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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei ein Rohling aus einem transparenten, insbesondere amorphen, Kunststoff mittels eines Spritzgießverfahrens in einer Spritzgießform geformt wird, und wobei der Rohling anschließend mittels einer Endkonturform zu dem Linsenelement, insbesondere blank, gepresst wird. Die Erfindung betrifft zudem einen Fahrzeugscheinwerfer, der eine nach dem anmeldungsgemäßen Verfahren hergestellte Scheinwerferlinse aufweist sowie ein Kraftfahrzeug, das einen solchen Scheinwerfer aufweist.
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Die
DE 699 23 847 T2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Formkörpers aus einem thermoplastischen Harz durch Spritzgieß-Press-Formgebung, wobei das Volumen eines Formhohlraums stärker als das Volumen des in Frage stehenden optischen Formkörpers expandiert und ein geschmolzenes thermoplastisches Harz durch einen Spritzgießdurchgang in den Formhohlraum gespritzt wird. Das Material im expandierten Formhohlraum wird anschließend auf eine vorgegebene Dicke des Mittelbereiches des Formkörpers oder auf eine Dicke, die um bis zu 200 μm kleiner als die vorgegebene Dicke ist, gepresst. Nach dem Pressen des Materials im expandierten Hohlraum wird der Harzdruck im Spritzgießdurchgang und der Pressdruck im Formhohlraum innerhalb solcher Grenzen verändert, dass die Änderungsbreite ±100 μm der vorgegebenen Dicke eines Mittelbereiches des Formkörpers nicht übersteigt, um die vorgegebene Dicke des fertigen Formkörpers zu erhalten. Danach wird das geschmolzene thermoplastische Harz im Formhohlraum so lange gehalten, bis der in Frage stehende Formkörper gebildet ist. Der erhaltene Formkörper wird danach aus dem Formhohlraum entnommen.
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Gemäß der
DE 699 23 847 T2 ist davon das in der
US 4 540 534 A , der
EP 0 640 460 A2 und der
JP 09-57794 A beschriebene Verfahren zur Herstellung eines optischen Formkörpers aus einem thermoplastischen Harz durch Spritzgieß-Press-Formgebung zu unterscheiden, das
- – ein Expandieren des Volumens eines Formhohlraums über das Volumen des in Frage stehenden optischen Formkörpers hinaus,
- – ein Spritzgießen eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes in den Formhohlraum durch einen Spritzgießzylinder,
- – ein Pressen des expandierten Hohlraums auf eine vorgeschriebene Dicke des Formkörpers,
- – ein Rückführen eines Überschusses des thermoplastischen Harzes, das durch den Pressvorgang angefallen ist, in den Spritzgießzylinder,
- – ein Belassen des geschmolzenen thermoplastischen Harzes im Formhohlraum, bis der in Frage stehende Formkörper geformt worden ist und
- – ein Entnehmen des erhaltenen Formkörpers aus dem Formhohlraum
umfasst.
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Die
DE 102 20 671 A1 offenbart eine Kunststofflinse, bestehend aus einer Sammellinse, aus einem Kunststoffmaterial mit einer hohen Abbézahl und einer damit einstückig und formschlüssig verbundenen Zerstreuungslinse aus einem Kunststoffmaterial mit einer im Vergleich zum Kunststoffmaterial der Sammellinse niedrigeren Abbézahl, wobei die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Kunststoffmaterialien im wesentlichen gleich sind.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Kosten für die Herstellung von Linsenelementen, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere für die Herstellung von Scheinwerferlinsen für Fahrzeugscheinwerfer zu senken. Dabei ist es insbesondere Wünschenswert, besonders hochwertige Linsenelemente, insbesondere Scheinwerferlinsen, herzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, das in der
DE 10 2007 037 204 A1 offenbarte Verfahren zu verbessern. Dabei soll insbesondere eine höhere Konturtreue erreicht werden.
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Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei ein Rohling aus einem transparenten, insbesondere amorphen, Kunststoff mittels eines Spritzgießverfahrens in einer Spritzgießform mit einer Spritzgießkavität geformt wird, deren Dicke nicht kleiner ist als 50% des Durchmessers der Spritzgießkavität (insbesondere jedoch kleiner als 100% des Durchmessers der Spritzgießkavität), und wobei der Rohling anschließend mittels einer Endkonturform zu dem Linsenelement, insbesondere blank, gepresst wird. Dabei wird der Rohling insbesondere derart geformt, dass er im Wesentlichen die gleiche Masse besitzt, wie das Linsenelement.
