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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse
für einen Fahrzeugscheinwerfer aus einem Rohling aus Glas.
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Die
PCT/DE2007/000251 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung eines technischen Glasteils, insbesondere
mit hohen Anforderungen an Konturtreue und/oder Oberflächengüte,
insbesondere einer Präzisionslinse, wobei ein Rohling mittels
eines Injektionspressverfahrens hergestellt wird, wobei der Rohling
gekühlt und anschließend erwärmt wird,
und wobei der Rohling anschließend zu einem technischen
Glasteil, insbesondere mit hohen Anforderungen an Konturtreue und/oder
Oberflächengüte, insbesondere einer Präzisionslinse,
insbesondere beidseitig, blank gepresst wird.
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Die
DE 103 23 989 B4 offenbart
eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum
Herstellen blankgepresster Glaskörper für optische
Ausrüstungen, bei der ein flüssiger Glasposten
einer Levitations-Vorform zugeführt wird, in welche der
Glasposten, ohne die Vorform zu berühren, zu einem Vorformling
vorgeformt wird, der nach Ablauf einer definierten Zeit an eine
separate Pressform übergeben wird und darin mittels eines
Presswerkzeuges in die Endform verpresst wird, wobei die Übergabe
des Vorformlings an die Pressform so erfolgt, dass der Vorformling
im freien Fall von der Vorform in die Pressform fällt,
wobei die Vorform zur Übergabe des Glaspostens über
die Pressform verfahren wird, in dieser Übergabeposition angehalten
und nach unten vom Glasposten weggeschwenkt wird, mit zwei Drehschalttischen,
von denen der eine kreisförmig angeordnete Vorformen zur
Ausbildung der Vorformlinge aus einem flüssigen Glasposten
aufweist, welche im unteren Bereich kleinste Öffnungen
zum Einbringen eines Luftpolsters aufweisen, der andere kreisförmig angeordnete
Pressformen zum Verpressen der Vorformlinge nach Übergabe
aus den Vorformen aufweist, und wobei jede Vorform am ersten Drehschalttisch
mittels eines schaltbaren Halters befestigt ist, welcher die Vorform
in einer ersten Schaltstellung waagerecht halt und in einer zweiten
Schaltstellung den freien Fall der Vorformlinge ermöglichenden
Position halt.
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Die
DE 101 40 626 B4 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung eines pressgeformten Glaskörpers,
bei dem schmelzflüssige Glasmasse in eine Form gegossen,
in der Form mittels eines Pressstempels gepresst und abgekühlt
und anschließend der pressgeformte Glaskörper
aus der Form entnommen wird, wobei die schmelzflüssige
Glasmasse in der Form mehreren Pressvorgängen unterworfen wird,
wobei zwischen den Pressvorgängen eine Abkühlung
stattfindet und wenigstens einmal zwischen den Pressvorgängen
eine Aufheizung der Außenbereiche der Glasmasse vorgenommen
wird, derart, dass die Abkühlung der Glasmasse im Außenbereich der
Abkühlung im Kern angepasst wird.
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Die
DE 102 34 234 A1 offenbart
ein Verfahren zum Blankpressen eines Glaskörpers für
optische Anwendungen unter Verwendung einer eine Oberform und eine
Unterform und eventuell einen Ring umfassenden Pressform zur Aufnahme
des oberhalb der Verformungstemperatur erwärmten Glaskörpers,
bei dem zwischen Oberform und Unterform eine elektrische Spannung
angelegt und spätestens nach Angleichen der Temperatur
des Glaskörpers an die Temperatur der Pressform ein Pressdruck
auf den Glaskörper aufgebracht wird.
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Die
DE 103 48 947 A1 offenbart
eine Presse zum Heißformen optischer Elemente aus Glas
mit Mitteln zur Erwärmung eines eine Oberform, eine Unterform
und einen Führungsring aufweisenden Formblocks, welcher
das Glasmaterial aufnimmt, wobei als Erwärmungsmittel eine
Induktivheizung vorgesehen ist und der Formblock während
des Erwärmens auf einem thermisch isolierenden Körper
angeordnet ist.
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Die
DE 196 33 164 C2 offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum mindestens einseitigen Blankpressen
von optischen Bauteilen für Beleuchtungszwecke, wobei mindestens
ein maschinell portioniertes Glasteil von einem Greifer an mindestens eine
ringförmige, aus mindestens einem Ofen ausfahrbare Aufnahme übergeben
und von der Aufnahme in den Ofen bewegt und in demselben auf der Aufnahme
erwärmt wird, wobei das erwärmte Glasteil von
der Aufnahme aus dem Ofen bewegt und wieder an den Greifer übergeben
wird, der das erwärmte Glasteil einer Presse zum zumindest
einseitigen Blankpressen zuführt und wobei das blankgepresste Glasteil
dann aus der Presse entnommen, an eine Kühlstrecke abgegeben
und von derselben abtransportiert wird.
