DE102005046556B4 - Method and device for the production of optical components for imaging optics from the melt - Google Patents

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    • C03B7/12—Cutting-off or severing a free-hanging glass stream, e.g. by the combination of gravity and surface tension forces

Abstract

Verfahren zur Herstellung von optischen Glaskomponenten insbesondere für Abbildungsoptiken, bei welchem die Glasschmelze portioniert und eine durch Portionieren erhaltene Glasportion auf einem auf einer Levitationsunterlage erzeugten Levitationspolster gelagert wird, wobei die Viskosität der Glasportion während der Lagerung an der Oberfläche durch Abkühlung auf oder über die Klebeviskosität von 107,6 dPa·s steigt, und die Glasportion im Inneren zumindest teilweise eine Viskosität unterhalb von 107,6 dPa·s aufweist, die Glasportion so in eine Pressform gegeben und in der Pressform blankgepresst wird.Process for the preparation of optical glass components, in particular for imaging optics, in which the glass melt is portioned and a portion of glass obtained by portioning is stored on a levitation pad produced on a levitation pad, wherein the viscosity of the glass portion during storage on the surface by cooling to or above the adhesive viscosity of 10 7.6 dPa · s increases, and the glass portion in the interior at least partially has a viscosity below 10 7.6 dPa · s, the glass portion is thus placed in a mold and bright-pressed in the mold.

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Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von optischen Komponenten, insbesondere von Abbildungsoptiken. Insbesondere betrifft die Erfindung die heißformende Herstellung von optischen Komponenten.The Invention relates generally to the manufacture of optical components, in particular of imaging optics. In particular, the invention relates the hot-forming one Production of optical components.

Abbildungsoptiken werden eingesetzt zur Verkleinerung oder Vergrößerung, z. B. in Objektiven von Kameras, Projektionssystemen, Mikroskopen, Fernrohren, usw. An die Qualität der vergrößerten oder verkleinerten Abbildung werden immer höhere Ansprüche gestellt. Hier sind insbesondere Schärfe, Abbildungstreue und hohe Auflösung über die Gesamtfläche der Abbildung zu nennen. Parallel dazu wird vielfach auch eine starke Reduktion der Gesamtgröße von den Abbildungssystemen gefordert. Beispiele hierfür sind in Mobiltelefone integrierte Digitalkameras und Projektionssysteme. Zwar kann die Qualität der Abbildung durch spezielle Bildverarbeitungssoftware oft wieder um ein Mehrfaches verbessert werden, allerdings erfordern diese Systeme eine hohe Speichergröße und zusätzlichen Energieaufwand. Dementsprechend werden auch bei Massenprodukten hohe Maßstäbe an die Abbildungseigenschaften optischer Module gesetzt. Diese Maßstäbe können bisher zum Teil nur durch spezielle optische Filter gewährleistet werden.imaging optics are used for reduction or enlargement, z. B. in lenses of Cameras, projection systems, microscopes, telescopes, etc. To the quality the enlarged or scaled-down images are becoming increasingly demanding. Here are in particular Sharpness, image fidelity and high resolution over the total area to call the picture. At the same time, in many cases a strong one Reduction of the total size of the Imaging systems required. Examples of this are integrated into mobile phones Digital cameras and projection systems. Although the quality of the picture through special image processing software often many times over be improved, but these systems require a high Memory size and additional Energy expenditure. Accordingly, even with mass products high standards to the Image properties of optical modules set. These standards can so far partly only be guaranteed by special optical filters.

Die Hauptanforderungen bei der Abbildungsqualität werden an die Linsensysteme gestellt. Es bedeutet, dass nicht nur die Verkleinerung und Vergrößerung gewährleistet werden muss, sondern dass insbesondere auch die Abbildungsfehler bei kleinstmöglicher Objektivgröße auf das Minimum reduziert bzw. kompensiert werden müssen. Diese Anforderungen können insbesondere mit Glas-Optiken erfüllt werden.The The main requirements for image quality are with the lens systems posed. It means that not only the reduction and enlargement are guaranteed must be, but that in particular also the aberrations at the lowest possible Lens size on the Minimum must be reduced or compensated. These requirements may in particular be met with glass optics.

Unter diesen Bedingungen sind insbesondere auch für den Massenmarkt eine hohe Konturtreue relativ zur berechneten Kontur, die Möglichkeit zur wirtschaftlichen Erzeugung gewünschter asphärischer Konturen und die Möglichkeit der Verarbeitung einer möglichst breiten Palette verschiedener Gläser, insbesondere hinsichtlich deren Brechungsindex und Teildispersion wünschenswert. Zusätzliche Anforderungen an die Herstellungsverfahren von solchen Abbildungsoptiken sind niedrige Stückpreise und Losmengen über 10000 Stück für Massenartikel, wie Kameras in Mobiltelefonen, Photo-Videokameras, Home-Projektionssysteme, usw.Under These conditions are particularly high for the mass market Contour loyalty relative to the calculated contour, the possibility for the economic production of desired aspherical Contours and the possibility the processing of one possible wide range of different glasses, in particular in terms of their refractive index and partial dispersion desirable. additional Requirements for the production processes of such imaging optics are low unit prices and lots over 10000 pieces for mass-produced, such as cameras in mobile phones, photo-video cameras, home projection systems, etc.

Herkömmliche Methoden zur Herstellung von Abbildungsoptiken sind:

  • 1. Nachbearbeitung von Glasrohlingen im erkalteten, beziehungsweise erstarrten Zustand, wie Vereinzeln, Schleifen und Polieren;
  • 2. Wiedererwärmen von Glaspreformen in Pressformen und anschließendem Blankpressen, wie es beispielsweise in den US-Patenten US 4969944 A und US 4734118 A beschrieben ist;
  • 3. Wiedererwärmen von Glaspreformen oder Glasgobs außerhalb von Pressformen und anschließendem Blankpressen in vorgewärmten Pressformen, wie beispielsweise in den US-Patenten US 5873921 A , US 6009725 A , US 4854958 A beschrieben;
  • 4. direkt aus der Glasschmelze durch die Heißformgebung, wie etwa in US-Patent Nr. US 5762673 A beschrieben.
Conventional methods for producing imaging optics are:
  • 1. Post-processing of glass blanks in the cooled or solidified state, such as singulating, grinding and polishing;
  • 2. reheating Glaspreformen in press molds and then press molding, as for example in the U.S. Patents US 4969944 A and US 4734118 A is described;
  • 3. Reheating Glaspreformen or glass gobs outside of press molds and then press molding in preheated press molds, such as in the U.S. Patents US 5873921 A . US Pat. No. 6,097,225 . US 4854958 A described;
  • 4. directly from the molten glass by hot forming, such as in US Pat. No. 5,763,673 A described.

