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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines (optischen) Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere ein Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer.
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Die
DE 10 2007 037 204 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei ein Rohling aus einem transparenten, insbesondere thermoplastischen, insbesondere im Wesentlichen flüssigen Kunststoff, insbesondere mittels eines Injektionspressverfahrens in einer Injektionspressform, geformt wird, und wobei der Rohling anschließend mittels einer Endkonturform zu dem Linsenelement, insbesondere blank, gepresst wird. Die
WO 2014/161014 A1 , die
WO 2019/179571 A1 und die
US 10,183,429 B2 (incorporated by reference in its entirety) offenbaren ein Verfahren zum Herstellen eines Spritzgießteils, insbesondere eines optischen Elements, wobei an wenigstens zwei Spritzstationen eine Spritzmasse mittels wenigstens zweier Spritzvorgänge gegossen wird, wobei ein in einem der wenigstens zwei Spritzvorgänge hergestellter Vorspritzling zwischen den wenigstens zwei Spritzvorgängen in einer Kühlstation gekühlt wird.
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Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, eine besonders für Matrixscheinwerfer bzw. Matrixlicht bzw. adaptives Fernlicht geeignete Scheinwerferlinse (überwiegend) aus Kunststoff bzw. ein optisches Linsenelement (überwiegend) aus Kunststoff anzugeben. Beispiele für Matrixlicht bzw. adaptives Fernlicht können den Internetseiten web.archive.org/web/ 20150109234745/http://www.audi.de/content/de/brand/de/vorsprung_durch_technik/content/ 013/08/Audi-A8-erstrahlt-in-neuem-Licht.html (aufgerufen am 5.9.2019), www.all-electrocs. de/matrix-led-und-laserlicht-bietet-viele-vorteile/ (aufgerufen am 2.9.2019) und www.next-mo bility.news/led-im-fahrzeug-die-rolle-der-matrixscheinwerfer-und-was-sie-leisten-a-756004/ (aufgerufen am 2.9.2019) entnommen werden. Es ist wünschenswert, die Kosten für die Herstellung von vorgenannten Linsenelementen, insbesondere im industriellen Maßstab, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere für die Herstellung von vorgenannten Scheinwerferlinsen für Fahrzeugscheinwerfer, zu senken. Unter „im industriellen Maßstab nutzbar machen“ soll insbesondere verstanden werden, dass ein Prozess etabliert wird, der es erlaubt, bei geringer Ausschussrate mehrere Tausend Linsenelemente hintereinander herzustellen ohne eine Verletzung der gesetzten Qualitätsmaßstäbe oder Toleranzen. Dies gilt insbesondere sowohl im Hinblick auf die geometrischen Abmessungen als auch in Bezug auf die optischen Eigenschaften. So unterliegen Scheinwerferlinsen in Bezug auf ihre optischen Eigenschaften bzw. lichttechnischen Richtwerte engen Designkriterien. Dies gilt insbesondere in Hinblick auf eine Hell-Dunkel-Grenze, wie sie beispielhaft in Bosch - Automotive Handbook, 9th edition, ISBN 978-1-119-03294-6, Seite 1040 dargestellt ist. Wichtige lichttechnische Richtwerte sind dabei der Gradient G der Hell-Dunkel-Grenze und der Blendwert HV des Fahrzeugscheinwerfers, in den die Scheinwerferlinse eingebaut wird. Ein Beispiel für die Gesamtheit einzuhaltender lichttechnischer Werte ist zum Beispiel in Bosch - Automotive Handbook, 9th edition, ISBN 978-1-119-03294-6, Seite 1040 offenbart. In Bezug auf optische Linsenelemente für adaptive Scheinwerfer bzw. Matrixscheinwerfer gelten sogar höhere Qualitätsanforderungen. So sollen beispielsweise bei geringer Ausschussrate mehrere tausend Linsen unter Einhaltung vergleichbarer lichttechnischer Eigenschaften hergestellt werden. Unter einer geringen Ausschussrate ist insbesondere eine Ausschussrate von nicht mehr als 10%, insbesondere nicht mehr als 5%, vorteilhafterweise nicht mehr als 2%, zu verstehen.
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Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst. Die Erfindung betrifft u.a. ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei mittels zumindest einer Form oder einer (zweiten) Spritzgießform aus durch Erwärmen bzw. Erhitzen verflüssigtem transparenten, insbesondere amorphen Kunststoff bzw. Polymer, ein Vor-Linsenelement spritzgegossen wird, wobei das Vor-Linsenelement derart gekühlt wird, dass der Kunststoff erstarrt, und wobei anschließend zumindest eine optisch wirksame Oberfläche des Vor-Linsenelementes derart erwärmt wird, dass der Kunststoff an der optisch wirksamen Oberfläche, insbesondere bis zu einer Tiefe von nicht mehr als 1000 Mikrometern, insbesondere nicht mehr als 500 Mikrometern, insbesondere nicht mehr als 100 Mikrometern formbar ist, wobei das Vor-Linsenelement mit der optisch wirksamem Oberfläche in eine Endkonturform zu dem Linsenelement gepresst wird.
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Vorgenannte Aufgabe wird beispielsweise durch ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei mittels zumindest einer Form aus, durch Erwärmen verflüssigtem transparenten, Kunststoff ein Vor-Linsenelement spritzgegossen wird, wobei das Vor-Linsenelement derart gekühlt wird, dass der Kunststoff erstarrt, und wobei anschließend zumindest eine als optisch wirksame Oberfläche vorgesehene Oberfläche des Vor-Linsenelementes derart erwärmt wird, dass der Kunststoff an der als optisch wirksamen Oberfläche vorgesehenen Oberfläche, insbesondere bis zu einer Tiefe von nicht mehr als 1000 Mikrometern, insbesondere nicht mehr als 500 Mikrometern, insbesondere nicht mehr als 100 Mikrometern formbar ist, wobei das Vor-Linsenelement in eine Endkonturform zu dem Linsenelement mit der optisch wirksamen Oberfläche gepresst wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mittels einer ersten Spritzgießform Spritzgießmasse (durch Erwärmen verflüssigter transparenter Kunststoff) zu einem Vorspritzteil spritzgegossen, der zumindest einen Vorspritzling und zumindest einen mit dem Vorspritzling verbundenen ersten Anguss umfasst, wobei das Vorspritzteil danach außerhalb der ersten Spritzgießform gekühlt wird, und wobei das Vorspritzteil danach in einer zweiten Spritzgießform zu einem Spritzgießteil gespritzt und/oder umspritzt wird, das zumindest das Vor-Linsenelement sowie optional zumindest einen zweiten Anguss oder einen aus dem ersten Anguss und dem zweiten Anguss gebildeten Gesamtanguss umfasst.
