Dickenreduktion bei Brillengläsern mit astigmatischer Wirkung

Realistische Möglichkeiten für eine Dickenreduktion von Brillengläsern bieten sich nur im Plusgläserbereich, da eine Verminderung der Mittendicke von Konkavgläsern unter eine Mindestdicke aus Gründen der Stabilität wenig sinnvoll ist. Die folgenden Oberlegungen und Darstellungen befassen sich deshalb auch nur mit Möglichkeiten der Dickenminimierung für Konvexgläser.

Betrachtet man zunächst die Randgestaltung von Brillengläsern mit ausschließlich sphärischer Wirkung und ebensolcher Flächenausführung, so sieht man eine gleichmäßige Randdicke an allen Stellen des Glasumfanges (Abbildungen 10.39 und 10.40). Die Mittendicke hängt bei solchen Gläsern im Wesentlichen von der dioptrischen Wirkung, dem Durchmesser, dem Brechungsindex des verwendeten Glasmaterials sowie der gewählten Randdicke des rohrunden Glases ab (normgerechte Gläser „ohne Ausplatzer“ erfordern eine gewisse Mindestranddicke). Daraus zeigt sich schon, dass eigentlich (fast) ausschließlich die Wahl eines kleinstmöglichen Rohglasdurchmessers die Mittendicke und damit das Brillenglasgewicht vermindern kann. Dies bedeutet, dass die Auswahl einer geeigneten Fassung sehr viel Einfluss auf Dicke, Gewicht und Aussehen der Brille hat — da sich ja eine bestimmte Mindestgröße des Rohglases wegen PD und Einschleifhöhe nicht unterschreiten lässt.

Weitere Ansatzpunkte zur Verringerung der Glasdicken ergeben sich durch Verwendung von Materialien mit höheren Brechzahlen oder auch durch das Abweichen von sphärischen Oberflächenformen (Abbildungen 10.41 bis 10.43).

10.9.2. Randdicken astigmatischer Brillengläser

Betrachtet man nun aber die Gestaltung des Randes bei einem rohrunden Brillenglas mit astigmatischer Wirkung, so zeigen sich unterschiedliche Randdicken am Glasumfang: In den Richtungen der beiden Hauptschnitte liegen die kleinste und größte am Glas vorkommende Randdicke (Abb. 10.46). Die Mittendicke eines solchen Glases ist durch den stärksten Hauptschnitt festgelegt. Als Folge weist dann der Rand in Richtung des schwächeren Hauptschnittes die höchste Randstärke auf. Am gesamten Umfang des Rohglases pendelt die Randdicke zweimal zwischen diesen Extremen hin und her. Die Darstellung des Dickenverlaufs zeigen die Abbildungen 10.48 und 10.49).

Wird ein solches Glas mit astigmatischer Wirkung auf die Form der gewählten Brillenfassung gebracht (sprich: gerandet), so werden Randbereiche des rohrunden Glases weggeschliffen. Das gerandete Glas weist dann an allen Stellen des Formrandes größere oder mindestens die gleiche Randdicke auf wie die entsprechenden Stellen des rohrunden Glases. lm temporalen Bereich wird dabei die Dicke kaum steigen, weil durch das Zentrieren des Glases dieser Glasteil bis fast zum Rand ausgenutzt werden muss.

Durch den zentrierten Formschliff hat schon ein sphärisches Brillenglas keine gleichmäßige Randdicke mehr. Die Dicken ergeben sich aus der Scheibenform und der Zentrierung (nach Seite und Höhe). Bei Brillengläsern mit astigmatischer Wirkung kommen als weitere Faktoren noch die Achsenlage(n) sowie die Stärke(n) des/der Korrektionszylinder/s dazu (Abb. 10.47).

Bei der Korrektion eines Astigmatismus rectus (Brillenglas mit Achse des korrigierenden Pluszylinders = 90O) liegen die dünn-sten Stellen des Rohglases nasal und temporal. Weil in diesem Fall temporal nur wenig abgeschliffen wird, bleibt auch das gerandete Glas an dieser Stelle dünn und kann deshalb auch nicht nennenswert dickenreduziert werden. Somit fällt leider der größte Teil der Brillengläser mit astigmatischer Wirkung – Astigmatismus rectus kommt am häufigsten vor – für eine Dickenreduktion aus (Abb. 10.48).

