CN105479674A - 用于制造光学元件的模具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造光学元件的模具，其包括：第一半模(2)；通过分型面与第一半模分开的第二半模(3)；布置在分型面上的第一注塑工位(4)，用来对光学元件的第一层进行成型；布置在分型面上的第二注塑工位(5)，在第二注塑工位中，要被制造的光学元件的第二层能被注塑到第一层上；以及用于将第一层从第一注塑工位输送到第二注塑工位中的第一输送装置。第三注塑工位(6)布置在分型面上，在第三注塑工位中，光学元件的第三层能被注塑到第一层和/或第二层上，第一层与注塑成型的第二层能利用单独的第二输送装置从第二注塑工位输送到第三注塑工位。本发明还涉及包括这样的模具的注塑机以及相应的光学元件制造方法。

Description

用于制造光学元件的模具和方法

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的、用于制造光学元件尤其是透镜的模具以及一种按照权利要求16的前序部分的特征的、用于制造光学元件的方法。

背景技术

本申请人的专利文件AT505321A1已例如公开可以优选分三层注塑透镜。分为两层并不有利，因为两个透镜分别在一个唯一的模腔中制造效率更高。例如在EP1785255A1就公开了双层透镜的制造方法。

EP0839636A2说明分三步制造透镜的方法，制造透镜的芯体，然后将芯体放入模具中，然后首先在一侧然后在另一侧注塑最终的透镜表面。该方法尽管有三层结构的优点，然而缺点是必须采取繁琐的措施将预注塑件送入模具中，因此即使采用该实施方式，与透镜的双层结构相比，也只能略微改善经济性。

发明内容

本发明的任务在于，提出能够以比现有技术更简单的方式制造三层或更多层透镜的模具和方法。

关于模具的任务利用权利要求1的特征解决，关于方法的任务利用权利要求16的特征解决。

本发明的核心特征在于，三层透镜在布置在模具的一个(唯一的)分型面中的三个单独的注塑工位中制造。

所述分型面在此指的是模具的半模相遇的表面，该表面不必平坦，而是也可以弯曲或者包含阶梯。准则仅仅是，通过半模在分型面处相遇而产生注塑工位的模腔。本发明所述的模具自然不必仅仅由两个半模构成。本发明所述的模具自然也可以包含其它零件，例如滑动件、顶料器以及很多其它活动和不活动的零件。尤其第一和/或第二输送装置也可以是模具的零件。

由于将所述至少三个注塑工位布置在一个分型面中，因此可以大大简化将各注塑层送入下一个模腔中的技术复杂程度。此外以这种方式还能使得模具中存在的余热对层间附着力形成有利影响。

本发明允许使用一个唯一的注塑单元制造三层或更多层光学元件。自然也可以使用任意多个注塑单元来制造光学元件。

将各注塑工位布置在一个平面中的另一个优点是更容易建立洁净室和纯净室条件。

本发明的有益实施方式在从属权利要求中定义。

可以规定，第三注塑工位构造成，使得能够在第三注塑工位中在第一层的远离第二层的这一侧上注塑第三层。例如与同时注塑透镜的各外层的实施方式相比，这种实施方式具有不必平衡熔体流的很大优势。因为如果熔体流过早进入或者施加太大的压力，预注塑件可能会破裂或者遭受其它损害。本申请人的试验表明，为了避免这种情况必须投入大量费用。

该实施方式尤其允许以相对较小的精度制造第一层，因为可能出现的偏差或者缩痕可以通过第二层和第三层覆盖，并且因此不会产生不利的影响。

可以规定，第一注塑工位构造成，在至少两个分层中制造第一层。在此可愿意重要的是，使得第一层完整的最后一个分层在第一注塑工位中制造。自然也可以将超过三个的注塑工位布置在一个分型面中，并且可以在超过三个的层或者分层中制造光学元件。

第一输送装置可以包括操作机器人，可以利用该操作机器人将第一层从第一注塑工位输送到第二注塑工位。这样就能在第一层被输送到第二注塑工位之前将第一层送入冷却工位。这即使在以下实施方式中也是可能的：第一输送装置包括可以用来将第一层从第一注塑工位输送到第二注塑工位的转台。使用操作机器人的优点可以在于，可以调整冷却长度或者说可用来进行冷却的节拍数，而在转台中则必须改变整个周期时间来适配冷却时间。在将冷却工位布置在模具之外时，就能避免这个缺点。

关于输送到第三注塑工位，可以规定，第二输送装置构造成，使得第二注塑工位的用于第二层的成型部分运动，用于将第一层与注塑成型的第二层一起朝向第三注塑工位输送。这样就能达到，仅需将成品光学元件的表面脱模一次，并且不必在脱模之后重新放入模腔之中。这可能会导致表面受损，自然对光学元件不利。

