Abschnitt des Gehäuses 24
befestigt ist, und ein Endabschnitt auf der Seite der
Riemenscheibe der Drehwelle 26 wird durch einen nicht
dargestellten Trägermechanismus drehbar gelagert. Dadurch ist die
Drehwelle 26 um die Hauptdrehachse 22 drehbar gelagert.
Ferner ist an der Trägerfläche des Trägerelements 32 zum
befestigen der Platte 28 dadurch eine Luftlagerfläche
ausgebildet, daß Druckluft durch ein Luftzuführloch 36 eingeleitet
wird.
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Ferner ist ein Paar Führungselemente 38 durch Schraubeit an
der Außenfläche der Befestigungsplatte 28 in axialer
Richtung befestigt und sie sind an zwei Seiten in radialer
Richtung angebracht, wobei ein mittleres Loch 30 der
Befestigungsplatte 28 dazwischenliegt. Anschlagstücke 39 sind für
die Führungselemente 38, die jeweils einander
gegenüberstehend vorstehen, an einem Endabschnitt an der Seite
vorhanden, die von der Seite abgewandt ist, die an der
Befestigungsplatte 23 befestigt ist.
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Ein rechteckiges, Führungselement 42 mit einem kreisförmigen
Führungsloch 40 ist an der Außenseite der Führungselemente
38 so vorhanden, daß es die Führungselelmente 38 um einen
vorgegebenen Abstand getrennt umgibt. Ferner sind
Trägerstücke 44 einander gegenüberstehend angeordnet, die sich
parallel zu Außenumfangsflächen des Führungselements 42
erstrecken und die einstückig mit dem Trägerelement 32
vorstehen. V-Nuten sind jeweils an gegenüberstehenden Flächen der
Führungselemente 42 und der Trägerstücke 44 ausgebildet, die
sich in Längsrichtung erstrecken. Das Führungselement 42 ist
über Führungsstäbe 46, die in die V-Nuten eingepaßt sind,
mit den Trägerstücken 44 verbunden.
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Dadurch ist das Führungselement 42 so am Gehäuse 24
befestigt, daß es nur in einer Richtung (horizontale Richtung in
Fig. 3) verschiebbar ist, die die axiale Richtung der
Führungsstäbe 46 ist und die rechtwinklig zur Hauptdrehachse 22
verläuft. Die Mittelachse des Führungslochs 40, das im
Führungselement 42 vorhanden ist, kann exzentrisch zur
Hauptdrehachse 22 liegen. In Fig. 2 sind Schrauben 48, die zu den
Führungsstäben 46 hin eingeschraubt sind, vorhanden, um die
Position der Mittelachse des im Führungselement 42
vorhandenen Führungslochs 40 einzustellen.
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Ferner ist eine Mutter 52 einer Kugelspindel über einen
Verbindungsarm 50 mit dem Führungselement 42 verbunden. Eine
Schraube 54 der Kugelspindel wird durch einen am
Trägerelement 32 befestigten Servomotor 56 drehend angetrieben,
wodurch das Führungselement 42 in einer Richtung rechtwinklig
zur Hauptdrehachse 22 verstellt wird. Bei diesem Beispiel
wird die Schraube 24 durch eine Trägereinheit 58 gehalten,
die dadurch die Schwingung der Mittelachse verhindert. Das
Verstellausmaß des Führungselements 42, d.h. das
Exzentrizitätsausmaß der Mittelachse des Führungslochs 40 in bezug auf
die Hauptdrehachse 22 wird durch den Servomotor 56 in der
Größenordnung von 0,1 µm eingestellt.
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Andererseits ist ein Spanneinrichtungs-Trägerelement 60
zwischen einander gegenüberstehenden Flächen der
Führungselemente 38 vorhanden, das im Führungsloch 40 des
Führungselements 42 angeordnet ist. Dieses
Spanneinrichtungs-Trägerelenent 60 verfügt über Blockform mit einer solchen Abmessung
in Breitenrichtung, daß es zwischen die gegenüberstehenden
Flächen der Führungselemente 38 paßt, und einer solchen
Abmessung in Dickenrichtung, daß es zwischen gegenüberstehende
Flächen der Befestigungsplatte 28 und der Anschlagsstücke
39 paßt. Das Spanneinrichtungs-Trägerelement 60 ist so
angeordnet, daß es nur in einer geraden Verstellinie
rechtwinklig jeweils zur Gegenüberstehungsrichtung der
Führungselemente 38 und der Hauptdrehachse 22 angeordnet ist, und zwar
dadurch, daß es durch die Führungselemente 38 und die
Befestigungsplatte 28 gehalten wird. Ferner sind
Luftlagerflächen an Abriebsflächen des Spanneinrichtungs-Trägerelements
den Führungselementen 38 und der Befestigungsplatte 28
gegenüberstehend dadurch ausgebildet, daß Druckluft durch
das Luftzuführloch 36 eingeleitet wird.
