DE4110248A1

DE4110248A1 - Continuous mfr. of acrylic fresnel lenses - with embossing section with high pressure heating and low pressure cooling zones

Info

Publication number: DE4110248A1
Application number: DE4110248A
Authority: DE
Inventors: Roland Dr Ing Lipp
Original assignee: Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: KraussMaffei Extrusion GmbH
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1992-10-01

Abstract

Fresnel lenses are made on a continuous process by extruding thermoplastic material (2) into a three roll smoothing calender (3) followed by an embossing section (23) consisting of embossing and pressure rolls (8,5) and roller conveyors (4). At least half of the embossing roll (8) is wrapped by an endless steel belt (9) and it has an insulating layer and temp. control channels. The material is exposed to a high pressure/temp. zone to form the lens shape followed by cooling in a low pressure zone. Polymethylmethacrylate enters the calender (3) at 150-200 deg.C leaves at 85-110 deg.C and enters the embossing section (23) in the same temp. range. In the high pressure zone the side facing the embossing roll is heated to 250-300 deg.C while the other side with at least 50% of the material thickness is kept at 85-100 deg.C. The embossed material leaves the high pressure zone at a max. surface temp. of 100 deg.C. The pressure in the high pressure zone is 200-600 bar pref. 300-500 bar, while in the low pressure zone it is 3-8 bar, pref. 4-6 bar. USE/ADVANTAGE - Produces acrylic Fresnel lenses with high dimensional accuracy in a continuous process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur konti nuierlichen Herstellung von Fresnellinsen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8.The invention relates to a method and a device for continuous Nuclear manufacture of Fresnel lenses according to the preamble of Claims 1 and 8.

Die diskontinuierliche Herstellung von Fresnellinsen ist zwar seit langem bekannt und praktikabel, die kontinuierliche und damit kosten günstigere Herstellung von endlosen Kunststoffbändern mit eingepräg ter Fresnellinsenstruktur ist aber nach wie vor ein ungelöstes, technisches Problem. Besondere Schwierigkeiten bereitete bisher die exakte Ausbildung der in das Trägermaterial einzuprägenden Fres nellinsenstruktur, deren Güte entscheidend die optische Qualität des Produktes bestimmt.The discontinuous production of Fresnel lenses has been around since long-known and practical, the continuous and therefore cost cheaper production of endless plastic tapes with embossed However, the Fresnel lens structure is still an unsolved, technical problem. So far, the exact formation of the Fres to be embossed in the carrier material lens quality, the quality of which is decisive for the optical quality of the Product determined.

So ist aus der DE-PS 35 05 055 ein Verfahren bekannt, bei dem ein plastifiziertes Acrylglasband von einer Einlaufwalze zu einer Walze mit einem Formzylinder transportiert und gegen diese gedrückt wird. Anschließend gelangt das Acrylglasband zwischen ein diese Walze teilweise umschlingendes und in deren Drehrichtung mitlaufendes end loses Stahlband und der Formzylinderwalze. Durch die Vorspannung des endlosen Stahlbandes wird das Acrylglasband gegen die Formzylinder walze gepreßt und vom Einlaufspalt zwischen Walze und Stahlband zu deren Auslaufspalt transportiert. Die Temperatur der Formzylinderwal ze wird dabei so geregelt, daß am Einlaufspalt eine obere Grenztemperatur nicht überschritten wird und zum Auslaufspalt auf eine untere Grenztemperatur abfällt.A method is known from DE-PS 35 05 055, in which a plasticized acrylic glass tape from an infeed roller to a roller transported with a forme cylinder and pressed against it. The acrylic glass tape then passes between these rollers partially looping and rotating in their direction of rotation loose steel belt and the forme cylinder roller. By biasing the Endless steel band becomes the acrylic glass band against the forme cylinder roller pressed and from the inlet gap between roller and steel belt the outlet gap transported. The temperature of the forme cylinder whale ze is controlled so that an upper limit temperature at the inlet gap is not exceeded and to the outlet gap to a lower one Limit temperature drops.

