DE10122593A1

DE10122593A1 - Gasbett zum Tragen eines Glaskörpers

Info

Publication number: DE10122593A1
Application number: DE2001122593
Authority: DE
Inventors: Andreas Langsdorf; Norbert Greulich-Hickmann
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: DE10122593B4; WO2002092523A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, mit der sich ein kreiselndes Gasbett zum Tragen eines Körpers, vorzugsweise eines Glaskörpers, erzeugen läßt, mit den folgenden Verfahrensschritten: DOLLAR A - es wird ein Tragkörper hergestellt, der mehrere zueinander im wesentlichen parallele Kanäle aufweist, die an einer dem Körper zuzuwendenden Tragfläche des Tragkörpers austreten; DOLLAR A - der Tragkörper wird um eine Achse verdrillt; DOLLAR A - die Verdrillung wird fixiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasbett zum Tragen eines Glaskorpers.

Der Gedanke, einen Glaskörper in einem Schwebebett aus einem Gaspolster zu halten, ist aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt. US-A- 5 762 673 beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher Glasposten in einem Gasstrom in der Schwebe gehalten und dabei auf eine bestimmte Temperatur sowie auf eine bestimmte Viskosität gebracht werden.

DE 100 62 187 A1 beschreibt ein Verfahren zum Keramisieren eines Ausgangsglases. Dabei wird wiederum sogenanntes Grünglas im Schwebezustand gehalten, um durch eine IR-Strahlung erwärmt zu werden.

DE 100 45 373 A1 beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher ein Vorformling aus Glas in einem Schwebebett aus Gas gehalten und dabei der Einwirkung von Mikrowellen ausgesetzt wird.

JA 085259242 A beschreibt eine Vorrichtung, die dazu dient, einen Glaskörper auf einem Gasbett in der Schwebe zu halten. Die Vorrichtung ist dabei mit einer Mehrzahl von Kanälen versehen. Die Kanäle sind dabei um eine vertikale Achse herumgruppiert und jeweils an eine Druckgasquelle angeschlossen. Dabei sind die Kanäle derart gerichtet, daß ein kreiselndes Gasbett erzeugt wird. Dieses verleiht dem hierauf schwebenden Glaskörper ebenfalls eine kreiselnde Bewegung, und zwar um eine vertikale Achse.

Bei der Herstellung von optischen Elementen, beispielsweise von Linsen, aus Glaskörpern - sogenannten Glasgobs - hat es sich als zweckmäßig erwiesen, bei der Behandlung im Gas-Schwebebett den Glaskörper in Rotation zu versetzen, so wie in der genannten japanischen Patentveröffentlichung beschrieben. Als nachteilig hat sich jedoch hierbei herausgestellt, daß die Gasstrahlen auf den hochempfindlichen, noch verformbaren Glaskörper eine unzulässige Verformung ausüben, die zu Störungen der Oberflächengeometrie des Glaskörpers führen. Man könnte zwar die gasführenden Kanäle sehr eng bemessen und außerdem die Anzahl der Kanäle stark vergrößern, so daß die Gesamtheit der austretenden Strahlen den notwendigen Auftrieb erzeugt, und dabei die Verformungen der Glasoberfläche minimiert werden. Dies hat jedoch nicht zu brauchbaren Ergebnissen geführt. Mit den normalen Herstellungsverfahren lassen sich nämlich gar nicht Kanäle herstellen, die eine genügend geringe lichte Weite haben.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich ein kreiselndes Gasbett zum Tragen eines hochempfindlichen, noch verformbaren heißen Glaskörpers erzeugen läßt. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Eine Möglichkeit der Verwirklichung der Erfindung besteht darin, daß man von einem Holzkörper ausgeht. Dieser wird um eine Achse verdrillt. Der Körper kann stabförmig sein. Er kann zum Zwecke des Verdrillens an seinem einen Ende eingespannt und an seinem anderen Ende durch Aufbringen eines Drehmoments verdreht werden.

Sodann wird der verdrillte Zustand fixiert. Anschließend wird der Holzkörper derart pyrolisiert, daß die gerichtete Porenstruktur, die dem Holz eigen ist, unter Bildung von Kanälen erhalten bleibt. Anschließend wird der pyrolisierte Holzkörper mit einem Siliciumträger behandelt, das in das Holz infiltriert wird. Als Siliciumträger kommen gasförmiges Silicium, Siliciummonoxid, oder organische Siliciumträger in Betracht.

Anschließend wird der Holzkörper keramisiert. Hierbei setzt sich das eingebrachte Silicium ganz oder teilweise zu Siliciumcarbid um, oder zu anderen Siliciumverbindungen, beispielsweise zu Siliciumoxiden oder Siliciumnitriden.