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Ferner sind die zwei Endflächen in der Verstellrichtung des
Spanneinrichtungs-Trägerelements 60 jeweils mit Bogenform
ausgebildet, und sie sind entlang einer Innenumfangsfläche
des Führungslochs 40 des Führungselements 42 angeordnet. Die
Abmessung in der Verstellrichtung des
Spanneinrichtungs-Trägerelements 60 (horizontale Länge in Fig. 3) ist etwas
kleiner als der Durchmesser des Führungslochs 40 des
Führungselements 42, und die Krümmungsradien der zwei Endflächen in
der Verstellrichtung, die Bogenform aufweisen, sind etwas
kleiner als der Krümmungsradius des Führungslochs 40. Ferner
wird durch das Luftzuführloch 36 den zwei Endflächen in der
Verstellrichtung des Spanneinrichtungs-Trägerelements 60
Druckluft zugeführt. Dadurch werden zwischen den zwei
Entflächen in der Verstellrichtung des
Spanneinrichtungs-Trägerelements 60 und der Innenumfangsfläche des Führungslochs
40 Freiräume ausgebildet, wodurch die Luftlagerflächen
gebildet sind, und das Führungselement 42 wird so verstellt,
daß eine Drehung der Drehwelle 26 um die Hauptdrehachse 22
selbst dann möglich ist, wenn die Mittelachse des
Führungslochs 40 exzentrisch zur Hauptdrehachse 22 verläuft.
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Durch die Wirkung der zwischen den zwei Endflächen in der
Verstellrichtung und der Innenumfangsfläche des
Führungslochs 40 ausgebildeten Luftlager ist das Spanneinrichtungs-
Trägerelement 60 immer im mittleren Abschnitt in
Verstellrichtung im Führungsloch 40 angeordnet.
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Ferner ist ein zylindrischer Abschnitt 62 vorhanden, der
parallel zur Hauptdrehachse 22 im mittleren Abschnitt des
Spanneinrichtungs-Trägerelements 60 nach außen vorsteht, und
ein Befestigungsloch 64 ist vorhanden, das den zylindrischen
Abschnitt 62 durchdringt. Ferner ist die Spanneinrichtung
14 in das Befestigungsloch 64 eingeführt.
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Die Spanneinrichtung 14 ist an der Unterseite ungefähr mit
der Form eines Zylinders versehen, und ihr Öffnungsabschnitt
ist durch sich in axialer Richtung erstreckende Schlitze
erweiterbar und verengbar. Eine Schraubenfeder 68 ist im
unteren Abschnitt der Spanneinrichtung 14 aufgenommen, und ein
gegenüberstehender Block 66 ist in den Öffnungsabschnitt der
Spanneinrichtung 14 eingeführt, wobei er so angeordnet ist,
daß er auf Grund einer Positionierschraube 67 nicht aus dem
zylindrischen Abschnitt 62 herausgezogen werden kann.
Dadurch wird zwischen dem gegenüberstehenden Block 62 und der
Bodenwand der Spanneinrichtung 14 von der Schraubenfeder 68
eine Druckkraft ausgeführt, wodurch die Spanneinrichtung 14
in die Innenrichtung des Zylinderabschnitts 62 gedrückt
wird.
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Ferner wird, wenn die Spanneinrichtung 14 in die
Innenrichtung des Zylinderabschnitts 62 gedrückt wird, dadurch eine
Kontaktkraft auf die Spanneinrichtung 14 ausgeübt, daß der
Öffnungsabschnitt des Zylinderabschnitts 62 auf die
Außenumfangsfläche des Öffnungsabschnitts der Spanneinrichtung 34
drückt, wodurch das Linsenwerkstück 16 durch den
Öffnungsabschnitt der Spanneinrichtung 14 ergriffen wird.
