CN1769228B - 用于制造透镜的方法和用于光亮挤压成形的模具 - Google Patents

用于制造透镜的方法和用于光亮挤压成形的模具 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于制造具有一个第一凸透镜面(32)和一个第二透镜面(33)的透镜(30，30a，b)的方法，其中将一个熔液滴加入到一个凹下的模型里面并且与一个凸模(20)一起进行一个两面的光亮挤压成形，其中该凸模(20)浸入到熔液滴里面并且通过在此受挤的玻璃材料形成一个突出于第二透镜面(33)最高点的具有给定尺寸的定位边缘。

Description

用于制造透镜的方法和用于光亮挤压成形的模具
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1所述的用于制造透镜、尤其是用于汽车前灯的透镜的方法。本发明还涉及一种用于光亮挤压成形(Blankpressen)的模具。
背景技术
某些透镜、尤其是这种用于汽车前灯的透镜不必象镜头中的光学透镜那样满足高要求。另一方面对于安装在前灯中要注意的尺寸不允许变化并且所述透镜在制造中必需是经济的。
通常这种透镜通过单侧光亮挤压成形工艺制造，即，将一个半成品加热，通过挤压产生非圆的
Figure S051A7095820051014D00001180444QIETU
侧面并且通过磨削和抛光(Polieren)精加工平侧面。用于制造单侧光亮挤压成形的用于汽车主大灯光学部件的技术是成熟的，但是不适用于数量很大时的高生产率。这种生产工艺被分成许多制造步骤，按照制造时的过程这些制造步骤如下所述：
A.制备配料
B.熔化
C.热成形
D.冷却(Temperkühlung)半成品
E.质量检验
F.包装并继续输送到最终制造者
1.再加热
2.挤压(单侧地对最终轮廓)
3.冷却
4.磨削(第二面平面)
5.抛光(第二面平面)
6.磨平棱边(由于断裂产生的边缘)
7.清洗
8.质量检验
9.包装
已经证实，给料器不能提供精确恒定的滴重。对于值在100-200g的滴重，所述变化为±2％。在挤压过程期间还出现容积收缩。这些变化不允许对透镜的安装尺寸产生不利影响。
由DE10043065A1已知一种用于光学元件光亮挤压工艺的方法，其中多余的材料可以溢出到一个不受限制的自由空间中，该自由空间在下模具部件与上模具部件之间。在玻璃部件上出现一个聚中的环，它不影响到光亮挤压成形的玻璃部件的光学特征参数。分成份的玻璃部件体积的不同可以通过边缘的不同宽度容易地平衡或补偿。光亮挤压成形的玻璃部件的边缘宽度与边缘的厚度相比根本没有光学作用。这个边缘与平面的透镜面相比显得不重要。在US4,698，089A中描述了一个完全类似的方法，但是其中一个透镜通过两个弯曲的透镜面产生。
发明内容
本发明的目的是，给出一个用于制造用于汽车前灯透镜的方法，它是经济的并且保证恒定的安装尺寸。
这个目的通过一个用于制造一个透镜的方法得以实现，该透镜具有一个第一凸透镜面和第二透镜面，其中将一个熔液滴加入到一个凹模里面并且与一个凸模一起进行一个两面的光亮挤压成形，其中所述凸模浸入到熔液滴里面并通过在此挤进的玻璃材料形成一个突出于第二透镜面最高点的具有给定尺寸的定位边缘。
由DE102 167 06A1已知一个透镜，它具有一个突出于第二透镜最高点的定位边缘，但是从这个文献不能得到关于制造方法的细节。
所述第二透镜面可以是凸的、凹的或平面的。第二透镜面的最高点对于一个凸透镜面是顶点而对于一个凹透镜面是透镜面的边缘。对于一个平面的第二透镜面所述定位边缘的超出高度涉及平的表面。在此重要的是，第二透镜面在放到定位边缘上时与基座没有接触。所述凸模对应于第二透镜面的要被制造的轮廓构成，因此该凸模可以具有一个平面的、一个凸的或一个凹的凸模面。
所述安装尺寸由定位边缘的尺寸RH＝边缘高度，RB＝边缘宽度以及由透镜的总高度HG定义，其中总高度HG表示透镜从定位边缘的定位面到第一凸透镜面顶点的高度。
所述定位边缘应该相对于第二透镜面的最高点突出至少H>0.2mm。这个尺寸是必需的，由此可以使由熔液两面光亮挤压成形的透镜紧接着放到一个冷却带上，而不会在这个冷却期间损伤第二透镜面。
所述方法具有优点，即，所述安装尺寸不会受到材料量变化的影响。因为凸模浸入到熔液里面，因此使玻璃熔液也在径向上挤并且顶压进一个为构成具有定位边缘而设置的其余部分凹下的模型的模型空腔里面。由此在材料量变化时在保持透镜总高HG的情况下仅仅改变非圆表面与第二透镜表面之间的距离，而可以保持透镜边缘的尺寸，因为受挤的玻璃材料总是被压进同一个为此所规定的模具空腔里面。
这意味着，所述材料量变化仅仅影响透镜光学区段，这可以忍受，因为这种尤其用于汽车照射前灯的透镜在其成像特性方面不必满足光学透镜在光学方面的要求。
所述方法还具有优点，即，不必制造必需接着进行光亮挤压成形的半成品。为此当然需要对该半成品再次加热。
通过新的用于两面光亮挤压成形的制造方法能够使工艺步骤减少到最少并由此节省费用：