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Die
DE 103 60 259 A1 offenbart
ein Verfahren zum Blankpressen optischer Elemente aus Glas, bei
dem ein in einem Formblock befindlicher Glasposten auf eine Temperatur
T oberhalb seiner Transformationstemperatur T
G erwärmt
wird, der Glasposten gepresst und auf eine Temperatur unterhalb
T
G abgekühlt wird, wobei die Abkühlung
zunächst in einem ersten, oberhalb T
G liegenden
Temperaturintervall mit einer ersten Kühlrate erfolgt und
anschließend in einem zweiten Temperaturintervall, welches T
G beinhaltet, mit einer zweiten Kühlrate
erfolgt, und wobei zum Einstellen der ersten und zweiten Kühlrate
eine aktive Kühlung vorgenommen wird.
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Die
DE 44 22 053 C2 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung von Glasformlingen, bei dem in einer Pressstation
schmelzflüssiges Glas mittels eines die innere Form des
Glasformlings vorgebenden Pressstempels in eine seine äußere
Gestalt vorgebende Pressform hineingepreßt wird, wobei
der Pressstempel nach dem Pressvorgang nur solange in Kontakt mit
dem Glasformling in der Pressform verweilt und dabei Wärme
von der Oberfläche des Glasformlings abgeführt
wird, bis der Glasformling sich in seinem oberflächennahen
Bereich auf eine solche Temperatur abgekühlt hat, dass
er eine zur Entnahme aus der Pressform ausreichende Formsteifigkeit
der Oberfläche aufweist und wobei der Glasformling anschließend
der Pressform entnommen und an eine Kühlstation übergeben
wird, bevor er durch partielle Aufheizung Verformungen aufweist
und der Glasformling in der Kühlstation bis zu seinem vollständigen
Erstarren abgekühlt wird.
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Weitere
Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Herstellung optischer Bauteile
sind z. B. in der
JP 09132417
A , der
JP
10251030 A , der
EP
1 584 863 A2 und der
EP 0 078 658 B2 offenbart.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen komplexere
Oberflächenkonturen aufweisende Scheinwerferlinsen aus
Glas anzugeben. Dabei ist es insbesondere wünschenswert,
ein Verfahren zum Herstellen von (Zonen bildenden) Lichtverteilungslinsen
für Fahrzeugscheinwerfer anzugeben. Es ist ferner wünschenswert,
die Scheinwerferlinsen, insbesondere in Kleinserien, kostengünstig
herzustellen.
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Vorgenannte
Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse
für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, gelöst, wobei ein Rohling aus Glas erwärmt wird,
und wobei der Rohling nach dem Erwärmen in einer Injektionspressform
zu einer Scheinwerferlinse gepresst wird.
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Ein
Rohling aus Glas im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Gob.
Ein Rohling im Sinne der Erfindung ist insbesondere von einem flüssigen Glastropfen
zu unterscheiden. Geeignete Glassorten für den Rohling
sind zum Beispiel B270, F2, DOCTAN® und
Borosilikatglas.
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Eine
Injektionspressform im Sinne der Erfindung ist insbesondere dadurch
definiert, dass eine Öffnung, durch die der Rohling in
die Injektionspressform gepresst wird, eine kleinere Querschnittsfläche aufweist
als zumindest ein Teil des Formhohlraums der Injektionspressform.
Eine Injektionspressform im Sinne der Erfindung ist alternativ oder
zusätzlich insbesondere dadurch definiert, dass sie eine
erste Querschnittsfläche des Formhohlraums der Injektionspressform
und zumindest eine zweite Querschnittsfläche des Formhohlraums
der Injektionspressform aufweist, wobei die zweite Querschnittsfläche
näher an einer Öffnung des Formhohlraums, durch
die der Rohling in die Injektionspressform eingepresst wird, liegt,
als die erste Querschnittsfläche, und wobei die erste Querschnittsfläche
größer ist als die zweite Querschnittsfläche.
Eine Injektionspressform im Sinne der Erfindung ist insbesondere
eine zumindest zweiteilige Form.