Nach dem Austritt des so gegen die Formzylinderwalze gepreßten und derart temperierten Acrylglasbandes aus dem Auslaufspalt wird dieses durch temperierte Druckluft oder ein anderes gasförmiges oder flüs siges Medium von der Formzylinderwalze abgelöst und im abgekühlten Zustand einem gekühlten Schneidtisch zugeführt.After the exit of the so pressed against the forme cylinder and such tempered acrylic glass tape from the outlet gap this is by tempered compressed air or another gaseous or liquid Detached medium from the forme cylinder roller and in the cooled Condition fed to a cooled cutting table.

Zwar ist mit einer nach diesem Verfahren betriebenen Vorrichtung ein Acrylglasband kontinuierlich herstellbar. Nachteilig ist aber, daß sich die beanspruchte Herstellbarkeit von Fresnellinsen nicht rea lisieren läßt. Umfangreiche Versuche haben gezeigt, daß einerseits die Anpreßkraft des mitlaufenden endlosen Stahlbandes nicht aus reicht, um die für hochwertige Fresnellinsen notwendige homogene Plattendicke und die Ausprägung auch der feinsten Linsenstrukturen zu garantieren. Andererseits stößt die dort vorgeschlagene Tempe raturführung durch die Formzylinderwalze auf nicht zu lösende technische Probleme. Schließlich muß diese Walze nach ihrer Ab kühlung auf die untere Grenztemperatur vergleichsweise schnell in den Bereich der oberen Grenztemperatur aufgeheizt werden, um so nach etwa einer halben Walzenumdrehung erneut im Einlaufspalt das hier höher zu temperierende Acrylglasband aufzunehmen. Selbst wenn man das Problem außer acht läßt, daß sich durch das mitlaufende Stahl band nicht die zur exakten Ausbildung der Fresnellinsenstruktur not wendige Anpreßkraft auf das Kunststoffband ausüben läßt, so bleibt doch der Nachteil, daß für die Abkühlung und Aufheizung des Zylin dermantels vergleichsweise viel Zeit benötigt wird, so daß die ge wünschte Produktivitätssteigerung durch erhöhten Acrylglasbandaus stoß pro Zeiteinheit sich nur unerheblich von dem der bekannten dis kontinuierlichen Verfahren unterscheidet.A device operated according to this method is used Acrylic glass tape can be produced continuously. The disadvantage, however, is that the claimed manufacturability of Fresnel lenses is not real lizes. Extensive tests have shown that, on the one hand the contact pressure of the moving endless steel belt is not sufficient is enough to achieve the homogeneous necessary for high-quality Fresnel lenses Plate thickness and the expression of even the finest lens structures to guarantee. On the other hand, the tempe proposed there bumps ratur guidance through the forme cylinder roller to not to be solved technical problems. After all, this roller has to cooling to the lower limit temperature comparatively quickly the area of the upper limit temperature are heated, so after about half a turn of the roller in the inlet gap again acrylic glass tape to be heated to a higher temperature. Even if you the problem ignores that the moving steel did not tie the need for the exact formation of the Fresnel lens structure can exert agile contact pressure on the plastic band, so remains but the disadvantage that for the cooling and heating of the Zylin dermantels comparatively much time is needed, so that the ge desired increase in productivity through increased acrylic glass tape per unit time differs only insignificantly from that of the known dis continuous process differs.

Als nachteilig hat sich zudem erwiesen, daß die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Fresnellinsen große Dickenunterschiede auf weisen, was ihren Gebrauchszweck noch weiter verschlechterte. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, daß das Prägewerk direkt vom Ex truder gespeist wird.It has also proven to be disadvantageous that the known Process manufactured Fresnel lenses on large differences in thickness point out what made their use even worse. This is mainly due to the fact that the embossing mill directly from the Ex truder is fed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzustellen, mit denen kontinuierlich Fresnellinsen hoher optischer Güte herstellbar sind.The invention is therefore based on the object, a method and to present a device with which Fresnel lenses continuously high optical quality can be produced.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the features of claims 1 and 8 solved. Developments and advantageous refinements of the Erfin result from the subclaims.

Das in einem Extruder plastifizierte Material wird gemäß des hier beanspruchten Verfahrens einem Glättkalander zugeführt, wo es zu einem bezüglich seiner Breite, Dicke und Temperatur homogenen Materialband bearbeitet wird. Von besonderer Bedeutung für die Fokus siereigenschaft der späteren Fresnellinse ist die genaue Dicke, während die Temperatur des Materialbandes für die Ausprägung der Fresnelgeometrien und damit für ihr Auflösungsvermögen wichtig ist.The material plasticized in an extruder is made according to the here claimed process fed a smoothing calender, where it one homogeneous in terms of width, thickness and temperature Material band is processed. Of particular importance for the focus The property of the later Fresnel lens is the exact thickness, while the temperature of the material strip for the expression of the Fresnel geometries and therefore important for their resolving power.