Beim Schleifen und Polieren sind die Konturgenauigkeiten von asphärischen Konturen und die Wirtschaftlichkeit von der Größe der Polierwerkzeugen und Anzahl von Optimierungszyklen abhängig. Wirtschaftlich und massenmarkttauglich sind Konturgenauigkeiten > 5 μm, die mittels großen Werkzeugen und ohne Optimierungsschleifen hergestellt werden können. Konturgenauigkeiten unter 1 μm können nur mittels Einsatz von kleinsten Polierwerkzeugen und mehreren Optimierungszyklen für jede einzelne Linse gewährleistet werden. Die Herstellungszeiten und dementsprechend Kosten steigen dabei weit in unrentable Bereiche. Insbesondere, wenn hohe Oberflächengüte mit Rauhigkeiten oder Unebenheiten kleiner 5 nm gleichzeitig mit hoher Konturgenauigkeit gefordert wird, muss die Endbearbeitung auf weitere kostenintensive Methoden, wie Ionenstrahlätzen zurückgreifen, was die Herstellungskosten weiter anhebt.At the Grinding and polishing are the contour accuracies of aspherical Contours and the economy of the size of the polishing tools and Number of optimization cycles. Economical and suitable for the mass market are contour accuracies> 5 microns, which means huge Tools and can be produced without optimization loops. contour accuracy below 1 μm can only by using the smallest polishing tools and several optimization cycles for every single lens guaranteed become. The production times and accordingly costs increase doing far in unprofitable areas. Especially if high surface quality with roughness or unevenness less than 5 nm simultaneously with high contour accuracy is required, the finishing on more costly Methods, such as ion milling To fall back on, which further increases the manufacturing costs.

Die Auswahl von wirtschaftlich polierbaren Gläsern für Objektive für den Endverbraucher-Bereich beschränkt sich zudem auf solche Sorten, die geringe thermische Ausdehnung aufweisen. Dadurch können einige Glassorten mit wertvollen optischen Eigenschaften, wie etwa eine besondere Kombination von Brechindex und Teildispersion nicht verwendet werden. Derartige für dieses Verfahren nicht sinnvoll verwendbare Gläser sind beispielsweise Fluoridkrone, Fluoridphosphat und Phosphatgläser, allgemein auch fast alle modernen optischen Gläser.The Selection of economically polisable lenses for lenses for the consumer sector limited In addition to such varieties, the low thermal expansion exhibit. Thereby can some types of glass with valuable optical properties, such as a special combination of refractive index and partial dispersion not be used. Such for this method not useful glasses are, for example, fluoride crown, Fluoride phosphate and phosphate glasses, in general also almost all modern optical glasses.

Das Wiedererwärmen von Glaspreformen in den Pressformen und anschließendes Blankpressen stellt zwar ein preisgünstigeres Verfahren zum Herstellen von Abbildungsoptiken dar, als Schleifen und Polieren, allerdings ist auch hier die Auswahl der möglichen Gläser aus wirtschaftlicher Sicht eingeschränkt. Das Erwärmen und Abkühlen von Glas zusammen mit den Pressformen definiert bei diesem Verfahren die Prozesszeiten und Kosten. Die Wirtschaftlichkeit kann dabei nur beim Einsatz von Gläsern mit niedrigem Transformationspunkt, insbesondere von Gläsern, die unter 450°C verpressbar sind, erreicht werden. Nur bei derartigen Gläsern sind die Aufheizzeiten hinreichend gering. Es sind zwar mittlerweile eine Reihe von Gläsern bekannt, welche die geforderten Eigenschaften mit unterschiedlichen optischen Konstanten aufweisen, die meisten optischen Gläser sind jedoch dennoch mit diesem Verfahren nicht wirtschaftlich zu verarbeiten. Zudem weisen die meisten Gläser mit niedrigem Transformationspunkt eine mangelhafte Beständigkeit der Oberfläche gegenüber atmosphärischer Feuchtigkeit auf. Weiterhin werden bei diesem Verfahren die Presswerkzeuge nicht nur bezüglich ihrer Oberflächenbeschaffenheit, Konturgenauigkeit und langzeitigen Temperaturwechselbeständigkeit beansprucht, sondern besonders auch in Hinsicht auf die Härte. Die Glaspreform wird in kaltem und dementsprechend hartem Zustand in die Formen eingelegt, wobei die Kontaktfläche zwischen Glas und Form am Anfang relativ klein ist. Die Härte des Glases während der Gesamtumformungsprozess ist hier sehr hoch, da die Pressviskosität des Glases beim Durchheizen über die Pressformen durch die Klebeviskosität beschränkt wird (unter dieser Viskosität kleben das Glas und die Pressform irreversibel zusammen), und in besten Fällen bei 108 dPa·s liegt. Die Bearbeitung von Materialen, die sich für solche harte Präzisionspresswerkzeuge eignen, ist zeit- und kostenintensiv. Die Kosten der Werkzeuge können bis zur Hälfte von Gesamtherstellungskosten derart hergestellter Abbildungsoptiken betragen. Für die Erreichung von hohen Oberflächenqualitäten und Konturgenauigkeiten beim Pressen ist eine reine und defektfreie Oberfläche von den Glaspreforms eine der wichtigsten Vorraussetzungen. Diese Voraussetzung verursacht aufwendiges Handling der Glaspreforms, wie Transport, Waschen, Lagern und Einzelkontrolle. Lange Prozesszeiten, hohe Werkzeugkosten, geringe Glasauswahl und aufwendiges Handling von Glaspreforms schränken die Wirtschaftlichkeit, Gestaltungsfreiheit und Herstellungsstückzahlen bei diesem Verfahren ein.Although the reheating of glass preforms in the press molds and subsequent blank pressing represents a less expensive process for producing imaging optics than grinding and polishing, the choice of possible glasses is also limited from an economic point of view. The heating and cooling of glass together with the molds in this process defines the process times and costs. The economy can be achieved only when using glasses with a low transformation point, in particular of glasses that are compressible below 450 ° C, can be achieved. Only in such glasses, the heating times are sufficiently low. Although there are now a number of glasses known which the have required properties with different optical constants, but most optical glasses are still not process economically with this method. In addition, most low transformation point glasses have poor surface resistance to atmospheric moisture. Furthermore, in this method, the pressing tools are not only claimed in terms of their surface finish, contour accuracy and long-term thermal shock resistance, but especially in terms of hardness. The Glaspreform is inserted in cold and accordingly hard state in the molds, wherein the contact surface between the glass and the mold at the beginning is relatively small. The hardness of the glass during the overall forming process is very high here, since the press viscosity of the glass is limited by the adhesive viscosity when heating through the molds (below this viscosity the glass and the mold irreversibly stick together), and in the best case at 10 8 dPa · s is. The machining of materials that are suitable for such hard precision press tools is time consuming and costly. The cost of the tools can be up to half of the total manufacturing cost of such manufactured imaging optics. To achieve high surface quality and contour accuracy during pressing, a pure and defect-free surface of the glass preforms is one of the most important requirements. This requirement causes elaborate handling of Glaspreforms, such as transport, washing, storage and individual control. Long process times, high tooling costs, low glass selection and complex handling of Glaspreforms limit the cost-effectiveness, freedom of design and production quantities in this process.