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Ein Linsenelement im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Scheinwerferlinse. Ein Linsenelement im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Schweinwerferlinse zur Abbildung einer Hell-Dunkel-Grenze auf einer Fahrbahn.
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Unter Blankpressen soll im Sinne der Erfindung insbesondere verstanden werden, eine optisch wirksame Oberfläche derart zu pressen, dass eine anschließende Nachbearbeitung der Kontur dieser optisch wirksamen Oberfläche entfallen kann bzw. entfällt bzw. nicht vorgesehen ist.
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Eine Injektionspressform im Sinne der
DE 102007037204 A1 kann ein Ausführungsbeispiel für eine Spritzgießform sein. Eine Injektionspressverfahren im Sinne der
DE 10 2007 037 204 A1 kann ein Ausführungsbeispiel für ein Spritzgießverfahren sein. Dicke und Durchmesser im Sinne der Erfindung verlaufen insbesondere orthogonal zueinander. Eine Dicke im Sinne der Erfindung ist insbesondere die maximale Ausdehnung der Spritzgießkavität in einer Richtung. Ein Durchmesser einer Spritzgießkavität im Sinne der Erfindung ist insbesondere die maximale Ausdehnung der Spritzgießkavität in einer anderen, insbesondere orthogonalen, Richtung. Die Richtungen für Dicke und Durchmesser sind insbesondere derart zu wählen, dass der Durchmesser größer ist als die Dicke. Ein Durchmesser einer Spritzgießkavität im Sinne der Erfindung bezieht sich insbesondere auf die maximale kreisrunde Querschnittsfläche der Spritzgießkavität. Ein Durchmesser einer Spritzgießkavität im Sinne der Erfindung ist insbesondere der Durchmesser der maximalen kreisrunden Querschnittsfläche der Spritzgießkavität.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Rohling gekühlt und wieder erwärmt bzw. der Spritzgießform entnommen und anschließend gekühlt und wieder erwärmt. Dabei wird vorteilhafterweise der Temperaturgradient des Rohlings umgedreht. So ist der Kern des Rohlings bei Entnahme aus der Spritzgießform wärmer als der Außenbereich des Rohlings. Nach dem Erwärmen ist der Außenbereich des Rohlings dagegen vorteilhafterweise wärmer als der Kern des Rohlings. Es kann vorgesehen sein, den Rohling auf einer Auflageform abzukühlen, um die durch Schwindung beeinflusste Auflagekontur einzustellen bzw. „einzuprägen”.
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In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Dicke der Spritzgießkavität nicht größer als 70% des Durchmessers der Spritzgießkavität.
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In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Spritzgießkavität einen ersten Bereich zum Formen einer ersten konvexen Oberfläche des Rohlings unmittelbar nach Füllung der Spritzgießform und einen dem ersten Bereich gegenüberliegenden zweiten Bereich zum Formen einer zweiten konvexen Oberfläche des Rohlings unmittelbar nach Füllung der Spritzgießform auf, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich im Wesentlichen mit einer stetigen ersten Ableitung bzw. ohne einen Knick ineinander übergehen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der erste Bereich und der zweite Bereich unterschiedlich stark gekrümmt sind. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der weniger stark gekrümmte Bereich später teilweise die Kontaktfläche zwischen einer Unterform und dem Rohling bei Übergabe an die Pressform bildet.
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In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Spritzgießform zur Bildung der Spritzgießkavität einen ersten Spritzgießformteil und zumindest einen zweiten Spritzgießformteil auf, wobei der Anteil der Spritzgießkavität des ersten Spritzgießformteils und der Anteil der Spritzgießkavität des zweiten Spritzgießformteils im Wesentlichen mit einer stetigen ersten Ableitung bzw. ohne einen Knick ineinander übergehen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Rohling durch oder nach Auseinaderbewegen des ersten Spritzgießformteils und des zweiten Spritzgießformteils aus der Spritzgießform entnommen.