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Vorgenannte Aufgabe wird beispielsweise durch ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei mittels einer ersten Spritzgießform Spritzgießmasse (durch Erwärmen verflüssigter transparenter Kunststoff) zu einem Vorspritzling und/oder zu einem Vorspritzteil spritzgegossen wird, der zumindest einen Vorspritzling und zumindest einen mit dem Vorspritzling verbundenen ersten Anguss umfasst, wobei der Vorspritzling und/oder das Vorspritzteil (unmittelbar oder mittelbar, d. h. nach einem Zwischenschritt oder mehreren Zwischenschritten) danach außerhalb der ersten Spritzgießform gekühlt wird, und wobei der Vorspritzling danach in einer zweiten Spritzgießform zumindest zum Teil mittels weiterer Spritzgießmasse (durch Erwärmen verflüssigter transparenter Kunststoff) zu einem Vor-Linsenelement umspritzt und/oder spritzgegossen wird, wobei das Vor-Linsenelement derart gekühlt wird, dass der Kunststoff (insbesondere vollständig) erstarrt, und wobei anschließend zumindest eine als optisch wirksame Oberfläche vorgesehene Oberfläche des Vor-Linsenelementes derart erwärmt wird, dass der Kunststoff an der als optisch wirksamen Oberfläche vorgesehenen Oberfläche, insbesondere bis zu einer Tiefe von nicht mehr als 1000 Mikrometern, insbesondere nicht mehr als 500 Mikrometern, insbesondere nicht mehr als 100 Mikrometern, formbar ist, wobei das Vor-Linsenelement in eine Endkonturform zu dem Linsenelement mit der optisch wirksamen Oberfläche gepresst wird. Kunststoff gilt im Sinne dieser Offenbarung insbesondere dann als erstarrt, wenn er eine Temperatur aufweist, die kleiner ist als TG (Transformationstemperatur) des Kunststoffs. Kunststoff gilt im Sinne dieser Offenbarung insbesondere dann als vollständig erstarrt, wenn das entsprechende Element aus Kunststoff durchgängig eine Temperatur aufweist, die kleiner ist als TG (Transformationstemperatur) des Kunststoffs.
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In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest 90%, zum Beispiel zumindest 95 %, des Vor-Linsenelementes eine Temperatur unterhalb TG (Transformationstemperatur) des Kunststoffs aufweisen, wenn das Vor-Linsenelement in einer Endkonturform zu dem Linsenelement mit der optisch wirksamem Oberfläche gepresst wird.
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Die Erwärmung eines Vor-Linsenelementes in dem Sinne, dass es an der Oberfläche zu einer lokalen Erhöhung der Temperatur des Vor-Linsenelements über TG, d.h. der Transformationstemperatur bzw. Erweichungstemperatur, kommt, kann außerhalb oder innerhalb eines Werkzeugs, d.h. insbesondere einer Endkonturform, erfolgen. Die Übertragung von Wärme auf das Vor-Linsenelement kann durch Leitung, Konvektion und/oder Strahlung erfolgen. So kann beispielsweise das Vor-Linsenelement einer Wärmestrahlung etwa in Form einer Infrarotstrahlung eines Infrarotstrahlers oder einer Wärmestrahlung durch einen Induktionsheizstrahler ausgesetzt werden. Anschließend erfolgt das Pressen bzw. Prägen in einer Endkonturform.
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Das Erwärmen kann zusätzlich oder alternativ jedoch auch in der Endkonturform oder mittels der Endkonturform erfolgen. Dabei können Teile der Endkonturform unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass Leitung bzw. eine Erwärmung des Vor-Linsenelementes mittels Leitung durch eine Unterform erfolgt, wohingegen die Erwärmung der oberen Oberfläche des Vor-Linsenelementes durch Konvektion und/oder durch Wärmestrahlung (jedoch unter Umständen auch durch Leitung) erfolgt.
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Bei der Übertragung von Wärme durch Konvektion verweilt die erwärmte Form bzw. Endkonturform oder das Formteil der Endkonturform mit einem geringen Prägehub, d.h. einem geringen Abstand zu dem Vor-Linsenelement, bis Randschichttemperaturen (Oberflächentemperaturen) oberhalb von TG erreicht sind. Anschließend wird der Hub ausgeführt.
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Es kann aber auch vorgesehen sein, dass sog. Aktivelemente in der Endkonturform wie etwa keramische Strahler, die nach dem Prägehub ebenfalls der Umformung der Randschicht dienen, vorgesehen sind. Es kann jedoch auch ein flächiges Aktivelement für die Temperierung vorgesehen sein. So kann beispielsweise ein konturangepasstes Widerstandsheizelement, beispielsweise ein gefräster Kupfereinsatz, vorgesehen sein, der gegenüber dem Rest der Form thermisch isoliert ist, beispielsweise durch einen Lack. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine kontaktierbare Formbeschichtung als Widerstandsheizelement dient. Es können auch Heizkanäle in der Form vorgesehen sein. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Endkonturform eine geschlossene Endkonturkühlform, in der das Vor-Linsenelement gekühlt wird, In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Endkonturkühlform zumindest zwei Formteile auf, die verriegelt sind oder die Endkonturform weist zumindest eine Unterform und zumindest eine Oberform auf, wobei der Druck durch das Gewicht der Oberform bewirkt wird, so dass sich aus dem Vor-Linsenelement das Linsenelement bildet. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Endkonturkühlform eine vorgegebene Temperatur auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Endkonturkühlform Teil einer Spritzgießform und wird mit dem Vor-Linsenelement der Spritzgießmaschine, mittels der zuletzt spritzgegossen wurde, entnommen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das optische Linsenelement einen optisch wirksamen Linsenkörper und einen optisch nicht wirksamen Rand, wobei der zweite Anguss unmittelbar mit dem optischen Linsenkörper verbunden ist (und vorteilhafterweise nicht mittelbar über den optisch nicht wirksamen Rand). In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung verläuft der zweite Anguss zumindest zum Teil entlang des ersten Angusses (wobei der erste Anguss und der zweite Anguss in verschiedenen Schritten entstehen und nach dem Erstarren vorteilhafterweise einen gemeinsamen Anguss (= Gesamtanguss) bilden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der erste Anguss eine Teilwand der Kavität für den zweiten Anguss bildet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Vorspritzteil zumindest einen zweiten Vorspritzling, wobei der zumindest erste Anguss den ersten Vorspritzling mit dem zweiten Vorspritzling verbindet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Spritzgießteil zumindest ein zweites optisches Linsenelement, wobei der zumindest zweite Anguss und/oder der Gesamtanguss das erste optische Vor-Linsenelement mit dem zweiten optischen Vor-Linsenelement verbindet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der optisch nicht wirksame Rand allein beim Spritzen des Spritzgießteils geformt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Spritzgießteil beim Kühlen allein am zweiten Anguss oder am Gesamtanguss gehalten. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verläuft der zweite Anguss zu seinem überwiegenden Teil entlang des ersten Angusses. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Vorspritzteil wahlweise in einer ersten Kühlstation oder in einer zweiten Kühlstation gekühlt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt das Volumen des ersten Angusses zumindest 30 % des Vorspritzteils. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt das Volumen des zweiten Angusses zumindest 30 % des Spritzgießteils. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst der erste Anguss eine Querschnittsfläche von zumindest 25 mm2 oder von zumindest 40 mm2. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst der zweite Anguss eine Querschnittsfläche von zumindest 25 mm2 oder von zumindest 40 mm2. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das erste optische (Automotive-) Linsenelement vom Gesamtanguss getrennt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das zumindest zweite optische Vor-Linsenelement vom Gesamtanguss getrennt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Pressschritt zumindest 8 Vor-Linsenelemente und/oder zumindest 16 Vorspritzlinge gepresst werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Pressschritt zumindest 8 Spritzgießteile und/oder zumindest 8 Vorspritzteile, umfassend einen Anguss und zumindest zwei Vorspritzlinge, in einem Schritt gepresst werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Pressschritt zumindest 16 Spritzgießteile und/oder zumindest 16 Vorspritzteile, umfassend einen Anguss und zumindest zwei Vor-Linsenrohlinge bzw. Vorspritzlinge, in einem Schritt gepresst werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Pressvorrichtung zumindest einen Heißkanal. Der Heißkanal oder der überwiegende Teil des Heißkanals hat vorteilhafterweise eine Querschnittsfläche von nicht weniger als 25mm2, vorteilhafterweise von nicht weniger als 40mm2. Die Querschnittsfläche eines Heißkanals ist im Sinne dieser Offenbarung insbesondere eine Querschnittsfläche orthogonal zur Längsrichtung des Heißkanals bzw. orthogonal zur Flussrichtung/mittleren Flussrichtung des flüssigen Kunststoffs im Heißkanal. Es können auch z.B. zumindest zwei Heißkanäle vorgesehen sein, ein erster Heißkanal und zumindest ein zweiter Heißkanal. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Heißkanal der ersten Spritzgießform und der zweite Heißkanal der zweiten Spritzgießform zugeordnet ist bzw. diese mit flüssigem Kunststoff versorgt bzw. füllt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verbleibt ein Vorspritzteil bzw. ein Vor-Linsenelement 130 bis 180 Sekunden oder nicht mehr als 180 Sekunden im Werkzeug (synonym für Spritzgießform) bzw. im geschlossenen Werkzeug. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst dies sowohl die Zeit für das Spritzgießen als auch die Zeit für das Nachpressen.