尤其当用于第二层的成型部分被使用于朝向第三注塑工位输送的时候，可以特别有利的是，第二输送装置包括转台，利用该转台可以将第一层与注塑成型的第二层一起从第二注塑工位输送到第三注塑工位中。这是一种特别简单的实施方式。如果用于第二层的成型部分被使用于朝向第三注塑工位输送，则也可以使用操作机器人替代转台，利用这一成型部分可以将第一层与注塑成型的第二层从第二注塑工位输送到第三注塑工位中。

可以规定，同时制造两个或更多透镜，也就是说在这些注塑工位中各自可以制造各独立光学元件的两个或多个层。例如这在制造汽车大灯用透镜时可以是有利的，因为成对需要这些透镜。

一般性适用的是：

可以规定，所有注塑工位可以由一个共同的模具构成，但是每个注塑工位也可以由一个自己的模具构成。转台不仅可以是机器的组成部分，而且也可以是模具的组成部分。

也要求对具有本发明所述模具的注塑机给予保护。

附图说明

本发明的其它优点和细节，可参阅附图以及与之相关的针对附图的说明。

附图如下：

图1用于制造光学元件的模具示意图，该模具具有布置在一个分型面中的各注塑工位；

图2本发明的一种实施方式，其中，第一和第二输送装置具有两个转台；

图3本发明的一种实施方式，其中，同样有两个转台，并且其中一个转台构成或操作冷却工位；以及

图4具有操作机器人和转台的本发明的一种实施方式。

具体实施方式

图1所示为具有第一半模2和第二半模3的模具1的示意图。图中所示的模具1已打开。第一注塑工位4、第二注塑工位5以及第三注塑工位6均布置在模具的分型面上。

在三个注塑工位中制造两个透镜的三个层。因为对这种具体情况来说是汽车大灯方面的应用，所以成对制造透镜是有益的方式。

各个工位的成型部分标识如下：

1R用于右侧透镜的第一层的成型部分；

1L用于左侧透镜的第一层的成型部分；

2R用于右侧透镜的第二层的成型部分；

2L用于左侧透镜的第二层的成型部分；

3R用于右侧透镜的第三层的成型部分；

3L用于左侧透镜的第三层的成型部分。

在第一注塑工位4中，使用标记1R和1L标识的成型部分相对而置。在模具1合模之后，在因此而产生的模腔中注塑第一层。然后利用第一输送装置将第一层输送到第二注塑工位5的相应成型部分，图2～4中所示为输送装置的不同实施方式。通过标记1R，1L～3R，3L的方位说明成型部分相互间的方位。尤其是第二注塑工位5的方位“旋转”了180°。在模具1合模之后，其中有第一层的1R、1L模腔部分和使用标记2R和2L标识的模腔部分相对而置。然后在2R、2L侧因此产生的自由空间中注塑第二层。第二层已经确定要被制造的透镜的一个表面。在该实施例中规定，该表面仅从模具中取出一次，然后并不重新布置在模具上，因为这可能会导致透镜表面受损。

然后将第一层与第二层一起从第二注塑工位5输送到第三注塑工位6之中。对于输送装置的实施方式，又可参阅附图2～4。在模具重新合模之后，标记为2R和2L或者标记为3R和3L标识的成型部分相对而置。再次形成放大的模腔，在自由空间中注塑第三层。在第三注塑过程之后完成透镜，并且可以在打开模具1之后将透镜从模具中取出。

图2所示为输送装置的第一种实施例。在该情况下使用两个转台8，将其中一个转台8布置在第一半模2上，并且将其中一个转台8布置在第二半模3上。理论上来看，在该实施方式中也可能的是，加入冷却工位，通过取出和重新放入使用标记1R和1L标识的第一注塑工位4或第二注塑工位5的成型部分之中的方式。如果要进行冷却，优选采用图3和4中的实施例。可以对所有成型部分进行变模温处理，也就是可以对其适当进行调温，使其规定温度在一个生产周期过程中经历变化。在此，通常首先选择比较高的温度，以利于注入塑化的塑料或类似材料，然后进行冷却，以使得相应的层加速凝固。

图3中的实施方式同样利用两个转台8输送备层。与之前所述实施方式的区别在于，布置在第二半模3上的转台8具有一个附加位置，该位置在第一半模2上也有使用标记K标识的对应位置。这个附加位置可用于冷却。在完成制造之后在冷却工位K中以一个节拍的长度对第一层进行冷却。