Bei der Korrektion eines Astigmatismus inversus (Brillenglas mit Achse des korrigierenden Pluszylinders = 0O) liegt der schwächere Hauptschnitt waagerecht. Damit liegen die maximalen Randdicken im nasalen und temporalen Bereich; die dünnsten Stellen des Rohglases oben und unten. Natürlich wird auch in diesem Fall temporal nur wenig Glasmaterial abgeschliffen, wodurch die vorliegende Randdicke hier kaum ansteigt. Ganz anders ist das jedoch an den übrigen Stellen. Dort steigen die Randdicken durch die Formrandung üblicherweise merklich an. Als Folge davon weist das gerandete Glas am gesamten Umfang eine relativ hohe Randdicke auf (Abb. 10.49). Hier kann also ein Verfahren zur Dickenreduktion wirksam ansetzen. Die Dickenverminderung erfolgt bereits bei der Glasfertigung im Herstellerwerk.

Bei der Korrektion eines Astigmatismus obliquus hängt es von der Achsenlage ab, ob eine Dickenreduktion in Betracht kommt. Für Achslagen in der Nähe eines Astigmatismus inversus (also z. B. Achse des korrigierenden Pluszylinders = 30O) kann dies durchaus noch sinnvoll sein.

10.9.3. Angebot der Hersteller

Nahezu alle namhaften Brillenglashersteller haben sich Gedanken über Möglichkeiten zur Dickenreduktion von Plusgläsern gemacht. Sie bieten auch Dickenreduktion für Brillengläser mit astigmatischer Wirkung an. Von diesen Herstellerfirmen wird aber zum Leidwesen der Augenoptiker kein einheitliches System verwendet, obwohl sich die technischen Lösungswege nicht sehr wesentlich voneinander unterscheiden.

Für die Bearbeitung eines Auftrages für dickenreduzierte Gläser benötigen die Firmen genaue Angaben über die zu verglasende Fassung und die Zentrierung der Gläser sowie Facettenart. In der Regel gibt es dazu herstellerspezifische Bestellkarten oder Displays zur Dateneingabe, die zwar übereinstimmend alle die Einzel-Abstände („Einzel-PDs“) und Einschleifhöhen abfragen, je nach System aber zum Teil noch verschiedene zusätzliche Daten benötigen. Ein Blick auf die Bestellkarten bzw. entsprechende Displays zeigt die Unterschiede.

Hier eine unvollständige Aneinaderreihung von Beispielen für Namen oder Abkürzungen für Dickenreduktionssysteme sowie deren Anbieter – wobei sich im Laufe der Zeit auch Veränderungen ergeben haben. Teilweise werden diese DR-Systeme auch nur für Gleitsichtgläser angeboten.

Bezeichnung/Firma (in alphabetischer Reihenfolge der Bezeichnungen):

„maximale Dickenreduktion“/ Rupp&Hubrach –„MDM2“/Rodenstock – „MDR2“/Wetzlich – „METS“/Hoya – „Optima“/Zeiss – „Precal“/Essilor – „SBO“/ Schmidt – usw.

Für die meisten der angebotenen Dickenreduktionssysteme gilt, dass man bereits bei der Fertigung, also vor der Bearbeitung der Rezeptfläche, das kreisrunde Glas in eine Form bringt, die der endgüItigen Brillenglasform in der Fassung angenähert ist (Abb. 10.50). Für diese „Vorformung“ benötigt der Hersteller bereits wichtige Daten, die ihm der Augenoptiker übermitteln muss.

Eine Möglichkeit der Annäherung an die Endform des zu fertigenden Brillenglases war im alten Zeiss-System (mit der Bezeichnung „0 + 1 + 2“) die Zuordnung der Scheibenform der Brille zu einer von 4 Oval-Formen durch den Augenoptiker am Anpasstisch. Anstelle eines kreisrunden Rohglases entstand so durch Materialabtrag ein ovales Rohglas mit einer erheblichen Einsparung an Glasdicke und -gewicht. Inzwischen wurde diese Handhabung (eingeführt 1982) mehrmals jeweils durch eine verbesserte ersetzt. Dies gilt auch für andere Anbieter.