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Die Unterseite der Spanneinrichtung 14 ist dadurch zur
Innenseite des Mittellochs 30 der Befestigungsplatte 28
verlängert, daß sie sich durch das Befestigungsloch 64 des
Spanneinrichtungs-Trägerelements 60 erstreckt. Ferner ist
ein Kolbenelement 70 an der Innenseite des Mittellochs 30
der Befestigungsplatte 28 vorhanden, das durch Druckluft
angetrieben wird, die durch ein Luftzuführloch 62 in der
Drehwelle 26 eingeleitet wird. Die auf den Öffnungsabschnitt der
Spanneinrichtung 14 ausgeübte Zusammenziehkraft wird dadurch
aufgehoben, daß die Spanneinrichtung 14 durch das
Kolbenelement 70 in der Richtung nach außen verschoben wird, wodurch
das Linsenwerkstück 16 freigegeben werden kann.
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Nachfolgend erfolgt eine Erläuterung zum Betrieb beim
Abspahnen des Linsenwerkstücks 16 durch die Schneidvorrichtung
12, wie in Fig. 1 dargestellt, wobei das Linsenwerkstück 16
durch die Haltevorrichtung 10 mit dem oben angegebenen
Aufbau gehalten wird.
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Als erstes zeigt Fig. 4(a) allgemein einen Zustand, bei dem
das Führungselement 42 in der Richtung nach rechts in der
Zeichnung verstellt wird und die Mittelachse P des
Führungslochs 40 mit einem Exzentrizitätsausmaß e exzentrisch zur
Hauptdrehachse 22 angeordnet ist. Fig. 4(b) zeigt die
Position der Mittelachse Q der Spanneinrichtung 14 in bezug auf
die Hauptdrehachse 22. Eine Bewegung des Spanneinrichtungs-
Trägerelements 60 und der Spanneinrichtung 14 ist in den
Fig. 5(a) bis 7(b) für jeweils einen Drehwinkel von 90º
dargestellt, wenn die Drehwelle 26 in Gegenuhrzeigerrichtung
unter verschiedenen Zuständen um die Hauptdrehachse 22
gedreht wird.
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Beim in den Fig. 4(a) und 4(b) dargestellten Zustand ist die
Mittelachse Q der Spanneinrichtung 14 um das
Exzentrizitätsausmaß
e exzentrisch zur Hauptdrehachse 22 in der Richtung
nach rechts (Exzentrizitätsrichtung) in der Zeichnung
angeordnet.
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Danach ist im in den Fig. 5(a) und 5(b) dargestellten
Zustand, bei dem die Drehwelle 26 ausgehend vom obigen Zustand
um 90º in der Gegenuhrzeigerrichtung verdreht ist, die
Mittelachse Q der Spanneinrichtung 14 auf der Hauptdrehachse 22
angeordnet.
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Ferner ist beim in den Fig. 6(a) und 6(b) dargestellten
Zustand, bei dem die Drehwelle 26 ausgehend vom obigen Zustand
um 90º in der Gegenuhrzeigerrichtung verdreht ist, die
Mittelachse Q der Spanneinrichtung 14 wie beim in den Fig.
4(a) und 4(b) dargestellten Zustand um das
Exzentrizitätsausmaß e in der Richtung nach rechts in der Zeichnung
(Exzentrizitätsrichtung) exzentrisch zur Hauptdrehachse 22
anneordnet. Jedoch ist die Spanneinrichtung 14 bezogen auf den
in den Fig. 4(a) und 4(b) dargestellten Zustand auf andere
Weise, oder um 180º verkehrt, verdreht.
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Ferner ist beim in den Fig. 7(a) und 7(b) dargestellten
Zustand, in dem die Drehwelle 26 ausgehend vom obigen Zustand
um 90º in Gegenuhrzeigerrichtung verdreht ist, die
Mittelachse Q der Spanneinrichtung 14 wie im in den Fig. 5(a) und
5(b) dargestellten Zustand auf der Hauptdrehachse 22
angeordnet. Jedoch ist die Spanneinrichtung 14 gegenüber der in
den Fig. 5(a) und 5(b) dargestellten Position um 180º
umgekehrt.