Das bis knapp oberhalb seiner Plastifizierungstemperatur abgekühlte Materialband gelangt vom Glättkalander zu einem Prägewerk, wo es in den Spalt zwischen einer rotierenden Prägewalze und einer gegen läufig rotierenden Andrückwalze eingeführt wird. Dabei wird das Materialband von einem endlosen, vorgespanntem Stahlband und der An drückwalze gegen die Prägewalze gedrückt und in einer bis zum An drückpunkt einer Hochdruckwalze reichenden Hochdruckzone auf seiner der Prägewalze zugewandten Seite von einer vorgeheizten Prägematrize aufgeschmolzen und die Fresnelstruktur eingeprägt. In einer der Hochdruckzone folgenden Niederdruckzone wird das Materialband abge kühlt, um dann von der Prägewalze gelöst und zu anderen Bearbeitungs stationen transportiert zu werden.That cooled down to just above its plasticizing temperature Material strip goes from the smoothing calender to an embossing mill, where it is in the gap between a rotating embossing roller and one against continuously rotating pressure roller is introduced. It will Material band from an endless, prestressed steel band and the An pressure roller pressed against the embossing roller and in one to the end pressure point of a high-pressure roller-reaching high-pressure zone on its the side facing the embossing roller from a preheated embossing die melted and the Fresnel structure embossed. In one of the The high-pressure zone following the low-pressure zone is the material strip cools, then released from the embossing roller and to other machining stations to be transported.

Besonders vorteilhaft läßt sich nach dem beschriebenen Verfahren PMMA zu einem kontinuierlichen Fresnelband verarbeiten. Da der Temperatur führung neben dem Erreichen der notwendigen Andrückkräfte in der Hochdruckzone entscheidende Bedeutung zukommt, sollte die Material temperatur im Einzugsbereich des Glättkalanders 150° bis 200°C und in dessen Auslaufbereich 85° bis 110°C betragen.PMMA can be used particularly advantageously by the process described Process into a continuous Fresnel tape. Because of the temperature leadership in addition to reaching the necessary pressing forces in the High pressure zone is of crucial importance, should the material temperature in the feed area of the smoothing calender 150 ° to 200 ° C and be 85 ° to 110 ° C in its outlet area.

Im Einzugsbereich des Prägewerkes ist eine Materialbandtemperatur von 85° bis 110°C notwendig, um einerseits ein Wegfließen des Kunst stoffes zu verhindern, andererseits aber auch die Temperaturdifferenz zur Schmelztemperatur so gering wie möglich zu halten.A material strip temperature is in the feed area of the embossing unit from 85 ° to 110 ° C necessary to prevent the art from flowing away to prevent substance, but also the temperature difference to keep the melting temperature as low as possible.

Während des Schmelzprägens in der Hochdruckzone sollte die der Präge matrize zugewandte Seite des Materialbandes eine Temperatur zwischen 250° bis 300°C erreichen, so daß ein einwandfreies Ausfüllen auch der feinsten Fresnelstrukturen durch die Schmelze gewährleistet ist. Dagegen muß die Rückseite des Materialbandes innerhalb der Hochdruck zone über wenigstens 50 % der Materialbanddicke auf eine Temperatur von 85° bis 100°C gehalten werden, damit das Materialband wegen des hohen Anpreßdruckes nicht seitlich wegfließt. Im Auslaufbereich der Hochdruckzone sollte jedoch die Maximaltemperatur 100°C nicht über steigen.During hot stamping in the high pressure zone, that of the embossing die facing side of the material band a temperature between Reach 250 ° to 300 ° C, so that a perfect fill in also finest Fresnel structures is guaranteed by the melt. In contrast, the back of the material band must be within the high pressure zone over at least 50% of the material strip thickness to a temperature from 85 ° to 100 ° C, so that the material band because of the high contact pressure does not flow away to the side. In the outlet area of the However, the high pressure zone should not exceed the maximum temperature of 100 ° C climb.

