DE102008061156A1 - Hybridoptik - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist eine Hybridoptik mit einem optischen Glaselement und einem Halter aus Kunststoff, wobei zumindest ein Anlageabschnitt des Glaselements an dem Halter anliegt. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Halter aus einem der folgenden resistenten Kunststoffe: ETFE, ECTFE, PCTFE, PA, PPO, PE, PMMA, PP, PS, PES, PTFE, PFA, PVC oder PMP. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Glaselement aus Quarzglas oder Phosphatglas oder aus alkalifreiem Glas oder es weist eine Barriereschicht als Diffusionssperre für Alkali- und Erdalkalimetalle auf. Aus derartigen Glaselementen diffundieren weniger Alkali- bzw. Erdalkalimetalle. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erhöhung der Haltbarkeit einer Hybridoptik, die ein Glaselement und einen Halter aus Kunststoff aufweist, wobei zumindest ein Anlageabschnitt des Glaselements an dem Halter anliegt, wird das Glaselement unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre heiß verformt, oder Alkali- und Erdalkalimetalle werden vor einem Umspritzen des Glaselements durch den Kunststoff des Halters zumindest aus den Anlageabschnitten des Glaselements entfernt. Auch aus derartigen Glaselementen diffundieren weniger Alkali- bzw. Erdalkalimetalle, so dass der Kunststoff des Halters weniger angegriffen wird. In beiden Varianten der erfindungsgemäßen Hybridoptik und in dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für Hybridoptiken wird eine Schwächung des Kunststoffs des Halters vermieden, wodurch ...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Hybridoptik gemäß Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 2 und ein Verfahren zur Herstellung von Hybridoptiken gemäß Patentanspruch 7.
  • Stand der Technik
  • Dokument WO 03/074251 A1 offenbart eine derartige Hybridoptik, die eine Glaslinse und einen diese umgebenden gespritzten Linsenhalter aus Kunststoff aufweist. Nach dem Umspritzen können aus dem Glas Alkali- und Erdalkalimetalle (insbesondere Natrium) austreten und den umgebenden Kunststoff chemisch angreifen. Dieser Effekt wird durch das Einwirken von Temperatur und Feuchtigkeit, wie sie z. B. beim Einsatz der Hybridoptik in einem Fahrzeugscheinwerfer entstehen, verstärkt. Dadurch ist die Haltbarkeit bzw. die Beständigkeit der Verbindung zwischen der Glaslinse (z. B. aus Kronglas) und dem Linsenhalter (z. B. aus Polycarbonat) und damit die Haltbarkeit bzw. die Beständigkeit der Hybridoptik verringert.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Haltbarkeit bzw. die Beständigkeit von Hybridoptiken zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hybridoptik gemäß Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 2 oder durch ein Verfahren zur Herstellung von Hybridoptiken gemäß Patentanspruch 7.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Hybridoptik hat ein optisches Glaselement und einen Halter aus Kunststoff, wobei zumindest ein Anlageabschnitt des Glaselements an dem Halter anliegt. Bei einer ersten Variante der Erfindung besteht der Halter aus Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) oder Ethylenchlortrifluorethylen (ECTFE) oder Polychlortrifluorethylen (PCTFE) oder Polyamid (PA) oder Polyphenylenoxid (PPO) oder Polyethylen (PE) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polypropylen (PP) oder Polystyrol (PS) oder Polyethersulfon (PES, transparent) oder Polysulfon oder Polytetrafluorethen (PTFE) oder Perfluoralkoxylalkan (PFA) oder Polyvinylchlorid (PVC) oder aus Polymethylpenten (PMP). Hybridoptiken, deren Halter erfindungsgemäß aus einem dieser resistenten Kunststoffe besteht, weisen eine verbesserte Haltbarkeit und Beständigkeit auf.
  • Bei einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Hybridoptik mit einem optischen Glaselement und einem Halter aus Kunststoff, wobei zumindest ein Anlageabschnitt des Glaselements an dem Halter anliegt, besteht das Glaselement aus Quarzglas oder Phosphatglas oder aus alkalifreiem Glas oder es weist eine Barriereschicht als Diffusionssperre für Alkali- und Erdalkalimetalle auf. Aus derartigen Glaselementen diffundieren weniger oder keine Alkali- bzw. Erdalkalimetalle, so dass der Kunststoff des Halters weniger angegriffen wird. Dadurch weist die erfindungsgemäße Hybridoptik eine verbesserte Haltbarkeit und Beständigkeit auf.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet das Glaselement eine Glaslinse aus, und der Halter bildet entsprechend einen Linsenhalter aus.
  • Bei einem alternativen besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet das Glaselement einen Lichtleiter aus, der von einer LED erzeugtes Licht bündelt.
  • Bei einer weiteren Variante bildet das Glaselement eine Abdeckplatte aus, und der Halter bildet entsprechend einen Abdeckplattenhalter aus.