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In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Rohling aus der Spritzgießform entnommen, bevor seine mittlere Temperatur die Schmelztemperatur des Kunststoffs und/oder die Fließtemperatur des Kunststoffs unterschreitet.
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In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Endkonturform eine Unterform und eine Oberform auf, wobei der Rohling zum Pressen auf die Unterform gelegt wird. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Kontaktfläche zwischen der Unterform und dem Rohling nicht größer als 20% der maximalen Querschnittsfläche des Rohlings parallel zur Kontaktfläche zwischen der Unterform und dem Rohling. Die kann z. B. durch eine Auflageform (siehe oben) beim Abkühlen unterstützt werden.
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Das Spritzgießverfahren kann in einer Ausgestaltung der Erfindung durch direktes Anspritzen des Rohlings ohne Angusskanal erfolgen (Heißkanal).
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Die Spritzgießkavität hat insbesondere ein Volumen von mehr als 40 ccm. Die Spritzgießkavität hat insbesondere ein Volumen von bis zu 100 ccm.
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In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird mittels der Endkonturform in eine optisch wirksame Oberfläche des Linsenelementes eine Licht streuende Oberflächenstruktur eingeprägt. Eine geeignete Licht streuende Oberflächenstruktur umfasst z. B. eine Modulation und/oder eine (Oberflächen-)Rauhigkeit von mindestens 0,05 μm, insbesondere mindestens 0,08 μm, bzw. ist als Modulation gegebenenfalls mit einer (Oberflächen-)Rauhigkeit von mindestens 0,05 μm, insbesondere mindestens 0,08 μm, ausgestaltet. Rauhigkeit im Sinne der Erfindung soll insbesondere als Ra, insbesondere nach ISO 4287, definiert sein. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Licht streuende Oberflächenstruktur eine einer Golfballoberfläche nachgebildete Struktur umfassen oder als eine einer Golfballoberfläche nachgebildete Struktur ausgestaltet sein. Geeignete Licht streuende Oberflächenstrukturen sind z. B. in der
DE 10 2005 009 556 A1 , der
DE 102 26 471 B4 und der
DE 299 14 114 U1 offenbart. Weitere Ausgestaltungen Licht streuender Oberflächenstrukturen sind in der deutschen Patentschrift
DE 1 099 964 A , der
DE 36 02 262 C2 , der
DE 40 31 352 A1 , der
US 6 130 777 A , der
US 2001/0033726 A1 , der
JP H10-123307 A , der
JP H09-159810 A und der
JP H01-147403 A offenbart.
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Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein – insbesondere eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale umfassendes – Verfahren zum Herstellen eines optischen Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei ein Rohling aus einem transparenten, insbesondere amorphen, Kunststoff mittels eines Spritzgießverfahrens in einer Spritzgießform mit einer Spritzgießkavität geformt wird, die einen ersten Bereich zum Formen einer ersten konvexen Oberfläche des Rohlings unmittelbar nach Füllung der Spritzgießform und einen dem ersten Bereich gegenüberliegenden zweiten Bereich zum Formen einer zweiten konvexen Oberfläche des Rohlings unmittelbar nach Füllung der Spritzgießform aufweist, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich im Wesentlichen mit einer stetigen ersten Ableitung bzw. ohne einen Knick ineinander übergehen, und wobei der Rohling anschließend mittels einer Endkonturform zu dem Linsenelement, insbesondere blank, gepresst wird. Dabei wird der Rohling insbesondere derart geformt, dass er im Wesentlichen die gleiche Masse besitzt, wie das Linsenelement.
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Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein – insbesondere eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale umfassendes – Verfahren zum Herstellen eines optischen Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei ein Rohling aus einem transparenten, insbesondere amorphen, Kunststoff mittels eines Spritzgießverfahrens in einer Spritzgießform geformt wird, die zur Bildung einer Spritzgießkavität einen ersten Spritzgießformteil und zumindest einen zweiten Spritzgießformteil aufweist, wobei der Anteil der Spritzgießkavität des ersten Spritzgießformteils und der Anteil der Spritzgießkavität des zweiten Spritzgießformteils im Wesentlichen mit einer stetigen ersten Ableitung bzw. ohne einen Knick ineinander übergehen, wobei der Rohling durch und/oder nach Auseinaderbewegen des ersten Spritzgießformteils und des zweiten Spritzgießformteils aus der Spritzgießform entnommen wird, und wobei der Rohling anschließend mittels einer Endkonturform zu dem Linsenelement, insbesondere blank, gepresst wird. Dabei wird der Rohling insbesondere derart geformt, dass er im Wesentlichen die gleiche Masse besitzt, wie das Linsenelement.