Der Materialdruck in der Hochdruckzone des Prägewerkes muß 200 bis 600 bar, vorzugsweise 300-500 bar betragen, während in der nach geordneten Niederdruckzone 3 bis 8 bar ausreichend sind.The material pressure in the high pressure zone of the stamping mill must be 200 to 600 bar, preferably 300-500 bar, while in the after orderly low pressure zone 3 to 8 bar are sufficient.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens läßt sich anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels veranschaulichen.An apparatus for performing the method can be seen on the basis illustrate the drawing of an embodiment.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Übersicht über die Herstellvorrichtung, bestehend aus den Haupt komponenten Glättkalander und Prägewerk, Fig. 1 is a schematic overview of the manufacturing apparatus, comprising components of the main polishing calender and stamping,

Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht des Prägewerkes, Fig. 2 is a schematic, partially sectioned view of the coining work,

Fig. 3 eine vereinfachte Vergrößerung der Hoch druckzone des Prägewerkes und Fig. 3 is a simplified enlargement of the high pressure zone of the embossing and

Fig. 4 einen Andrückschuh mit Zylinderrollen. Fig. 4 shows a pressure shoe with cylindrical rollers.

Gemäß Fig. 1 ist ein Glättkalander 3 von einem Extruder 1 mit einem kontinuierlichen Materialband 2 aus thermoplastischem Kunststoff speisbar. Das in diesem Kalander 3 glätt- und kühlbare Materialband 2 läßt sich über eine Rollenabzugsvorrichtung 4 zum Prägewerk 23 transportieren, wo es von oben kommend in den Prägespalt einführbar ist.Referring to FIG. 1, a polishing stack 3 can be fed from an extruder 1 with a continuous sheet of material 2 of thermoplastic. The material strip 2 which can be smoothed and cooled in this calender 3 can be transported via a roller take-off device 4 to the embossing unit 23 , where it can be inserted into the embossing gap from above.

Das Prägewerk 23 umfaßt eine Prägewalze 8, die etwa zur Hälfte ihres Umfanges von einem vorgespannten endlosen Stahlband 9 umschlungen ist. Das Stahlband 9 ist in an sich bekannter Weise um eine Andrück walze 5, eine Umlenkwalze 6 und eine Spannwalze 7 geführt. Zusätz lich ist eine Hochdruckwalze 10 vorgesehen, die gegenüber der Ein zugszone zwischen Präge- und Andrückwalze 5, 8 angeordnet ist und mit diesen Walzen 5, 8 einen länglichen Hohlraum 12 einschließt (Fig. 2).The embossing unit 23 comprises an embossing roller 8 which is wrapped around a half of its circumference by a prestressed endless steel belt 9 . The steel belt 9 is in a known manner around a pressure roller 5 , a deflection roller 6 and a tension roller 7 out. In addition, a high-pressure roller 10 is provided, which is arranged opposite the feed zone between the embossing and pressure roller 5 , 8 and includes an elongated cavity 12 with these rollers 5 , 8 ( FIG. 2).

Die Prägewalze 8 besteht aus einem Prägewalzenzentralkörper 16, der von Kanälen 15 für ein Kühlmedium, wie etwa Wasser, durchzogen ist. Auf der Oberfläche des Zentralkörpers 16 befindet sich eine thermisch isolierende Materialschicht 14, deren thermische Leitfähigkeit unter Druck abnimmt. Auf dieser Isoliermaterialschicht 14 ist eine Präge matrize 13 aufgespannt, die zum Aufschmelzen und Einprägen der Fres nellinsenstrukturen in die Materialbandoberfläche dient. Zudem be findet sich im nicht von dem endlosen Stahlband 9 umschlungenen Prägematrizenbereich eine Heizvorrichtung 17, die vorzugsweise als Infrarotstrahler ausgebildet ist.The embossing roller 8 consists of an embossing roller central body 16 which is traversed by channels 15 for a cooling medium, such as water. On the surface of the central body 16 there is a thermally insulating material layer 14 , the thermal conductivity of which decreases under pressure. On this insulating material layer 14 , an embossing die 13 is stretched, which is used for melting and impressing the Fres lens structures in the material band surface. In addition, there is a heating device 17 , which is preferably designed as an infrared radiator, in the embossing die area that is not wrapped by the endless steel strip 9 .