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Vorteilhafterweise wird mit einem Druck von nicht weniger als 600 bar, insbesondere von nicht weniger als 800 bar, spritzgegossen. Vorteilhafterweise wird mit einem Druck von nicht mehr als 1000 bar spritzgegossen. Es wird in vorteilhafter Weise mit einem Druck von 800 bar bis 1000 bar spritzgegossen.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Pressdruck, mittels dessen die Formen bzw. Teilform einer Endkonturform aneinander gepresst werden, nicht größer ist als 1000 bar. Es kann vorgesehen sein, dass der Pressdruck zum Pressen des Linsenelementes aus dem Vor-Linsenelement mittels der Endkonturform 10 bar nicht überschreitet.
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In einer Ausgestaltung dieser Erfindung wird mittels der Endkonturform in die zu formende optisch wirksame Oberfläche des Linsenelementes eine diffraktive Optik DOE oder eine Licht streuende Oberflächenstruktur geformt. Eine geeignete Licht streuende Oberflächenstruktur umfasst z. B. eine Modulation und/oder eine (Oberflächen-) Rauigkeit von mindestens 0,05 µm, insbesondere mindestens 0,08 µm, bzw. ist als Modulation gegebenenfalls mit einer (Oberflächen-) Rauigkeit von mindestens 0,05 µm, insbesondere mindestens 0,08 µm, ausgestaltet. Rauigkeit im Sinne dieser Offenbarung soll insbesondere als Ra, insbesondere nach ISO 4287, definiert sein. In einer weiteren Ausgestaltung dieser Offenbarung kann die Licht streuende Oberflächenstruktur eine einer Golfballoberfläche nachgebildete Struktur umfassen oder als eine einer Golfballoberfläche nachgebildete Struktur ausgestaltet sein.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugscheinwerfers, wobei ein gemäß einem vorgenannten Verfahren hergestelltes optisches Linsenelement in einem Scheinwerfergehäuse verbaut wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugscheinwerfers, wobei ein gemäß einem vorgenannten Verfahren hergestelltes optisches Linsenelement in einem Scheinwerfergehäuse platziert und zusammen mit zumindest einer Lichtquelle zu einem Fahrzeugscheinwerfer verbaut wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugscheinwerfers, wobei ein gemäß einem vorgenannten Verfahren hergestelltes optisches Linsenelement, insbesondere in einem Scheinwerfergehäuse zusammen mit zumindest einer Lichtquelle und einer Blende derart zu einem Fahrzeugscheinwerfer verbaut wird, dass eine Kante der Blende mittels von der Lichtquelle emittierten Lichtes von dem Linsenelement als eine Hell-Dunkel-Grenze abbildbar ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugscheinwerfers zur Implementierung von Matrixlicht und/oder adaptivem Fernlicht (beispielsweise HD-SSL), wobei ein gemäß einem vorgenannten Verfahren hergestelltes optisches Linsenelement, insbesondere in einem Scheinwerfergehäuse, zusammen mit zumindest einer Lichtquelle und einer Vorsatzoptik zur Erzeugung einer Lichtverteilung aus von der Lichtquelle erzeugten Lichts an einer Ausgangsfläche der Vorsatzoptik derart zu einem Fahrzeugscheinwerfer verbaut wird, dass die Lichtverteilung mittels des Linsenelementes als Sekundäroptik abbildbar ist. Besonders geeignete Vorsatzoptiken offenbaren beispielsweise die
US 9,689,545 B2 (incorporated by reference in its entirety), die
US 9,851,065 B2 (incorporated by reference in its entirety) und die
DE 11 2017 000 180 A5 (incorporated by reference in its entirety).
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugscheinwerfers zur Implementierung von Matrixlicht und/oder adaptivem Fernlicht, wobei ein gemäß einem vorgenannten Verfahren hergestelltes optisches Linsenelement zusammen mit zumindest einem weiteren Linsenelement zu einem Objektiv verbaut werden, wobei, insbesondere in einem Scheinwerfergehäuse, zumindest eine Lichtquelle und eine Vorsatzoptik zur Erzeugung einer Lichtverteilung von von der Lichtquelle erzeugtem Licht an einer Ausgangsfläche der Vorsatzoptik derart zu einem Fahrzeugscheinwerfer verbaut wird, dass die Lichtverteilung mittels des Objektivs abbildbar ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeuges, wobei ein nach einem vorgenannten Verfahren hergestellter Fahrzeugscheinwerfer in der Front des Kraftfahrzeuges verbaut wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeuges, wobei ein nach einem vorgenannten Verfahren hergestellter Fahrzeugscheinwerfer derart in der Front des Kraftfahrzeuges verbaut wird, dass die Lichtverteilung auf eine Umgebung vor dem Kraftfahrzeug abbildbar ist.
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Bei der Herstellung der optischen Linsenelemente werden z.B. transparente Kunststoffe verarbeitet. Beispiele sind PC, PMMA, COC, COP und amorphes PA. Es können auch elastische Materialien, wie thermoplastische Elastomere, verarbeitet werden.