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Durch kontinuierliches Drehen der Drehwelle 26 um die
Hauptdrehachse 22 wiederholt die Spanneinrichtung 14 die in den
Fig. 4(a) bis 7(b) dargestellten Zustände und die
Mittelachse Q der Spanneinrichtung 14 läuft im wesentlichen in der
Exzentrizitätsrichtung der Mittelachse P des Führungslochs
40 in bezug auf die Hauptdrehachse 22 hin und her.
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Im Ergebnis ist, wenn das Schneidwerkzeug 20 der
Schneidvorrichtung 12 die Bearbeitungsfläche des Linsenwerkstücks 16
kontaktiert, das durch die Spanneinrichtung 14 gehalten
wird, die gedreht wird, während sie im wesentlichen hin- und
und herläuft, der Ort des Kontaktpunkts des Schneidwerkeugs
20 kein eigentlicher Kreis, sondern er hat eine Form ähnlich
einer Ellipse, wie in Fig. 8 dargestellt. Ferner entspricht
das Ausmaß der Abnahme des Radius ausgehend von dem eines
eigentlichen Kreises in der Nebenachsenrichtung (b-d) bei
einem elliptischen Ort 24, der wie oben entstanden ist, dem
Exzentrizitätsausmaß e der Mittelachse der Spanneinrichtung
14 in bezug auf die Drehung der Hauptachse 22.
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Demgemäß ändert sich, wenn das Linsenwerkstück 16 unter
Verwendung der oben angegebenen Haltevorrichtung 10 gehalten
wird, der Punkt, an dem der Schneidvorgang vom
Schneidwerkzeug 20 in derselben Höhe ausgeführt wird, in der Richtung
des Linsendurchmessers entsprechend der Drehung des
Linsenwerkstücks 16. Im Ergebnis wird die
Schneidbearbeitungsfläche des Linsenwerkstücks 16 torusförmig ausgebildet, wobei
die Krümmungsradien in der Hauptachsenrichtung (a-c) und der
Nebenachsenrichtung (b-d) entlang des ellipsenähnlichen Orts
74 des Schneidwerkzeugs 20 voneinander verschieden sind.
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Wie es in Fig. 9 dargestellt ist, ist es zum Ausbilden einer
torischen Fläche erforderlich, den Krümmungsradius R1 eines
Schnitts in der Richtung eines Bezugsmeridians (a-c) und den
Krümmungsradius R2 in einem Schnitt in Richtung eines
Meridians (b-d), der rechtwinklig zum Bezugsmeridian verläuft,
jeweils auf Sollwerte einzustellen. Bei der oben angegebenen
Haltevorrichtung 10 ist der Krümmungsradius R1 in der
Richtung (a-c) durch den Schwenkort des Schneidwerkzeugs 20 in
der Schneidvorrichtung 12 bestimmt, wohingegen der
Krümmungsradius
R2 in der Richtung (b-d) durch das
Exzentrizitätsausmaß e der Mittelachse Q der Spanneinrichtung 14 in
bezug auf die Hauptdrehachse 22 bestimmt ist.
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Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, sind der Schnitt M in der
Bezugsmeridianrichtung (a-c) und der Schnitt N in der
Meridianrichtung (b-d), die rechtwinklig zum Bezugsmeridian
verläuft, durch die folgende Gleichung 1 bzw. 2 gegeben:
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x² + (y - R1)² = R1² (1)
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x¹ + (y - R2)² = R2² (2).
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Die folgenden Gleichungen 3 und 4 ergeben sich aus den
Gleichungen 1 und 2:
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Xn = R1² - (Yn - R1)² (3)
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Xn' = R2² - (Yn - (Yn - R2)² (4)
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Ferner ist das Exzentrizitätsausmaßen durch die folgende
Gleichung (5) gegeben:
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en = Xn - Xn' (5)
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Daher kann durch Einstellen und Ändern des
Exzentrizitätsausmaßes en abhängig vom Schneidpunkt (Schwenkwinkel des
Schneidwerkzeugs 20) und den obigen Gleichungen (3) bis (5)
folgend eine Torusfläche durch Spahnabhebung hergestellt
werden, die mit den zueinander rechtwinkligen
Krümmungsradien R1 und R2 versehen ist, wie in Fig. 9 dargestellt, und
zwar mittels des Schneidwerkzeugs 20, das mit dem
Krümmungsradius R1 verschwenkt werden kann.