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Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein – insbesondere eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale umfassendes – Verfahren zum Herstellen eines optischen Linsenelementes, insbesondere für Beleuchtungszwecke, insbesondere zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei ein Rohling aus einem transparenten, insbesondere amorphen, Kunststoff mittels eines Spritzgießverfahrens in einer Spritzgießform geformt wird, wobei der der Rohling aus der Spritzgießform entnommen wird, wobei der der Rohling (aktiv, insbesondere durch Zuführung eines Kühlmittels oder von Wärme, erfolgen oder passiv durch Abwarten) gekühlt wird, wobei der Rohling anschließend auf einer Unterform einer die Unterform und eine Oberform aufweisenden Endkonturform gelegt wird, wobei die Kontaktfläche zwischen der Unterform und dem Rohling nicht größer ist als 20% der maximalen Querschnittsfläche des Rohlings parallel zur Kontaktfläche zwischen der Unterform und dem Rohling, und wobei der Rohling anschließend mittels der Endkonturform zu dem Linsenelement, insbesondere blank, gepresst wird. Dabei wird der Rohling insbesondere derart geformt, dass er im Wesentlichen die gleiche Masse besitzt, wie das Linsenelement.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel für ein Kraftfahrzeug,
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2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeugscheinwerfers,
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3 eine beispielhafte Leuchtverteilung des Scheinwerfers gemäß 2,
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4 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß 2,
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5 einen Ausschnitt des Querschnitts gemäß 4,
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6 ein Ausführungsbeispiel einer Modulation einer optisch wirksamen Oberfläche der Scheinwerferlinse gemäß 2,
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7 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse,
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8 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse,
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9 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse,
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10 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse,
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11 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Scheinwerferlinse gemäß 4,
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12 ein Ausführungsbeispiel einer Spritzgießform in einer Prinzipdarstellung im Querschnitt,
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13 die Spritzgießform gemäß 12 in einem gefüllten Zustand,
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14 ein Ausführungsbeispiel eines Mittels einer Spritzgießform gemäß 12 hergestellten Rohlings unmittelbar nach seiner Entnahme aus der Spritzgießform,
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15 ein Ausführungsbeispiel eines Mittels einer Spritzgießform gemäß 12 hergestellten Rohlings nach seinem Abkühlen und nach Entfernen eines Angusses,
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16 ein Ausführungsbeispiel einer Endkonturform in einer Prinzipdarstellung im Querschnitt und
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17 die Endkonturform gemäß 16 nach dem Zufahren.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit einem in 2 schematisch dargestellten Fahrzeugscheinwerfer 1 mit einer Lichtquelle 10 zum Erzeugen von Licht, einem Reflektor 12 zum Reflektieren von mittels der Lichtquelle 10 erzeugbarem Licht und einer Blende 14. Der Fahrzeugscheinwerfer 1 umfasst zudem eine einstückige, beidseitig blankgepresste Scheinwerferlinse 2 zur Veränderung der Strahlrichtung von mittels der Lichtquelle 10 erzeugbarem Licht und insbesondere zur Abbildung einer in 2 mit Bezugszeichen 15 bezeichneten Kante der Blende 14 als Hell-Dunkel-Grenze 25, wie sie beispielhaft in 3 in einer Graphik 20 und in einer Fotographie 21 dargestellt ist. Wichtige lichttechnische Richtwerte sind dabei der Gradient G der Hell-Dunkel-Grenze 25 und der Blendwert HV des Fahrzeugscheinwerfers 1, in den die Scheinwerferlinse 2 eingebaut ist.
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Die Scheinwerferlinse 2 umfasst einen Linsenkörper 3 aus einem transparenten Kunststoff, der eine der Lichtquelle 10 zugewandte im Wesentlichen plane optisch wirksame Oberfläche 5 und eine der Lichtquelle 10 abgewandte konvex gekrümmte optisch wirksame Oberfläche 4 umfasst. Die Scheinwerferlinse 2 umfasst zudem optional einen Rand 6, mittels dessen die Scheinwerferlinse 2 in dem Fahrzeugscheinwerfer 1 befestigbar ist.