Bei diesen „neuen“ Systemen mehrerer Firmen wird mittels Computerprogrammberechnung eine kundenspezifische Einzelanfertigung hergestellt, die zwar eine etwas ungewohnte Rohglasform aufweisen kann, aber eben optimal dickenreduziert ist. Dies ist heutzutage Stand der Technik, andere Verfahren sind nicht mehr gebräuchlich.

10.9.4. Wann ist also eine Dickenoptimierung möglich?

Für Einstärkengläser, ebenso für Zwei- und Dreistärkengläser gilt die Grundregel:

Die dünnste Stelle eines rohrunden Glases muss am Rand liegen und durch den „Abschliff“ des DR-Systems wegfallen.

Genauer gesagt heißt das in einzelnen:

Diese Aussagen bzw. Einschränkungen gelten in dieser Form nicht für Gleitsichtgläser. Hier ergibt sich eine andere Ausgangslage durch die Gestaltung der progressiven Flächen.

10.9.5. Optimale Dickenreduktion

Wenn man eine maximale Verringerung der Brillenglasdicke erreichen möchte, muss man mittels eines Computerprogrammes auf der Basis der Fassungs- und Zentrierdaten das Glas (vor)berechnen, ehe man an die Rezeptfertigung geht – oder das Brillenglas exakt auf die spätere Form (und Zentrierung) randen (was in den Anfängen der DR tatsächlich geschah; erst danach wurde dickenreduziert!). Heutzutage hat man den relativ großen mathematischen und fertigungstechnischen Aufwand, der mit einer DR verbunden ist, durch Computereinsatz und entsprechende Fertigungsmaschinen gut im Griff – und die Mehrkosten gegenüber den „Normalausführungen“ halten sich in Grenzen.

Der höhere Aufwand liegt vornehmlich daran, dass aus den unterschiedlichsten Fassungsformen, Glasgrößen, Glasmaterialien und den individuellen Zentrierdaten das Optimum gebildet bzw. gefunden werden soll.

Logischerweise benötigt ein Glashersteller zur Fertigung dickenreduzierter Gläser:

Mit diesen sogenannten Basisdaten kann dann in Rechenprogrammen die mathematische Auswertung erfolgen, wobei die Hauptschwierigkeit in der Berechnung der nötigen Mittendicken der Gläser aufgrund der individuellen Randgestaltung (z. B. Spitz- oder Flachfacette) liegt. Je nachdem, wie gut ein Hersteller diese Probleme meistert beziehungsweise wie gut sein Rechnerprogramm ist, fallen seine dickenreduzierten Gläser aus – dem augenoptischen Fachmann bleibt ja immer die Wahl des bestmöglichen Produktes.

Mit einem Glasberatungsprogramm kann den Kunden eine entsprechende „Vorschau“ – auch was die Brillengläserdicken angeht – angeboten werden (Beispiel Fa. Zeiss in Abb. 10.52).

Doch kann jeder Hersteller nur dann optimal dickenreduzierte Gläser fertigen, wenn der Augenoptiker alle nötigen Angaben sowohl mit höchster Genauigkeit ermittelt als auch korrekt weitergibt. Am besten wäre dabei, wenn Fassungsdaten, Formscheibe und Zentrierdaten des Kunden beim Fabrikanten vorlägen. In der Regel nehmen die Hersteller diese Daten in Form einer eingescannten und gemailten oder gefaxten Zeichnung entgegen. Dazu existieren entsprechende Formblätter/Bestellkarten, auf denen der Augenoptiker die erforderlichen Angaben einzeichnen und eintragen kann. Derartige Bestellkarten werden beim Hersteller auf geeignete Wiese in einen Rechner eingelesen. Deshalb darf darauf meist nur die Scheibenform und ein ZB-Kreuz markiert sein.