Die uniaxial ausgerichtete Poren- und Kanalstruktur des Holzes, so wie ursprünglich vorhanden, bleibt nach diesem Vorgang erhalten. Auf diese Weise entstehen Porenstrukturen mit beispielsweise 50 bis 60 volumenprozentiger offener Porosität und Porendurchmessern zwischen 1 und 20 µ.

Je nach dem Maß der Verdrillung, somit nach dem Torsionswinkel, der auf das Holz aufgebracht wurde, ergibt sich ein bestimmter Winkel der Porenkanäle gegen die Verdrillungsachse. Der Winkel nimmt mit zunehmendem Abstand von der Verdrillungsachse zu.

Auf diese Weise ist es möglich, eine Vielzahl von Porenkanälen zu schaffen, die extrem fein sind, das heißt extrem geringe lichte Weiten haben. Diese Kanäle treten an einer Stirnseite des Holzkörpers aus. An der gegenüberliegenden Seite werden sie mit einem Druckgas beaufschlagt, beispielsweise mit Druckluft. Entsprechend der Feinheit der Porenkanäle sind auch die austretenden Strahlen derart fein und zugleich derart zahlreich, daß ein gleichförmiges Gasbett geschaffen wird, welches sich aufgrund der genannten Winkel in einer kreiselnden Bewegung befindet. Es treten dabei keine nennenswerten Druck- und Verformungskräfte auf, die die Oberflächengeometrie des Glaskörpers beeinträchtigen könnten. Der Glaskörper wird in Umdrehung versetzt, ohne daß seine Oberfläche beeinträchtigt wird.

Statt einen Holzkörper zu verwenden, ist es denkbar, auch andere Körper zu verwenden, vorausgesetzt, daß sie aus einem Material bestehen, das einer Torsion unterworfen werden kann. Dabei muß der Körper zunächst mit feinen Bohrungen versehen werden, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen. Es ist viel einfacher, feine, zueinander parallele Bohrungen in einem Körper einzubringen, als jene Bohrungen, die gemäß der genannten japanischen Patentveröffentlichung angewandt werden.

Auch bei Verwenden eines anderen Materiales als Holz - so wie oben beschrieben - läßt sich auf diese Weise eine Vorrichtung schaffen, deren Herstellung mit geringem Aufwand möglich ist, und die ein kreiselndes Gasbett erzeugen kann, das den Glaskörper in Umdrehung um eine vertikale Achse versetzt, dabei jedoch die Oberfläche des Glaskörpers nicht beeinträchtigt.

Die Verdrillungsachse wird im allgemeinen parallel zu den feinen Kanälen oder Bohrungen verlaufen, jedoch ist dies nicht zwingend notwendig.

Der einzelne feine Kanal tritt aus der dem Glaskörper zugewandten Tragfläche der Vorrichtung unter einem Winkel aus, der deutlich weniger als 90 Grad zur Vertikalen ist.

Die Verwendung von Holz als Material für einen Tragkörper läßt sich auch dazu ausnutzen, ein Gasbett zu erzeugen, das nicht unbedingt eine kreiselnde Bewegung ausführen muß. Der Holzkörper muß somit nicht verdrillt werden. Man kann vielmehr den Holzkörper so verwenden, wie er von Natur aus vorliegt, somit unverdrillt. Er wird aber gemäß der Erfindung pyrolisiert, mit einem Siliciumträger behandelt und anschließend keramisiert. Auf diese Weise gelingt es, einen aus Holz bestehenden Tragkörper herzustellen, der von feinsten Kanälen durchzogen ist, welche zwei Stirnflächen des Holzkörpers leitend miteinander verbinden. Wird an die eine Stirnfläche ein Druckgas angeschlossen, beispielsweise Druckluft, so tritt dies an der anderen Stirnfläche aus, und zwar im wesentlichen senkrecht zu dieser anderen Stirnfläche. Es wird somit aus einer Vielzahl von feinsten Kanälen ein Gasbett oder Gaspolster geschaffen, das aus einer Vielzahl von feinsten Strahlen besteht, die allesamt eine völlig gleichmäßige kinetische Energie besitzen, so daß kein Einzelstrahl eine unerwünschte Verformungsarbeit auf einen druckempfindlichen Körper, beispielsweise einen flüssigen Glaskörper, ausüben kann.

Bei jeglicher Ausführungsform der Erfindung kommen sämtliche Arten von Gas in Betracht, beispielsweise Luft oder ein Edelgas wie Helium.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt einen stabförmigen Körper 1 von langgestreckter, zylindrischer Gestalt. Er weist zwei Stirnflächen 1.1 und 1.2 auf.