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4 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Scheinwerferlinse 2 für den Fahrzeugscheinwerfer 1 gemäß 2. 5 zeigt einen in 4 durch einen strichpunktierten Kreis markierten Ausschnitt der Scheinwerferlinse 2. Die im Wesentlichen plane optisch wirksame Oberfläche 5 ragt in Form einer Stufe 60 in Richtung der optischen Achse 30 der Scheinwerferlinse 2 über den Linsenrand 6 bzw. über die der Lichtquelle 10 zugewandte Oberfläche 61 des Linsenrandes 6 hinaus, wobei die Höhe h der Stufe 60 nicht mehr als 1 mm, vorteilhafterweise nicht mehr als 0,5 mm, beträgt. Der Nennwert der Höhe h der Stufe 60 beträgt vorteilhafterweise 0,2 mm.
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Die Dicke r des Linsenrandes 6 beträgt zumindest 2 mm jedoch nicht mehr als 5 mm. Der Durchmesser DL der Scheinwerferlinse 2 beträgt zumindest 40 mm jedoch nicht mehr als 100 mm. Der Durchmesser DB der im Wesentlichen planen optisch wirksamen Oberfläche 5 ist gleich dem Durchmesser DA der konvex gekrümmten optisch wirksamen Oberfläche 4. In vorteilhafter Ausgestaltung beträgt der Durchmesser DB der im Wesentlichen planen optisch wirksamen Oberfläche 5 nicht mehr als 110% des Durchmessers DA der konvex gekrümmten optisch wirksamen Oberfläche 4. Zudem beträgt der Durchmesser DB der im Wesentlichen planen optisch wirksamen Oberfläche 5 vorteilhafterweise zumindest 90% des Durchmessers DA der konvex gekrümmten optisch wirksamen Oberfläche 4. Der Durchmesser DL der Scheinwerferlinse 2 ist vorteilhafterweise in etwa 5 mm größer als der Durchmesser DB der im Wesentlichen planen optisch wirksamen Oberfläche 5 bzw. als der Durchmesser DA der konvex gekrümmten optisch wirksamen Oberfläche 4.
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Die Scheinwerferlinse 2 weist optional im Innern des transparenten Körpers 3 eine Licht streuende Struktur 35 auf. Die Licht streuende Struktur 35 ist vorteilhafterweise eine mittels eines Lasers erzeugte Struktur. Sie umfasst dabei vorteilhafterweise eine Anzahl von punktförmigen Defekten, die zu einer zur optischen Achse 30 orthogonalen Ebene ausgerichtet sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Licht streuende Struktur 35 ringförmig ausgestaltet ist oder ringförmige Bereiche umfasst bzw. dass die punktförmigen Defekte in Ringen angeordnet sind. Es kann vorgesehen sein, dass die punktförmigen Defekte, insbesondere innerhalb der gewählten Struktur, zufällig verteilt sind.
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Geeignete Verfahren zur Erzeugung der Licht streuenden Struktur
35 im Innern des transparenten Körpers
3 können zum Beispiel der
SU 1838163 A3 , der
SU 1818307 A1 , dem Artikel, „Optical applications of laser-induced gratings in Eu-doped glasses”, Edward G. Behrens, Richard C. Powell, Douglas H. Blackburn, 10. April 1990/Vol. 29, No. 11/APPLIED OPTICS, dem Artikel, „Relationship between laser-induced gratings and vibrational properties of Eu-doped glasses”, Frederic M. Durville, Edward G. Behrens, Richard C. Powell, 35, 4109, 1987, The American Physical Society, dem Artikel, „Laser-induced refractive-index gratings in Eu-doped glasses”, Frederic M. Durville, Edward G. Behrens, Richard C. Powell, 34, 4213, 1986, The American Physical Society, dem Artikel, „Innenbearbeitung von Glas mit Nd: YAG-Laser”, Klaus Dickmann, Elena Dik, Laser Magazin sowie dem in der
US 6 992 804 B2 zitierten Stand der Technik entnommen werden.