10.10. Übungen/Aufgaben zu Brillengläsern mit astigmatischer Wirkung

Arbeitsauftrag 35: Bearbeiten Sie nun die folgenden Aufgaben zum Themenbereich Brillengläser mit astigmatischer Wirkung!

Die nachfolgenden Übungen und Aufgaben betreffen bzw. beinhalten die Bereiche: Zentrieren, Anzeichnen im SBMG, Anzeichenkontrollen, Zentriertoleranzen, Prisma aus Zentrierfehler, Arbeit mit der Zentriertoleranztabelle der RAL-RG 915, Dickenreduktion an Brillengläsern mit astigmatischer Wirkung.

10.10.1. Informationen zu den Übungsaufgaben

Bei den nachfolgenden Übungsaufgaben ist wiederum statt vorwiegend praktischer Fertigkeiten eher das Anwenden von Kenntnissen und Durchführen von Überlegungen und Berechnungen zum obengenannten Themenbereich gefragt bzw. deren Resultate und Lösungen. Voraussetzung zur Bearbeitung der Beispiele sind Kenntnisse aus der Zentrierlehre im Zusammenhang mit Toleranzen und deren Anwendung für Brillengläser mit astigmatischer Wirkung. Es versteht sich von selbst, dass auch Grundkenntnisse der Zentrierzusammenhänge unerlässlich sind.

Die notwendige Berechnung des Prismas aus dem/den Zentrierfehler/n bzw. umgekehrt soll mit der Prentice-Formel erfolgen; für die Zuordnung der sich ergebenden Prismen senkrecht zur Zentrierfehlerrichtung müssen die geltenden Regeln beachtet werden (siehe vorausgegangenen Abschnitt).

Für die Überprüfung auf Einhaltung bzw. Überschreitung der zulässigen Zentriertoleranzen sollte eine Zentriertoleranztabelle nach den „Gütevorschriften im Augenoptikerhandwerk (RAL-RG 915)“ benutzt werden: Tabelle „Gesamttoleranzen für die fertige Brille (Arbeitstoleranzen)“ bzw. die Tabelle der Abb. 10.34 .

Bei Multiple-choice-Aufgaben („Kreuzlfragen“) wird in der Regel ein Punkt vergeben; hier ist immer auch nur eine der angebotenen Antworten richtig. Für Zuordnungsaufgaben wird immer ein Punkt weniger erteilt als die Anzahl der angebotenen Frage-/Antwortzeilen ausmacht. Bei diesen sowie allen anderen Aufgaben ist jeweils angegeben, wie viele Punkte zu erzielen sind — gegebenenfalls auch bei welchem Fragenteil.

(4 Punkte)

2. Ein Brillenglas mit astigmatischer Wirkung hat die beiden Hauptschnittswirkungen + 3,0 dpt und 1,0 dpt. Für dieses Brillenglas lautet die sphäro-zylindrische Kombination …

… in PluszylinderSchreibweise:

… in MinuszylinderSchreibweise:

(je 1 Punkt)

3. Gegeben ist folgende Fernbrille: R = L sph 0,0 cyl + 2,5 A 180O

Diese Brille muss …

4. Ordnen Sie den genannten Fehlsichtigkeiten mögliche korrigierende Brillengläser mit astigmatischer Wirkung zu!

Astigmatismus simplex myopicus rectus

mögliches Brillenglas: sph ? cyl +? A ?

Astigmatismus mixtus inversus

mögliches Brillenglas: sph ? cyl +? A ? (je 1 Punkt)

5. Ein Brillenglas mit astigmatischer Wirkung bildet einen unendlich entfernten Objektpunkt wie folgt ab:

• als Brennlinie in 80° 200 mm hinter der Linse und

• als Brennlinie in 170° 100 mm hinter der Linse.

Welche dioptrische Wirkung hat dieses Brillenglas?

Ergebnis: sph ? cyl +? A ? (2 Punkte)

6. Die Nennmaße für die Zentrierung eines rechten Brillenglases mit astigmatischer Wirkung und „gerader Achslage“ sind:

pR = 32 und yR = 20

Das Brillenglas wurde mit einem Zentrierfehler eingeschliffen, so dass das Auge als Ausgleichsbewegung nach innen und oben „schielen“ muss. Ordnen Sie richtig zu!

