WO2009109209A1

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

Info

Publication number: WO2009109209A1
Application number: PCT/EP2008/010136
Authority: WO
Inventors: Jan Heiko Hamkens; Hubert Drexler
Original assignee: Docter Optics Gmbh
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2009-09-11
Also published as: JP2011515310A; JP5319711B2; US20110000260A1; TWI444347B; TW200938504A; CN101932531A

Abstract

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

Description

Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei Glas geschmolzen wird, wobei ein Vorformling aus dem Glas geformt wird, und wobei aus dem Vorformling das optische Glasteil, insbesondere die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder die linsenartige Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, insbesondere beidseitig, blank gepresst wird.

Verfahren zum Herstellen von Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen offenbaren z.B. die WO 2007/095895, die DE 103 23 989 B4, die DE 196 33 164 C2, die DE 10 2004 018 424 A1 , die DE 102 16 706 B4 und die DE 10 2004 048 500 A1.

Die DE 103 23 989 B4 offenbart ein Verfahren zum Herstellen blankgepresster Glaskörper für optische Ausrüstungen, bei der ein flüssiger Glasposten einer Levitations-Vorform zugeführt wird, in welche der Glasposten, ohne die Vorform zu berühren, zu einem Vorformling vorgeformt wird, der nach Ablauf einer definierten Zeit an eine separate Pressform übergeben wird und darin mittels eines Presswerkzeuges in die Endform verpresst wird, wobei die Übergabe des Vorformlings an die Pressform so erfolgt, dass der Vorformling im freien Fall von der Vorform in die Pressform fällt, wobei die Vorform zur Übergabe des Glaspostens über die Pressform verfahren wird, in dieser Übergabeposition angehalten und nach unten vom Glasposten weggeschwenkt wird.

CONFIRMÄΠON COPY Die DE 101 40 626 B4 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines pressgeformten Glaskörpers, bei dem schmelzflüssige Glasmasse in eine Form gegossen, in der Form mittels eines Pressstempels gepresst und abgekühlt und anschließend als der pressgeformte Glaskörper aus der Form entnommen wird, wobei die schmelzflüssige Glasmasse in der Form mehreren Pressvorgängen unterworfen wird, wobei zwischen den Pressvorgängen eine Abkühlung stattfindet und wenigstens einmal zwischen den Pressvorgängen eine Aufheizung der Außenbereiche der Glasmasse vorgenommen wird, derart, dass die Abkühlung der Glasmasse im Außenbereich der Abkühlung im Kern angepasst wird.

Die DE 102 34 234 A1 offenbart ein Verfahren zum Blankpressen eines Glaskörpers für optische Anwendungen unter Verwendung einer eine Oberform und eine Unterform und einen Ring umfassenden Pressform zur Aufnahme des oberhalb der Verformungstemperatur erwärmten Glaskörpers, bei dem zwischen Oberform und Unterform eine elektrische Spannung angelegt und spätestens nach Angleichen der Temperatur des Glaskörpers an die Temperatur der Pressform ein Pressdruck auf den Glaskörper aufgebracht wird.

Die DE 103 48 947 A1 offenbart eine Presse zum Heißformen optischer Elemente aus Glas mit Mitteln zur Erwärmung eines eine Oberform, eine Unterform und einen Führungsring aufweisenden Formblocks, welcher das Glasmaterial aufnimmt, wobei als Erwärmungsmittel eine Induktivheizung vorgesehen ist und der Formblock während des Erwärmens auf einem thermisch isolierenden Körper angeordnet ist.