除此之外，该实施方式类似于附图2中的实施方式。

这也适用于图4中的实施方式，区别在于不使用转台8、而是使用(图中没有绘出的)操作机器人将第一层输送到第二注塑工位5。在该实施方式中可以规定，将第一层在完成制造之后首先传送到外部冷却工位中，尔后将其重新放入第二注塑工位5由标记1R和1L标志的部分之中。该外部冷却工位的优点是，不通过周期时间规定冷却时间。实际上也能以两个或者多个节拍的长度进行冷却，因此能以比较好的方式调整冷却时间。

在此也具有以下优点：不必将透镜的已完成成型的表面在脱模之后重新放入模腔之中。

鉴于这一原因并且由于可以调整冷却时间，该实施方式可以是优选实施方式。本发明的另一个优点在于，也能使用一个唯一的注塑单元生产光学元件。

附图中的注塑工位4、5和6可以构造成，使它们均为一个模具的组成部分。但也可以使得每个注塑工位由一个自己的模具构成(即三个模具并列)。

对于图2和图3中的转台8，转台8要么是机器的组成部分，要买是模具的组成部分。

在附图4中转台8也可以是模具或者机器的组成部分。此外还可以实现只有一个模具的实施例。但也可以改造实现该实施例，使用一个模具实现第一注塑工位，第二模具形成注塑工位2和3。于是第二模具也可以包含转台。

应当指出，也可以使用“转盘”替代专业术语中的“转台”。无论如何所指的是这样一种装置，其承载各一个模腔的至少两个成型半模并且可以旋转，从而能够将其中一个成型半模定位在至少两个不同对应件上。转台本身可以是模具或者机器的组成部分。

Claims (16)

1.用于制造光学元件的模具，该模具包括：

-第一半模(2)，

-通过分型面与第一半模(2)分开的第二半模(3)，

-布置在分型面上的第一注塑工位(4)，用来对要被制造的光学元件的第一层进行成型，

-布置在分型面上的第二注塑工位(5)，在第二注塑工位中，要被制造的光学元件的第二层能被注塑到第一层上，以及

-用于将第一层从第一注塑工位(4)输送到第二注塑工位(5)中的第一输送装置，

其特征在于，第三注塑工位(6)布置在所述分型面上，在第三注塑工位中，要被制造的光学元件的第三层能被注塑到第一层和/或第二层上，第一层与注塑成型的第二层能利用单独的第二输送装置从第二注塑工位(5)输送到第三注塑工位(6)。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，第三注塑工位(6)构造成，使得第三层能在第三注塑工位(6)中在第一层的远离第二层的一侧上注塑。

3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，第一注塑工位(4)构造成，用来以至少两个分层的形式制造第一层。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的模具，其特征在于，第一输送装置具有操作机器人，第一层能利用操作机器人从第一注塑工位(4)输送到第二注塑工位(5)。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的模具，其特征在于，第一输送装置具有转台(8)，第一层能利用转台从第一注塑工位(4)输送到第二注塑工位(5)。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的模具，其特征在于，第一层能利用第一输送装置尤其是操作机器人或者转台(8)从第一注塑工位(4)输送到冷却工位并且从冷却工位输送到第二注塑工位(5)。

7.根据权利要求6所述的模具，其特征在于，冷却工位布置在模具(1)之外。

8.根据权利要求6所述的模具，其特征在于，冷却工位通过转台(8)的位置构成。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的模具，其特征在于，第二输送装置构造成，使得第二注塑工位(5)的用于第二层的成型部分运动，以便将第一层与注塑成型的第二层一起输送到第三注塑工位(6)。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的模具，其特征在于，第二输送装置包括转台(8)，第一层与注塑成型的第二层一起能利用该转台从第二注塑工位(5)输送到第三注塑工位(6)之中。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的模具，其特征在于，第一注塑工位(4)构造成，使得能成型至少两个第一层。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的模具，其特征在于，第二注塑工位(5)构造成，使得能在两个第一层上注塑成型至少两个第二层。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的模具，其特征在于，第三注塑工位(6)构造成，使得能将至少两个第三层注塑在至少两个第一层和/或至少两个第二层上。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的模具，其特征在于，模具(1)构造成用来制造透镜作为光学元件。

15.注塑机，其包括根据权利要求1～14中任一项所述的模具。

16.利用模具、尤其利用根据权利要求1～14中任一项所述的模具和/或利用根据权利要求15所述的注塑机来制造光学元件的方法，其中：

-在布置于模具分型面上的第一注塑工位(4)中形成要被制造的光学元件的第一层，

-利用第一输送装置将第一层输送到布置于模具分型面上的第二注塑工位(5)，并且

-在第二注塑工位(5)中将要被制造的光学元件的第二层注塑到第一层上，

其特征在于，

-利用单独的第二输送装置将第一层与注塑成型的第二层一起从第二注塑工位(5)输送到布置于分型面上的第三注塑工位(6)，并且

-将要被制造的光学元件的第三层注塑到第一层和/或第二层上。