Ein in diesem Prägewerk 23 zu prägendes Materialband 2 gelangt gemäß Fig. 2 in etwa senkrecht von oben kommend in den Spalt, der zwischen der Prägewalze 8 und der noch vom Stahlband 9 umschlungenen Andrück walze 5 gebildet wird.A material strip 2 to be embossed in this embossing unit 23 , as shown in FIG. 2 , comes approximately vertically from above into the gap which is formed between the embossing roller 8 and the pressure roller 5 which is still wrapped by the steel strip 9 .

In einer Hochdruckzone, die sich durch den Winkel beschreiben läßt, der durch die Verbindungsgeraden zwischen den Drehachsen von Präge- und Andrückwalze 8, 5 sowie Präge- und Hochdruckwalze 8, 10 einge schlossen ist, wird das Materialband 2 von der durch die Heizvor richtung 17 vorgeheizten Prägematrize 13 einseitig soweit aufge schmolzen, daß die Materialschmelze unter einem Druck von 200 bis 600 bar, vorzugsweise von 300 bis 500 bar, auch die feinsten Fresnellinsenstrukturen der Prägematrize 13 ausfüllen kann. In a high-pressure zone, which can be described by the angle, which is closed by the connecting straight line between the axes of rotation of the embossing and pressure roller 8 , 5 and the embossing and high-pressure roller 8 , 10 , the material strip 2 is by the direction by the Heizvor 17th preheated embossing die 13 on one side as far as melted, the material melt can be filled under a pressure of 200 to 600 bar, preferably from 300 to 500 bar, even the finest Fresnellinsenstrukturen the embossing die. 13

In einer anschließenden Niederdruckzone, die zwischen dem Ende der Hochdruckzone und dem Ende der Umschlingung der Prägewalze 8 durch das Stahlband 9 beschrieben werden kann und den Winkel einschließt, wird das schmelzgeprägte Materialband 2 bei einem Anpreßdruck von 3 bis 8 bar, vorzugsweise von 4 bis 6 bar, durch das im Zentralkörper 16 fließende Kühlmittel und gegebenenfalls vorgesehenen Kühlgebläsen an der Außenseite des Stahlbandes 9 abgekühlt.In a subsequent low-pressure zone, which can be described between the end of the high-pressure zone and the end of the wrapping of the embossing roller 8 by the steel band 9 and includes the angle, the melt-embossed material band 2 is at a contact pressure of 3 to 8 bar, preferably from 4 to 6 bar, cooled by the coolant flowing in the central body 16 and cooling fans optionally provided on the outside of the steel strip 9 .

Über eine weitere Rollenabzugsvorrichtung 4 wird es schließlich vom Prägewerk 23 kommend zu weiteren Bearbeitungsstationen weitergelei tet.Via a further roll take-off device 4 , it is finally passed on from the embossing unit 23 to further processing stations.

Da neben der Temperierung des Materialbandes die Erzeugung des ge wünschten Anpreßdruckes von entscheidender Bedeutung für die Aus bildung auch der feinsten Linsenstrukturen ist, muß das Material band 2 in der Hochdruckzone möglichst gleichmäßig einer hohen An preßkraft ausgesetzt werden. Diese wird durch ein in dem durch die Anpreßwalze 5, die Prägewalze 8 und die Hochdruckwalze 10 gebildeten länglichen Hohlraum 12 befindliches Mittel ermöglicht.Since in addition to the tempering of the material band, the generation of the desired contact pressure is of crucial importance for the formation of the finest lens structures, the material band 2 in the high-pressure zone must be exposed to a high pressure force as evenly as possible. This is made possible by a means located in the elongated cavity 12 formed by the pressure roller 5 , the embossing roller 8 and the high-pressure roller 10 .