1.添料
2.热成形(两面光亮挤压成形)
3.冷却
4.质量检验和包装
如果由熔液直接光亮挤压成形，则使被视为昂贵的两面光亮挤压成形变成一个经济的且快速的用于制造大量生产的产品的方法。为此尽管需要一个定位边缘和一个冷却过程，但是不是缺点，而且这个定位边缘也可以用于确定安装尺寸并且对于该制造方法不受到制造量变化的影响。
所述两面光亮挤压成形最好在玻璃熔液的初始粘度为104dPas至106dPas下进行。关于初始粘度是玻璃熔液开始光亮挤压成形过程、即凸模浸入前所具有的粘度。
所述透镜最好以一个50-80mm的直径两面地光亮挤压成形。
用于光亮挤压成形透镜、尤其是用于汽车前灯透镜的模具具有一个下部件，它具有一个凹下的凹坑，该凹坑过渡到一个水平的凸肩和一个垂直的圆周边缘。该模具的上部件置于下部件的端面上并且向内在水平的凸肩的区域中伸出。此外所述模具具有一个凸模。通过这个凸肩和上部件限定要被形成的透镜定位边缘的高度。
由JP60-09231A(摘要)已知一个三件的模具，它具有一个下部件、一个上部件和一个凸模，但是与玻璃接触的顶面部分不设有凸肩和垂直的圆周边缘。
所述凸模在按照本发明的模具中最好位置固定地设置，其中所述下部件可以在垂直方向上移动。所述上部件最好在垂直方向上可活动地设置并且所述凸模导引上部件，这意味着，所述上部件的内径与凸模的外径相协调。这种结构具有优点，可以保证要被制造的透镜的光学特性，因为可以避免两个透镜面光轴的倾斜。
所述凸模的直径最好小于等于凹坑的直径。通过设计上部件和凸模的直径能够调整定位边缘的宽度。
所述凸模最好具有一个平面的底面。
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明的一个示例性的实施例。附图中
图1示出在一个光亮挤压成形模具中制造一个透镜的方法
图2a，2b示出两个用于一个汽车前灯的透镜。
具体实施方式
在图1中以截面图示出一个光亮挤压成形模具1的左半部，该模具由一个下部件2、一个上部件10和一个直径为D2的凸模20组成。通过这个光亮挤压成形模具1制造一个平凸透镜30，它例如可以用于汽车的照射前灯。
所述下部件2具有一个非圆的凹坑3，它过渡到一个水平凸肩4和一个垂直的圆周边缘5。所述上部件10由一个成形环构成，它置于下部件2的端面6上并且径向向内突进水平的凸肩4区域。所述凸肩4与成形环底面之间的距离确定了透镜30的要被构成的定位边缘34的高度RH。
为了保证透镜30的光学特性并且避免透镜顶面/底面的光轴倾斜，所述凸模位置固定地与设备连接。所述上部件10通过一个弹性的悬挂体固定在设备上的凸模外侧面上。在充满玻璃滴后所述下部件2无倾斜地相对于凸模20向上移动到上部件10，该上部件首先突出于凸模的底面，并置于下部件2上。在下部件2继续向上移动时所述上部件10相对于弹性悬挂物在凸模导向体中向上移动，其中所述凸模20浸入玻璃。
通过使平面的底面21浸入玻璃滴中使玻璃熔液挤进到凸肩4与上部件10底面11之间的中间空间中。所述玻璃滴的体积大于凹坑3的容积。当材料量变化时所述凸模20或深或浅地浸入玻璃熔液，因此仅仅改变平面的透镜面33与非圆透镜面32之间的距离，但是不改变定位边缘34的尺寸，因为成形环的底面11和凸肩4与材料量无关地总是具有同一个间距。
结合图2a和2b解释对于制造完成的透镜30a，b如何感觉到凸模20的不同浸入深度。
在图2a中示出一个透镜30a，它具有一个直径D1。所述非圆的部分32具有一个高度A并与平面的透镜面33有距离B1。总高度为HG。所述定位边缘34具有一个高度RH和一个与平面的透镜面33的距离H1。
当与在图2a中所示的透镜30a相比具有更多的用于制造透镜的材料供使用时，产生一个按照图2b的透镜30b，其尺寸A，HG，RB和RH精确地对应于图2a中的透镜30a的尺寸。材料量的变化仅仅体现在距离H2上，由此也改变距离B2。在这里所示的视图中夸大地示出这个变化程度。可以看出，对于符合安装位置给出的尺寸RB、RH和HG保持不变并且仅在光学区段、即在平面的透镜面33与非圆的透镜部分32的顶点31之间的部位发生一个变化。
滴重变化的示例：
在一个凸模直径D2为70mm和玻璃密度为2.5g/cm3时±1g的滴重变化使所述定位边缘与光学平面33的高度变化ΔH＝H1-H2为±0.1mm。
附图标记清单
1           光亮挤压成形模具
2下         部件
3非         圆的凹坑
4           凸肩
5           圆周边缘
6           端面
10          上部件
11          底面
20          挤压凸模
21          挤压凸模20的底面
30，30a，b  透镜
31          非圆透镜部分的顶点
32          第一透镜面
33          第二透镜面
34          定位边缘
D1          透镜直径
D2          凸模直径

