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WO2009109209A1 - Verfahren zum herstellen eines optischen glasteils, insbesondere einer kraftfahrzeugscheinwerferlinse - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines optischen glasteils, insbesondere einer kraftfahrzeugscheinwerferlinse Download PDF

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Publication number
WO2009109209A1
WO2009109209A1 PCT/EP2008/010136 EP2008010136W WO2009109209A1 WO 2009109209 A1 WO2009109209 A1 WO 2009109209A1 EP 2008010136 W EP2008010136 W EP 2008010136W WO 2009109209 A1 WO2009109209 A1 WO 2009109209A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass
motor vehicle
preform
vehicle headlight
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/010136
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Heiko Hamkens
Hubert Drexler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Docter Optics SE
Original Assignee
Docter Optics SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200810012283 external-priority patent/DE102008012283B3/de
Priority claimed from DE200810049860 external-priority patent/DE102008049860A1/de
Application filed by Docter Optics SE filed Critical Docter Optics SE
Priority to JP2010549015A priority Critical patent/JP5319711B2/ja
Priority to CN2008801254366A priority patent/CN101932531A/zh
Priority to US12/920,230 priority patent/US20110000260A1/en
Publication of WO2009109209A1 publication Critical patent/WO2009109209A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06—Construction of plunger or mould
    • C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • C03B5/03—Tank furnaces
    • C03B5/031—Cold top tank furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an optical glass part, in particular a motor vehicle headlight lens or a lens-like freeform for a motor vehicle headlight, wherein glass is melted, wherein a preform is formed from the glass, and wherein from the preform, the optical glass part, in particular the motor vehicle headlight lens or lenticular freeform for a motor vehicle headlight, especially on both sides, blank is pressed.
  • DE 103 23 989 B4 discloses a method for producing bright-pressed glass body for optical equipment, in which a liquid gob is supplied to a levitation preform into which the gob without preforming is preformed into a preform, which after expiration of a defined time is transferred to a separate mold and is pressed therein by means of a pressing tool in the final shape, wherein the transfer of the preform to the mold takes place so that the preform falls in free fall of the preform in the mold, wherein the preform for transferring the Move the glass item over the mold, stopped in this transfer position and swung down from the gob.
  • CONFIRM ⁇ ON COPY DE 101 40 626 B4 discloses a method for producing a press-formed glass body, wherein the molten glass mass is poured into a mold, pressed in the mold by means of a press die and cooled and then removed as the molded glass body from the mold, wherein the molten glass mass in the mold is subjected to several pressing operations, wherein cooling takes place between the pressing operations and at least once between the pressing operations a heating of the outer regions of the glass mass is carried out, such that the cooling of the glass mass is adjusted in the outer region of the cooling in the core.
  • DE 102 34 234 A1 discloses a method for molding a glass body for optical applications using a mold comprising an upper mold and a lower mold and a ring for holding the glass body heated above the deformation temperature, in which an electrical voltage is applied between upper mold and lower mold and at the latest after adjusting the temperature of the glass body to the temperature of the mold, a pressing pressure is applied to the glass body.
  • DE 103 48 947 A1 discloses a press for hot-forming optical elements made of glass with means for heating a mold block having an upper mold, a lower mold and a guide ring, which accommodates the glass material, wherein an induction heating is provided as the heating means and the mold block during the heating a thermally insulating body is arranged.
  • DE 196 33 164 C2 discloses a method and a device for at least one-sided molding of optical components for lighting purposes, wherein at least one mechanically portioned glass part passed from a gripper to at least one annular, extendable from at least one furnace recording and recording in the oven is moved and heated in the same on the recording, wherein the heated glass part moves from the receptacle out of the oven and is returned to the gripper, which supplies the heated glass part of a press for at least one-sided molding, and wherein the bright-pressed glass part is then removed from the press, delivered to a cooling section and transported away from the same.
  • DE 103 60 259 A1 discloses a method for molding optical elements made of glass, in which a gob located in a mold block is heated to a temperature T above its transformation temperature T G , the gob is pressed and cooled to a temperature below T G , wherein the cooling first takes place in a first temperature interval lying above T G at a first cooling rate and then takes place in a second temperature interval which includes T G at a second cooling rate, and active cooling is performed to set the first and second cooling rates.
  • DE 44 22 053 C2 discloses a method for the production of glass moldings, wherein in a pressing station molten glass is pressed by means of a the internal shape of the glass molding predetermining ram in a form predetermining its outer mold, wherein the ram after pressing only in contact dwells with the glass molding in the mold while heat is dissipated from the surface of the glass molding until the glass molding has cooled in its near-surface region to a temperature such that it has sufficient for removal from the mold form stiffness of the surface and wherein the glass molding then removed from the mold and transferred to a cooling station before it has deformations by partial heating and the glass molding is cooled in the cooling station until its complete solidification.
  • the motor vehicle headlight 61 also includes a headlight lens 62 for changing the beam direction of by means of the light source 70 can be generated light and to image an edge 75 of the aperture 74 as a light-dark boundary 95th
  • the headlight lens 62 comprises a lens body 63 made of glass, which comprises a substantially planar surface 65 facing the light source 70 and a substantially convex surface 64 facing away from the light source 70.
  • the headlight lens 62 also includes an edge 66, by means of which the headlight lens 62 can be fastened in the vehicle headlight 61.
  • Headlamp lenses for motor vehicle headlamps are subject to narrow design criteria in terms of their optical properties or photometric guide values. This applies in particular with regard to the light-dark boundary 95, as illustrated by way of example in FIG. 10 in a graph 90 and in a photograph 91.