Eine Reduktion der Prozesszeiten und eine Erhöhung der Lebensdauer der Pressformen wird durch eine separate Wiedererwärmung von Glaspreforms bis auf die Pressviskosität außerhalb von Pressformen, wie sie in den US-Patenten US 5873921 A , US 6009725 A und US 4854958 A beschrieben wird, erreicht. Die Aufheizzeiten bei jedem Presszyklus entfallen und die Pressformen werden nur beim Anfahren vorgewärmt und von da an keinen weiteren größeren Temperaturwechseln ausgesetzt. Die Pressviskosität ist immer noch relativ hoch, weil sie bei diesem Verfahren durch die Klebeviskosität begrenzt wird. Beim Wiedererwärmen erreicht das Glaspreform entweder gleiche Temperatur über dem Gesamtvolumen oder wird außen heißer als innen, da die Wärme von außen auf die Glaspreform einwirkt und nur durch die Wärmeleitung des Glases nach innen transportiert wird. Die Anforderungen an die Materialhärte für die Pressformen sind deswegen immer noch hoch. Die Temperaturbeständigkeit des Materials der Mulde, mit der die Glaspreform zusammen erhitzt wird, und die Konstruktion von Dichtungen und Bewegungsmechanismen schränkt auch hier die Auswahl wirtschaftlich verarbeitbarer Gläser auf solche mit niedrigem Glaspunkt ein. Auch hier ergibt eine Vorbehandlung der Glaspreforms, wie Transport, Waschen, Lagern und Einzelkontrolleist immer noch einen nicht zu vernachlässigenden Beitrag an den Herstellungskosten.A reduction in process times and an increase in the life of the molds is achieved by a separate reheating of Glaspreforms to the press viscosity outside of molds, as in the U.S. Patents US 5873921 A . US Pat. No. 6,097,225 and US 4854958 A is achieved. The heating times for each pressing cycle are eliminated and the molds are preheated only when starting and from then on exposed to no further major temperature changes. The press viscosity is still relatively high, because it is limited by the adhesive viscosity in this method. During reheating, the glass preform either reaches the same temperature over the total volume or becomes hotter on the outside than inside because the heat acts from outside on the glass preform and is transported inwards only by the heat conduction of the glass. The demands on the material hardness for the molds are therefore still high. The temperature resistance of the material of the trough, with which the glass preform is heated together, and the construction of seals and movement mechanisms also restricts the selection of economically processable glasses to those with a low glass point. Again, pretreatment of the glass preforms, such as transport, washing, storage and individual control, still accounts for a not insignificant contribution to manufacturing costs.

Beim Blankpressen direkt aus der Glasschmelze, wie es in US-Patent US 5762673 A beschrieben wird, entfällt eine Vorbehandlung der Glaspreforms. Die Glasschmelze kann jedoch nicht direkt in die Pressformen eingespeist und anschließend mit höchster Präzision gepresst werden. Eine Abkühlung zwischen Einspeisen und Pressen (Konditionieren von Glastropfen) ist erforderlich. Das Einspeisen und Konditionieren geschieht auf einem Luftlager, der Beschädigungen der Glasoberfläche durch den Kontakt mit der Abkühlform verhindert. Es können allerdings ausschließlich niedrigviskose Glasschmelzen und ausschließlich kleine Portionen von 1 bis 3 Gramm, welche durch die Oberflächenspannung geformt und gehalten werden können, verarbeitet werden. Solche kleinen Glasposten kühlen sich aber relativ schnell auf dem Luftlager ab, so daß sie bei immer noch relativ hohen Viskositäten verpresst werden. Die Belastung auf die Pressformen und deren Preise sind dadurch immer noch relativ hoch.When pressing directly from the molten glass, as in US Pat. No. 5,763,673 A is described, eliminating a pretreatment of Glaspreforms. However, the glass melt can not be fed directly into the molds and then pressed with the highest precision. Cooling between feeding and pressing (conditioning of glass gobs) is required. The feeding and conditioning is done on an air bearing, which prevents damage to the glass surface by the contact with the cooling mold. However, only low-viscosity glass melts and only small portions of 1 to 3 grams, which can be shaped and held by the surface tension, can be processed. However, such small gobs cool relatively quickly on the air bearing so that they are compressed at still relatively high viscosities. The burden on the molds and their prices are still relatively high.