Die DE 196 33 164 C2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum mindestens einseitigen Blankpressen von optischen Bauteilen für Beleuchtungszwecke, wobei mindestens ein maschinell portioniertes Glasteil von einem Greifer an mindestens eine ringförmige, aus mindestens einem Ofen ausfahrbare Aufnahme übergeben und von der Aufnahme in den Ofen bewegt und in demselben auf der Aufnahme erwärmt wird, wobei das erwärmte Glasteil von der Aufnahme aus dem Ofen bewegt und wieder an den Greifer übergeben wird, der das erwärmte Glasteil einer Presse zum zumindest einseitigen Blankpressen zuführt, und wobei das blankgepresste Glasteil dann aus der Presse entnommen, an eine Kühlstrecke abgegeben und von derselben abtransportiert wird.

Die DE 103 60 259 A1 offenbart ein Verfahren zum Blankpressen optischer Elemente aus Glas, bei dem ein in einem Formblock befindlicher Glasposten auf eine Temperatur T oberhalb seiner Transformationstemperatur T_G erwärmt wird, der Glasposten gepresst und auf eine Temperatur unterhalb T_G abgekühlt wird, wobei die Abkühlung zunächst in einem ersten, oberhalb T_G liegenden Temperaturintervall mit einer ersten Kühlrate erfolgt und anschließend in einem zweiten Temperaturintervall, welches T_G beinhaltet, mit einer zweiten Kühlrate erfolgt, und wobei zum Einstellen der ersten und zweiten Kühlrate eine aktive Kühlung vorgenommen wird.

Die DE 44 22 053 C2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Glasformlingen, bei dem in einer Pressstation schmelzflüssiges Glas mittels eines die innere Form des Glasformlings vorgebenden Pressstempels in eine seine äußere Gestalt vorgebende Pressform hineingepreßt wird, wobei der Pressstempel nach dem Pressvorgang nur solange in Kontakt mit dem Glasformling in der Pressform verweilt und dabei Wärme von der Oberfläche des Glasformlings abgeführt wird, bis der Glasformling sich in seinem oberflächennahen Bereich auf eine solche Temperatur abgekühlt hat, dass er eine zur Entnahme aus der Pressform ausreichende Formsteifigkeit der Oberfläche aufweist und wobei der Glasformling anschließend der Pressform entnommen und an eine Kühlstation übergeben wird, bevor er durch partielle Aufheizung Verformungen aufweist und der Glasformling in der Kühlstation bis zu seinem vollständigen Erstarren abgekühlt wird.

Fig. 7 zeigt eine Prinzipdarstellung eines typischen Kraftfahrzeugscheinwerfers 61 , mit einer Lichtquelle 70 zum Erzeugen von Licht, einem Reflektor 72 zum Reflektieren von mittels der Lichtquelle 70 erzeugbarem Licht und einer Blende 74. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 61 umfasst zudem eine Scheinwerferlinse 62 zur Veränderung der Strahlrichtung von mittels der Lichtquelle 70 erzeugbarem Licht und zur Abbildung einer Kante 75 der Blende 74 als Hell-Dunkel-Grenze 95. Die Scheinwerferlinse 62 umfasst einen Linsenkörper 63 aus Glas, der eine der Lichtquelle 70 zugewandte, im Wesentlichen plane Oberfläche 65 und eine der Lichtquelle 70 abgewandte, im Wesentlichen konvexe Oberfläche 64 umfasst. Die Scheinwerferlinse 62 umfasst zudem einen Rand 66, mittels dessen die Scheinwerferlinse 62 in dem Fahrzeugscheinwerfer 61 befestigbar ist. Scheinwerferlinsen für Kraftfahrzeugscheinwerfer unterliegen in Bezug auf ihre optischen Eigenschaften bzw. lichttechnischen Richtwerte engen Designkriterien. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Hell-Dunkel-Grenze 95, wie sie beispielhaft in Fig. 10 in einer Grafik 90 und in einer Fotografie 91 dargestellt ist. Wichtige lichttechnische Richtwerte sind dabei der Gradient G der Hell-Dunkel- Grenze 95 und der Blendwert HV des Fahrzeugscheinwerfers, in den die Scheinwerferlinse eingebaut wird. Die Einhaltung dieser engen Designkriterien, stellt eine besondere Herausforderung für eine kostengünstige Massenproduktion von Scheinwerferlinsen für Kraftfahrzeugscheinwerfer dar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Kosten für die Herstellung von optischen Glasteilen zu senken. Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, die Kosten für die Herstellung von Scheinwerferlinsen für Kraftfahrzeugscheinwerfer zu senken. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, in einem begrenzten Kostenrahmen eine besonders hochwertige Scheinwerferlinse für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer herzustellen, wobei insbesondere lichttechnische Vorgaben in Bezug auf Gradient und Blendwert eingehalten werden sollen.

Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei Glas in einem Schmelzaggregat mit einer Kapazität von nicht mehr als 80 kg/h geschmolzen wird, wobei das Glas

0,2 bis 2 Gew.-% AI₂O₃,

0,1 bis 1 Gew.-% Li₂O,

0,3 (insbesondere 0,4) bis 1 ,5 Gew.-% Sb₂O₃,

0,3 bis 2 Gew.-% TiO₂ und/oder

0,01 (insbesondere 0,1) bis 1 (insbesondere 0,3) Gew.-% Er₂O₃ umfasst, wobei ein Vorformling aus dem Glas geformt wird, und wobei aus dem Vorformling das optische Glasteil, insbesondere die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder die linsenartige Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, insbesondere beidseitig, blank gepresst wird. Unter Kapazität soll dabei insbesondere die mittlere auf einen Tag bezogene Kapazität verstanden werden.

Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung dient der gezielten Ausrichtung von Licht, insbesondere für Beleuchtungs- oder Abbildungszwecke. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung dient der gezielten Ausrichtung von Licht für technische Zwecke, dass insbesondere von rein ästhetischen Glasteilen zu unterscheiden ist. Ein optisches Glasteil ist im Sinne der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise eine Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder eine linsenartige Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung besteht insbesondere (im Wesentlichen) aus anorganischem Glas. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung besteht insbesondere (im Wesentlichen) aus Silikatglas. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Linse und/oder ein Prisma. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung kann eine oder mehrere optische Strukturen zur gezielten Ausrichtung von Licht umfassen. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Präzisionslinse. Eine Präzisionslinse im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Linse, deren Kontur von einer gewünschten Sollkontur um nicht mehr als 8 μm, insbesondere um nicht mehr als 2 μm, abweicht und/oder deren Oberflächenrauhigkeit nicht mehr als 5 nm beträgt. Oberflächenrauhigkeit im Sinne der Erfindung soll insbesondere als Ra, insbesondere nach ISO 4287, definiert sein. Eine Präzisionslinse im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Linse, deren Kontur von einer gewünschten Sollkontur um nicht mehr als 1 μm (Linsendurchmesser/10mm) abweicht. Ein optisches Glasteil im Sinne der Erfindung kann ein Konzentrator für Sonnenlicht sowie Array mit mehreren Konzentratoren sein.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 60 bis 75 Gew.-% SiO₂, 3 bis 12 Gew.-% Na₂O, 0,3 bis 2 Gew.-% BaO, 3 bis 12 Gew.-% K₂O und/oder 3 bis 12 Gew.-% CaO. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 0 bis 5 Gew.-% MgO, 0 bis 2 Gew.-% SrO und O bis 3 Gew.-% B₂O₃.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 0,5 bis 6 Gew.-% ZnO.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 0,3 bis 0,8 (insbesondere bis 1 ,4) Gew.-% AI₂O₃, 0,1 bis O,4 Gew.-% Li₂O,