  • Important photometric guideline values are the gradient G of the bright-dark boundary 95 and the glare value HV of the vehicle headlight, in which the headlight lens is installed. Compliance with these tight design criteria poses a particular challenge to cost-effective mass production of automotive headlamp lenses.
  • the above object is achieved by a method for producing a glass optical part, in particular a motor vehicle headlight lens or a lens-like freeform for a motor vehicle headlight, wherein glass is melted in a melting unit having a capacity of not more than 80 kg / h, wherein the glass
  • An optical glass part in the context of the invention serves for the targeted alignment of light, in particular for illumination or imaging purposes.
  • An optical glass part in the context of the invention serves for the targeted alignment of light for technical purposes, which is to be distinguished in particular from purely aesthetic glass parts.
  • An optical glass part is within the meaning of the invention in a particularly advantageous manner, a motor vehicle headlight lens or a lens-like freeform for a motor vehicle headlight.
  • An optical glass part according to the invention consists in particular (essentially) of inorganic glass.
  • An optical glass part according to the invention consists in particular (essentially) of silicate glass.
  • An optical glass part according to the invention is in particular a lens and / or a prism.
  • An optical glass part according to the invention may comprise one or more optical structures for the targeted alignment of light.
  • An optical glass part according to the invention is in particular a precision lens.
  • a precision lens according to the invention is in particular a lens whose contour deviates from a desired nominal contour by not more than 8 ⁇ m, in particular by not more than 2 ⁇ m, and / or whose surface roughness is not more than 5 nm. Surface roughness in the context of the invention should be defined in particular as Ra, in particular according to ISO 4287.
  • a precision lens according to the invention is in particular a lens whose contour deviates from a desired nominal contour by not more than 1 ⁇ m (lens diameter / 10 mm).
  • An optical glass part in the sense of the invention can be a concentrator for sunlight as well as an array with several concentrators.
  • the glass comprises 60 to 75 wt .-% SiO 2 , 3 to 12 wt .-% Na 2 O, 0.3 to 2 wt .-% BaO, 3 to 12 wt .-% K 2 O. and / or 3 to 12% by weight of CaO.
  • the glass comprises 0 to 5 wt .-% MgO, 0 to 2 wt .-% SrO and O to 3 wt .-% B 2 O 3 .
  • the glass comprises 0.5 to 6 wt .-% ZnO.
  • the glass comprises 0.3 to 0.8 (in particular to 1, 4) wt .-% Al 2 O 3 , 0.1 to O, 4 wt .-% Li 2 O,
  • the glass comprises 0 (in particular 0.1) to 2 ppm CoO, 0 to 0.1 wt.% Cr 2 O 3 , 0 (in particular 0.1) to 0.2 wt. Pr 6 On, 0 (especially 0.1) to 1, 5 wt .-% MnO 0 to 0.1 wt .-% NiO and / or 0 (especially 0.1) to 0.2 wt .-% Nd 2 O 3 .
  • the glass is melted in the melting aggregate of a mixture. In a further advantageous embodiment of the invention, the glass is melted in the melting unit at a temperature of not more than 1500 0 C. In a further advantageous embodiment of the invention, the glass is melted in the melting unit at a temperature of not less than 1000 0 C. In a further advantageous embodiment of the invention, a batch carpet with a thickness between 2 cm and 7 cm is kept on the glass melted in the melting unit.
  • the temperature gradient of the preform is reversed, wherein the preform advantageously (for reversing its temperature gradient) lying on a cooled lance (in particular substantially continuously) by a tempering (for cooling and / or heating of the preform) moves or in a temperature control is maintained.
  • a suitable cooled lance is disclosed in DE 101 00 515 A1.
  • the lance is flowed through in countercurrent flow of coolant.
  • the coolant is additionally or actively heated.
  • the temperature gradient of the preform is adjusted such that the temperature of the core of the preform is at least 100 0 C above room temperature.
  • the transformation temperature T G of the glass is the temperature at which the glass becomes hard.
  • the transformation temperature T G of the glass should in particular be the temperature of the glass at which it has a viscosity log in a range of 13.2 (corresponds to 10 13 ' 2 Pas), in particular between 13 (corresponds to 10 13 Pas) and 14.5 (equivalent to 10 14 ' 5 Pas).
  • the preform at a temperature between 300 0 C and 500 0 C, in particular between 350 0 C and 450 0 C, cooled.
  • the preform is cooled at a temperature between 20 K and 200 K, in particular between 70 K and 150 K, below the transformation temperature T G of the glass of the preform.
  • the preform is heated at a temperature between 1000 0 C and 1250 0 C.
  • the gradient of the viscosity of the preform before pressing at least 10 4 Pa s, in particular at least 10 5 Pa s.
  • the gradient of the viscosity of the preform should be understood to mean, in particular, the difference between the viscosity of the core of the preform and the viscosity of the surface of the preform.
  • the mass of the preform is (approximately) 50g to 250g.
  • Motor vehicle in the sense of the invention is in particular a land vehicle which can be used individually in road traffic.
  • Motor vehicles according to the invention are not limited in particular to land vehicles with internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows a device for producing a motor vehicle headlight lens or a lenticular freeform for a motor vehicle headlight, shown in a schematic diagram
  • FIG. 2 shows an exemplary sequence of a method for producing a motor vehicle headlight lens or a lens-like freeform for a motor vehicle headlight
  • Fig. 3 shows an embodiment of a melting unit shown in a schematic diagram
  • 6 shows a device for pressing a headlight lens
  • 7 is a schematic diagram of a typical motor vehicle headlight
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a lenticular freeform for a motor vehicle headlight
  • Fig. 9 shows another embodiment of a lens-like freeform for a motor vehicle headlight
  • FIG. 10 shows a luminous distribution of a headlamp.