Alle oben aufgeführte Methoden haben dementsprechend technologische Grenzen, die eine Herstellung von Abbildungsoptiken, die gleichzeitig allen den genannten Anforderungen an Qualität, Flexibilität, Stückzahlen und -kosten genügen, stark einschränken.All listed above Methods have corresponding technological limits, the one Production of imaging optics, at the same time all the above Requirements for quality, Flexibility, numbers and costs suffice, severely restrict.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich seiner Wirtschaftlichkeit und der verarbeitbaren Glassorten verbessertes Verfahren zur Herstellung optischer Komponenten anzugeben. Diese Aufgabe wird bereits in höchst überraschend einfacher Weise durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Of the The invention is therefore based on the object with respect to his Economy and processable glass types improved Specify method for producing optical components. These Task is already in the most surprising simple manner solved by the subject of the independent claims. advantageous Embodiments and further developments are specified in the dependent claims.

Demgemäß sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von optischen Glaskomponenten vor, bei welchem die Glasschmelze portioniert und eine durch Portionieren erhaltene Glasportion auf einem auf einer Levitationsunterlage erzeugten Levitationspolster oder Gaskissen gelagert wird, wobei die Viskosität der Glasportion während der Lagerung an der Oberfläche durch Abkühlung auf oder über die Klebeviskosität steigt, und die Glasportion im Inneren zumindest teilweise eine Viskosität unterhalb des Erweichungspunktes aufweist, die Glasportion so in eine Pressform gegeben und in der Pressform blankgepresst wird.Accordingly, see the invention provides a process for producing optical glass components, in which the glass melt portioned and one by portioning preserved glass portion on one produced on a levitation pad Levitationspolster or gas cushion is stored, the viscosity of the glass portion while storage on the surface by cooling up or over the adhesive viscosity rises, and the glass portion inside at least partially a viscosity below the softening point, the glass portion so in one Pressed mold is pressed and pressed in the mold.

Besonders bevorzugt erfolgt das Blankpressen in diesem Schritt bereits auf entgültige Kontur und Oberflächengüte, so daß eine Nachbearbeitung der Glaskomponenten entfallen kann.Especially Preferably, the molding is already done in this step final Contour and surface quality, so that a post-processing of Glass components can be omitted.

Um eine hohe Konturgenauigkeit und Oberflächengüte zu erhalten, hat es sich außerdem als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Glasportion so portioniert und in die Preßform gegeben wird, daß die Glasportion einen Radius aufweist, welcher kleiner als der Radius der Wölbung der Preßflächen der Preßform ist. Auf diese Weise wird ein Lufteinschluß zwischen Preßform und Linse vermieden.Around It has become a high contour accuracy and surface quality Furthermore proved to be particularly advantageous when the glass portion portioned so and in the mold is given that the Glass portion has a radius which is smaller than the radius the vault the pressing surfaces of the mold is. In this way, an air entrapment between mold and Lens avoided.

Eine Vorrichtung zur Herstellung optischer Glaskomponenten, welche insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, umfassend dazu eine Portioniereinrichtung zum Portionieren einer Glassschmelze, einer Levitationsunterlage zum Lagern einer mit der Portioniereinrichtung erhaltenen Glasportion, sowie eine Preßform zum Blankpressen und eine Einrichtung zur Übergabe der Glasportion von der Levitationsunterlage zur Preßform.A Device for producing optical glass components, which in particular to carry out the method according to the invention is furnished, comprising a portioning device for Portioning a glass melt, a Levitationsunterlage to Storing a glass portion obtained with the portioning device, and a mold for pressing and a device for transferring the glass portion of the levitation pad to the mold.

Dabei wird mittels einer Einrichtung zur Steuerung des Prozeßablaufs die Glasportion dann an die Preßform übergeben, wenn die Viskosität der Glasportion während der levitierenden Lagerung an der Oberfläche der Glasportion auf oder über die Klebeviskosität steigt.there is by means of a device for controlling the process flow then transfer the glass portion to the mold, if the viscosity the glass portion during the levitating storage on the surface of the glass portion on or over the adhesive viscosity increases.

Unter der Klebeviskosität wird eine Viskosität verstanden, bei welcher es zum Ankleben des Glases an die Preßform kommt. Dieser Punkt liegt im allgemeinen bei Glas beim Erweichungspunkt von 107,6 dPa·s. Bevorzugt wird die Oberfläche der Glasportion auf eine Temperatur abgesenkt, bei welcher die Viskosität zumindest 107.7 dPa·s beträgt, um ein Ankleben an den Preßwerkzeugen sicher zu vermeiden. Die Einrichtung zur Steuerung des Prozeßablaufs ist in diesem Fall derart ausgebildet, daß die Glasportion an die Preßform übergeben wird, wenn die Viskosität während der Lagerung an der Oberfläche der Glasportion auf oder über eine Viskosität von zumindest 107,7 dPa·s steigt.The adhesive viscosity is understood as meaning a viscosity at which the glass adheres to the mold. This point is generally glass at the softening point of 10 7.6 dPa · s. Preferably, the surface of the glass portion is lowered to a temperature at which the viscosity is at least 10 7.7 dPa · s in order to reliably avoid sticking to the pressing tools. The means for controlling the process flow in this case is designed such that the glass portion is transferred to the mold when the viscosity during storage on the surface of the glass portion rises to or above a viscosity of at least 10.7 dPa · s.