0,1 (insbesondere 0,3) bis 2 Gew.-% BaO und/oder 0,01 bis 0,3 Gew.-% Er₂O₃.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas 0 (insbesondere 0,1 ) bis 2 ppm CoO, 0 bis 0,1 Gew.-% Cr₂O₃, 0 (insbesondere 0,1 ) bis 0,2 Gew.-% Pr₆On, 0 (insbesondere 0,1 ) bis 1 ,5 Gew.-% MnO 0 bis 0,1 Gew.-% NiO und/oder 0 (insbesondere 0,1 ) bis 0,2 Gew.-% Nd₂O₃.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Glas in dem Schmelzaggregat aus einem Gemenge geschmolzen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Glas in dem Schmelzaggregat bei einer Temperatur von nicht mehr als 1500⁰C geschmolzen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Glas in dem Schmelzaggregat bei einer Temperatur von nicht weniger als 1000⁰C geschmolzen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird auf dem in dem Schmelzaggregat geschmolzenen Glas ein Gemengeteppich mit einer Dicke zwischen 2cm und 7cm vorgehalten. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Temperaturgradient des Vorformlings umgedreht, wobei der Vorformling vorteilhafterweise (zum Umdrehen seines Temperaturgradienten) auf einer gekühlten Lanze liegend (insbesondere im Wesentlichen kontinuierlich) durch eine Temperiervorrichtung (zum Kühlen und/oder Erwärmen des Vorformlings) bewegt oder in einer Temperiervorrichtung gehalten wird. Eine geeignete gekühlte Lanze ist in der DE 101 00 515 A1 offenbart. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Lanze im Gegenstromprinzip von Kühlmittel durchflössen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Kühlmittel zusätzlich bzw. aktiv erwärmt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Temperaturgradient des Vorformlings derart eingestellt, dass die Temperatur des Kerns des Vorformlings zumindest 100⁰C über der Raumtemperatur liegt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorformling zum Umdrehen seines Temperaturgradienten zunächst, insbesondere unter Zugabe von Wärme, gekühlt und anschließend erwärmt, wobei vorteilhafterweise vorgesehen ist, dass der Vorformling derart erwärmt wird, dass die Temperatur der Oberfläche des Vorformlings nach dem Erwärmen zumindest 100⁰C, insbesondere zumindest 150⁰C, höher ist als die Transformationstemperatur T_G des Glases. Die Transformationstemperatur T_G des Glases ist die Temperatur, bei der das Glas hart wird. Die Transformationstemperatur T_G des Glases soll im Sinne der Erfindung insbesondere die Temperatur des Glases sein, bei der dieses eine Viskosität log in einem Bereich um 13,2 (entspricht 10¹³'² Pas), insbesondere zwischen 13 (entspricht 10¹³ Pas) und 14,5 (entspricht 10¹⁴'⁵ Pas) besitzt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorformling bei einer Temperatur zwischen 300⁰C und 500⁰C, insbesondere zwischen 350⁰C und 450⁰C, gekühlt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorformling bei einer Temperatur zwischen 20 K und 200 K, insbesondere zwischen 70 K und 150 K, unterhalb der Transformationstemperatur T_G des Glases des Vorformlings gekühlt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorformling bei einer Temperatur zwischen 1000⁰C und 1250⁰C erwärmt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Gradient der Viskosität des Vorformlings vor dem Pressen zumindest 10⁴ Pa s, insbesondere zumindest 10⁵ Pa s. Unter dem Gradienten der Viskosität des Vorformlings soll dabei insbesondere die Differenz der Viskosität des Kerns des Vorformlings und der Viskosität der Oberfläche des Vorformlings verstanden werden.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Masse des Vorformlings (in etwa) 50g bis 250g.

Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt.

Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine in einer Prinzipdarstellung dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse bzw. einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,

Fig. 2 einen beispielhaften Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse bzw. einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines in einer Prinzipskizze dargestellten Schmelzaggregates

Fig. 4 einen beispielhaften Vorformling vor dem Eintritt in eine Temperiereinrichtung,

Fig. 5 einen beispielhaften Vorformling mit einem umgedrehten Temperaturgradienten nach Verlassen einer Temperiereinrichtung,

Fig. 6 eine Vorrichtung zum Pressen einer Scheinwerferlinse, Fig. 7 eine Prinzipdarstellung eines typischen Kraftfahrzeugscheinwerfers,

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,

Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer linsenartigen Freiform für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer und

Fig. 10 eine Leuchtverteilung eines Scheinwerfers.