  • Fig. 1 shows a device 1 shown in a schematic representation for carrying out a method of manufacturing motor vehicle headlight lenses shown in Fig. 2, such as the motor vehicle headlight lens 62 shown in Fig. 7 or lens-like freeforms for motor vehicle headlights such as e.g. the lens-like freeforms 250 and 260 for motor vehicle headlights shown in Fig. 8 and Fig. 9.
  • the device 1 comprises a - shown in detail in Fig. 3 - melting unit 2 with a capacity of not more than 80 kg / h, in which glass is melted in a process step 20.
  • the glass includes
  • B 2 O 3 O to 3% by weight B 2 O 3 , advantageously from 0 to 2% by weight B 2 O 3 ,
  • O to 1 wt .-% Er 2 O 3 advantageously O to 0.3 wt .-% Er 2 O 3 , in particular O to 0.2 wt .-% Er 2 O 3
  • the glass does not comprise more than 0.3, in particular not more than 0.2,% by weight of Er 2 O 3 .
  • the glass comprises no (ie in particular not more than 0.1 wt .-%) Fe 2 O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and F.
  • the glass as possible no, especially not more than 0.2% by weight, NiO.
  • the glass comprises as possible no, in particular not more than 0.05 wt .-% Se.
  • the glass comprises as little as possible, in particular not more than 2 wt .-%, MnO 2 .
  • the Fe 2 O 3 content of the glass is below 0.015 wt .-%, and that traces ( ⁇ 0.1 wt .-%) Er 2 O 3 and / or others Rare earth metal oxides and / or transition metal oxides are used to decolorize the glass.
  • the melting unit 2 illustrated in detail in FIG. 3 comprises a melting tank 30 with a support structure 31 and a refractory lining 32.
  • the melting tank 30 melts the glass 35 from a batch fed by means of a batch feed 38, electrodes not shown for energy supply are provided.
  • the batch feeder 38 is controlled or regulated such that a mix carpet 36 having a thickness of between 2 cm and 7 cm is formed on the molten glass 35.
  • the melter 2 also comprises a, e.g. adjustable, outlet 33.
  • liquid glass is introduced in a process step 21 into a preforming device 3 for producing a preform, in particular a mass of 50g to 250g, e.g. a gob or a near-net shape preform (a near-net shape preform has a contour that is similar to the contour of the motor vehicle headlight lens or lens-like freeform for motor vehicle headlights to be pressed) spent.
  • a preform in particular a mass of 50g to 250g, e.g. a gob or a near-net shape preform (a near-net shape preform has a contour that is similar to the contour of the motor vehicle headlight lens or lens-like freeform for motor vehicle headlights to be pressed) spent.
  • This can e.g. Include molds into which a defined amount of glass is poured.
  • the preform is produced in a process step 22.
  • the process step 22 is followed by a process step 23, in which the preform is transferred by means of a transfer station 4 to one of the cooling devices 5A, 5B or 5C and cooled by means of the cooling devices 5A, 5B or 5C at a temperature between 300 0 C and 500 ° C.
  • the preform is heated by means of one of the heaters 6A, 6B or 6C at a temperature between 1000 0 C and 125O 0 C, wherein it is advantageously provided that the preform is heated so that the temperature of the surface of the preform after the heating at least 100 0 C, in particular at least 150 0 C 1 is higher than T G.
  • a combination of the cooling device 5A with the heating device 6A, a combination of the cooling Device 5B with the heating device 6B or a combination of the cooling device 5C with the heating device 6C is an example of a tempering device for adjusting the temperature gradient in the sense of the claims.
  • FIG. 4 shows an exemplary preform 40 before entering one of the cooling devices 5A, 5B or 5C
  • FIG. 5 shows the preform 40 with an inverted temperature gradient after leaving one of the heating devices 6A, 6B or 6C.
  • the wedges designated by reference numerals 41 and 42 symbolize the temperature gradients, wherein the width of a wedge 41 or 42 symbolizes a temperature.
  • a preform in an advantageous embodiment is moved (in particular essentially continuously) on a cooled lance comprising a cooling device 5A, 5B or 5C and one of the heating devices 6A, 6B or 6C or in one of the cooling devices 5A, 5B or 5C and / or one of the heaters 6A, 6B or 6C.
  • a suitable cooled lance is disclosed in DE 101 00 515 A1.
  • the lance is advantageously flowed through in the counterflow principle of coolant. Alternatively or additionally, it may be provided that the coolant is additionally or actively heated.
  • step 25 in which the preform 40 - by means of a device shown in FIG. 6, which is part of the press 8 - between a first mold 50 and a second mold, the first part mold 51 and the first part mold 51st enclosing annular second part mold 52, to a motor vehicle headlight lens 62 or lenticular freeform for motor vehicle Headlamp is pressed with a molded-on lens edge 66, wherein by a dependent of the volume of the preform 40 offset 53 between the first part mold 51 and the second part mold 52, a step in the motor vehicle headlight lens 62 or lenticular freeform is pressed for motor vehicle headlights.
  • the pressing is carried out in particular not under vacuum or significant negative pressure.
  • the pressing takes place in particular under atmospheric air pressure.
  • the first part mold 51 and the second part mold 52 are force-coupled together by means of springs 55 and 56.