Erfindungsgemäß wird also gegenüber dem in US-Patent Nr. US 5762673 A beschriebenen Verfahren gerade keine homogene Temperaturverteilung innerhalb der Glasportion oder dem Glasgob angestrebt. Im Unterschied dazu wird erfindungsgemäß vielmehr eine inhomogene Temperaturverteilung während des Lagerns auf dem Gaskissen erreicht, bei welcher die Viskosität an der Oberfläche höher als die Viskosität im Inneren der Glasportion ist. Auf diese Weise wird es möglich, das anschließende Blankpressen erheblich schneller und auch schonender für die Preßwerkzeuge durchzuführen, da hier nur in einer äußeren Schale der Glasportion die zum Blankpressen erforderliche hohe Viskosität oberhalb der Klebeviskosität erreicht wird. Das Innere der Glasportion ist demgegenüber flüssiger und noch leichter verformbar, wohingegen bei dem in US-Patent US 5762673 A beschriebenen Verfahren der Glasgob überall eine hohe Viskosität oberhalb der Klebeviskosität aufweist und daher wesentlich schwerer verformbar ist.According to the invention is thus compared to the in US Pat. No. 5,763,673 A Described method just no homogeneous temperature distribution within the glass portion or Glasgob sought. In contrast, according to the invention rather an inhomogeneous temperature distribution is achieved during storage on the gas cushion, wherein the viscosity at the surface is higher than the viscosity in the interior of the glass portion. In this way, it is possible to carry out the subsequent press molding much faster and also gentler for the pressing tools, since only in an outer shell of the glass serving the high viscosity required for the molding of the high viscosity above the adhesive viscosity is achieved. By contrast, the interior of the glass portion is more fluid and even more easily deformable, whereas the one in US Pat. No. 5,763,673 A described method of Glasgob everywhere has a high viscosity above the adhesive viscosity and therefore is much more difficult to deform.

Um Beschädigungen oder Verformungen der Glasportionen bei der Übergabe von der Levitationsunterlage an die Preßform zu vermeiden, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Glasportion kontaktlos in die Pressform gegeben wird.Around damage or deformations of the glass portions when transferring from the levitation pad to the mold to avoid is according to one preferred embodiment of the invention provided that the glass portion contactless is placed in the mold.

Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist, die Glasportion durch Abkippen oder Verschwenken der Levitationsunterlage in die Preßform zu geben. Dementsprechend umfaßt bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dieser Weiterbildung die Einrichtung zur Übergabe der Glasportion eine Einrichtung zum Abkippen und/oder Verschwenken der Levitationsunterlage. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Levitationsunterlage schneller als in freiem Fall nach unten weg bewegt wird. Dazu umfaßt die Einrichtung zur Übergabe der Glasportion eine Einrichtung zum Bewegen der Levitationsunterlage nach unten mit einer Beschleunigung größer als die Erdbeschleunigung. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich die Levitationsunterlage so schnell von der frei fallenden Glasportion weg bewegt, daß es nicht zu einer Berührung der Glasportion mit der Levitationsunterlage kommen kann. Besonders bevorzugt wird eine Levitationsunterlage mit einer Mulde zur Lagerung der Glasportion verwendet, um die Glasportion während der Konditionierung auf der Levitationsunterlage auf dem über der Levitationsunterlage erzeugten Gaskissen formstabil lagern zu können.A Possibility, To achieve this, the glass portion by tilting or pivoting to put the levitation pad in the mold. Accordingly comprises in a device according to the invention according to this Continuing the device for transferring the glass portion one Device for tilting and / or pivoting the levitation pad. It is particularly advantageous if the Levitationsunterlage faster as in free fall is moved away down. This includes the device for transfer the glass portion means for moving the levitation pad down with an acceleration greater than the gravitational acceleration. In this way it is achieved that the levitation pad moving away from the free-falling glass serving so fast that it does not to a touch the glass portion can come with the levitation pad. Especially preferred is a Levitationsunterlage with a trough for storage The glass portion is used to hold the glass portion while conditioning the levitation pad on top of the levitation pad store stored gas cushion dimensionally stable.

Für die Konturgüte und Oberflächenqualität der erfindungsgemäß herstellbaren Glaskomponenten hat es sich als sehr günstig erwiesen, wenn der Ort der auf der Levitationsunterlage gelagerten Glasportionen bei der Übergabe an die Preßform möglichst genau vorherbestimmt ist. Damit kann auch die Lage der Glasportion in der Preßform genau definiert werden. Als überraschend einfache Maßnahme zur Qualitätsverbesserung hat es sich daher erwiesen, wenn Bewegungen der Glasportion auf der Levitastionsunterlage gedämpft werden. Dies kann überraschend schon dadurch erreicht werden, indem eine asphärische Form der Mulde verwendet wird. Besonders können die Bewegungen durch eine Mulde gedämpft werden, die in einem zentralen Bereich einen kleineren Krümmungsradius als in einem umgebenden Bereich aufweist. Die Mulde nähert sich in ihrer Form daher eher einem Hohlkegel, einem Paraboloid oder Ellipsoid mit vertikaler langer Halbachse, als einer Pfanne an.For the contour quality and surface quality of the present invention Glass components have proven to be very cheap when the place the glass portions stored on the levitation pad at handover to the mold preferably is exactly predetermined. This can also be the location of the glass portion in the mold be precisely defined. As a surprise simple measure for quality improvement It has therefore proved, when movements of the glass portion on of the levitastic pad subdued become. This can be surprising already achieved by using an aspherical shape of the trough becomes. Especially can the movements are subdued by a hollow, which in a central Range a smaller radius of curvature as having in a surrounding area. The hollow is approaching in their form therefore rather a hollow cone, a paraboloid or Ellipsoid with vertical long semiaxis, as a pan on.

Die Preßform kann gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung vorgeheizt werden, um eine rasche Abkühlung der Glasportion beim Pressen zu verhindern. Um zu vermeiden, daß die Glasoberfläche sich während des Blankpressens so weit erhitzt, daß die Klebeviskosität uunterschritten wird, ist es aber von Vorteil, die Glasportion in eine Preßform zu geben, welche eine Temperatur unterhalb der Temperatur der Klebeviskosität des Glases hat.The mold can according to one more Development of the invention are preheated to rapid cooling of the To prevent glass portion during pressing. To avoid that the glass surface is while of the pressure molding heated so far that the adhesive viscosity fell below is, but it is advantageous to give the glass portion in a mold, which is a temperature below the temperature of the adhesive viscosity of the glass Has.

Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung wird das Blankpressen außerdem weg- und kraftgesteuert durchgeführt. Durch eine solche kombinierte Weg- und Kraftsteuerung kann der Preßvorgang besonders fein geregelt werden. Dabei können Weg- und Kraftsteuerung sowohl gleichzeitig, als auch nacheinander eingesetzt werden.According to one more Further development of the invention, the pressure molding is also weg- and force-controlled. By such a combined displacement and force control of the pressing process be regulated particularly fine. This can be path and force control both simultaneously and successively.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren sind hinsichtlich der Auswahl verarbeitbarer Gläser kaum eingeschränkt. Besonders geeignet sind aber Gläser, welche bei 1650°C eine Viskosität von höchstens 104 dPa·s aufweisen. Insbesondere ist das Verfahren auch geeignet, mit anderen Preßverfahren schwierig zu verarbeitende Gläser wie Fluoridkrone, Fluoridphosphat oder Phosphatglas zu verarbeiten. Auch hinsichtlich der Größer der herstellbaren Komponenten, wie insbesondere von Linsen ist die Erfindung sehr flexibel. Insbesondere geeignet ist die Erfindung für die Verarbeitung von Glasportionen mit einem Gewicht im Bereich von 0,1 Gramm bis 150 Gramm. Die Glasschmelze kann weiterhin in einem weiten Viskositätsbereich, insbesondere bei einer Viskosität im Bereich von 2 dPa·s bis 104 dPa·s portioniert und anschließend mit hoher Konturtreue zu einer optischen Komponente geformt werden.The device according to the invention and the method are hardly limited with regard to the selection of processable glasses. However, glasses which have a viscosity of at most 10 4 dPa.s at 1650 ° C. are particularly suitable. In particular, the method is also suitable to process with other pressing difficult to process glasses such as fluoride crown, fluoride phosphate or phosphate glass. Also with regard to the size of the producible components, in particular of lenses, the invention is very flexible. The invention is particularly suitable for processing glass portions weighing from 0.1 grams to 150 grams. The glass melt can furthermore be portioned in a wide viscosity range, in particular at a viscosity in the range from 2 dPa.s to 10 4 dPa.s, and then shaped to an optical component with high contour accuracy.

Um optische Komponenten mit hoher Reproduzierbarkeit und hoher Konturtreue herstellen zu können, ist es auch wichtig, daß die Glasportionen das vorgesehene Gewicht oder Volumen aufweisen. Es ist daher besonders vorteilhaft, eine Portioniereinrichtung vorzusehen, welche Glasportionen möglichst genau einstellbarer Menge aus einer Glasschmelze portionieren kann. Es hat sich gezeigt, daß für diesen Zweck ein Nadelspeiser, insbesondere ein taktender Nadelspeiser besonders geeignet ist.Around optical components with high reproducibility and high contour accuracy to be able to produce it is also important that the Glass portions have the intended weight or volume. It is therefore particularly advantageous to provide a portioning device, which glass portions possible precisely adjustable amount can portion out of a glass melt. It has been shown that for this Purpose of a needle feeder, in particular a clocking needle feeder is particularly suitable.

Die Glasportion wird weiterhin gemäß einer Weiterbildung der Erfindung unter Haftkontakt in der Preßform, insbesondere auch im Inneren bis zumindest auf die Transformationstemperatur Tg abgekühlt. Dies ist vorteilhaft, da sich gezeigt hat, daß sich die Konturgenauigkeit verschlechtern kann, wenn der Kontakt zwischen Glas und den Werkzeugen zu früh unterbrochen wird.The glass portion is further cooled according to an embodiment of the invention under adhesive contact in the mold, in particular also in the interior up to at least the transformation temperature T g . This is advantageous because it has been found that the contour accuracy may deteriorate if the contact between the glass and the tools is interrupted too early.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Glas direkt auf die Levitationsunterlage portioniert wird, um Verformungen der Glasportion oder eine durch Kontakt mit anderen Teilen der Vorrichtung hervorgerufene Inhomogenitäten der Temperaturverteilung in der Glasportion zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung die Portioniereinrichtung direkt über der Levitationsunterlage angeordnet.Farther It is beneficial if the glass is directly on the levitation pad is portioned to deformations of the glass portion or one by contact with other parts of the device caused inhomogeneities of Temperature distribution in the glass portion to avoid. To this Purpose is according to this Development of the invention, the portioning directly over the Levitation pad arranged.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß Schlieren vermieden werden können, wenn die Stellung der Levitationsunterlage während des Einspeisens nachgeführt wird. Die Position der Levitationsunterlage kann demgemäß vorteilhaft während des Portionierens auf die Levitationsunterlage mittels einer entsprechenden Einrichtung der Vorrichtung gegenüber der Portioniereinrichtung verändert werden.It has also shown that streaks avoided can be if the position of the levitation pad is tracked during feeding. The position of the levitation pad can accordingly be advantageous while portioning on the levitation document by means of a corresponding Device for the device relative to the portioning device changed become.

Bei der Konditionierung auf der Levitationsunterlage ist es besonders vorteilhaft, wenn bei der Lagerung auf dem Gaskissen sich verändernde Verformungen der Glasportion vermieden werden. Dazu ist eine besonders homogene Druckverteilung von Vorteil. Dies wird gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß die Levitationsunterlage ein poröses Material aufweist, durch welches Gas für das Levitationspolster zugeführt wird. Damit strömt das Gas gleichmäßig über die Oberfläche des porösen Materials verteilt in das Gaskissen ein. Eine weitere Maßnahme zur Erreichung einer homogenen Druckverteilung ist, eine Levitationsunterlage mit einer einteiligen Membran vorzusehen. Als poröses Material hat sich Sintermetall, vorzugsweise mit der Porosität von Graphit als besonders günstig erwiesen.at conditioning on the levitation pad is special advantageous when changing on storage on the gas cushion Deformations of the glass portion are avoided. This is a special homogeneous pressure distribution of advantage. This will be according to one more Development of the invention achieved in that the levitation pad a porous one Has material through which gas is supplied to the Levitationspolster. In order to flows the gas evenly over the surface of the porous one Material dispenses into the gas cushion. Another measure to Achieving a homogeneous pressure distribution is a Levitationsunterlage to provide with a one-piece membrane. As a porous material has sintered metal, preferably with the porosity of graphite proved to be particularly favorable.