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Zur Beispiel ist ein Berechnungsergebnis für das
Exzentrizitätsausmaß e an mehreren Punkten in Fig. 11 dargestellt,
gemäß dem eine Torusfläche mit den Krümmungsradien R1 = 8 und
R2 = 7,5 durch ein Schneidwerkzeug 20 geschnitten wird, das
nit dem Krümmungsradius R1 = 8 verschwenkt wird.
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Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist, kann durch
Verwenden der Haltevorrichtung 10 mit dem obigen Aufbau eine
Linse mit beliebiger Torusform durch Spahnabhebung
hergestellt werden, ohne die Haltevorrichtung in der Richtung
hin- und herzubewegen. Daher ist der Aufbau der Drehbank
extrem vereinfacht und es kann eine Verkleinerung und
Kostenverringerung der Antriebsvorrichtung mit Vorteil erielt
werden.
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Ferner kann beim Schneiden einer torusförmigen Linse unter
Verwendung einer derartigen Haltevorrichtung 10 ein
Linsenerzeugnis mit optisch guter Qualität leicht und stabil
hergestellt werden, da es nicht erforderlich ist, das
Linsenwerkstück zu verformen, und es können Spannungen oder
dergleichen verhindert werden.
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Ferner wird bei der Haltevorrichtung 10 dieses Beispiels die
Halterung des Spanneinrichtungs-Trägerelements 60 durch die
Führungselemente 32 mittels Luftlagerflächen ausgeführt und
die Reibung an diesen Abriebsflachen ist ausreichend
verringert. Daher ist es möglich, das Linsenwerkstück 16 mit hoher
Drehzahl zu drehen, wodurch hervorragende Produktivität
erzielbar ist, während hohe Bearbeitungsgenauigkeit erhalten
bleibt.
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Obwohl für das Beispiel zu dieser Erfindung eine
detaillierte Beschreibung erfolgte, soll die Erfindung nicht so
ausgelegt werden, als sei sie nur auf dieses spezielle Beispiel
beschränkt.
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Zum Beispiel kann die Haltevorrichtung 10 verschwenkt
werden, anstatt daß das Schneidwerkzeug 20 der
Schneidvorrichtung 22 verschwenkt wird.
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Ferner soll, was die Position der Luftzuführlöcher zum
Ausbilden
der Luftlagerflächen zwischen den jeweiligen
Elementen betrifft, die Erfindung nicht so ausgelegt werden, daß
sie auf das obige Beispiel beschränkt ist. Zum Beispiel wird
beim obigen Beispiel die Luftlagerfläche zwischen dem
Spanneinrichtungs-Trägerelement 60 und dem Führungsloch 40 durch
komprimierte Luft gebildet, die vom Luftzuführloch 36 her
eingeleitet wird, das mit den Endflächen des
Spanneinrichtungs-Trägerelements 60 in Verbindung steht. Jedoch kann
eine große Anzahl von Luftzuführlöchern an der Seite der
Führungsfläche vorhanden sein (oder es kann eine
Luftauslaßfläche ausgebildet sein, die aus porösem Material besteht), um
dadurch die Luftlagerfläche dadurch auszubilden, daß Luft
von der Seite der Führungsfläche zur Seite des
Spanneinrichtungs-Trägerelements 60 ausgegeben wird.
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Ferner ist ein spezielles Beispiel dargestellt, bei dem die
Erfindung auf eine Vorrichtung zum Schneiden einer
Kontaktlinse angewandt ist. Jedoch ist die Erfindung natürlich und
vorzugsweise auf eine Vorrichtung zum Schneiden verschiede
ner Linsen mit torischer Fläche, neben Kontaktlinsen,
anwendbar.
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Wie es aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist, kann
mittels der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung eine Torusfläche
mit beliebigem Grad einer torischen Linse dadurch
geschnitten werden, daß der Exzentrizitätsabstand der Mittelachse
des Führungslochs des Führungselements in bezug auf die
Hauptdrehachse des Spanneinrichtungs-Trägerelements
eingestellt wird. Ferner ist es nicht erforderlich, die
Haltevorrichtung in der Richtung der Linsenachse hin- und
herzubewegen oder das Linsenwerkstück beim Schneidvorgang zu biegen.
Daher kann eine Vereinfachung des Aufbaus in vorteilhafter
Weise erzielt werden und es kann eine torische Linse mit
extrem guter Qualität stabil hergestellt werden.