  • the distance between the first part mold 51 and the first mold 50 depends on the volume of the preform 40 or the motor vehicle headlamp lens 62 or lens-like freeform for motor vehicle headlights pressed therefrom, and the distance between the second part mold 52 and the first mold 50 is independent of the volume of the preform 40 and the pressed motor vehicle headlamp lens 62 or lens-like freeform for motor vehicle headlights.
  • the apparatus 10 shown in FIG. 1 also comprises a computing device 15 for controlling or regulating the device 1 shown in FIG. 1.
  • the computing device 15 advantageously ensures a continuous linking of the individual process steps.
  • the method of manufacturing automotive headlamp lenses described with reference to FIGS. 1, 3, 3, 4, 5, and 6 is Also used for producing other optical glass parts in an analogous manner. However, it is particularly suitable for cost-effective production of high-quality motor vehicle headlight lenses.
  • Cooling track 5 Computing device 0, 21, 22, 23, 4, 25, 26 Process step 0 Furnace 1 Support structure 2 Fireproof lining 3 Outlet 5 Glass 6 Mixture carpet 8 Mixture feed 0 Preform 1, 42 Wedge 0 Form 1, 52 Part form 3 Offset 5, 56 spring 1 motor vehicle headlight 2 headlight lens 3 lens body 4 convex surface 5 plane surface 66 edge

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder einer linsenartigen Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), wobei Glas (35) geschmolzen wird, wobei ein Vorformling (40) aus dem Glas geformt wird, und wobei aus dem Vorformling (40) die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder die linsenartige Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), insbesondere beidseitig, blank gepresst wird, wobei das Glas in einem Schmelzaggregat (2) mit einer Kapazität von nicht mehr als 80 kg/h geschmolzen wird, wobei das Glas (35) 0,2 bis 2 Gew.-% AI2O3, 0 bis 1 Gew.-% Li2O, 0,3 bis 1,5 Gew.-% Sb2O3, 0,3 bis 2 Gew.-% TiO2 und 0 bis 1 Gew.-% Er2O3 umfasst.

Description

Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei Glas geschmolzen wird, wobei ein Vorformling aus dem Glas geformt wird, und wobei aus dem Vorformling das optische Glasteil, insbesondere die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder die linsenartige Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, insbesondere beidseitig, blank gepresst wird.
Verfahren zum Herstellen von Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen offenbaren z.B. die WO 2007/095895, die DE 103 23 989 B4, die DE 196 33 164 C2, die DE 10 2004 018 424 A1 , die DE 102 16 706 B4 und die DE 10 2004 048 500 A1.
Die DE 103 23 989 B4 offenbart ein Verfahren 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.
CONFIRMÄΠON COPY 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 als 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.
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 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.
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.
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.
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 TG erwärmt wird, der Glasposten gepresst und auf eine Temperatur unterhalb TG abgekühlt wird, wobei die Abkühlung zunächst in einem ersten, oberhalb TG liegenden Temperaturintervall mit einer ersten Kühlrate erfolgt und anschließend in einem zweiten Temperaturintervall, welches TG beinhaltet, mit einer zweiten Kühlrate erfolgt, und wobei zum Einstellen der ersten und zweiten Kühlrate eine aktive Kühlung vorgenommen wird.
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.
Fig. 7 zeigt eine Prinzipdarstellung eines typischen Kraftfahrzeugscheinwerfers 61 , mit einer Lichtquelle 70 zum Erzeugen von Licht, einem Reflektor 72 zum Reflektieren von mittels der Lichtquelle 70 erzeugbarem Licht und einer Blende 74. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 61 umfasst zudem eine Scheinwerferlinse 62 zur Veränderung der Strahlrichtung von mittels der Lichtquelle 70 erzeugbarem Licht und zur Abbildung einer Kante 75 der Blende 74 als Hell-Dunkel-Grenze 95. Die Scheinwerferlinse 62 umfasst einen Linsenkörper 63 aus Glas, der eine der Lichtquelle 70 zugewandte, im Wesentlichen plane Oberfläche 65 und eine der Lichtquelle 70 abgewandte, im Wesentlichen konvexe Oberfläche 64 umfasst. Die Scheinwerferlinse 62 umfasst zudem einen Rand 66, mittels dessen die Scheinwerferlinse 62 in dem Fahrzeugscheinwerfer 61 befestigbar ist. Scheinwerferlinsen für Kraftfahrzeugscheinwerfer unterliegen in Bezug auf ihre optischen Eigenschaften bzw. lichttechnischen Richtwerte engen Designkriterien. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Hell-Dunkel-Grenze 95, wie sie beispielhaft in Fig. 10 in einer Grafik 90 und in einer Fotografie 91 dargestellt ist. Wichtige lichttechnische Richtwerte sind dabei der Gradient G der Hell-Dunkel- Grenze 95 und der Blendwert HV des Fahrzeugscheinwerfers, in den die Scheinwerferlinse eingebaut wird. Die Einhaltung dieser engen Designkriterien, stellt eine besondere Herausforderung für eine kostengünstige Massenproduktion von Scheinwerferlinsen für Kraftfahrzeugscheinwerfer dar.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Kosten für die Herstellung von optischen Glasteilen zu senken. Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, die Kosten für die Herstellung von Scheinwerferlinsen für Kraftfahrzeugscheinwerfer zu senken. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, in einem begrenzten Kostenrahmen eine besonders hochwertige Scheinwerferlinse für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer herzustellen, wobei insbesondere lichttechnische Vorgaben in Bezug auf Gradient und Blendwert eingehalten werden sollen.
Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei Glas in einem Schmelzaggregat mit einer Kapazität von nicht mehr als 80 kg/h geschmolzen wird, wobei das Glas
0,2 bis 2 Gew.-% AI2O3,
0,1 bis 1 Gew.-% Li2O,
0,3 (insbesondere 0,4) bis 1 ,5 Gew.-% Sb2O3,
0,3 bis 2 Gew.-% TiO2 und/oder
0,01 (insbesondere 0,1) bis 1 (insbesondere 0,3) Gew.-% Er2O3 umfasst, wobei ein Vorformling aus dem Glas geformt wird, und wobei aus dem Vorformling das optische Glasteil, insbesondere die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder die linsenartige Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, insbesondere beidseitig, blank gepresst wird. Unter Kapazität soll dabei insbesondere die mittlere auf einen Tag bezogene Kapazität verstanden werden.
Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung dient der gezielten Ausrichtung von Licht, insbesondere für Beleuchtungs- oder Abbildungszwecke. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung dient der gezielten Ausrichtung von Licht für technische Zwecke, dass insbesondere von rein ästhetischen Glasteilen zu unterscheiden ist. Ein optisches Glasteil ist im Sinne der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise eine Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder eine linsenartige Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung besteht insbesondere (im Wesentlichen) aus anorganischem Glas. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung besteht insbesondere (im Wesentlichen) aus Silikatglas. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Linse und/oder ein Prisma. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung kann eine oder mehrere optische Strukturen zur gezielten Ausrichtung von Licht umfassen. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Präzisionslinse. Eine Präzisionslinse im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Linse, deren Kontur von einer gewünschten Sollkontur um nicht mehr als 8 μm, insbesondere um nicht mehr als 2 μm, abweicht und/oder deren Oberflächenrauhigkeit nicht mehr als 5 nm beträgt. Oberflächenrauhigkeit im Sinne der Erfindung soll insbesondere als Ra, insbesondere nach ISO 4287, definiert sein. Eine Präzisionslinse im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Linse, deren Kontur von einer gewünschten Sollkontur um nicht mehr als 1 μm (Linsendurchmesser/10mm) abweicht. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung kann ein Konzentrator für Sonnenlicht sowie Array mit mehreren Konzentratoren sein.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 60 bis 75 Gew.-% SiO2, 3 bis 12 Gew.-% Na2O, 0,3 bis 2 Gew.-% BaO, 3 bis 12 Gew.-% K2O und/oder 3 bis 12 Gew.-% CaO. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 0 bis 5 Gew.-% MgO, 0 bis 2 Gew.-% SrO und O bis 3 Gew.-% B2O3.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 0,5 bis 6 Gew.-% ZnO.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 0,3 bis 0,8 (insbesondere bis 1 ,4) Gew.-% AI2O3, 0,1 bis O,4 Gew.-% Li2O,
0,1 (insbesondere 0,3) bis 2 Gew.-% BaO und/oder 0,01 bis 0,3 Gew.-% Er2O3.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 0 (insbesondere 0,1 ) bis 2 ppm CoO, 0 bis 0,1 Gew.-% Cr2O3, 0 (insbesondere 0,1 ) bis 0,2 Gew.-% Pr6On, 0 (insbesondere 0,1 ) bis 1 ,5 Gew.-% MnO 0 bis 0,1 Gew.-% NiO und/oder 0 (insbesondere 0,1 ) bis 0,2 Gew.-% Nd2O3.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Glas in dem Schmelzaggregat aus einem Gemenge geschmolzen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Glas in dem Schmelzaggregat bei einer Temperatur von nicht mehr als 15000C geschmolzen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Glas in dem Schmelzaggregat bei einer Temperatur von nicht weniger als 10000C geschmolzen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird auf dem in dem Schmelzaggregat geschmolzenen Glas ein Gemengeteppich mit einer Dicke zwischen 2cm und 7cm vorgehalten. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Temperaturgradient des Vorformlings umgedreht, wobei der Vorformling vorteilhafterweise (zum Umdrehen seines Temperaturgradienten) auf einer gekühlten Lanze liegend (insbesondere im Wesentlichen kontinuierlich) durch eine Temperiervorrichtung (zum Kühlen und/oder Erwärmen des Vorformlings) bewegt oder in einer Temperiervorrichtung gehalten wird. Eine geeignete gekühlte Lanze ist in der DE 101 00 515 A1 offenbart. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Lanze im Gegenstromprinzip von Kühlmittel durchflössen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Kühlmittel zusätzlich bzw. aktiv erwärmt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Temperaturgradient des Vorformlings derart eingestellt, dass die Temperatur des Kerns des Vorformlings zumindest 1000C über der Raumtemperatur liegt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorformling zum Umdrehen seines Temperaturgradienten zunächst, insbesondere unter Zugabe von Wärme, gekühlt und anschließend erwärmt, wobei vorteilhafterweise vorgesehen ist, dass der Vorformling derart erwärmt wird, dass die Temperatur der Oberfläche des Vorformlings nach dem Erwärmen zumindest 1000C, insbesondere zumindest 1500C, höher ist als die Transformationstemperatur TG des Glases. Die Transformationstemperatur TG des Glases ist die Temperatur, bei der das Glas hart wird. Die Transformationstemperatur TG des Glases soll im Sinne der Erfindung insbesondere die Temperatur des Glases sein, bei der dieses eine Viskosität log in einem Bereich um 13,2 (entspricht 1013'2 Pas), insbesondere zwischen 13 (entspricht 1013 Pas) und 14,5 (entspricht 1014'5 Pas) besitzt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorformling bei einer Temperatur zwischen 3000C und 5000C, insbesondere zwischen 3500C und 4500C, gekühlt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorformling bei einer Temperatur zwischen 20 K und 200 K, insbesondere zwischen 70 K und 150 K, unterhalb der Transformationstemperatur TG des Glases des Vorformlings gekühlt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorformling bei einer Temperatur zwischen 10000C und 12500C erwärmt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Gradient der Viskosität des Vorformlings vor dem Pressen zumindest 104 Pa s, insbesondere zumindest 105 Pa s. Unter dem Gradienten der Viskosität des Vorformlings soll dabei insbesondere die Differenz der Viskosität des Kerns des Vorformlings und der Viskosität der Oberfläche des Vorformlings verstanden werden.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Masse des Vorformlings (in etwa) 50g bis 250g.