Der Körper 1 ist von einer großen Anzahl von Kanälen 2 durchzogen. Von diesen sind nur einige wenige dargestellt. Die Kanäle verlaufen parallel zur Längsachse 1.3 und somit parallel zueinander. Sie haben eine lichte Weite von etwa 10 µ. Sie stellen eine leitende Verbindung zwischen den beiden Stirnflächen 1.1, 1.2 her. Schließt man die Stirnfläche 1.2 beispielsweise an eine Druckgasquelle an, so tritt Druckgas durch die Kanäle 2 hindurch und strömt an der Stirnfläche 1.1 aus. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Zustand würden die austretenden Gasstrahlen senkrecht aus der Stirnfläche 1.1 austreten, und somit parallel zur Längsachse 1.3.

Fig. 2 zeigt den selben Körper 1 wie Fig. 1. Jedoch ist der Körper 1 um die Längsachse 1.3 verdrillt. Die Kanäle 2 sind es ebenfalls.

Auch hierbei ist es möglich, auf die Stirnfläche 1.2 Druckgas aufzubringen. Dieses tritt ebenfalls durch die Kanäle 2 hindurch. Aufgrund der Verdrillung der Kanäle treten die Gasstrahlen jedoch unter einem gewissen Winkel zur Längsachse 1.3 des Körpers 1 aus der Stirnfläche 1.1 aus. Der Winkel kann beispielsweise in der Größenordnung zwischen 20 und 30 Grad liegen.

Die Vielzahl der Strahlen führt zur Bildung eines kreiselnden Gaspolsters. Wird ein anderer Körper, beispielsweise ein linsenförmiger Glaskörper, auf das Gaspolster aufgebracht, so schwebt es auf dem Gaspolster und führt hierbei ebenfalls eine kreiselnde Bewegung aus.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, mit der sich ein kreiselndes Gasbett zum Tragen eines Körpers, vorzugsweise eines Glaskörpers erzeugen läßt, mit den folgenden Verfahrensschritten:

1. 1.1 es wird ein Tragkörper hergestellt, der mehrere, zueinander im wesentlichen parallele Kanäle aufweist, die an einer dem Körper zuzuwendenden Tragfläche des Tragkörpers austreten;
2. 1.2 der Tragkörper wird um eine Achse verdrillt;
3. 1.3 die Verdrillung wird fixiert.

2. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, mit der sich ein kreiselndes Gasbett zum Tragen eines Körpers, vorzugsweise eines Glaskörpers erzeugen läßt, mit den folgenden Verfahrensschritten:

1. 2.1 es wird ein Holzkörper um eine Achse verdrillt und in verdrilltem Zustand fixiert;
2. 2.2 der Holzkörper wird derart pyrolisiert, daß die gerichtete Struktur aus Poren und Porenkanälen des Holzes erhalten bleibt;
3. 2.3 der pyrolisierte Körper wird mit einem Siliciumträger behandelt;
4. 2.4 in einer anschließenden Keramisierung wird die Siliciumverbindung umgewandelt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrillungsachse parallel zu den Kanälen verläuft.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Tragfläche des Tragkörpers Glas in flüssiger Form aufgegeben und auf der Tragfläche abgekühlt oder auf konstanter Temperatur gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Glasposten unterhalb ihrer Erweichungstemperatur auf die Tragfläche des Tragkörpers gegeben und hierauf wenigstens in ihrer Oberfläche auf eine Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur gebracht werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Körper, der analog dem Tragkörper aufgebaut ist und eine Abdeckfläche aufweist, von oben auf den Glaskörper mit seiner Abdeckfläche aufgebracht und als Preßstempel benutzt wird.

7. Vorrichtung zum Tragen eines Glaskörpers auf einem kreiselnden Gasbett, hergestellt mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 gekennzeichnet durch einen solchen Verdrillungswinkel, daß die Kanäle im Bereich ihres Austritts aus dem Tragkörper mit einer Vertikalen einen Winkel von weniger als 90 Grad bilden, vorzugsweise im Bereich bis zu 45 Grad liegen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle eine lichte Weite von 0,1 bis 100 µm aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle eine lichte Weite von 1 bis 20 Mikron aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle spiralig um die Verdrillungsachse herum angeordnet sind.

12. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Gasbettes, das einen Körper tragen kann, vorzugsweise einen Glaskörper, mit den folgenden Verfahrensschritten:

1. 12.1 es wird ein Holzkörper derart pyrolisiert, daß die gerichtete Struktur aus Poren und Porenkanälen des Holzes erhalten bleibt;
2. 12.2 der pyrolisierte Körper wird mit einem Siliciumträger behandelt;
3. 12.3 in einer anschließenden Keramisierung wird die Siliciumverbindung umgewandelt.

13. Vorrichtung zum Tragen eines Körpers, hergestellt mittels eines Verfahrens gemäß Anspruch 12.