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Ein (optisches) Linsenelement im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere eine Scheinwerferlinse. Ein (optisches) Linsenelement im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere eine Sammellinse. Eine fertig gepresste Linse (bzw. Linsenelement) im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere eine Linse (bzw. ein Linsenelement), die (das) ohne Anguss ein Volumen von zumindest 50 cm3 und/oder eine Dicke von zumindest 25 mm besitzt. Es wird insbesondere folgende Terminologie verwendet: Ein Vorspritzteil umfasst zumindest einen Anguss und zumindest einen Vorspritzling. Ein Vorspritzteil kann auch einen Anguss mit zwei oder mehreren Vorspritzlingen umfassen. Ein Spritzgießteil umfasst zumindest einen Anguss und zumindest ein Linsenelement oder zumindest einen Anguss und zumindest eine Linse. Ein Linsenelement bzw. eine Linse umfasst einen Linsenkörper und gegebenenfalls einen Linsenrand bzw. einen Rand.
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Der Ausdruck Spritzgießform soll dabei im vorgenannten Sinne insbesondere synonym für Spritzgießkavität und/oder Werkzeug stehen. Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die erste Spritzgießform Teil (eines ersten Spritzgießwerkzeugs) einer ersten Spritzgießmaschine und die zweite Spritzgießform Teil eines zweiten Spritzgießwerkzeugs, insbesondere einer zweiten Spritzgießmaschine, ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die erste Spritzgießform und die zweite Spritzgießform in einem Spritzgießwerkzeug implementiert sind, insbesondere auch in einer Spritzgießmaschine. Beispielhaft sei dabei auf die Beschreibung zu 14 verwiesen.
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Unter einem Anguss soll in dieser Offenbarung insbesondere der Teil eines Vorspritzteils oder eines Spritzgießteils verstanden werden, welcher nicht zum späteren Linsenelement gehört. Der Anguss im Sinne dieser Offenbarung entsteht insbesondere durch den in den Zufuhrkanälen zur Gießform erstarrten Kunststoff (Schmelze). Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Anguss im Sinne dieser Offenbarung ein Teil ist, dessen Volumen nicht zum Volumen des „Nutzteils“, also dem Volumen des Linsenelementes beiträgt. Anguss im Sinne dieser Offenbarung umfasst insbesondere das, was im Englischen mit „sprue“, „runner“ und „gate“ bzw. das darin erstarrte Material bezeichnet wird. Ein Anguss im Sinne dieser Offenbarung bzw. dieser Terminologie ist insbesondere nicht auf „sprue“ im Englischen begrenzt.
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Die offenbarten Verfahren sind besonders geeignet für Linsen mit beidseitig gekrümmter Oberfläche, also für Linsen, bei denen sowohl die Lichteintrittsfläche als auch die Lichtaustrittsfläche gekrümmt ist. Die Verfahren sind besonders geeignet für Linsen, die auf der Lichteintrittsseite und auf der Lichtaustrittsseite konvex gekrümmt sind. Die beschriebenen Verfahren sind besonders geeignet für Linsen, wie sie in der
US 9,506,614 B2 (incorporated by reference in its entirety) offenbart sind.
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Eine Kühlstrecke im Sinne dieser Offenbarung ist synonym zu sehen für den Begriff Kühlbahn. Eine Kühlstrecke bzw. Kühlbahn im Sinne dieser Offenbarung ermöglicht die langsame Abkühlung eines Teils, das durch die Kühlbahn bzw. Kühlstrecke gefahren wird unter Zugabe von Wärme. Dabei wird die Temperatur, der das Teil ausgesetzt wird, mit zunehmender Aufenthaltsdauer und Fortschreiten auf der Kühlstrecke geringer. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das zu kühlende Teil auf einem Transportelement in Analogie zu dem Transportelement gemäß der
WO 2019/072325 A1 abgelegt wird.
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Ein Rand bzw. ein Linsenrand im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere dreidimensional. Ein Rand bzw. ein Linsenrand im Sinne dieser Offenbarung besitzt insbesondere ein Volumen. Ein Rand bzw. ein Linsenrand im Sinne dieser Offenbarung umfasst insbesondere in Richtung der gekrümmten Fläche eine Auflageschulter. Es kann vorgesehen sein, dass die Auflageschulter beim Schleifen der Planfläche als Referenz bzw. als Referenzfläche verwendet wird. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Auflageschulter in einer festen Beziehung zur blankgepressten Fläche steht.
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Eine Vorsatzoptik im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere zwischen dem Objektiv und der Lichtquellenanordnung angeordnet. Eine Vorsatzoptik im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere im Lichtpfad zwischen dem Objektiv und der Lichtquellenanordnung angeordnet. Eine Vorsatzoptik im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere ein optisches Bauteil zur Formung einer Lichtverteilung in Abhängigkeit von Licht, das von der Lichtquellenanordnung erzeugt und von dieser in die Vorsatzoptik eingestrahlt wird. Dabei erfolgt die Erzeugung bzw. Formung einer Lichtverteilung insbesondere durch TIR, also durch Totalreflektion. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Erzeugung bzw. Formung einer Lichtverteilung durch Lichtbrechung oder Lichtbeugung implementiert ist. Dieses Verfahren ist besonders auch vorteilhafterweise einsetzbar für Linsen mit zumindest einer planen Fläche bzw. zumindest einer konkaven Fläche. Es ist insbesondere einsetzbar auch für Meniskus und Bi-Konkavlinsen.
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Ein Fahrzeugscheinwerfer im Sinne dieser Offenbarung ist insbesondere ein adaptives Fernlicht bzw. Matrixlicht bzw. SSL bzw. HD-SSL.