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.
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine in einer Prinzipdarstellung dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse bzw. einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,
Fig. 2 einen beispielhaften Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse bzw. einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines in einer Prinzipskizze dargestellten Schmelzaggregates
Fig. 4 einen beispielhaften Vorformling vor dem Eintritt in eine Temperiereinrichtung,
Fig. 5 einen beispielhaften Vorformling mit einem umgedrehten Temperaturgradienten nach Verlassen einer Temperiereinrichtung,
Fig. 6 eine Vorrichtung zum Pressen einer Scheinwerferlinse, Fig. 7 eine Prinzipdarstellung eines typischen Kraftfahrzeugscheinwerfers,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer und
Fig. 10 eine Leuchtverteilung eines Scheinwerfers.
Fig. 1 zeigt eine - in einer Prinzipdarstellung dargestellte - Vorrichtung 1 zur Durchführung eines in Fig. 2 dargestellten Verfahrens zum Herstellen von Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen wie der in Fig. 7 dargestellte Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder von linsenartigen Freiformen für Kraftfahrzeugscheinwerfer wie z.B. die in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellten linsenartigen Freiformen 250 und 260 für Kraftfahrzeugscheinwerfer. Die Vorrichtung 1 umfasst ein - in Fig. 3 detailliert dargestelltes - Schmelzaggregat 2 mit einer Kapazität von nicht mehr als 80 kg/h, in dem in einem Prozessschritt 20 Glas erschmolzen wird. Das Glas umfasst
60 bis 75 Gew.-% SiO2,
3 bis 12 Gew.-% Na2O,
3 bis 12 Gew.-% K2O,
3 bis 12 Gew.-% CaO,
0,2 bis 2 Gew.-% AI2O3, vorteilhafterweise 0,3 bis 1 ,4 Gew.-% AI2O3,
0 bis 1 Gew.-% Li2O, insbesondere O bis 0,5 Gew.-% Li2O,
O bis 5 Gew.-% MgO,
O bis 2 Gew.-% SrO,
0,5 bis 6 Gew.-% ZnO,
O bis 3 Gew.-% B2O3, vorteilhafterweise O bis 2 Gew.-% B2O3,
O bis 2 Gew.-% TiO2, vorteilhafterweise 0,3 bis 2 Gew.-% TiO2,
0,3 bis 2 Gew.-% BaO,
0,3 bis 1 ,5 Gew.-% Sb2O3 vorteilhafterweise 0,4 bis 1 ,2 Gew.-%
Sb2O3,
O bis 1 Gew.-% Er2O3, vorteilhafterweise O bis 0,3 Gew.-% Er2O3, insbesondere O bis 0,2 Gew.-% Er2O3
O bis 2 ppm CoO, 0 bis 0,1 Gew.-% Cr2O3, 0 bis 0,2 Gew.-% Pr6On, O bis 0,2 Gew.-% NiO, O bis 0,2 Gew.-% Nd2O3.
Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Glas nicht mehr als 0,3, insbesondere nicht mehr als 0,2, Gew.-% Er2O3 umfasst.
Darüber hinaus umfasst das Glas kein (d.h. insbesondere nicht mehr als 0,1 Gew.-%) Fe2O3, ZrO2, Nb2O5, Ta2O5 und F. Darüber hinaus umfasst das Glas möglichst kein, insbesondere nicht mehr als 0,2 Gew.-%, NiO. Darüber hinaus umfasst das Glas möglichst kein, insbesondere nicht mehr als 0,05 Gew.-% Se. Darüber hinaus umfasst das Glas möglichst kein, insbesondere nicht mehr als 2 Gew.-%, MnO2.
Einen besonders geeigneten Glassatz zeigt Tabelle 1 :
Figure imgf000012_0001
Tabelle 1
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Fe2O3- Gehalt des Glases unter 0,015 Gew.-% liegt, und dass Spuren (< 0,1 Gew.-%) Er2O3 und/oder andere Seltenerdmetalloxide und/oder Übergangsmetalloxide zur Entfärbung des Glases eingesetzt werden.
Das in Fig. 3 detailliert in einer Prinzipskizze dargestellte Schmelzaggregat 2 umfasst eine Schmelzwanne 30 mit einer Stützstruktur 31 und einer feuerfesten Auskleidung 32. Mittels der Schmelzwanne 30 wird das Glas 35 aus einem mittels einer Gemengezuführung 38 zugeführten Gemenge geschmolzen, wobei zur Energiezufuhr nicht dargestellte Elektroden vorgesehen sind. Die Gemengezuführung 38 wird derart gesteuert oder geregelt, dass sich auf dem geschmolzenen Glas 35 einer Gemengeteppich 36 mit einer Dicke zwischen 2cm und 7cm ausbildet. Das Schmelzaggregat 2 umfasst zudem einen, z.B. regelbaren, Auslauf 33.
