DE3835567A1

DE3835567A1 - Verfahren zur herstellung blendungsfreier fresnellinsen aus acryl und sonstigen, auf dem press-giess- oder spritzweg verformbarer transparenter materialien

Info

Publication number: DE3835567A1
Application number: DE19883835567
Authority: DE
Inventors: Peter Nawrath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-10-19
Filing date: 1988-10-19
Publication date: 1989-11-02

Description

Die Erfindung betrifft das im Anmeldungstitel be zeichnete Verfahren.

Mit der Erfindung soll eine wirtschaftliche Massen produktion blendungsfreier Fresnellinsen ermöglicht werden.

Es ist bekannt, optische Linsen aller Art zu entspie geln. Die Entspiegelung bewirkt jedoch keine Verhin derung der von den Prismenflanken der Fresnellinse ausgehende Lichtstreuung, die den Blendungseffekt er zeugt. Besonders störend ist dieser Blendungseffekt bei der Fresnel-Kondensorlinsen für Overhead-Projek toren und Fresnellinsen zur Bildschirmaufhellung und Bildschirmvergrößerung.

Der Blendungseffekt ist dadurch zu verhindern, oder erheblich zu schwächen, daß die, nicht an der Bre chung des Lichtstrahles beteiligten Prismenflanken, licht undurchlässig gemacht werden.

Bei groben Prismenteilungen einer Fresnellinse ist in Einzelfertigung eine Schwärzung, oder Pigmentierung der Prismenflanken manuell herstellbar, doch ist die ses Verfahren, auch bei einer Automatisation, zur Pro duktion von Fresnellinsen in großen Stückzahlen nicht wirtschaftlich anwendbar und im derzeitigen Stand der Technik, bei Fresnellinsen mit Stufenteilungen unter einem Millimeter undurchführbar.

Der Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, ein wirtschaft lich durchführbares Verfahren zur Schwärzung bzw. Pig mentierung der Prismenflanken zu ermöglichen, welches von der Größe der Prismenteilung unabhängig funktioniert und in einem automatisierten Produktionsprozeß der Herstellung von Fresnellinsen, aus Acryl oder sonsti gen transparenter Materialien, einzugliedern ist.

Die Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Auf gabe führte zu dem erfindungsgemäßen Verfahren, wel ches in mehreren Verfahrensschritte vollzogen wird.

Die ersten Verfahrensschritte zur Herstellung blen dungsfreier Fresnellinsen betreffen die Herstellung der formgebenden Matrize, bzw. des formgebenden Werk zeugteiles, nachstehend stets "formgebende Matrize" oder "Fresnelmatrize" genannt, zur Produktion der Fres nellinsen, im Preß-, Gieß- oder Spritzverfahren. Die fol genden Verfahrensschritte betreffen die Weiterbehandlung der Fresnellinse zur Herbeiführung der Blendungsfrei heit.

In den ersten drei Verfahrensschritten werden die Pris menflanken der formgebenden Matrize aufgerauht, bzw. strukturiert und in den weiteren Verfahrensschritten wird die abgeformte Fresnellinse mit einer pigmentierten Dis persion oder einer Lösung bedeckt die, bei einer mög lichen Anwesenheit von Wärme, mittels der Anwendung von Zentrifugalkräften oder Druckluft, von den spiegelglat ten Prismenflächen abgeschleudert und gegen die Prismen flanken gedrückt wird und dort als Film länger verweilt als auf den glatten Prismenflächen. Die Verweilzeit auf den Prismenflanken muß, durch Regulierbarkeit der Zentri fugalkräften zwecks Anhärtung der Dispersion, bzw. Lö sung einstellbar sein.

Bei der Verwendung eines beschleunigten Luftstromes an Stelle der Zentrifugalkräfte, als Medium zur Ver drängung der Dispersion oder Lösung von der spiegel glatten, lichtbrechenden Prismenflächen, kann erfin dungsgemäß auch ein beschleunigter, mit der Disper sion oder Lösung chemisch reagierender, Gasstrom zur Anwendung kommen, wie ein chemisch reagierendes Gas auch bei der Verwendung von Zentrifugalkräften erfin dungsgemäß eingesetzt werden kann.

Es wird erfindungsgemäß erwartet, daß Pigmentteilchen der Dispersion oder der Lösung in dem Labyrinth der aufgerauhten Prismenflanken hängen bleiben und die Dicke des sich bildenden Films durch die Stärke der einwirken den Zentrifugalkräfte, oder Luftdruckkräfte zu bestimmen ist.

In den Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Ver fahren an 9 Figuren näher erläutert. Es bedeutet

Fig. 1 Schnitt durch eine wandstarke, konvexe Fres nellinse mit grober Stufenteilung.

Fig. 2 vergrößerter Teilschnitt aus der formgeben den Fresnelmatrize der konvexen Fresnellin se nach Fig. 1 (erster Verfahrensschritt),

Fig. 3 vergrößerter Teilschnitt aus der formgeben den Fresnelmatrize der konvexen Fresnellin se nach Fig. 1 und 2 nach der Aufrauhung der Fresnelfläche (zweiter Verfahrensschritt).

Fig. 4 vergrößerter Teilschnitt aus der formgeben den Fresnelmatrize der konvexen Fresnellin se bei der Glättung der Prismenflächen im Nachdrehvorgang (dritter Verfahrensschritt),

Fig. 5 vergrößerter Teilschnitt durch eine erfindungs gemäß behandelten, formgebenden Fresnelmatrize nach Fig. 2 bis 4.

Fig. 6 vergrößerter Teilschnitt durch eine, von der Fresnelmatrize abgeformte Fresnellinse (vierter Verfahrensschritt).