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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:
- 1 ein Ausführungsbeispiel für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugscheinwerfer,
- 2 ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß 1 in einer Prinzipdarstellung,
- 3 ein Ausführungsbeispiel für Matrixlicht bzw. adaptives Fernlicht,
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für Matrixlicht bzw. adaptives Fernlicht,
- 5 ein Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß 2,
- 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen alternativen Fahrzeugscheinwerfer,
- 7 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen eines Automotive-Linsenelementes,
- 8A ein Ausführungsbeispiel eines Vorspritzteils,
- 8B ein Ausführungsbeispiel eines Spritzgießteils,
- 8C das Spritzgießteil gemäß 8B nach Verbinden des Injektionspressmaterials (Spritzgießmaterials) der beiden Pressschritte,
- 8D vereinzelte Automotive-Linsenelemente,
- 9 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels eines Spritzgießteils,
- 10 eine schematische Ansicht einer Verkettung von zwei Spritzgießmaschinen zur Herstellung eines Vor-Linsenelementes und einer sich anschließenden thermischen Oberflächenbehandlung in Verbindung mit einem Pressschritt zum Erzielen einer Kontur einer optisch wirksamen Oberfläche (eines Linsenelementes) innerhalb einer vorgegebenen Toleranz,
- 11 ein Ausführungsbeispiel für eine Spritzgießmaschine in einer prinzipiellen Querschnittsdarstellung,
- 12 ein Ausführungsbeispiel für die prinzipielle Anordnung von Vorspritzteilen in einem Werkzeug einer Spritzgießmaschine,
- 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die prinzipielle Anordnung von Vorspritzteilen in einem Werkzeug einer Spritzgießmaschine,
- 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Spritzgießmaschine in einer prinzipiellen Querschnittsdarstellung,
- 15 ein Ausführungsbeispiel einer Pressstation zum Pressen einer Kontur einer optisch wirksamen Oberfläche (eines Linsenelementes) innerhalb einer vorgegebenen Toleranz, und
- 16 ein Ausführungsbeispiel für eine Integration einer Heizvorrichtung und einer Endkonturform.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem adaptiven Scheinwerfer bzw. Fahrzeugscheinwerfer 10 zur situations- bzw. verkehrsabhängigen Ausleuchtung der Umgebung bzw. der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug 1 in Abhängigkeit von Umgebungssensorik 2 gemäß 2 des Kraftfahrzeuges 1. Dazu weist der schematisch in 2 dargestellte Fahrzeugscheinwerfer 10 eine Beleuchtungsvorrichtung 4 auf, die mittels einer Steuerung 3 des Fahrzeugscheinwerfers 1 angesteuert wird. Von der Beleuchtungsvorrichtung 4 erzeugtes Licht L4 wird mittels eines Objektivs 5, das eine oder mehrere optische Linsenelemente bzw. Scheinwerferlinsen umfassen kann, als Beleuchtungsmuster L5 von dem Fahrzeugscheinwerfer 10 abgestrahlt. Beispiele für entsprechende Beleuchtungsmuster zeigen 3 und 4, wobei 3 der Internetseite web.archive.org/web/20150109234745/http://www.audi.de/content/de/brand/de/ vorsprung durch technik/content/2013/08/Audi-A8-erstrahlt-in-neuem-Licht.html (aufgerufen am 5.9.2019) und 4 der Internetseite www.all-electronics.de/matrix-led-und-laserlicht-bietet-viele-vorteile/ (aufgerufen am 2.9.2019) entnommen ist. In der Ausgestaltung gemäß 4 umfasst das Beleuchtungsmuster L5 aufgeblendete Bereiche L51, gedimmte Bereiche L52 und Kurvenlicht L53. Ein weiteres Scheinwerfersystem kann der Internetseite www.nextmobility.news/led-im-fahrzeug-die-rolle-der-matrixscheinwerfer-und-was-sie-leisten-a-756004/ (aufgerufen am 2.9.2019) entnommen werden.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Beleuchtungsvorrichtung 4, wobei diese eine Lichtquellenanordnung 410 mit einer Vielzahl individuell einstellbarer Bereiche bzw. Pixel umfasst. So können beispielsweise bis zu 100 Pixel, bis zu 1000 Pixel oder nicht weniger als 1000 Pixel vorgesehen sein, die mittels der Steuerung 3 in dem Sinne individuell ansteuerbar sind, dass sie beispielsweise individuell ein- oder ausgeschaltet werden können. Es kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung 4 zudem eine Vorsatzoptik 411 umfasst zur Erzeugung eines Beleuchtungsmusters (wie z.B. L4) an der Lichtaustrittsfläche 412 in Abhängigkeit der entsprechend angesteuerten Bereiche bzw. Pixel der Lichtquellenanordnung 410 bzw. entsprechend des in die Vorsatzoptik 411 eingestrahlten Lichts L41.
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Ein weiteres geeignetes Verwendungsgebiet für erfindungsgemäß hergestellte Linsen offenbart beispielsweise die
DE 10 2017 105 888 A1 bzw. der unter Bezugnahme auf
6 beschriebene Scheinwerfer. Dabei ist in
6 beispielhaft ein Lichtmodul (Scheinwerfer)
M20 dargestellt, das eine Lichtaussendungseinheit
M4 mit mehreren matrixartig angeordneten (punktförmigen) Lichtquellen umfasst, die jeweils Licht
ML4 (mit einer Lambert'schen Strahlungscharakteristik) emittieren, und weiterhin eine Konkavlinse
M5 und eine Projektionsoptik
M6 umfasst. In dem in der
DE 10 2017 105 888 A1 gezeigten Beispiel gemäß
6 umfasst die Projektionsoptik
M6 zwei im Strahlengang hintereinander angeordnete Linsen, die gemäß dem offenbartenen Verfahren entsprechenden Verfahren hergestellt worden sind. Die Projektionsoptik
M6 bildet das von der Lichtaussendungseinheit
M4 ausgesandte Licht
ML4 und nach Durchgang durch die Konkavlinse
M5 weitergeformte Licht
ML5 als resultierende Lichtverteilung
ML6 des Lichtmoduls
M20 auf einer Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug ab, in das das Lichtmodul bzw. der Scheinwerfer eingebaut (worden) ist.
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Das Lichtmodul
M20 weist eine mit Bezugszeichen
M3 bezeichnete Steuerung auf, die in Abhängigkeit von den Werten einer Sensorik beziehungsweise Umgebungssensorik
M2 die Lichtaussendungseinheit
M4 ansteuert. Die Konkavlinse
M5 weist eine konkav gekrümmte Austrittsfläche auf der von der Lichtaussendungseinheit
M4 abgewandten Seite auf. Die Austrittsfläche der Konkavlinse
M5 lenkt von der Lichtaussendungseinheit
M4 mit großem Abstrahlwinkel in die Konkavlinse
M5 eingestrahltes Licht
ML4 mittels Totalreflexion zum Rand der Konkavlinse hin um, so dass dieses nicht durch die Projektionsoptik
M6 hindurchtritt. Als Lichtstrahlen, die in einem „großen Abstrahlwinkel‟ von der Lichtaussendungseinheit
M4 ausgesandt werden, werden gemäß der
DE 10 2017 105 888 A1 solche Lichtstrahlen bezeichnet, die (ohne Anordnung der Konkavlinse
M5 im Strahlengang) aufgrund optischer Aberrationen mittels der Projektionsoptik
M6 schlecht, insbesondere unscharf, auf der Fahrbahn abgebildet werden würden und/oder die zu Streulicht führen könnten, welches den Kontrast der Abbildung auf der Fahrbahn verringert (siehe hierzu auch
DE 10 2017 105 888 A1 ). Es kann vorgesehen sein, das die Projektionsoptik
M6 nur Licht mit einem auf ca. +/-20° beschränkten Öffnungswinkel scharf abbilden kann. Lichtstrahlen mit Öffnungswinkeln von größer +/-20°, insbesondere größer +/-30°, werden durch Anordnung der Konkavlinse
M5 im Strahlengang somit daran gehindert, auf die Projektionsoptik
M6 zu treffen.
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Die Lichtaussendungseinheit M4 kann unterschiedlich ausgebildet sein. Gemäß einer Ausgestaltung umfassen die einzelnen punktförmigen Lichtquellen der Lichtaussendungseinheit M4 jeweils eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode (LED). Die LEDs können einzeln oder gruppenweise gezielt angesteuert werden, um diese (Halbleiterlichtquellen) ein- oder auszuschalten oder zu dimmen. Das Lichtmodul M20 weist z.B. mehr als 1.000 einzeln ansteuerbare LEDs auf. Insbesondere kann das Lichtmodul M20 als ein sogenanntes µAFS (micro-structured adaptive front-lighting system) Lichtmodul ausgebildet sein.
