DE10122593B4

DE10122593B4 - Gasbett zum Tragen eines Glaskörpers

Info

Publication number: DE10122593B4
Application number: DE2001122593
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Langsdorf; Norbert Dr. Greulich-Hickmann
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: DE10122593A1; WO2002092523A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, mit der sich ein kreiselndes Gasbett zum Tragen eines Glaskörpers erzeugen lässt, mit den folgenden Verfahrensschritten:
– Herstellen eines Tragkörpers, der mehrere, zueinander parallel verlaufende Kanäle aufweist, die an einer dem Körper zuzuwendenden Tragfläche des Tragkörpers austreten;
– Verdrillen des Tragkörpers um eine Achse;
– Fixieren der Verdrillung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasbett zum Tragen eines Glaskörpers.

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.

JP-08-259242 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.

US-A-3 223 500 beschreibt eine Vorrichtung zum Tragen eines Glaskörpers auf einem kreiselnden Gasbett, umfassend einen aus mehreren Modulen zusammengesetzten Tragkörper, der mehrere zueinander parallele Kanäle aufweist. Die Kanäle münden an einer dem Glaskörper zugewandten Tragfläche.

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, oder 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.

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:
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 1 dargestellten Zustand würden die austretenden Gasstrahlen senkrecht aus der Stirnfläche 1.1 austreten, und somit parallel zur Längsachse 1.3.
2 zeigt den selben Körper 1 wie 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

Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, mit der sich ein kreiselndes Gasbett zum Tragen eines Glaskörpers erzeugen lässt, mit den folgenden Verfahrensschritten: – Herstellen eines Tragkörpers, der mehrere, zueinander parallel verlaufende Kanäle aufweist, die an einer dem Körper zuzuwendenden Tragfläche des Tragkörpers austreten; – Verdrillen des Tragkörpers um eine Achse; – Fixieren der Verdrillung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrillungsachse parallel zu den Kanälen verläuft.
Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, mit der sich ein kreiselndes Gasbett zum Tragen eines eines Glaskörpers erzeugen lässt, mit den folgenden Verfahrensschritten: – Verdrillen eines Holzkörpers um eine Achse; – Fixieren des Holzkörpers in verdrilltem Zustand; – Pyrolisieren des Holzkörpers, derart, dass die gerichtete Struktur aus Poren und Porenkanälen des Holzes erhalten bleibt; – Behandeln des pyrolisierten Holzkörpers mit einem Siliciumträger; – Umwandeln des Silicumträgers durch Keramisierung.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrillungsachse längs der Porenkanäle/Poren des Holzes verläuft.
Vorrichtung zum Tragen eines Glaskörpers auf einem kreiselnden Gasbett, hergestellt mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle eine lichte Weite von 0,1 bis 100 μm aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle eine lichte Weite von 1 bis 20 μm aufweisen.
Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Tragfläche des Tragkörpers Glas in flüssiger Form aufgegeben und auf der Tragfläche abgekühlt oder auf konstanter Temperatur gehalten wird.
Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, 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.
Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, 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.