Rezepte:

Istmaße:

7. Ein Brillenglas mit astigmatischer Wirkung weist Zentrierfehler nach außen und oben auf. Da bei den nachstehenden Rezepten jeweils ein Hauptschnitt = 0,0 dpt ist, ergibt sich trotz zweier Zentrierfehler jeweils nur eine prismatische (Fehler-)Komponente. Ordnen Sie richtig zu!

Prisma am ZB:

8. Welche Linienrichtung(en) zeigen sich im SBMG beim Einstellen der beiden Hauptschnittswerte („-stärken“) eines Brillenglases mit astigmatischer Wirkung? (Bitte formulieren Sie eine zahlenwertunabhängige Aussage!)

……………………………………………. (1 Punkt)

9. Brillenglas mit astigmatischer Wirkung:

Beim Einstellen auf HS = – 1,0 dpt zeigt das SBMG: Linienrichtung = 160°.

Die andere HS-Wirkung ist + 0,5 dpt.

Das zugehörige Rezept lautet.

10. Sie betrachten ein Strichkreuz (z. B. auf dem Papier) durch ein soeben im SBMG angezeichnetes Brillenglas mit astigmatischer Wirkung. Durch gerade und drehende Bewegungen des Glases vor diesem Objektkreuz zeigen sich die nachstehenden Bilder (siehe Abb. 10.53).

Das Glas wird TABO-gerecht vor das Objekt gehalten (siehe Abbildung 10.53 links).

Die Pfeile an den Abbildungen mit den Ziffern 1 bis 3 zeigen die Bewegungsrichtungen des Glases.

Das Rezept für das kontrollierte Brillenglas lautet:

11. Für ein Brillenglas mit der Wirkung sph – 5,0 cyl + 3,0 A 90O soll die richtige Anzeichnung im SBMG mit Hilfe von Dicken- und Drehkontrolle überprüft werden.

Für Randdicke und Drehrichtung des Bildstriches gilt richtig:

12. Kontrollen an einem Brillenglas mit astigmatischer Wirkung:

Bei geraden und drehenden Bewegungen des Glases zeigen sich folgende Bilder (siehe Bilderzeilen a bis d in Abbildung 10.54). Ordnen Sie richtig zu!

13. Rezept: R sph- 4,0 cyl + 1,0 A 45O

Welche Pluszylinderachse des Glases in der fertigen Brille ist noch innerhalb der zulässigen Achsentoleranz?

14. Ordnen Sie den Rezepten die richtigen Zentriertoleranzen nach außen und innen (= Horizontaltoleranzen) zu!

Fernbrille R = L

Horizontaltoleranzen

15. Wie groß sind die zulässigen Toleranzen (für Achse, PD und Höhe) für die nachstehenden Brillen mit astigmatischen Wirkungen?

In der Brille befinden sich dann beiderseits Gläser mit …

18. Eine Fernbrille mit beiderseits gleichen Brillengläsern mit astigmatischer Wirkung ist um 2 mm falsch zentriert. Mit diesem Fehler liegt sie gerade an der Toleranzgrenze für einen Fehler in die kritische Richtung. Welche Glasstärke (dpt des horizontalen HS) liegt vor?

Die gesuchte Hauptschnittswirkung beträgt …

19. Fernbrille R = L sph ? cyl + 4,0 A 90O

Die Brille ist um 2 mm falsch zentriert (p ± zF). Mit diesem Fehler liegt sie gerade an der Toleranzgrenze für einen Fehler in die weniger kritische Richtung. Die gesuchte Sphäre ist dann …

20. Durch einen Einschleiffehler nach außen bei einem Brillenglas mit astigmatischer Wirkung und „schiefer Achslage“ entstehen Fehlerprismen mit Basis außen und unten bei einem rechten/linken Glas der dioptrischen Wirkung …

21. Rezept: F R sph + 2,0 cyl + 4,0 A 140O

Durch einen Einschleiffehler nach außen entstehen an diesem Brillenglas Fehlerprismen …

22. Ein Brillenglas mit astigmatischer Wirkung weist einen Zentrierfehler von 2 mm nach außen auf. Daraus ergeben sich „zwei Prismen“ aufgrund der Achslage der Gläser. Ordnen Sie richtig zu!