  • Alle erfindungsgemäßen Hybridoptiken lassen sich vorteilhafter Weise in oder an einem Fahrzeugscheinwerfer anordnen, bei dem die Anforderungen bzgl. Haltbarkeit auch bei Feuchtigkeit und Wärme besonders hoch sind.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erhöhung der Haltbarkeit einer Hybridoptik, die ein optisches Glaselement und einen Halter aus Kunststoff aufweist, wobei zumindest ein Anlageabschnitt des Glaselements an dem Halter anliegt, wird das Glaselement unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre heiß verformt, oder Alkali- und Erdalkalimetalle werden vor einem Umspritzen des Glaselements mit dem Kunststoff des Halters zumindest aus den Anlageabschnitten der Glaslinse entfernt. Aus derartigen Glaselementen diffundieren weniger Alkali- bzw. Erdalkalimetalle, so dass der Kunststoff des Halters weniger angegriffen wird. Dadurch weisen die erfindungsgemäß hergestellten Hybridoptiken eine verbesserte Haltbarkeit und Beständigkeit auf.
  • Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Glaselement zur Entfernung der Alkali- und Erdalkalimetalle in wässriger Lösung oder in sulfathaltiger Lösung gewaschen.
  • Bei einem alternativen besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Glaselement mit einem Prozessgas beaufschlagt, in dem ein Plasma gezündet wird.
  • Vorzugsweise enthält das Prozessgas Wasserstoff und/oder Stickstoff und/oder Ammoniak.
  • Vorzugsweise weist das Glaselement dabei 120 bis 400° Celsius auf.
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Hybridoptik mit einer Glaslinse 1 und einem Linsenhalter 2 aus Kunststoff in einem seitlichen Schnitt.
  • Die Hybridoptik ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut, wobei der abgebildete Abschnitt des Linsenhalters 2 rohrförmig ausgebildet ist. An seinem (in der Figur) oberen Endabschnitt ist am Innenumfang eine umlaufende Nut 4 angeordnet.
  • Die Glaslinse 1 ist etwa scheibenförmig ausgebildet, wobei sie an ihrer (in der Figur) unteren Seite eine im Wesentlichen ebene Lichteintrittsfläche 1a hat, während sie an ihrer oberen Seite eine konkav gewölbte Lichtaustrittsfläche 1b hat.
  • Das Licht einer nicht gezeigten Lichtquelle verläuft (in der Figur) von unten nach oben durch die Glaslinse 1.
  • An ihrem äußeren Rand hat die Glaslinse 1 einen ringförmigen umlaufenden Anlageabschnitt 10, der in der Nut 4 des Linsenhalters 2 formschlüssig aufgenommen ist.
  • Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Hybridoptik wird der Anlageabschnitt 10 von einem den Linsenhalter 2 bildenden Kunststoff umspritzt. Bei derartigen Hybridoptiken gemäß dem Stand der Technik greifen aus der Glaslinse 1 bzw. insbesondere aus einem Anlageabschnitt 10 austretende Alkali- bzw. Erdalkalimetalle den Kunststoff des Linsenahalters insbesondere in der Nut 4 an.
  • Erfindungsgemäß besteht der Linsenhalter 2 aus einem der folgenden dagegen resistenten Kunststoffe: Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) oder Ethylenchlortrifluorethylen (ECTFE) oder Polychlortrifluorethylen (PCTFE) oder Polyamid (PA) oder Polyphenylenoxid (PPO) oder Polyethylen (PE) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polypropylen (PP) oder Polystyrol (PS) oder Polyethersulfon (PES, transparent) oder Polysulfon oder Polytetrafluorethen (PTFE) oder Perfluoralkoxylalkan (PFA) oder Polyvinylchlorid (PVC) oder Polymethylpenten (PMP).
  • Alternativ kann die Schwächung des Kunststoffs der erfindungsgemäßen Hybridoptik auch dadurch verhindert werden, dass die Glaslinse 1 aus Quarzglas oder Phosphatglas oder aus alkalifreiem Glas besteht. Oder die Glaslinse 1 wird während ihrer Herstellung unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre heiß verformt. Aus diesen Glassorten bzw. aus auf diese Weise hergestelltem Glas diffundieren keine bzw. verschwindend wenige Alkali- bzw. Erdalkali-Atome.
  • Alternativ kann die Glaslinse 1 nach ihrer Herstellung mit einer Barriereschicht als Diffusionssperre für Alkali- und Erdalkalimetalle versehen werden.
  • Oder die Glaslinse 1 wird nach ihrer Herstellung in einer wässrigen oder in einer sulfathaltigen Lösung gewaschen oder mit einem Plasma beaufschlagt. Dadurch werden die Alkali- bzw. Erdalkali-Atome aus den oberflächennahen Bereichen der Glaslinse 1 (insbesondere aus dem Anlageabschnitt 10) entfernt.