Gemäß noch einer Weiterbildung ist vorgesehen, mehrere Glasportionen gleichzeitig zu verarbeiten. Um dabei eine für alle Glasportionen gleichartige Konditionierung vor dem Blankpressen zu erreichen, ist es dabei besonders von Vorteil, die mehreren Glasportionen auf einer gemeinsamen Levitationsunterlage zu lagern. Diese Levitationsunterlage kann auch insbesondere wieder eine einteilige Membran umfassen. Hierbei hat es sich als sehr günstig erwiesen, die Glasportionen, beziehungsweise mehrere zur Aufnahme der Glasportionen vorgesehene Levitationsmulden entlang eines Kreises anzuordnen. Überraschend hat eine derartige Anordnung einen vorteilhaften Einfluß auf die Qualität der erfindungsgemäß hergestellten Komponenten. Die durch diese Weiterbildung bewirkte symmetrische Anordnung der Levitationsmulden bewirkt eine möglichst geringe Abweichung in den Bedingungen bei der Konditionierung der einzelnen Glasportionen.According to one more Continuing education is provided, several glass portions at the same time to process. Order one for All glass portions of similar conditioning before the pressing To reach it, it is particularly advantageous, the multiple glass portions to store on a common Levitationsunterlage. This levitation document can also in particular again comprise a one-piece membrane. in this connection it has proved to be very favorable the glass portions, or more for receiving the glass portions to arrange provided Levitationsmulden along a circle. Surprised Such an arrangement has an advantageous influence on the quality the invention produced Components. The caused by this development symmetrical Arrangement of Levitationsmulden causes the least possible deviation in the conditions of conditioning the individual portions of glass.

Um eine gleichmäßige Konditionierung zu erreichen, ist es weiterhin von Vorteil, wenn der Gasfluß in das Levitationspolster und/oder der Abstand von Glasportion zur Levitationsunterlage mittels entsprechender Einrichtungen der Vorrichtung geregelt wird. Dies gilt insbesondere auch während des Portionierens auf die Levitationsunterlage.In order to achieve a uniform conditioning, it is furthermore advantageous if the gas flow into the levitation cushion and / or the distance from the glass portion to the levitation base are regulated by means of corresponding devices of the device becomes. This is especially true during portioning on the levitation document.

Es ist weiterhin günstig, nicht nur lediglich eine Abkühlung der blankgepressten Glasportion in der Preßform vorzunehmen. Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung ist vielmehr vorgesehen, daß während des Pressens der Glasportion in der Preßform sowohl Wärme entzogen, als auch – vorübergehend – Wärme zugeführt wird. Insbesondere kann während des Pressens der Glasportion in der Preßform Wärme entzogen und danach Wärme zugeführt werden. Durch die zugeführte Wärme wird die Temperaturverteilung in der Glasportion homogenisiert und es können Spannungen im Glas abgebaut werden. Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr können nicht nur zeitlich versetzt, sondern gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch bereichsweise entlang der Preßfläche erfolgen. Dabei ist vorgesehen, daß zumindest ein Bereich der Preßfläche gekühlt und zumindest ein weiterer Bereich geheizt wird. Besonders günstig zur Erzielung einer homogenen Temperaturverteilung im Glasgob ist es dabei, wenn ein zentraler Bereich der Preßfläche gekühlt und ein umgebender Bereich geheizt wird. Allgemein ist es günstig, wenn die Temperatur der Preßfläche so eingestellt oder geregelt wird, daß sie von einem zentralen Bereich zum Rand hin abnimmt. Dies muß je nach Gegebenheit nicht notwendigerweise durch eine gleichzeitige Kühlung und Heizung erfolgen. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu dementsprechend eine Kühleinrichtung zur Kühlung eines zentralen Bereiches der Preßfläche und eine Heizeinrichtung zur Heizung eines den zentralen Bereich umgebenden Bereiches der Preßfläche aufweisen.It is still cheap, not just a cool down make the bright pressed glass portion in the mold. According to one more Development of the invention is rather provided that during the Pressing the glass portion in the mold both heat extracted, as well as - temporarily - heat is supplied. In particular, during the heat is removed from the glass portion in the mold and then heat is supplied. By the supplied Heat is the temperature distribution in the glass portion homogenized and it can Tensions in the glass are broken down. Heat supply and heat dissipation can not only offset in time, but according to a preferred embodiment The invention also partially carried along the pressing surface. It is intended that at least a region of the pressing surface is cooled and at least one other area is heated. Especially favorable to Obtaining a homogeneous temperature distribution in the glass gob is thereby when a central area of the pressing surface is cooled and a surrounding area is heated. Generally it is convenient when the temperature of the pressing surface is adjusted or that they are regulated decreases from a central area towards the edge. This must be depending on Not necessarily due to a simultaneous cooling and Heating done. A device according to the invention can accordingly a cooling device for cooling a central area of the pressing surface and a heating device for heating a region surrounding the central region Have pressing surface.

Um die räumliche und zeitliche Temperaturverteilung, beispielsweise wie vorstehend beschrieben während des Pressens regeln oder einstellen zu können, kann eine Heizeinrichtung, sowie alternativ oder insbesondere auch zusätzlich eine Kühleinrichtung für die Preßform vorgesehen werden.Around the spatial and temporal temperature distribution, for example as above described during to regulate or adjust the pressing, a heating device, and alternatively or in particular additionally a cooling device for the mold be provided.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.in the The following is the invention with reference to embodiments and below Reference to the drawings closer explains being same and similar Elements are provided with the same reference numerals and the features various embodiments can be combined with each other.

Es zeigen:It demonstrate:

1 bis 4 Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand schematischer Ansichten von Teilen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und 1 to 4 Method steps of the inventive method with reference to schematic views of parts of a device according to the invention, and

5 in schematischer Ansicht Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels. 5 in a schematic view parts of a device according to the invention according to another embodiment.

In den 1 bis 3 sind Verfahrensschritte zur erfindungsgemäßen Herstellung optischer Glaskomponenten anhand schematischer Ansichten von Teilen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung solcher optischer Glaskomponenten dargestellt.In the 1 to 3 method steps for the production according to the invention of optical glass components are illustrated by schematic views of parts of a device according to the invention for producing such optical glass components.