Dieses Mittel läßt sich in drei Ausführungsformen konkretisieren, wobei die jeweilige Ausführungsform allein oder in Kombination mit einer der beiden anderen Ausführungsformen verwendbar ist.This means can be concretized in three embodiments, the respective embodiment alone or in combination with one of the two other embodiments can be used.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des durch die Walzen 5, 8, 10 gebildeten Hohlraumes, in dem in einer ersten Ausführungs form ein massiver Gleitschuh 22 angeordnet ist. Dieser Gleitschuh erstreckt sich über die gesamte Walzenbreite und wird an seinen stirnseitigen Enden von Kolben-Zylinder-Anordnungen 19 gehalten, mit deren Hilfe dieser Gleitschuh gegen das endlose Stahlband 9 preßbar ist. Um eine optimale Kraftübertragung auf das Stahlband 9 und darüber auf das Materialband 2 zu gewährleisten, weist die Seite des Gleitschuhs, die der Prägewalze 8 zugewandt ist, annähernd den Krümmungsradius des Stahlbandes 9 in diesem Bereich auf. Ein zwischen die Oberfläche vom Stahlband 9 und dem Gleitschuh 22 einbringbares Gleitmittel verhindert einen zu starken Verschleiß der aufeinander reibenden Materialien. Zudem kann gemäß Fig. 4 der Schuh 22 als An drückschuh 25 mit Zylinderrollen 26 ausgestaltet sein, wodurch der Einsatz eines Gleit- oder Schmiermittels entbehrlich wird. Fig. 3 shows an enlarged view of the cavity formed by the rollers 5 , 8 , 10 , in which a solid slide shoe 22 is arranged in a first embodiment. This slide shoe extends over the entire width of the roller and is held at its front ends by piston-cylinder arrangements 19 , with the aid of which this slide shoe can be pressed against the endless steel strip 9 . In order to ensure an optimal transmission of force to the steel strip 9 and above to the material strip 2 , the side of the sliding shoe which faces the embossing roller 8 has approximately the radius of curvature of the steel strip 9 in this area. A lubricant that can be introduced between the surface of the steel strip 9 and the slide shoe 22 prevents excessive wear of the materials rubbing against one another. In addition, the shoe 22 of a sliding or lubricant can of FIG. 4 as a pressing shoe to be designed 25 with cylindrical rollers 26 whereby the insert is unnecessary.

In einer zweiten Ausführungsform ist der Hohlraum 12 an den stirn seitigen Enden der Walzen 5, 8, 10 durch jeweils eine Abdeckvorrich tung 18 druckdicht abgedeckt. Über wenigstens eine Öffnung 21 in dieser Vorrichtung 18 ist ein flüssiges oder gasförmiges Druck mittel in den Hohlraum einpreßbar, so daß über das Stahlband 9 der notwendige Anpreßdruck auf das zu prägende Materialband 2 ausgeübt werden kann. Werden die erste und die zweite Ausführungsform des den notwendigen Anpreßdruck erzeugenden Mittels kombiniert, erfüllt das flüssige Druckmittel gleichzeitig die Aufgabe des Gleitmittels, das zwischen dem Gleitschuh 22 und dem sich mit der Prägewalze 8 drehenden Stahlbandes 9 eingezogen wird.In a second embodiment, the cavity 12 is pressure-tightly covered at the end ends of the rollers 5 , 8 , 10 by means of a respective covering device 18 . About at least one opening 21 in this device 18 , a liquid or gaseous pressure medium can be pressed into the cavity, so that the necessary contact pressure can be exerted on the material strip 2 to be embossed via the steel strip 9 . If the first and the second embodiment of the means generating the necessary contact pressure are combined, the liquid pressure medium simultaneously fulfills the role of the lubricant which is drawn in between the sliding shoe 22 and the steel strip 9 rotating with the embossing roller 8 .

In einer dritten Variante ist wiederum ein flüssiges Druckmittel vorgesehen, welches allerdings über eine ausreichend hohe Viskosi tät verfügen muß, um zwischen dem Stahlband 9 und der Andrückwalze 5 in den Hohlraum 12 eingezogen werden zu können. Wie Fig. 1 entnehm bar ist, wird dieses flüssige Druckmittel 20 einem Druckmittelbe hälter 11 entnommen und auf dem Stahlband 9 abgelegt. Dieses fördert es zusammen mit der Andrückwalze 5 in den Hohlraum 12, der auch in diesem Ausführungsbeispiel mit, hier allerdings nicht dargestellten, stirnseitigen Abdeckvorrichtungen 18 druckdicht abgedeckt ist.In a third variant, a liquid pressure medium is again provided, which, however, must have a sufficiently high viscosity to be able to be drawn into the cavity 12 between the steel belt 9 and the pressure roller 5 . As can be seen in FIG. 1, this liquid pressure medium 20 is removed from a pressure medium container 11 and placed on the steel belt 9 . This, together with the pressure roller 5, conveys it into the cavity 12 , which in this exemplary embodiment is also covered with pressure-tight cover devices 18 , but not shown here.