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6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Modulation einer optisch wirksamen Oberfläche 4 der Scheinwerferlinse 2. Dabei bezeichnet RAD den radialen Abstand entlang der optisch wirksamen Oberfläche 4 vom Durchtrittspunkt der optischen Achse 30 durch die optisch wirksame Oberfläche 4. Bezugszeichen z bezeichnet die Modulation. Dabei ist vorgesehen, dass die Amplitude der Modulation z einer abklingenden Hüllkurve folgt.
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7 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse 2A zur Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse 2. Dabei sind auf der der Lichtquelle 10 abgewandten optisch wirksamen Oberfläche 4 mehrere im Wesentlichen kreisförmige Flächen 72 mit einem Durchmesser d zwischen 0,5 mm und 10 mm und mit einer (Oberflächen-)Rauhigkeit von mindestens 0,05 μm, insbesondere mindestens 0,08 μm, angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzen die im Wesentlichen kreisförmigen Flächen 72 eine Rauhigkeit von 0,6 μm. Bezugszeichen 71 bezeichnet den Teil der der Lichtquelle 10 abgewandten optisch wirksamen Oberfläche 4, der nicht von den im Wesentlichen kreisförmigen Flächen 72 bedeckt ist. Die Oberfläche dieses Teils ist blank, d. h. sie besitzt eine Rauhigkeit von in etwa weniger als 0,04 μm. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass dieser Teil nicht blank ist, jedoch eine Rauhigkeit aufweist, die von der Rauhigkeit der im Wesentlichen kreisförmigen Flächen 72 abweicht. Die im Wesentlichen kreisförmigen Flächen 72 bedecken 5% bis 50% der der Lichtquelle 10 abgewandten optisch wirksamen Oberfläche 4.
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8 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse 28 zur Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse 2. Dabei ist auf der der Lichtquelle 10 abgewandten optisch wirksamen Oberfläche 4 eine im Wesentlichen kreisförmige Fläche 82 mit einer (Oberflächen-)Rauhigkeit von mindestens 0,05 μm, insbesondere mindestens 0,08 μm, angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt die im Wesentlichen kreisförmige Fläche 82 eine Rauhigkeit von 0,2 μm. Bezugszeichen 81 bezeichnet den Teil der der Lichtquelle 10 abgewandten optisch wirksamen Oberfläche 4, der nicht von der im Wesentlichen kreisförmigen Fläche 82 bedeckt ist. Die Oberfläche dieses Teils Ist blank, d. h. sie besitzt eine Rauhigkeit von in etwa weniger als 0,04 μm. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass dieser Teil nicht blank ist, jedoch eine Rauhigkeit aufweist, die von der Rauhigkeit der im Wesentlichen kreisförmigen Fläche 82 abweicht. Die im Wesentlichen kreisförmige Fläche 82 bedeckt mindestens 5% der der Lichtquelle 10 abgewandten optisch wirksamen Oberfläche 4.
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9 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse 2C zur Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse 2. Dabei sind auf der der Lichtquelle 10 zugewandten im Wesentlichen planen Oberfläche 5 mehrere ineinander angeordnete, im Wesentlichen ringförmige Flächen 92, 93, 94, 95, 96 mit einer Ringbreite bR zwischen 1 mm und 4 mm und mit einer (Oberflächen-)Rauhigkeit von mindestens 0,05 μm, insbesondere mindestens 0,08 μm, angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzen die im Wesentlichen ringförmigen Flächen 92, 93, 94, 95, 96 eine Rauhigkeit von 0,1 μm. Bezugszeichen 91 bezeichnet den Teil der der Lichtquelle 10 zugewandten im Wesentlichen planen Oberfläche 5, der nicht von den im Wesentlichen ringförmigen Flächen 92, 93, 94, 95, 96 bedeckt ist. Die Oberfläche dieses Teils ist blank, d. h. sie besitzt eine Rauhigkeit von in etwa weniger als 0,04 μm. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass dieser Teil nicht blank ist, jedoch eine Rauhigkeit aufweist, die von der Rauhigkeit der im Wesentlichen kreisförmigen Flächen 22 abweicht. Die im Wesentlichen ringförmigen Flächen 92, 93, 94, 95, 96 bedecken 20% bis 70% der der Lichtquelle 10 zugewandten im Wesentlichen planen Oberfläche 5.