Fig. 1 zeigt eine - in einer Prinzipdarstellung dargestellte - Vorrichtung 1 zur Durchführung eines in Fig. 2 dargestellten Verfahrens zum Herstellen von Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen wie der in Fig. 7 dargestellte Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder von linsenartigen Freiformen für Kraftfahrzeugscheinwerfer wie z.B. die in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellten linsenartigen Freiformen 250 und 260 für Kraftfahrzeugscheinwerfer. Die Vorrichtung 1 umfasst ein - in Fig. 3 detailliert dargestelltes - Schmelzaggregat 2 mit einer Kapazität von nicht mehr als 80 kg/h, in dem in einem Prozessschritt 20 Glas erschmolzen wird. Das Glas umfasst

60 bis 75 Gew.-% SiO₂,

3 bis 12 Gew.-% Na₂O,

3 bis 12 Gew.-% K₂O,

3 bis 12 Gew.-% CaO,

0,2 bis 2 Gew.-% AI₂O₃, vorteilhafterweise 0,3 bis 1 ,4 Gew.-% AI₂O₃,

0 bis 1 Gew.-% Li₂O, insbesondere O bis 0,5 Gew.-% Li₂O,

O bis 5 Gew.-% MgO,

O bis 2 Gew.-% SrO,

0,5 bis 6 Gew.-% ZnO,

O bis 3 Gew.-% B₂O₃, vorteilhafterweise O bis 2 Gew.-% B₂O₃,

O bis 2 Gew.-% TiO₂, vorteilhafterweise 0,3 bis 2 Gew.-% TiO₂,

0,3 bis 2 Gew.-% BaO,

0,3 bis 1 ,5 Gew.-% Sb₂O₃ vorteilhafterweise 0,4 bis 1 ,2 Gew.-%

Sb₂O₃,

O bis 1 Gew.-% Er₂O₃, vorteilhafterweise O bis 0,3 Gew.-% Er₂O₃, insbesondere O bis 0,2 Gew.-% Er₂O₃

O bis 2 ppm CoO, 0 bis 0,1 Gew.-% Cr₂O₃, 0 bis 0,2 Gew.-% Pr₆On, O bis 0,2 Gew.-% NiO, O bis 0,2 Gew.-% Nd₂O₃.

Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Glas nicht mehr als 0,3, insbesondere nicht mehr als 0,2, Gew.-% Er₂O₃ umfasst.

Darüber hinaus umfasst das Glas kein (d.h. insbesondere nicht mehr als 0,1 Gew.-%) Fe₂O₃, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅ und F. Darüber hinaus umfasst das Glas möglichst kein, insbesondere nicht mehr als 0,2 Gew.-%, NiO. Darüber hinaus umfasst das Glas möglichst kein, insbesondere nicht mehr als 0,05 Gew.-% Se. Darüber hinaus umfasst das Glas möglichst kein, insbesondere nicht mehr als 2 Gew.-%, MnO₂.

Einen besonders geeigneten Glassatz zeigt Tabelle 1 :

Tabelle 1

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Fe₂O₃- Gehalt des Glases unter 0,015 Gew.-% liegt, und dass Spuren (< 0,1 Gew.-%) Er₂O₃ und/oder andere Seltenerdmetalloxide und/oder Übergangsmetalloxide zur Entfärbung des Glases eingesetzt werden.