Prisma am ZB :

(3 Punkte)

23. Welche der nachstehenden Verordnungen für ein Brillenglas mit astigmatischer Wirkung würde mit dem Bestellvermerk „dickenreduziert“ ein brauchbares Ergebnis liefern, käme also für eine derartige DR-Bestellung in Frage?

24. Woran erkennt man, ob bzw. dass man im SBMG den „sphärozylindrischen Hauptschnitt“ eines Brillenglases mit astigmatischer Wirkung eingestellt hat?

………………………………………………………… (1 Punkt)

25. Was versteht man bei einem Brillenglases mit astigmatischer Wirkung unter dem Begriff „Hauptschnittswirkung“?

………………………………………………………… (1 Punkt)

26. Woran erkennt man im SBMG, dass sich ein Brillenglases mit astigmatischer Wirkung im Strahlengang befindet?

………………………………………………………… (1 Punkt)

27. Woran erkennt man an einem noch ungeschliffenen Brillenglas mit astigmatischer Wirkung (= einem „torischen Rohglas“) die Lage bzw. die Richtung „des Pluszylinders“?

………………………………………………………… (1 Punkt)

28. Sie kontrollieren an einem Brillenglas mit astigmatischer Wirkung dessen Lage und Anzeichnung im SBMG durch Verschieben und Drehen des Glases. Rezeptangabe: sph – 4,0 cyl – 2,0 A 90O

Zeichnen Sie in die Abbildung 10.55 die sich ergebenden (verschobenen) Bildlinien entsprechend der Hauptschnittswirkungen ein! (Die Pfeile bei den einzelnen Bildern geben die Bewegungsrichtung/en an.) Geben Sie außerdem die Lage der Pluszylinderachse durch Markierung der dickeren Stellen des Glasrandes an! (2 Punkte)

29. In der Bedienungsanleitung zu Ihrem SBMG finden Sie im Abschnitt „Brillengläser ausrichten und messen“ die nebenstehende Abbildung (siehe Abb. 10.56). Welche dioptrische Wirkung (sph ? cyl ? A ?) hat das dort beschriebene Glas?

……………………………………… (1 Punkt)

30. In einem Okular-SBMG sehen Sie bei den beiden Hauptschnitten die Abbildungen der Messfigur wie es Abbildung 10.57 zeigt.

Um welche der nachfolgenden Gläser handelt es sich?

(1 Punkt)

31. Sie wollen an einer Fernbrille feststellen, welche ungefähren Wirkungen deren beide Brillengläser haben (sph ? cyl ? A ?). Dazu bewegen Sie die Gläser nacheinander vor einem Objektkreuz gerade und drehend und sehen dabei die in Abbildung 10.58 dargestellten Sachverhalte für Bildverschiebung und Liniendrehung. Bestimmen Sie daraus qualitativ die ungefähren dioptischen Wirkungen!

R sph _______ cyl _______ A _____ O

L sph _______ cyl _______ A _____ O (2 Punkte)

32. Welche Möglichkeiten gibt es, den Druck seiner/ihrer Brille auf die Nase(nflächen) eines/einer Hyperopen zu verringern?

……………………………………. ……………………………………

……………………………………. ……………………………………

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(4 Punkte)

Die Lösungen zu allen Aufgaben sowie die Punkteverteilung und einen Vorschlag eines Punkte-Noten-Schlüssels finden Sie in der nächsten Folge. Viel Erfolg!

Lösungen zu Arbeitsauftrag 34 der letzten Folge:

Die drei Fragen des Arbeitsauftrages sind weitestgehend im Text dieser Folge beantwortet. Kurz zusammengefasst hier trotzdem das Wesentliche:

Harald Eggl

(Fortsetzung im nächsten Heft)