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10 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse 2D zur Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse 2. Dabei weist die der Lichtquelle 10 abgewandte optisch wirksame Oberfläche 4 eine einer Golfballoberfläche nachgebildete Oberflächenstruktur 101 auf. Eine ähnliche Oberflächenstruktur kann auch durch eine in 6 dargestellte Modulation z erzeugt werden, der eine orthogonal dazu (also auf einem (konzentrischen) Kreis um die optische Achse 30) verlaufende Modulation überlagert ist.
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11 zeigt ein Verfahren zum Herstellen der Scheinwerferlinse
2 oder einer der Scheinwerferlinsen
2A,
2B,
2C oder
2D. Dabei wird in einem Schritt
111 ein transparenter thermischer Kunststoff hergestellt bzw. verflüssigt. Der transparente thermoplastische Kunststoff ist insbesondere Makrolon
® LED2045 bzw. ein thermoplastisches Harz wie z. B. ein Polycarbonatharz, ein Polyacrylharz oder ein modifiziertes Polyolefinharz. Bespiele für geeignete thermoplastische Kunststoffe bzw. thermoplastisches Harz können insbesondere der
DE 699 23 847 T2 entnommen werden. So offenbart die
DE 699 23 847 T2 als Polycarbonatharz die geeignete Verwendung von aromatischem Polycarbonatharz, das durch Umsetzung eines Diphenols und eines Carbonatvorläufers erhalten worden ist. Zu Beispielen für das Diphenol gehören dabei Bis-(hydroxyaryl)-alkane, wie 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (sogenanntes Bisphenol A), Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-butan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-octan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-propan, 1,1-Bis-(4-hydroxy-3-tert.-butylphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-bromphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3,5-dibromphenyl)-propan und 2,2-Bis-(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)-propan; Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkan, wie 1,1-Bis-(hydroxyphenyl)-cyclopentan und 1,1-Bis-(hydroxyphenyl)-cyclohexan; Dihydroxyarylether, wie 4,4'-Dihydroxydiphenylether und 4,4'-Dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylether; Dihydroxydiarylsulfide, wie 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfid und 4,4'-Dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylsulfid; Dihydroxydiarylsulfoxide, wie 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfoxid und 4,4'-Dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylsulfoxid; und Dihydroxydiarylsulfone, wie 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 4,4'-Dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylsulfon. Diese Diphenole können allein oder in einer Kombination aus zwei oder mehr Produkten verwendet werden.
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Dem Schritt 111 folgt ein Schritt 112, in dem – wie in 12 und 13 dargestellt – ein Rohling 136 aus dem transparentem Kunststoff mittels eines Spritzgießverfahrens in einer Spritzgießform geformt wird. Die in 12 und 13 in einer Prinzipdarstellung dargestellte Spritzgießform umfasst eine Teilform 131 und eine Teilform 132. Im geschlossenen Zustand der Spritzgießform bilden die Teilform 131 und die Teilform 132 eine Spritzgießkavität 133, deren Dicke D133 50% bis 70% des Durchmessers Q133 der Spritzgießkavität 133 beträgt. Der Anteil der Spritzgießkavität des Formteils 131 und der Anteil der Spritzgießkavität des Formteils 132 gehen im Wesentlichen mit einer stetigen ersten Ableitung bzw. ohne einen Knick ineinander über. Die Teilform 131 bzw. die Teilform 132 bilden ein Ausführungsbeispiel für Spritzgießformteile im Sinne der Ansprüche. Die Spritzgießkavität 133 hat ein Volumen von in etwa 63 ccm.
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Der im Wesentlichen flüssige transparente Kunststoff wird, wie durch den Pfeil 135 dargestellt, in die Spritzgießform gepresst, so dass der Rohling 136 mit einem Anguss 137 geformt wird. Durch Öffnen der Teilform 131 und 132 kann der – in 14 dargestellte – Rohling 136 entnommen werden. Dabei ist vorgesehen, dass der Rohling 136 aus der Spritzgießform entnommen wird, bevor seine mittlere Temperatur die Schmelztemperatur des Kunststoffs und/oder die Fließtemperatur des Kunststoffs unterschreitet. Damit ist die Verweilzeit in der Spritzgießform insbesondere kleiner als 1 Minute.