Die Hochdruckwalze 10 ist ebenso wie bei den beiden ersten Varianten so dicht an der Andrück- bzw. Prägewalze 5, 8 angeordnet, daß auf grund der Relativbewegungen der sich drehenden Walzen 5, 8, 10 im wesentlichen nur zwischen den Walzen 8, 10 das flüssige Druckmittel 20 unter hohem Druck austreten kann, um dann über ein nicht darge stelltes Rückführsystem in den Druckmittelbehälter 11 zurückgeführt zu werden. Falls notwendig, kann ein Schaber 24 eine ordnungsgemäße Ablösung des Druckmittels 20 von dem Stahlband 9 bewirken. Zur Ver meidung von zu großen Reibungskräften zwischen der Hochdruckwalze 10 und der Andrückwalze 5 kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Vorrichtungsvariante vorgesehen sein, daß der Abstand zwischen diesen Walzen so gewählt wird, daß ein dünner Film von Druckmittel 20 auch zwischen diesen Walzen durchtritt.The high-pressure roller 10 , like the first two variants, is arranged so close to the pressure or embossing roller 5 , 8 that, due to the relative movements of the rotating rollers 5 , 8 , 10 , the liquid is essentially only between the rollers 8 , 10 Pressure medium 20 can escape under high pressure, in order to then be returned to the pressure medium container 11 via a return system, not shown. If necessary, a scraper 24 can cause the pressure medium 20 to be properly detached from the steel strip 9 . To avoid excessive frictional forces between the high pressure roller 10 and the pressure roller 5 can be provided in an advantageous embodiment of this device variant that the distance between these rollers is chosen so that a thin film of pressure medium 20 also passes between these rollers.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Extruder
2 Materialband
3 Glättkalander
4 Rollenabzugsvorrichtung
5 Andrückrolle
6 Umlenkrolle
7 Spannrolle
8 Prägewalze
9 endloses Stahlband
10 Hochdruckwalze
11 Druckmittelbehälter
12 Hohlraum
13 Prägematrize
14 Isolationsmaterial
15 Temperierkanal
16 Prägewalzenzentralkörper
17 Heizvorrichtung
18 Abdeckvorrichtung
19 Kolben-Zylinder-Anordnung
20 flüssiges oder gasförmiges Druckmittel
21 Einspritzöffnung
22 Gleitschuh
23 Prägewerk
24 Schaber
25 Andrückschuh
26 Zylinderrolle
α Hochdruckzone
β Niederdruckzone 1 extruder
2 material tape
3 smoothing calenders
4 roll take-off device
5 pressure roller
6 pulley
7 tension pulley
8 embossing roller
9 endless steel strip
10 high pressure roller
11 pressure medium container
12 cavity
13 embossing die
14 insulation material
15 temperature control channel
16 central embossing rollers
17 heater
18 covering device
19 Piston-cylinder arrangement
20 liquid or gaseous pressure medium
21 injection port
22 sliding shoe
23 embossing
24 scrapers
25 pressure shoe
26 cylindrical roller
α high pressure zone
β low pressure zone

Claims

1. Process for the continuous production of Fresnel lenses from thermoplastic materials, characterized by the following process steps:

Extruding a thermoplastic plastic into a wide and thin strip of material,
- inserting the material strip into a calender smoothing machine,
Smoothing and cooling of the material strip to just above its plasticizing temperature,
Introducing the material strip into the embossing gap between an embossing roller and a pressure roller, the material strip being pressed against the embossing roller by an endless, pre-tensioned steel strip and the pressure roller,
Melting the side of the material strip facing the embossing roller, simultaneous pressurization of the material strip in a high-pressure zone and the associated formation of the Fresnel lens structures in the material strip,
Cooling the material strip and the embossing roller surface in a low pressure zone,
- Detachment of the material strip from the embossing roller surface and further transport to other processing stations.

2. The method according to claim 1, characterized that as thermoplastic PMMA (polymethyl methacrylate) is used.

3. The method according to claims 1 and 2, marked by the material strip temperatures in the catchment area of the Smoothing calenders from 150 ° to 200 ° C, in the run-out area of the smoothing calender from 85 ° to 110 ° C and in the feed range of the embossing roller from 85 ° to 110 ° C.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized that the side of the material facing the embossing roller bandes in the area of the high-pressure melting zone a temperature between 250 ° and 300 ° C is heated becomes.