Von dem Schmelzaggregat 2 wird flüssiges Glas in einem Prozessschritt 21 in eine Vorformvorrichtung 3 zur Herstellung eines, insbesondere eine Masse von 50g bis 250g aufweisenden, Vorformlings, wie z.B. eines Gobs oder eines endkonturnahen Vorformlings (ein endkonturnaher Vorformling besitzt eine Kontur, die der Kontur der zu pressenden Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder linsenartigen Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer ähnlich ist), verbracht. Diese kann z.B. Formen umfassen, in die eine definierte Glasmenge gegossen wird. Mittels der Vorformvorrichtung 3 wird der Vorformling in einem Prozessschritt 22 hergestellt.
Dem Prozessschritt 22 folgt ein Prozessschritt 23, in dem der Vorformling mittels einer Übergabestation 4 an eine der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C übergeben und mittels der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C bei einer Temperatur zwischen 3000C und 500°C gekühlt wird. In einem anschließenden Prozessschritt 24 wird der Vorformling mittels einer der Heizeinrichtungen 6A, 6B oder 6C bei einer Temperatur zwischen 10000C und 125O0C erwärmt, wobei vorteilhafterweise vorgesehen ist, dass der Vorformling derart erwärmt wird, dass die Temperatur der Oberfläche des Vorformlings nach dem Erwärmen zumindest 1000C, insbesondere zumindest 1500C1 höher ist als TG. Eine Kombination der Kühleinrichtung 5A mit der Heizeinrichtung 6A, eine Kombination der Kühl- einrichtung 5B mit der Heizeinrichtung 6B bzw. eine Kombination der Kühleinrichtung 5C mit der Heizeinrichtung 6C ist ein Beispiel für eine Temperiereinrichtung zur Einstellung des Temperaturgradienten im Sinne der Ansprüche.
Die Prozessschritte 23 und 24 werden - wie im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 und Fig. 5 erläutert - derart aufeinander abgestimmt, dass eine Umkehrung des Temperaturgradienten erreicht wird. Dabei zeigt Fig. 4 einen beispielhaften Vorformling 40 vor dem Eintritt in eine der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C und Fig. 5 den Vorformling 40 mit einem umgedrehten Temperaturgradienten nach Verlassen einer der Heizeinrichtungen 6A, 6B oder 6C. Während der Rohling vor dem Prozessschritt 23 (bei kontinuierlichem Temperaturverlauf) innen wärmer als außen ist, ist er nach dem Prozessschritt 24 (bei kontinuierlichem Temperaturverlauf) außen wärmer als innen. Dabei symbolisieren die mit Bezugszeichen 41 und 42 bezeichneten Keile die Temperaturgradienten, wobei die Breite eines Keils 41 bzw. 42 eine Temperatur symbolisiert.
Zum Umdrehen seines Temperaturgradienten wird ein Vorformling in vorteilhafter Ausgestaltung auf einer nicht dargestellten gekühlten Lanze liegend (insbesondere im Wesentlichen kontinuierlich) durch eine eine der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C und eine der Heizeinrichtungen 6A, 6B oder 6C umfassende Temperiervorrichtung bewegt oder in einer der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C und/oder einer der Heizeinrichtungen 6A, 6B oder 6C gehalten. Eine geeignete gekühlte Lanze ist in der DE 101 00 515 A1 offenbart. Die Lanze wird vorteilhafterweise im Gegenstromprinzip von Kühlmittel durchflössen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Kühlmittel zusätzlich bzw. aktiv erwärmt wird.
Es folgt ein Prozessschritt 25, in dem der Vorformling 40 - mittels einer in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung, die ein Teil der Presse 8 ist - zwischen einer ersten Form 50 und einer zweiten Form, die eine erste Teilform 51 und eine die erste Teilform 51 umschließende ringförmige zweite Teilform 52 umfasst, zu einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartigen Freiform für Kraftfahrzeug- Scheinwerfer mit einem angeformten Linsenrand 66 blankgepresst wird, wobei durch einen von dem Volumen des Vorformlings 40 abhängigen Versatz 53 zwischen der ersten Teilform 51 und der zweiten Teilform 52 eine Stufe in die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartige Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer gepresst wird. Das Pressen erfolgt dabei insbesondere nicht unter Vakuum oder signifikantem Unterdruck. Das Pressen erfolgt insbesondere unter atmosphärischem Luftdruck. Die erste Teilform 51 und die zweite Teilform 52 sind mittels Federn 55 und 56 miteinander kraftgekoppelt. Dabei wird derart gepresst, dass der Abstand zwischen der ersten Teilform 51 und der ersten Form 50 von dem Volumen des Vorformlings 40 bzw. der daraus gepressten Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartigen Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer abhängig und der Abstand zwischen der zweiten Teilform 52 und der ersten Form 50 von dem Volumen des Vorformlings 40 bzw. der daraus gepressten Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartigen Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer unabhängig ist.
Im Anschluss wird die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartige Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer mittels einer Übergabestation 9 an eine Kühlbahn 10 übergeben. Mittels der Kühlbahn 10 wird die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder linsenartige Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer in einem Pressschritt 26 abgekühlt. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 10 umfasst außerdem eine Recheneinrichtung 15 zur Steuerung bzw. Regelung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 1. Die Recheneinrichtung 15 sorgt dabei vorteilhafterweise für eine kontinuierliche Verknüpfung der einzelnen Prozessschritte.