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Gemäß einer alternativen Möglichkeit weist die Lichtaussendungseinheit M4 eine Halbleiterlichtquelle und ein DLP oder ein Mikrospiegelarray auf, das eine Vielzahl von Mikrospiegeln umfasst, die einzeln angesteuert und gekippt werden können, wobei jeder der Mikrospiegel eine der punktförmigen Lichtquellen der Lichtaussendungseinheit M4 bildet. Das Mikrospiegelarray umfasst beispielsweise mindestens 1 Million Mikrospiegel, die beispielsweise mit einer Frequenz von bis zu 5.000 Hz gekippt werden können.
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7 beschreibt - unter beispielhafter Verwendung einer Vorrichtung gemäß 10 - ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines (optischen) Linsenelementes bzw. eines (optischen) Automotive-Linsenelementes. Dabei wird in einem Schritt 111 ein Vorspritzteil 20, wie es in 8A dargestellt ist, injektionsgepresst (gespritzt). Dabei bezeichnen in 8A Bezugszeichen 21 einen Anguss und Bezugszeichen 22 und 23 je einen Vorspritzling.
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Das Vorspritzteil 20 wird in einem Schritt 112 in der Injektionspressform (Spritzgießform) gekühlt und anschließend in einem Schritt 113 entnommen und einer Kühlstation oder einem Speicher (ebenfalls Kühlstation) außerhalb der Injektionspressform (Spritzgießform) zugeführt.
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Es folgt ein Schritt 114, in dem das Vorspritzteil 20 in einer zweiten Injektionspressform angeordnet wird. Es folgt ein zum Injektionsschritt 111 analoger Injektionspressschritt oder ein Injektionspressschritt 115, in dem das Vorspritzteil 20, wie in 8B dargestellt, zu einem Spritzgießteil 30 injektionsgepresst wird. Dabei bezeichnet in 8A und 8B Bezugszeichen 21 den Anguss des Vorspritzteils 20 (siehe oben) und Bezugszeichen 31 gemäß 8B den zusätzlichen Anguss, wobei beide Angusse 21 und 31 einen in 8B mit Bezugszeichen 41 bezeichneten Gesamtanguss bilden. In 8B bezeichnet Bezugszeichen 32 Injektionspressmaterial zum Umspritzen des Vorspritzlings 22 zur Bildung eines Vor-Linsenelementes 42, und Bezugszeichen 33 bezeichnet Spritzgießmaterial zum Umspritzen des Vorspritzlings 23 zur Bildung eines Vor-Linsenelementes 43. 8C zeigt ein Spritzgießteil in einer Prinzipskizze bzw. einer prinzipartigen Skizze, wobei das Spritzgießteil die Vor-Linsenelemente 42 und 43 sowie den Gesamtanguss 41 umfasst, bei dem sich das Spritzgießmaterial aus den (beiden) Injektionspressschritten verbunden hat. Das Vor-Linsenelement 42 umfasst einen Linsenkörper 420 und einen Rand 421. Das Vor-Linsenelement 43 umfasst einen Linsenkörper 430 und einen Rand 431. 9 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel eines Spritzgießteils. Dabei können die mit Bezugszeichen 441, 442, 443, 444 bezeichneten Blindfortsätze auch weggelassen werden.
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Dem Schritt 115 folgt ein Schritt 116, in dem das Spritzgießteil gekühlt wird, gefolgt von einem Schritt 117, in dem das Spritzgießteil der Injektionspressform entnommen und weiter gekühlt wird. Es folgt ein Schritt 118, in dem der Gesamtanguss 41 von den Vor-Linsenelementen 42 und 43 abgetrennt wird, so dass Vor-Linsenelemente 42 und 43 vereinzelt werden. Aus den Vor-Linsenelementen 42 bzw. 43 werden in einem Schritt 119 (optische) Linsenelemente gefertigt. Schritt 119 kann auch vor Schritt 118 erfolgen.
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10 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Implementierung des unter Bezugnahme auf 7 beschriebenen Herstellungsverfahrens von optischen Linsenelementen. Dabei bezeichnet P1 eine Injektionspresse (Spritzgießmaschine) bzw. Spritzgießform zur Herstellung eines Vorspritzteils 20. S1 bezeichnet einen Speicher und K1 bezeichnet eine Kühlung. Die Kühlung K1 dient der Übergabe des Vorspritzteils 20 mit geeigneter Temperatur an die Injektionspresse (Spritzgießmaschine) bzw. Spritzgießform P2 zum Herstellen des Spritzgießteils 30. Darüber hinaus werden einzelne Vorspritzteile in den Speicher S1 eingephast, so dass dieser z.B. eine Tagesproduktion an Vorspritzteilen vorhält. Auf diese Weise können Werkzeugwechsel und Störungen durch Entkopplung der Prozesse, die auf den Injektionspressen (Spritzgießmaschinen) bzw. Spritzgießformen P1 und P2 implementiert sind, bei gleichzeitiger Verknüpfung kompensiert werden. Werkzeugwechsel und Wartungen betreffend die Injektionspressen bzw. Spritzgießformen P1 und P2 müssen auf diese Weise nicht synchronisiert werden. Nimmt beispielsweise die Injektionspresse P2 keine Vorspritzteile 20 an, so werden diese in dem Speicher S1 platziert. Ist die Kühlstrecke K1 leer, so entnimmt ein Handlingroboter die Vorspritzteile aus dem Speicher S1 und führt sie der Injektionspresse (Spritzgießmaschine) P2 zu.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Vor-Linsenelement in drei Spritzgießschritten hergestellt wird, wobei der erste Spritzgießschritt auf der Injektionspresse (Spritzgießmaschine) der Spritzgießform P1 erfolgt und der zweite und dritte Spritzgießschritt auf der Injektionspresse (Spritzgießmaschine) der Spritzgießform P2. Dabei werden einem Spritzgießschritt sechszehn Vorspritzlinge gespritzt wohingegen auf der Injektionspresse (Spritzgießmaschine) der Spritzgießform P2 im zweiten Pressschritt acht Vorspritzlinge gespritzt werden und im dritten Spritzgießschritt acht Vor-Linsenelemente.
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11 zeigt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel für eine Spritzgießmaschine 500 zur Verwendung als Spritzgießmaschine mit einer Spritzgießform P1 bzw. P2. Die Spritzgießmaschine 500 umfasst eine Spritzgießeinheit 50 mit einer Schnecke 52 und einem Heizsystem 51 zum Verflüssigen von Kunststoff, der in Form von Granulat in eine Materialzuführung 53 eingebracht wird. Der mittels des Heizsystems 51 verflüssigte Kunststoff ist mit Bezugszeichen 54 bezeichnet.