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Eine
Scheinwerferlinse im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine (Zonen
bildende) Lichtverteilungslinse. Ein Beispiel für eine
Lichtverteilungslinse kann zum Beispiel der
DE 696 36 270 T2 entnommen
werden. Eine Scheinwerferlinse im Sinne der Erfindung ist insbesondere
eine Linse, bei der die optischen wirksamen Oberflächen
mehr als die Hälfte, insbesondere einen überwiegenden
Anteil, an der Oberfläche der Scheinwerferlinse einnehmen.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Rohling derart
erwärmt, dass er eine Viskosität zwischen 104 Pa·s und 105 Pa·s,
insbesondere zwischen 104 Pa·s
und 5·104 Pa·s aufweist.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Rohling
auf einer gekühlten Lanze erwärmt.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Rohling
derart erwärmt, dass er eine im Wesentlichen homogene Viskosität
aufweist. Eine im Wesentlichen homogene Viskosität im Sinne der
Erfindung soll insbesondere bedeuten, dass die Viskosität
innerhalb des Rohlings um nicht mehr als 20%, insbesondere um nicht
mehr als 10%, schwankt. Dabei kann jedoch eine größere
Abweichung der Viskosität für die Auflagefläche
vorgesehen werden, auf der der Rohling abgelegt ist. Das heißt,
eine im Wesentlichen homogene Viskosität des Rohlings bedeutet
insbesondere, dass abgesehen von einer Auflagefläche des
Rohlings, innerhalb des Rohlings eine Viskositätsvariation
von nicht mehr als 20%, insbesondere von nicht mehr als 10%, herrscht.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Rohling
von unten (nach unten) in die Injektionspressform gepresst. In weiterhin
vorteilhafter Ausgestal tung der Erfindung wird die Injektionspressform
zur Entnahme der gepressten Scheinwerferlinse mittels einer Linearbewegung
geöffnet. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass zwei
Teilformen in einer Linearbewegung auseinander bewegt werden. Eine
Linearbewegung ist dabei insbesondere von einem Aufklappen zu unterscheiden.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Scheinwerferlinse
in der Injektionspressform mit einem angeformten Anguss gepresst.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die
Scheinwerferlinse nach dem Pressen unter Zugabe von Wärme
abgekühlt, wobei vorteilhafterweise vorgesehen ist, dass
der Anguss nach dem Abkühlen der Scheinwerferlinse entfernt
wird. Dabei wird die Scheinwerferlinse in weiterhin vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung beim Abkühlen hängend
gehalten oder mittels des Standfußes aufgestellt.
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Kraftfahrzeug
im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr
benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung
sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor
beschränkt.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
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1 ein
Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen
Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,
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2 ein
Ausführungsbeispiel eines Ofens zum Erwärmen eines
Rohlings,
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3 ein
Ausführungsbeispiel einer Injektionspressform,
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4 die
Injektionspressform gemäß 3 in einem
geöffneten Zustand,
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5 ein
Ausführungsbeispiel einer gepressten Scheinwerferlinse
mit einem Anguss,
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6 ein
Ausführungsbeispiel einer Kühlbahn und
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7 ein
Ausführungsbeispiel einer gepressten Scheinwerferlinse
nach Entfernen des Angusses.
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1 zeigt
ein Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für
einen Fahrzeugscheinwerfer. Dabei wird in einem Schritt 10 zunächst
ein Rohling aus einer Glasschmelze gegossen. Anschließend
wird der Rohling in einem Schritt 11, insbesondere auf
Raumtemperatur, abgekühlt und in einem Schritt 12 wieder
erwärmt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schritte 11 und 12 in
einem Temperarierschritt zusammengefasst werden, wobei der Rohling
derart wärmebehandelt wird, dass er eine im Wesentlichen
homogene Viskosität zwischen 104 Pa·S und
105 Pa·S, insbesondere zwischen
104 Pa·S und 5·104 Pa·S aufweist. Diese Viskosität
wird entweder in einem getrennten Schritt 12 zum Erwärmen
des Rohlings oder in einem Temperierschritt, indem die Schritte 11 und 12 zusammengefasst
sind, erzeugt.
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Zum
Erzeugen der gewünschten Viskosität wird – wie
in
2 dargestellt – der Rohling
20 zum Beispiel
auf einer gekühlten Lanze
21 in einem Ofen
22 erwärmt.
Dabei wird der Rohling
20 auf der Lanze
21 insbesondere
von unten in den Ofen
22 eingeführt. Die gekühlte
Lanze
21 wird in vorteilhafter Ausgestaltung von einem
erwärmten Kühlmittel durchflossen und/oder im
Gegenstromprinzip von Kühlmittel durchflossen. Geeignete
Ausgestaltungen möglicher gekühlter Lanzen können
zum Beispiel der
DE 101
00 515 A1 entnommen werden. Der mit Bezugszeichen
26 gezeichnete
Pfeil in
2 bezeichnet zufließendes
Kühlmittel und der mit Bezugszeichen
25 bezeichnete
Pfeil in
2 bezeichnet abfließendes Kühlmittel.