  • Erfindungsgemäß sind durch alle o. g. Maßnahmen die Haltbarkeit einer Hybridoptik insbesondere auch bei längerem Einwirken von höheren Temperaturen und erhöhter Luftfeuchtigkeit z. B. bei einem Einsatz im Automobil verbessert.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann statt der Glaslinse auch ein Lichtleiter aus Glas erfindungsgemäß hergestellt oder behandelt werden.
  • Offenbart ist eine Hybridoptik mit einem optischen Glaselement und einem Halter aus Kunststoff, wobei zumindest ein Anlageabschnitt des Glaselements an dem Halter anliegt. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Halter aus einem der folgenden resistenten Kunststoffe: ETFE, ECTFE, PCTFE, PA, PPO, PE, PMMA, PP, PS, PES, PTFE, PFA, PVC oder PMP.
  • Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Glaselement aus Quarzglas oder Phosphatglas oder aus alkalifreiem Glas oder es weist eine Barriereschicht als Diffusionssperre für Alkali- und Erdalkalimetalle auf. Aus derartigen Glaselementen diffundieren weniger Alkali- bzw. Erdalkalimetalle.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erhöhung der Haltbarkeit einer Hybridoptik, die ein Glaselement und einen Halter aus Kunststoff aufweist, wobei zumindest ein Anlageabschnitt der Glaselements an dem Linsenhalter anliegt, wird das Glaselement unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre heiß verformt, oder Alkali- und Erdalkalimetalle werden vor einem Umspritzen des Glaselements durch den Kunststoff des Halters zumindest aus den Anlageabschnitten des Glaselements entfernt. Auch aus derartigen Glaselementen diffundieren weniger Alkali- bzw. Erdalkalimetalle, so dass der Kunststoff des Halters weniger angegriffen wird.
  • In beiden Varianten der erfindungsgemäßen Hybridoptik und in dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für Hybridoptiken wird eine Schwächung des Kunststoffs des Halters vermieden, wodurch die erfindungsgemäße Hybridoptik eine verbesserte Haltbarkeit und Beständigkeit aufweist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 03/074251 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Hybridoptik, die ein optisches Glaselement (1) und einen Halter (2) aus Kunststoff aufweist, wobei zumindest ein Anlageabschnitt (10) des Glaselements (1) an dem Halter (2) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (2) aus Ethylentetrafluorethylen (ETFE) oder Ethylenchlortrifluorethylen (ECTFE) oder Polychlortrifluorethylen (PCTFE) oder Polyamid (PA) oder Polyphenylenoxid (PPO) oder Polyethylen (PE) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polypropylen (PP) oder Polystyrol (PS) oder Polyethersulfon (PES, transparent) oder Polysulfon oder Polytetrafluorethen (PTFE) oder Perfluoralkoxylalkan (PFA) oder Polyvinylchlorid (PVC) oder Polymethylpenten (PMP) besteht.
  2. Hybridoptik, die ein optisches Glaselement (1) und einen Halter (2) aus Kunststoff aufweist, wobei zumindest ein Anlageabschnitt (10) des Glaselements (1) an dem Halter (2) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaselement (1) aus Quarzglas oder Phosphatglas oder aus alkalifreiem Glas besteht oder eine Barriereschicht als Diffusionssperre für Alkali- und Erdalkalimetalle aufweist.
  3. Hybridoptik nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Glaselement eine Glaslinse (1) ausbildet, und wobei der Halter einen Linsenhalter (2) ausbildet.
  4. Hybridoptik nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Glaselement einen Lichtleiter ausbildet, der von einer LED erzeugtes Licht bündelt.
  5. Hybridoptik nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Glaselement eine Abdeckplatte ausbildet, und wobei der Halter einen Abdeckplattenhalter ausbildet.
  6. Hybridoptik gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die in einem Fahrzeugscheinwerfer angeordnet ist.
  7. Verfahren zur Erhöhung der Haltbarkeit einer Hybridoptik, die ein optisches Glaselement (1) und einen Halter (2) aus Kunststoff aufweist, wobei zumindest ein Anlageabschnitt (10) des Glaselements (1) an dem Halter (2) anlieget, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaselement (1) unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre heiß verformt wird, oder dass vor einem Umspritzen des Glaselements (1) mit dem Kunststoff des Halters (2) Alkali- und Erdalkalimetalle zumindest aus den Anlageabschnitten (10) des Glaselements (1) entfernt werden.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 7, wobei das Entfernen durch Waschen in wässriger Lösung oder in sulfathaltiger Lösung erreicht wird.
  9. Verfahren nach Patentanspruch 7, wobei das Entfernen durch Beaufschlagen mit einem Prozessgas erreicht wird, in dem ein Plasma gezündet wird.
  10. Verfahren nach Patentanspruch 9, wobei das Prozessgas Wasserstoff und/oder Stickstoff und/oder Ammoniak enthält.
  11. Verfahren nach Patentanspruch 9 oder 10, wobei das Glaselement (1) 120 bis 400° Celsius aufweist.
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