Das in Fig. 3 detailliert in einer Prinzipskizze dargestellte Schmelzaggregat 2 umfasst eine Schmelzwanne 30 mit einer Stützstruktur 31 und einer feuerfesten Auskleidung 32. Mittels der Schmelzwanne 30 wird das Glas 35 aus einem mittels einer Gemengezuführung 38 zugeführten Gemenge geschmolzen, wobei zur Energiezufuhr nicht dargestellte Elektroden vorgesehen sind. Die Gemengezuführung 38 wird derart gesteuert oder geregelt, dass sich auf dem geschmolzenen Glas 35 einer Gemengeteppich 36 mit einer Dicke zwischen 2cm und 7cm ausbildet. Das Schmelzaggregat 2 umfasst zudem einen, z.B. regelbaren, Auslauf 33.

Von dem Schmelzaggregat 2 wird flüssiges Glas in einem Prozessschritt 21 in eine Vorformvorrichtung 3 zur Herstellung eines, insbesondere eine Masse von 50g bis 250g aufweisenden, Vorformlings, wie z.B. eines Gobs oder eines endkonturnahen Vorformlings (ein endkonturnaher Vorformling besitzt eine Kontur, die der Kontur der zu pressenden Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder linsenartigen Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer ähnlich ist), verbracht. Diese kann z.B. Formen umfassen, in die eine definierte Glasmenge gegossen wird. Mittels der Vorformvorrichtung 3 wird der Vorformling in einem Prozessschritt 22 hergestellt.

Dem Prozessschritt 22 folgt ein Prozessschritt 23, in dem der Vorformling mittels einer Übergabestation 4 an eine der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C übergeben und mittels der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C bei einer Temperatur zwischen 300⁰C und 500°C gekühlt wird. In einem anschließenden Prozessschritt 24 wird der Vorformling mittels einer der Heizeinrichtungen 6A, 6B oder 6C bei einer Temperatur zwischen 1000⁰C und 125O⁰C erwärmt, wobei vorteilhafterweise vorgesehen ist, dass der Vorformling derart erwärmt wird, dass die Temperatur der Oberfläche des Vorformlings nach dem Erwärmen zumindest 100⁰C, insbesondere zumindest 150⁰C₁ höher ist als T_G. Eine Kombination der Kühleinrichtung 5A mit der Heizeinrichtung 6A, eine Kombination der Kühl- einrichtung 5B mit der Heizeinrichtung 6B bzw. eine Kombination der Kühleinrichtung 5C mit der Heizeinrichtung 6C ist ein Beispiel für eine Temperiereinrichtung zur Einstellung des Temperaturgradienten im Sinne der Ansprüche.

Die Prozessschritte 23 und 24 werden - wie im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 und Fig. 5 erläutert - derart aufeinander abgestimmt, dass eine Umkehrung des Temperaturgradienten erreicht wird. Dabei zeigt Fig. 4 einen beispielhaften Vorformling 40 vor dem Eintritt in eine der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C und Fig. 5 den Vorformling 40 mit einem umgedrehten Temperaturgradienten nach Verlassen einer der Heizeinrichtungen 6A, 6B oder 6C. Während der Rohling vor dem Prozessschritt 23 (bei kontinuierlichem Temperaturverlauf) innen wärmer als außen ist, ist er nach dem Prozessschritt 24 (bei kontinuierlichem Temperaturverlauf) außen wärmer als innen. Dabei symbolisieren die mit Bezugszeichen 41 und 42 bezeichneten Keile die Temperaturgradienten, wobei die Breite eines Keils 41 bzw. 42 eine Temperatur symbolisiert.

Zum Umdrehen seines Temperaturgradienten wird ein Vorformling in vorteilhafter Ausgestaltung auf einer nicht dargestellten gekühlten Lanze liegend (insbesondere im Wesentlichen kontinuierlich) durch eine eine der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C und eine der Heizeinrichtungen 6A, 6B oder 6C umfassende Temperiervorrichtung bewegt oder in einer der Kühleinrichtungen 5A, 5B oder 5C und/oder einer der Heizeinrichtungen 6A, 6B oder 6C gehalten. Eine geeignete gekühlte Lanze ist in der DE 101 00 515 A1 offenbart. Die Lanze wird vorteilhafterweise im Gegenstromprinzip von Kühlmittel durchflössen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Kühlmittel zusätzlich bzw. aktiv erwärmt wird.