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Der verflüssigte Kunststoff 54 wird anschließend in ein Heißkanalsystem 80 gepresst und von dort über Heißkanaldüsen 81 in ein Spritzgießwerkzeug 60 eingespritzt. Das Spritzgießwerkzeug 60 umfasst zwei Teilformen 61 und 62, die zur Entnahme des Vorspritzteils bzw. des Spritzgießteils, je nachdem was hergestellt wird, auseinandergefahren werden können. Bezugszeichen 72 bezeichnet Kühlkanäle in dem Spritzgießwerkzeug 60.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Vorspritzteile gepresst und zwar acht in einem Pressschritt, wie dies beispielhaft in 12 dargestellt ist. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 200 ein Vorspritzteil mit zwei Vorspritzlingen 202 und 203, die mit einem Anguss 201 verbunden sind, und 204 den Einspritzpunkt für das Vorspritzteil 200. Bezugszeichen 71 in 11 bezeichnet einen Auswerfer, der vorgesehen ist, auf die Vorspritzlinge 202 und 203 zu drücken, damit diese aus der Teilform 61 ausgeworfen werden. Die schematische Darstellung in 12 zeigt die Vorspritzteile 200 aus einer Sicht von der Teilform 62 in Richtung auf die Teilform 61. Der Auswerfer 71 ist ebenso wie die übrigen abgebildeten Auswerfer aus der Querschnittsfläche der Darstellung in 11 herausgehoben, so dass er nicht, wie es rein zeichnerisch den Anschein haben könnten, an dem Anguss 201 angreift, sondern vielmehr an den Vorspritzlingen 202 und 203. In ähnlicher Weise werden auch Spritzgießteile hergestellt. Es ist in besonders vorteilhafter Weise vorgesehen, dass bei Änderung des Spritzgießteils bzw. des zu spritzenden Vorspritzlings ein neues Werkzeug zum Spritzgießen eines anderen Vorspritzteils mit einem gleichen Heißkanalsystem vorgesehen ist. D.h. der Einspritzpunkt 204 für das Vorspritzteil 200 ist an der gleichen Stelle wie der Einspritzpunkt 204' des in 13 dargestellten Vorspritzlings 200'. Dabei umfasst das Vorspritzteil 200' zwei Vorspritzlinge 202' und 203', die über einen Anguss 201' miteinander verbunden sind.
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Zur Herstellung von Spritzgießteilen kann zum Beispiel eine in 14 gezeigte Spritzgießmaschine 500' verwendet werden, die gegenüber der Spritzgießmaschine 500 abgewandelt ist. Gleiche Bezugszeichen wie in 11 bezeichnen gleichartige oder gleiche Elemente. Das mit Bezugszeichen 60' bezeichnete Spritzgießwerkzeug der Spritzgießmaschine 500' umfasst zwei Teilformen 61' und 62'. Im Unterschied zur Spritzgießmaschine 500 weist die Spritzgießmaschine 500' zwei Heißkanalsysteme 80' und 80" auf. Dabei wird das Heißkanalsystem 80" durch die Spritzgießeinheit 50 mit flüssigen Kunststoff versorgt, und das Heißkanalsystem 80' durch eine Spritzgießeinheit 50'. Es kann vorgesehen sein, dass die Vorspritzteile und die Spritzgießteile in einer Spritzgießmaschine wie der Spritzgießmaschine 500' gespritzt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Heißkanalsystem 80" die Spritzgießformen des Spritzgießwerkzeugs 60', die dem Spritzen von Vorspritzlingen dienen, mit flüssigen Kunststoff versorgt bzw. füllt. Die Vorspritzlinge werden nach dem Spritzen entnommen und in der/einer Kühlung K1 oder dem/einem Speicher S1 abgekühlt. Nach ausreichender Kühlung werden die Vorspritzlinge in die Spritzgießformen des Spritzgießwerkzeugs 60' der Spritzgießmaschine 500' eingesetzt, die dem Heißkanalsystem 80' zugeordnet sind. In diesen Spritzgießformen, denen das Heißkanalsystem 80' zugeordnet ist, werden die Vorspritzlinge zu Spritzgießteilen bzw. Vor-Linsenelementen umspritzt.
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In einer beispielhaften Ausgestaltung des Schrittes 119 wird das Vor-Linsenelement in der Injektionspresse bzw. Spritzgießform P2 und/oder nach Entnahme aus der Injektionspresse bzw. Spritzgießform P2 derart gekühlt, dass der Kunststoff erstarrt, wobei anschließend zumindest eine als optisch wirksame Oberfläche vorgesehene Oberfläche des Vor-Linsenelementes - wie in 10 dargestellt - derart mittels einer Heizeinrichtung HZV gemäß 10 erwärmt wird, dass der Kunststoff an der optisch wirksamen Oberfläche, insbesondere bis zu einer Tiefe von nicht mehr als 1000 Mikrometern, insbesondere nicht mehr als 500 Mikrometern, insbesondere nicht mehr als 100 Mikrometern formbar ist, wobei das Vor-Linsenelement - wie in 10 dargestellt - in einer Endkonturform EKF zu dem Linsenelement mit der optisch wirksamen Oberfläche gepresst wird.
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15 zeigt eine Prinzipskizze einer Pressstation PS zum Pressen eines optischen Linsenelements aus einem Vor-Linsenelement. Die Pressstation PS weist ein oberes Pressaggregat PO und ein unteres Pressaggregat PU auf. Zum Pressen werden eine Form OF (Oberform), die mittels Pressantriebs bzw. mittels eines Aktors O10 bewegt wird, und eine Form UF (Unterform), die mittels eines Pressantriebs bzw. mittels eines Aktors U10 bewegt wird, aufeinander zugefahren.
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Die Form OF und/oder die Form UF sind/ist ein Ausführungsbeispiel für eine Endkonturform EKF im Sinne der Ansprüche. So kann zum Beispiel die Oberseite des Vor-Linsenelementes erwärmt und anschließend mittels der Form OF gepresst werden. Alternativ oder zusätzlich kann zum Beispiel die Unterseite des Vor-Linsenelementes erwärmt und anschließend mittels der Form UF gepresst werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Form OF und/oder die Form UF auch eine Implementierung der Heizeinrichtung HZE ist. So kann zum Beispiel das Vor-Linsenelement in der Form UF abgelegt, in der Form UF erwärmt und anschließend durch aufeinander zufahren der Form OF und der Form UF derart gepresst wird, dass die Form UF eine gewünschte optisch wirksame Oberfläche in das Vor-Linsenelement zur Herstellung des optischen Linsenelements einprägt.
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Die Form UF ist mit einem formseitigen verfahrbaren Verbindungsstück U12 verbunden, das wiederum mittels verfahrbarer Führungsstangen U51, U52 mit einem aktorseitigen verfahrbaren Verbindungsstück U11 verbunden ist. Der Aktor U10 wiederum ist mit dem aktorseitigen verfahrbaren Verbindungsstück U11 verbunden, so dass die Form UF mittels des Aktors U10 verfahrbar ist. Die verfahrbaren Führungsstangen U51 und U52 verlaufen durch Aussparungen eines fixierten Führungselementes UO derart, dass eine Auslenkung bzw. Bewegung der verfahrbaren Führungsstangen U51 und U52 und damit der Form UF senkrecht zur Verfahrrichtung vermieden bzw. verringert bzw. begrenzt wird.