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Es folgt ein Schritt 113, in dem der Rohling 136 temperiert wird und/oder abgekühlt wird. Beim Temperieren wird der Rohling 136 zunächst abgekühlt und anschließend erwärmt, so dass sich sein Temperaturgradient umkehrt, das heißt, dass vor dem Temperieren der Kern des Rohlings 136 wärmer ist als der Außenbereich des Rohlings 136, und dass nach dem Temperieren der Außenbereich des Rohlings 136 wärmer ist als der Kern des Rohlings 136. 15 zeigt den Rohling 136 nach dem Abkühlen mit entferntem Anguss. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Anguss an einer Schwächung abgebrochen wird. Wie deutlich zu erkennen, wandeln sich die bei der Entnahme des Rohlings 136 konvexen Oberflächen 138 und 139 zu konkaven Oberflächen.
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Es folgt ein Schritt 114, in dem der Rohling 136 – mittels einer in 16 und 17 dargestellten Endkonturform – zwischen einer Oberform 140 und einer Unterform, die eine erste Teilform 141 und eine die erste Teilform 141 umschließende ringförmige zweite Teilform 142 umfasst, zu einer Scheinwerferlinse 2 mit einem angeformten Linsenrand 6 (blank)gepresst wird, wobei durch einen von dem Volumen des Rohlings 136 abhängigen Versatz 143 zwischen der ersten Teilform 141 und der zweiten Teilform 142 die Stufe 60 in die Scheinwerferlinse 2 gepresst wird.
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Zum Pressen wird der Rohling 136 – wie in 16 dargestellt – auf die Unterform bzw. deren Teilform 141 gelegt, sodass die Kontaktfläche 1380 zwischen dem Rohling 136 und der Unterform bzw. deren Teilform 141 nicht größer ist als 20% der maximalen Querschnittsfläche des Rohlings 136 parallel zur Kontaktfläche 1380 zwischen der Unterform bzw. deren Teilform 141 und dem Rohling 136.
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Das Pressen des Rohlings 136 zu der Scheinwerferlinse 2 erfolgt insbesondere nicht unter Vakuum oder signifikantem Unterdruck. Das Pressen des Rohlings 136 zu der Scheinwerferlinse 2 erfolgt insbesondere unter atmosphärischem Luftdruck. Die erste Teilform 141 und die zweite Teilform 142 sind mittels Federn 145 und 146 miteinander kraftgekoppelt. Dabei wird derart gepresst, dass der Abstand zwischen der ersten Teilform 141 und der Oberform 140 von dem Volumen des Rohlings bzw. der daraus gepressten Scheinwerferlinse 2 abhängig und der Abstand zwischen der zweiten Teilform 142 und der Oberform 140 von dem Volumen des Rohlings bzw. der daraus gepressten Scheinwerferlinse 2 unabhängig ist. Nach dem Pressen wird die Scheinwerferlinse 2 abgekühlt und gegebenenfalls die im Wesentlichen plane Oberfläche 5 poliert.
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Optional kann dem Schritt 114 ein Schritt 115 folgen, in dem der Gradient einer Scheinwerferlinse gemessen wird und in dem eine der Licht streuenden Struktur 35 entsprechende Struktur in diese oder eine andere Scheinwerferlinse in Abhängigkeit des Messwertes des Gradienten eingebracht wird.
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In einem dem Schritt 114 bzw. dem Schritt 115 folgenden Schritt 116 wird die Scheinwerferlinse 2 in einem Transportbehälter zum Transportieren von Scheinwerferlinsen mit weiteren – entsprechend der Scheinwerferlinse 2 ausgestalteter – Scheinwerferlinsen verpackt.
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Die Standardabweichung des Gradienten der Scheinwerferlinsen entsprechend der Scheinwerferlinse 2 ist kleiner oder gleich 0,005. Die Standardabweichung des Blendwertes der Charge von Scheinwerferlinsen 2 bzw. der Fahrzeugscheinwerfer, in den die Scheinwerferlinsen 2 verbaut werden, ist vorteilhafterweise kleiner oder gleich 0,05 lx. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Standardabweichung des Wertes 75R der Scheinwerferlinsen 2 oder der Fahrzeugscheinwerfer, in den die Scheinwerferlinsen 2 verbaut sind, kleiner oder gleich 0,5 lx ist.
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Die Elemente in den Figuren 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 des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