5. The method according to claim 4, characterized that the area facing away from the embossing roller Material tape over at least 50% of the material tape thickness kept at a temperature of 850 to 100 ° C. becomes.

6. Procedure according to one or more of the existing An claims, characterized that the embossed in the outlet area of the high pressure zone Surface of the material band a temperature of has a maximum of 100 ° C.

7. Procedure according to one or more of the existing An claims, characterized that in the area of the high-pressure melting zone a mate rial pressure from 200 to 600 bar, preferably from 300 up to 500 bar, and that the mate rial pressure in the low pressure zone between 3 and 8 bar, is preferably kept at 4 to 6 bar.

8. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising a smoothing calender ( 3 ) consisting of at least three rollers, an embossing device ( 23 ) arranged downstream of this smoothing calender, consisting of at least one embossing and a pressure roller ( 8 , 5 ) and roll feed and take-off devices ( 4 ), in which the embossing roller ( 8 ) is looped over at least half of its circumference by an endless steel strip ( 9 ) and in which the steel strip is deflected, pressed and tensioned ( 5, 6, 7 ) is guided and tensioned and in which the embossing roller ( 8 ) has a central body ( 16 ) which is traversed by temperature control channels ( 15 ), characterized in that
that a thermally shielding insulating material layer ( 14 ) is provided on the central body surface, that an embossing die ( 13 ) is stretched on this insulating material layer,
that above the embossing die ( 13 ) in the area of the material intake of a heating device ( 17 ) is arranged that a high-pressure melting area is formed along a circumferential path of the embossing roller ( 8 ), from the pressure point of the pressure roller ( 5 ) to the pressure point of the high-pressure roller ( 10 ) is enough
that a low-pressure area extends from the pressure point of the high-pressure roller ( 10 ) to the point at which the endless steel strip ( 9 ) no longer wraps around the embossing roller ( 8 ),
that the high-pressure roller ( 10 ) between the embossing roller ( 8 ) provided with the steel band ( 9 ) and the pressure roller ( 5 ) is arranged such that an elongated cavity ( 12 ) is formed between these three rollers, in which a surface pressure the steel strip ( 9 ) generating means is located.

9. The device according to claim 8, characterized in that the cavity ( 12 ) on the end faces of the rollers ( 5 , 8 , 10 ) via cover plates ( 18 ) is closed pressure-tight and that a liquid or gaseous pressure medium ( 20 ) through an opening ( 21 ) can be pumped into at least one cover plate ( 18 ).

10. The device according to claim 8 and / or claim 9 characterized in that in the cavity ( 12 ) a slide shoe ( 22 ) is arranged, which on its side facing the endless steel strip ( 9 ) approximately the radius of curvature of the steel strip ( 9 ) in Has high pressure area and which can be pressed against the steel strip ( 9 ) at its front ends via piston-cylinder arrangements ( 19 ).

11. The device according to one or more of claims 8 to 10, characterized in that a highly viscous pressure medium ( 20 ) between the steel belt ( 9 ) and the pressure roller ( 5 ) in the cavity ( 12 ) to form a high overpressure is a pull and in Low pressure area of the steel band ( 9 ), preferably by means of a scraper ( 24 ), is detachable.

12. Device according to claims 8 to 11, characterized in that the heating device ( 17 ) consists of infrared radiators or hot air blowers.

13. Device according to claims 8 to 12, characterized in that cooling fans are provided in the low pressure area on the side facing away from the steel strip ( 9 ).

14. Device according to claims 8 to 13, characterized in that the temperature control channels ( 15 ) are formed as cooling channels, which are preferably flowed through only in the low pressure area by a cooling medium.

15. The device according to claims 8 to 14, characterized in that the insulating material used ( 14 ) has poor thermal insulation properties in the region of the low pressure zone and good insulation properties in the region of the high pressure zone.

16. The apparatus according to claim 10, characterized in that the shoe ( 22 ) as a pressure shoe ( 25 ) with a cylinder roll ( 26 ) on the steel belt ( 9 ) and / or all the rollers ( 5 , 8 , 10 ) facing sides .