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Das Pressaggregat PO umfasst einen Aktor O10, der die Form OF verfährt und mit einem verfahrbaren Führungselement O12 verbunden ist. Das Pressaggregat PO umfasst zudem einen Rahmen, der aus einem aktorseitigen fixierten Verbindungsstück O11 und einem formseitigen fixierten Verbindungsstück O14 sowie fixierter Führungsstangen O51 und O52 gebildet ist, die das aktorseitige fixierte Verbindungsstück O11 mit dem formseitigen fixierten Verbindungsstück O14 verbinden. Die fixierten Führungsstangen O51 und O52sind durch Aussparungen des verfahrbaren Führungselements O12 geführt, so dass sie eine Bewegung bzw. Auslenkung der Form OF orthogonal zur Verfahrrichtung des Aktors O10 bzw. der Form OF verhindern, verringern oder vermeiden.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Pressaggregate PO und PU dadurch verknüpft, dass das fixierte Führungselement UO gleich dem formseitigen fixierten Verbindungsstück O14 ist. Durch diese Verknüpfung bzw. Verkettung der beiden Pressaggregate PO und PU der Pressstation PS wird eine besonders hohe Qualität (insbesondere in Form von Konturtreue) der zu pressenden Linsenelemente bzw. Scheinwerferlinsen erreicht.
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Für die Pressenkinematik können verschiedene Kraft-Weg- sowie Weg-Zeit-Verläufe implementiert werden:
- (i) Presse schließen und öffnen
- (ii) Presse schließen, Haltezeit (für Relaxation und Retardation der Randschicht (im Bereich der optisch wirksamen Oberfläche)) und öffnen
- (iii) Kombination Abläufe (i) und (ii), wie ein Mehrfachpressen zum Zwecke der Kalibrierung/Steigerung der Oberflächengüte
- (iv) Kombination der Abläufe (i) bis (iii) mit einer Schwingungsüberlagerung des Werkzeugsystems
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In dem beschriebenen Verfahren sind die Heizvorrichtung HZV und die Endkonturform EKF als getrennte Einheiten bzw. nacheinander angeordnete Einheiten implementiert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Heizvorrichtung HZV und die Endkonturform EKF zu integrieren beispielsweise durch einen schwenkbaren Heizstrahler HST, wie er in 15 als Option dargestellt ist. Mittels des Heizstrahlers können die Form UF und/oder die Form OF erwärmt werden. Es kann vorgesehen sein, dass nach dem Erwärmen ein Vor-Linsenelement in die ggf. erwärmte Form UF abgelegt wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Oberseite des Vor-Linsenelementes anschließend mittels des Heizstrahlers HST erwärmt wird, um in dem Vor-Linsenelement oberflächennah eine Temperatur oberhalb von TG zu erreichen. Es kann vorgesehen sein, dass gleichzeitig die Form OF mittels der Heizleistung des Heizstrahlers HST erwärmt wird. Anschließend werden die Form UF und die Form OF aufeinander zugefahren, um aus dem Vor-Linsenelement durch die mittels der Form UF und der Form OF gebildeten geschlossenen Form das gewünschte Linsenelement zu pressen bzw. zu prägen.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass die Formen mittels der in 16 dargestellten Konzepte erwärmt werden. Dabei bezeichnet OF' eine der Form OF entsprechende Form und die Form UF' eine der Form UF entsprechenden Form. In Abwandlung zu der Form OF weist die Form OF' Heizkanäle HZK zum Aufheizen der Form OF' auf. Entsprechende Heizkanäle HZK können auch in der Form UF' vorgesehen sein. In alternativer Weise ist, wie abgebildet, eine Heizvorrichtung HZO vorgesehen, die ein konturangepasstes Widerstandsheizelement, beispielsweise einen gefrästen Kupfereinsatz, bildet, der von dem übrigen Teil der Form UF elektrisch bzw. thermisch isoliert ist.
-
Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Umgebungssensorik
- 3
- Steuerung
- 4
- Beleuchtungsvorrichtung
- 5
- Objektiv, umfassend Scheinwerferlinse / Linsenelement
- 10
- Fahrzeugscheinwerfer
- 20
- Vorspritzteil
- 21
- (erster) Anguss
- 22, 23
- Vorspritzling
- 30
- Spritzgießteil
- 31
- (zweiter bzw. zusätzlicher) Anguss
- 32, 33
- Spritzgießmaterial/Injektionspressmaterial zum Umspritzen eines Vorspritzlings
- 41
- Anguss bzw. Gesamtanguss
- 42, 43
- Spritzgießelemente bzw. Vor-Linsenelemente
- 50, 50'
- Spritzgießeinheit
- 51
- Heizsystem
- 52
- Schnecke
- 53
- Materialzuführung
- 54
- verflüssigter Kunststoff
- 60, 60'
- Spritzgießwerkzeug
- 61, 62, 61', 62'
- Teilform
- 71
- Auswerfer
- 72
- Kühlkanal
- 80, 80', 80"
- Heißkanalsystem
- 81
- Heißkanaldüse
- 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119
- Schritt
- 200, 200'
- Vorspritzteil
- 201, 201'
- Anguss
- 202, 202', 203, 203'
- Vorspritzling
- 204, 204'
- Einspritzpunkt
- 410
- Lichtquellenanordnung
- 411
- Vorsatzoptik
- 412
- Lichtaustrittsfläche
- 420, 430
- Linsenkörper
- 421, 431
- Rand eines Linsenelementes
- 441, 442, 443, 444
- Blindfortsätze
- 500, 500'
- Spritzgießmaschine
- P1, P2
- Injektionspresse (Spritzgießmaschine) bzw. Spritzgießform einer Spritzgießmaschine
- K1
- Kühlung
- S1
- Speicher
- HZV, HZO
- Heizvorrichtung
- EKF
- Endkonturform
- HZK
- Heizkanäle
- HAST
- Heizstrahler
- L4
- Licht
- L5
- Beleuchtungsmuster
- L41
- eingestrahltes Licht
- L51
- aufgeblendete Bereiche
- L52
- gedimmte Bereiche
- L53
- Kurvenlicht
- M2
- Umgebungssensorik
- M3
- Steuerung
- M4
- Lichtaussendungseinheit
- M5
- Konkavlinse
- M6
- Projektionsoptik
- M20
- Scheinwerfer
- ML4
- Licht
- ML5
- Licht
- ML6
- Lichtverteilung
- PS
- Pressstation
- PO
- oberes Pressaggregat
- PU
- unteres Pressaggregat
- OF, OF'
- Oberform
- UF, UF'
- Unterform
- U10, O10
- Aktor
- U11, U12
- verfahrbares Verbindungsstück
- U51, U52
- verfahrbare Führungsstangen
- UO
- fixiertes Führungselement
- O11
- aktorseitiges Verbindungsstück
- O12
- verfahrbares Führungselement
- O14
- formseitiges Verbindungsstück
- O51, O52
- fixierte Führungsstangen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
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