Es folgt ein Prozessschritt 25, in dem der Vorformling 40 - mittels einer in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung, die ein Teil der Presse 8 ist - zwischen einer ersten Form 50 und einer zweiten Form, die eine erste Teilform 51 und eine die erste Teilform 51 umschließende ringförmige zweite Teilform 52 umfasst, zu einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartigen Freiform für Kraftfahrzeug- Scheinwerfer mit einem angeformten Linsenrand 66 blankgepresst wird, wobei durch einen von dem Volumen des Vorformlings 40 abhängigen Versatz 53 zwischen der ersten Teilform 51 und der zweiten Teilform 52 eine Stufe in die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartige Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer gepresst wird. Das Pressen erfolgt dabei insbesondere nicht unter Vakuum oder signifikantem Unterdruck. Das Pressen erfolgt insbesondere unter atmosphärischem Luftdruck. Die erste Teilform 51 und die zweite Teilform 52 sind mittels Federn 55 und 56 miteinander kraftgekoppelt. Dabei wird derart gepresst, dass der Abstand zwischen der ersten Teilform 51 und der ersten Form 50 von dem Volumen des Vorformlings 40 bzw. der daraus gepressten Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartigen Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer abhängig und der Abstand zwischen der zweiten Teilform 52 und der ersten Form 50 von dem Volumen des Vorformlings 40 bzw. der daraus gepressten Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartigen Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer unabhängig ist.

Im Anschluss wird die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse 62 oder linsenartige Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer mittels einer Übergabestation 9 an eine Kühlbahn 10 übergeben. Mittels der Kühlbahn 10 wird die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse oder linsenartige Freiform für Kraftfahrzeugscheinwerfer in einem Pressschritt 26 abgekühlt. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 10 umfasst außerdem eine Recheneinrichtung 15 zur Steuerung bzw. Regelung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 1. Die Recheneinrichtung 15 sorgt dabei vorteilhafterweise für eine kontinuierliche Verknüpfung der einzelnen Prozessschritte.

Die Elemente in Fig. 1 , Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 sind unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So sind z.B. die Größenordnungen einiger Elemente übertrieben gegenüber anderen Elementen dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.

Das unter Bezugnahme auf Fig. 1 , Fig. 3, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 beschirebene Verfahren zum Herstellen von Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen ist auch zum Herstellen anderer optischer Glasteile in analoger Weise einsetzbar. Es eignet sich aber in ganz besonderem Maße zum kostengünstigen Herstellen von hochwertigen Kraftfahrzeugscheinwerferlinsen.

BEZUGSZEICHENLISTE

Vorrichtung

Schmelzaggregat

Vorformvorrichtung , 7 ,9 Übergabestation A, 5B, 5C Kühleinrichtung A₁ 6B, 6C Heizeinrichtung

Presse 0 Kϋhlbahn 5 Recheneinrichtung 0, 21, 22, 23, 4, 25, 26 Prozessschritt 0 Schmelzwanne 1 Stützstruktur 2 feuerfeste Auskleidung 3 Auslauf 5 Glas 6 Gemengeteppich 8 Gemengezuführung 0 Vorformling 1, 42 Keil 0 Form 1, 52 Teilform 3 Versatz 5, 56 Feder 1 Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 Scheinwerferlinse 3 Linsenkörper 4 konvexe Oberfläche 5 plane Oberfläche 66 Rand

70 Lichtquelle

72 Reflektor

74 Blende

75 Kante

90 Grafik

91 Fotografie

95 Hell-Dunkel-Grenze

250, 260 Freiform

G Gradient

HV Blendwert

Claims

P AT E N TAN S P R Ü C H E

1. Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder einer linsenartigen Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), wobei Glas (35) geschmolzen wird, wobei ein Vorformling (40) aus dem Glas (35) geformt wird, und wobei aus dem Vorformling (40) das optische Glasteil oder die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder die linsenartige Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), insbesondere beidseitig, blank gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in einem Schmelzaggregat (2) mit einer Kapazität von nicht mehr als 80 kg/h geschmolzen wird, wobei das Glas (35)