Eine gekühlte Lanze, insbesondere in einer Ausgestaltung
der gekühlten Lanze
21, ist eine bevorzugte Ausführungsform.
Sie kann aber auch (insbesondere unter bestimmten Umständen)
durch einen Dorn ersetzt werden.
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Es
kann vorgesehen werden, dass der Rohling 20 in einem einzigen
Ofen erwärmt wird. Es kann aber auch vorgesehen werden,
dass der Rohling 20 in zumindest zwei unterschiedlichen Öfen
(oder einem entsprechenden Ofen mit unterschiedlichen Temperaturzonen)
erwärmt wird, wobei der Rohling 20 in einem ersten
Ofen zunächst einer besonders hohen Temperatur ausgesetzt
wird und in einem zweiten Ofen der Temperatur ausgesetzt wird, die
im Wesentlichen der Temperatur entspricht, die notwendig ist, die
gewünschte Viskosität des Rohlings 20 zu erzeugen.
Ist der Rohling 20 zum Beispiel aus der Glassorte B270
gefertigt, so beträgt die gewünschte Temperatur
des Rohlings 20 zwischen 900°C und 1050°C,
insbesondere um 1000°C.
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Nach
dem Erwärmen wird der Rohling 20 in einem Schritt 13 an
eine in 3 dargestellte zweiteilige Injektionspressform 30 übergeben
und in dieser in einem Schritt 14 zu einer Scheinwerferlinse
gepresst. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 33 den Formhohlraum
der Injektionspressform 30, der durch ein Formteil 31 und
ein weiteres – in 4 mit Bezugszeichen 32 bezeichnetes – Formteil
gebildet wird. Der Formhohlraum 33 weist an einer mit Bezugszeichen 35 bezeichneten
Position eine Querschnittsfläche auf, die größer
ist als die Querschnittsfläche der mit Bezugszeichen 37 bezeichneten Öffnung
des Formhohlraums 33 sowie einer Querschnittsfläche
des Formhohlraums 33 an einer mit Bezugszeichen 36 bezeichneten
Position. Zum Pressen der Scheinwerferlinse wird der Rohling 20 – wie durch
den Pfeil 41 dargestellt – von unten in den Formhohlraum 33 der
Injektionspressform 30 gepresst.
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Dem
Schritt 14 folgt ein Schritt 15, indem die fertig
gepresste Scheinwerferlinse der Injektionspressform 30 entnommen
wird. Dazu werden die Teilformen 31 und 32 in
einer durch einen mit Bezugszeichen 42 bezeichneten Pfeil
angedeuteten Linearbewegung auseinander bewegt. Es ist insbesondere vorgesehen,
dass die Teilformen 31 und 32 nicht aufgeklappt
werden. Nach dem Öffnen der Injektionspressform 30 wird
die in 5 mit Bezugszeichen 51 bezeichnete Scheinwerferlinse
entnommen und in eine mit in 6 mit Bezugszeichen 60 bezeichnete Kühlbahn
unter Zugabe von Wärme kontrolliert abgekühlt
(Schritt 16). Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass
die Scheinwerferlinse 51 mit einem Anguss 52 gepresst
wird. In der Kühlbahn 60 wird die Scheinwerferlinse 51 auf
den Anguss 52 gestellt. Es kann vorgesehen sein, dass die
Kühlbahn 60 Rollen 62 aufweist, auf denen
die Scheinwerferlinsen 51, 51.2 und 51.3 langsam
durch die Kühlbahn 60 bewegt werden, wobei sie
langsam abgekühlt werden. Nach dem Abkühlen wird
der Anguss 52 in einem Schritt 17 entfernt. Die
fertige Scheinwerferlinse 51 ist in 7 dargestellt.
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Die
Elemente und Schichten in den Figuren sind unter Berücksichtigung
von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet.
So sind z. B. die Größenordnungen einiger Elemente
bzw. Schichten deutlich übertrieben gegenüber
anderen Elementen bzw. Schichten dargestellt, um das Verständnis
der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu
verbessern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2007/000251 [0002]
- - DE 10323989 B4 [0003]
- - DE 10140626 B4 [0004]
- - DE 10234234 A1 [0005]
- - DE 10348947 A1 [0006]
- - DE 19633164 C2 [0007]
- - DE 10360259 A1 [0008]
- - DE 4422053 C2 [0009]
- - JP 09132417 A [0010]
- - JP 10251030 A [0010]
- - EP 1584863 A2 [0010]
- - EP 0078658 B2 [0010]
- - DE 69636270 T2 [0015]
- - DE 10100515 A1 [0030]