Claims (7)

1.一种用于制造透镜(30，30a，30b)的方法，该透镜具有一个第一凸透镜面(32)和一个第二透镜面(33)，所述方法包括如下步骤：
将一个熔液滴加入到一个凹下的模型里面，其通过可在垂直方向上运动的下部件(2)被设置；
与一个固定的凸模(20)一起进行两面的光亮挤压成形，以及
通过垂直运动该下部件(2)，该凸模(20)浸入到熔液滴里面，并且通过在此受挤的玻璃材料形成一个突出于第二透镜面(33)最高点的具有给定尺寸的定位边缘(34)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸模(20)在定位边缘(34)之间的部位浸入到熔液滴里面。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述两面光亮挤压成形在玻璃熔液的初始粘度为104至106dPas时进行。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述透镜(30，30a，30b)以一个50-80mm的直径被两面光亮挤压成形。
5.一种用于光亮挤压成形透镜的模具，该透镜具有一个第一凸透镜面(32)和一个第二透镜面(33)，该模具
-具有一个在垂直方向可运动的下部件(2)，该下部件具有一个凹下的凹坑(3)，该凹坑过渡到一个水平的凸肩(4)和一个垂直的圆周边缘(5)，
-具有一个在垂直方向可运动的上部件(10)，上部件置于下部件(2)的端面上，并且向内伸入水平凸肩(4)的区域，和
-具有一个固定的凸模(20)，其导引上部件(10)。
6.如权利要求5所述的模具，其特征在于，所述凸模(20)的直径小于等于凹坑(3)的直径。
7.如权利要求5所述的模具，其特征在于，所述凸模(20)具有一个平面的底面(21)。
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