Fig. 7 vergrößerter Teilschnitt durch eine von der Fresnelmatrize abgeformte Fresnellinse in der Benetzung mit einer Disperion (fünfter Verfahrensschritt).

Fig. 8 vergrößerter Teilschnitt durch eine Fresnel linse nach Fig. 6 beim Abschleudern der Dis persion (sechster Verfahrensschritt).

Fig. 9 vergrößerter Teilschnitt durch eine Blendungs- Fresnellinse als Endprodukt aus den Verfahrens schritten nach den Fig. 2 bis 8.

Der erste Verfahrensschritt zur Herstellung der formge benden Fresnelmatrize entspricht der bekannten Her stellung einer jeden Fresnelmatrize. Mit einem Diamant werkzeug (2) werden dabei die Prismen (3) in hinterein anderfolgenden Stufen zerspanend eingedreht. Im zweiten Verfahrensschritt wird die Fresnelmatrize (1), d. h. die formgebende, zerspanend erstellte Seite aufgerauht. Die ser Schritt kann in einem Ätzbad chemisch erfolgen oder auch mechanisch, beispielsweise mit einem Stahlsandstrahl durchgeführt werden. Es kann auch durch Funkenerosion eine bestimmte Aufrauhungsstruktur in die blank gedrehten Flächen eingebracht werden. Gekennzeichnet ist die beschriebene Aufrauhung der blank gedrehten Prismenfläche (4) und der Prismenflanke (5) durch porenartige Vertiefungen und um eine Umkehrung der Aufrauhung zu erreichen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Rauhschicht (6) gal vanisch, chemisch oder thermisch aufzutragen. Die Zweck mäßigkeit der Materialab- oder -auftragung ergibt sich bei der Durchführung der weiteren Verfahrensschritte.

Nachdem die Aufrauhung der formgebenden Matrizenfläche in der einen oder anderen Weise durchgeführt ist, wird im dritten Verfahrensschritt die Rauhfläche (6) von der Prismenfläche (4) wieder blank abgedreht. Die Rauhfläche auf den Prismenflanken (5) bleiben er halten, weil das Diamantwerkzeug (7) einen kleineren Schneidwinkel besitzt wie das Diamantwerkzeug (2) vom ersten Verfahrensschritt.

Die folgenden Verfahrensschritte sind in der Lösungs beschreibung der, der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe bereits dargestellt und offenbart. Gemäß der Fig. 6 zeigt das vergrößerte Teilstück der, aus der Fresnelmatrize (1) abgeformten Fresnellinse (8) die über nommene, aufgerauhte Prismenflanke (5). Die so abge formte Fresnellinsen (vierter Verfahrensschritt) wird im fünften Verfahrensschritt mit der Dispersion oder Lösung (9) übergossen wie Fig. 7 zeigen soll. Von der in Rotation versetzte Linse wird die Dispersion oder Lö sung abgeschleudert, wie Fig. 8 zeigen soll. An den rauhen Prismenflanken (5) wird dabei die Dispersion oder Lösung am Abfluß behindert und bildet eine Film schicht (10) in der die Pigmente als schwerste Teilchen in die Nester der Rauhschicht eindringen und festgehalten werden, womit der Zweck der Erfindung erreicht ist.

Im erfindungsgemäßen Verfahren sind entsprechend der Beschreibung folgende Parameter von Bedeutung:

1. Microstruktur der Rauhflächen
2. Teilchengröße der Dispersion oder Lösung
3. Teilchengröße der Farbpigmente
4. Viskosität der Dispersion oder Lösung
5. Rauhtiefe der blanken Prismenfläche
6. Einwirkende Zentrifugalkraft (Rotation)
7. Luftstromgeschwindigkeit
8. Einwirkende Wärme
9. Aushärtungsdauer der Dispersion oder Lösung

Bezugszeichen

1 Fresnelmatrize
2 Diamantwerkzeug
3 Prismen
4 Prismenfläche
5 Prismenflanke
6 Aufrauhung/Rauhschicht
7 Diamantwerkzeug
8 Fresnellinse
9 Dispersion/Lösung
10 Filmschicht

Claims

1. Verfahren zur Herstellung blendungsfreier Fresnel linsen aus Acryl, und sonstigen, auf dem Preß-, Gieß- oder Spritzwege verformbarer, transparenter Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß die form gebende Fläche einer, in bekannter Weise hergestell ten Fresnellinsenmatrize oder die eines Werkzeug einsatzes, aufgerauht wird und anschließend in der Weise, mit einem Diamantwerkzeug (7) überdreht wird, daß die Prismenflächen/Brechungsflächen eine optimale Oberflächenqualität (0,002 µ Rauh tiefe) erhalten, indessen die Prismenflanken (4) gerauht bleiben.

2. Verfahren zur Herstellung blendungsfreier Fresnel linsen aus Acryl und sonstigen, auf dem Preß-, Gieß- oder Spritzwege verformbarer, transparenter Materialien gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine, von einer Fresnellinsenmatrize abge formte Fresnellinse auf der Prismenseite mit einer Dispersion oder Lösung bedeckt wird die mittels bei der, danach in Rotation versetzten Fresnellinse auftretenden Zentrifugalkräften, von den blanken Prismenflächen abgeschoben werden und auf den rauhen Flächen der Prismenflanken verweilen und zu einem Film erstarren.

3. Verfahren zur Herstellung blendungsfreier Fresnel linsen aus Acryl und sonstigen, auf dem Preß-, Gieß- oder Spritzwege verformbaren, transparenter Materialien gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß an Stelle einwirkender Zentrifugal kräfte beschleunigte Luft oder Gasströme zur Dispersionsverdrängung und Abschiebung verwendet werden.