0,2 bis 2 Gew.-% AI₂O₃, 0,1 bis 1 Gew.-% Li₂O,

0,3, insbesondere 0,4, bis 1 ,5 Gew.-% Sb₂O₃, 0,3 bis 2 Gew.-% TiO₂ und/oder 0,01 bis 1 Gew.-% Er₂O₃ umfasst.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35)

60 bis 75 Gew.-% SiO₂, 3 bis 12 Gew.-% Na₂O, 3 bis 12 Gew.-% K₂O und 3 bis 12 Gew.-% CaO umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35)

0 bis 5 Gew.-% MgO, 0 bis 2 Gew.-% SrO und 0 bis 3 Gew.-% B₂O₃ umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,5 bis 6 Gew.-% ZnO umfasst.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,3 bis 0,8 Gew.-% AI₂O₃ umfasst.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,3 bis 1 ,4 Gew.-% AI₂O₃ umfasst.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,3 bis 2 Gew.-% BaO umfasst.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35)

0,1 bis 0,4 Gew.-% Li₂O und/oder 0,01 bis 0,3 Gew.-% Er₂O₃ umfasst.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in dem Schmelzaggregat (2) aus einem Gemenge geschmolzen wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in dem Schmelzaggregat (2) bei einer Temperatur von nicht mehr als 1500⁰C geschmolzen wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in dem Schmelzaggregat (2) bei einer Temperatur von nicht weniger als 1000⁰C geschmolzen wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem in dem Schmelzaggregat (2) geschmolzenen Glas (35) ein Gemengeteppich (36) mit einer Dicke zwischen 2cm und 7cm vorgehalten wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturgradient des Vorformlings (40) umgedreht wird.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling (40) zum Umdrehen seines Temperaturgradienten auf einer gekühlten Lanze liegend durch eine Temperiervorrichtung (5A, 6A) bewegt oder in einer Temperiervorrichtung (5A, 6A) gehalten wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient der Viskosität des Vorformlings (40) vor dem Pressen zumindest 10⁴ Pa-S, insbesondere zumindest 1 O⁵ Pa-S, beträgt.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Vorformlings (40) 50g bis 250g beträgt.

17. Verfahren zum Herstellen eines optischen Glasteils, insbesondere einer Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder einer linsenartigen Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Glas (35) geschmolzen wird, wobei ein Vorformling (40) aus dem Glas (35) geformt wird, und wobei aus dem Vorformling (40) das optische Glasteil oder die Kraftfahrzeugscheinwerferlinse (62) oder die linsenartige Freiform (250, 260) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (61), insbesondere beidseitig, blank gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) in einem Schmelzaggregat (2) mit einer Kapazität von nicht mehr als 80 kg/h geschmolzen wird, wobei das Glas (35)

0,2 bis 2 Gew.-% AI₂O₃,

0,3, insbesondere 0,4, bis 1 ,5 Gew.-% Sb₂O₃,

0,3 bis 2 Gew.-% TiO₂,

60 bis 75 Gew.-% SiO₂,

3 bis 12 Gew.-% Na₂O,

3 bis 12 Gew. -% K₂O,

3 bis 12 Gew.-% CaO,

O bis 5 Gew.-% MgO,

O bis 3 Gew.-% B₂O₃,

0,5 bis 6 Gew.-% ZnO und

0,3 bis 2 Gew.-% BaO umfasst.

18. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,5 bis 5 Gew.-% MgO umfasst.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) 0,3 bis 3 Gew.-% B₂O₃ umfasst.

20. Verfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas (35) weniger als 0,015 Gew.-% Fe₂O₃ umfasst.