Die Elemente in Fig. 1 , Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 sind unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So sind z.B. die Größenordnungen einiger Elemente übertrieben gegenüber anderen Elementen dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
Das unter Bezugnahme auf Fig. 1 , Fig. 3, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 beschirebene Verfahren zum Herstellen von Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen ist auch zum Herstellen anderer optischer Glasteile in analoger Weise einsetzbar. Es eignet sich aber in ganz besonderem Maße zum kostengünstigen Herstellen von hochwertigen Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen.
BEZUGSZEICHENLISTE
Vorrichtung
Schmelzaggregat
Vorformvorrichtung , 7 ,9 Übergabestation A, 5B, 5C Kühleinrichtung A1 6B, 6C Heizeinrichtung
Presse 0 Kϋhlbahn 5 Recheneinrichtung 0, 21, 22, 23, 4, 25, 26 Prozessschritt 0 Schmelzwanne 1 Stützstruktur 2 feuerfeste Auskleidung 3 Auslauf 5 Glas 6 Gemengeteppich 8 Gemengezuführung 0 Vorformling 1, 42 Keil 0 Form 1, 52 Teilform 3 Versatz 5, 56 Feder 1 Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 Scheinwerferlinse 3 Linsenkörper 4 konvexe Oberfläche 5 plane Oberfläche 66 Rand
70 Lichtquelle
72 Reflektor
74 Blende
75 Kante
90 Grafik
91 Fotografie
95 Hell-Dunkel-Grenze
250, 260 Freiform
G Gradient
HV Blendwert

Claims

P AT E N TAN S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder einer linsenartigen Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), wobei Glas (35) geschmolzen wird, wobei ein Vorformling (40) aus dem Glas (35) geformt wird, und wobei aus dem Vorformling (40) das optische Glasteil oder die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder die linsenartige Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), insbesondere beidseitig, blank gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in einem Schmelzaggregat (2) mit einer Kapazität von nicht mehr als 80 kg/h geschmolzen wird, wobei das Glas (35)
0,2 bis 2 Gew.-% AI2O3, 0,1 bis 1 Gew.-% Li2O,
0,3, insbesondere 0,4, bis 1 ,5 Gew.-% Sb2O3, 0,3 bis 2 Gew.-% TiO2 und/oder 0,01 bis 1 Gew.-% Er2O3 umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35)
60 bis 75 Gew.-% SiO2, 3 bis 12 Gew.-% Na2O, 3 bis 12 Gew.-% K2O und 3 bis 12 Gew.-% CaO umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35)
0 bis 5 Gew.-% MgO, 0 bis 2 Gew.-% SrO und 0 bis 3 Gew.-% B2O3 umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,5 bis 6 Gew.-% ZnO umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,3 bis 0,8 Gew.-% AI2O3 umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,3 bis 1 ,4 Gew.-% AI2O3 umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,3 bis 2 Gew.-% BaO umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35)
0,1 bis 0,4 Gew.-% Li2O und/oder 0,01 bis 0,3 Gew.-% Er2O3 umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in dem Schmelzaggregat (2) aus einem Gemenge geschmolzen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in dem Schmelzaggregat (2) bei einer Temperatur von nicht mehr als 15000C geschmolzen wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in dem Schmelzaggregat (2) bei einer Temperatur von nicht weniger als 10000C geschmolzen wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem in dem Schmelzaggregat (2) geschmolzenen Glas (35) ein Gemengeteppich (36) mit einer Dicke zwischen 2cm und 7cm vorgehalten wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturgradient des Vorformlings (40) umgedreht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling (40) zum Umdrehen seines Temperaturgradienten auf einer gekühlten Lanze liegend durch eine Temperiervorrichtung (5A, 6A) bewegt oder in einer Temperiervorrichtung (5A, 6A) gehalten wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient der Viskosität des Vorformlings (40) vor dem Pressen zumindest 104 Pa-S, insbesondere zumindest 1 O5 Pa-S, beträgt.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Vorformlings (40) 50g bis 250g beträgt.
17. Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder einer linsenartigen Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Glas (35) geschmolzen wird, wobei ein Vorformling (40) aus dem Glas (35) geformt wird, und wobei aus dem Vorformling (40) das optische Glasteil oder die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder die linsenartige Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), insbesondere beidseitig, blank gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in einem Schmelzaggregat (2) mit einer Kapazität von nicht mehr als 80 kg/h geschmolzen wird, wobei das Glas (35)
0,2 bis 2 Gew.-% AI2O3,
0,3, insbesondere 0,4, bis 1 ,5 Gew.-% Sb2O3,
0,3 bis 2 Gew.-% TiO2,
60 bis 75 Gew.-% SiO2,
3 bis 12 Gew.-% Na2O,
3 bis 12 Gew. -% K2O,
3 bis 12 Gew.-% CaO,
O bis 5 Gew.-% MgO,
O bis 3 Gew.-% B2O3,
0,5 bis 6 Gew.-% ZnO und
0,3 bis 2 Gew.-% BaO umfasst.
18. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,5 bis 5 Gew.-% MgO umfasst.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,3 bis 3 Gew.-% B2O3 umfasst.
20. Verfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) weniger als 0,015 Gew.-% Fe2O3 umfasst.
PCT/EP2008/010136 2008-03-03 2008-11-28 Verfahren zum herstellen eines optischen glasteils, insbesondere einer kraftfahrzeugscheinwerferlinse Ceased WO2009109209A1 (de)

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