Die als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Vorrichtung umfaßt eine Portioniereinrichtung, welche bei dem in 1 gezeigten Beispiel als taktender Nadelspeiser 3 ausgebildet ist. Der Nadelspeiser 3 der Vorrichtung 1 ist weiterhin direkt über einer Levitationsunterlage 5 mit einer Membran 9 angeordnet. Auf diese Weise kann eine zu verpressende Glasportion 7 mit einem Gewicht im Bereich von 0,1 Gramm bis 150 Gramm, wie in 1 dargestellt, mit dem Nadelspeiser 3 direkt auf die Levitationsunterlage 5 portioniert werden. Dabei wird Glasschmelze mit einer Viskosität im Bereich von 2 dPa·s bis 104 dPa·s dosiert aus der Austrittsöffnung des Nadelspeisers 3 herausgedrückt und auf das Gaskissen 15 gegeben, bis eine Glasportion 7 der für die herzustellende optische Komponente vorgesehene Masse erreicht ist. Bevorzugt werden Gläser verwendet, welche bei 1650°C eine Viskosität von höchstens 104 dPa·s aufweisen. Auch Fluoridkrone, Fluoridphosphat oder Phosphatglas können verarbeitet werden.The whole with the reference number 1 designated device comprises a portioning device, which in the in 1 shown example as a clocking needle feeder 3 is trained. The needle feeder 3 the device 1 is still directly above a levitation pad 5 with a membrane 9 arranged. In this way, a glass portion to be pressed 7 weighing in the range of 0.1 grams to 150 grams, as in 1 shown with the needle feeder 3 directly on the levitation pad 5 be portioned. In this case, molten glass with a viscosity in the range of 2 dPa · s to 10 4 dPa · s is metered from the outlet opening of the needle feeder 3 pushed out and onto the gas cushion 15 given until a glass of serving 7 the mass provided for the optical component to be produced is reached. Preference is given to using glasses which have a viscosity of at most 10 4 dPa.s at 1650 ° C. Fluoride crown, fluoride phosphate or phosphate glass can also be processed.

Die Levitationsunterlage 5 umfaßt weiterhin eine einteilig ausgebildete Membran 9 mit einer Mulde 6 zur Aufnahme der Glasportion 7. Die Kontur der Mulde 6 ist an die Einspeiseviskosität, das gewünschte Volumen der Glasportion 7, die gewünschte Wärmeverteilung in der Glasportion 7, die Aerodynamik des Gaskissens, sowie für eine Schwingungenreduzierung und ein impulsfreies Weggleiten der Mulde 6 bei der Übergabe an die Preßform angepaßt.The levitation document 5 further comprises a one-piece membrane 9 with a hollow 6 for holding the glass portion 7 , The contour of the trough 6 is to the feed viscosity, the desired volume of the glass portion 7 , the desired heat distribution in the glass portion 7 , the aerodynamics of the gas cushion, as well as for a vibration reduction and a pulse-free sliding away of the trough 6 adapted during the transfer to the mold.

Zur Schwingungsreduzierung wird eine asphärisch geformte Mulde 6 verwendet. Besonders können die Bewegungen durch eine Mulde gedämpft werden, die, wie die in 1 gezeigt, in einem zentralen Bereich einen kleineren Krümmungsradius als in einem umgebenden Bereich aufweist. Die in 1 gezeigte Mulde hat die Gestalt eines nach oben geöffneten Paraboloids oder Hyperboloids oder auch eines Ellipsiods mit vertikaler langer Halbachse. Damit nähert sich sich in ihrer Form eher einem Hohlkegel, als etwa einer Pfanne an. Diese Form mit einem kleineren zentralen Krümmungsradius sorgt dafür, daß die Glasportion eher im Bereich des kleineren zentralen Krümmungsradius der Mulde 6 zentriert wird, so daß deren Position besser definiert ist, als bei einer pfannenförmigen oder halbkugelförmigen Mulde.For vibration reduction is an aspherical shaped trough 6 used. Especially the movements can be damped by a hollow which, like the in 1 shown having a smaller radius of curvature in a central region than in a surrounding region. In the 1 The trough shown has the shape of an upwardly opened paraboloid or hyperboloid or also an ellipsoid with a vertical long semiaxis. As a result, its shape approximates a hollow cone rather than a pan. This shape with a smaller central radius of curvature ensures that the glass portion is closer to the smaller central radius of curvature of the trough 6 is centered, so that their position is better defined, as in a pan-shaped or hemispherical trough.

Die Membran 9 ist aus einem porösen Material gefertigt, durch welches Gas in die Mulde einströmen und so zwischen der Levitationsunterlage 5, beziehungsweise der Membran 9 und der Glasportion 7 ein Gaskissen 15 ausbilden kann, auf welchem die Glasportion levitierend und insbesondere kontaktlose gelagert wird. Durch das poröse Material in Verbindung mit der einteiligen Mulde wird eine besonders homogene Druckverteilung im Gaskissen erreicht. Als poröses Material wird vorzugsweise poröses Sintermetall, besonders bevorzugt mit einer Porosität entsprechend von Graphit eingesetzt.The membrane 9 is made of a porous material through which gas flows into the trough men and so between the levitation document 5 , or the membrane 9 and the glass portion 7 a gas cushion 15 can form, on which the glass portion levitating and in particular contactless is stored. The porous material in conjunction with the one-piece trough a particularly homogeneous pressure distribution is achieved in the gas cushion. The porous material used is preferably porous sintered metal, particularly preferably having a porosity corresponding to graphite.

Die Zuführung von komprimierten Gas erfolgt beispielsweise über einen oder mehrere Gaskanäle 11 in oder unter der Membran 9 und an den oder die Kanäle 11 angeschlossenen Druckluftleitungen 13. Die Porosität des Materials der Membran wird entsprechend der Glasviskosität ausgewählt. Weiterhin wird das poröse Material der Membran auch abhängig von der Einsatztemperatur und dessen Einfluß auf die Oberflächenqualität der Glaskomponente ausgewählt Die Levitationsunterlage 5 ist weiterhin über einen schwenkbaren Arm 17 mit einer Bewegungseinheit 19 verbunden. Mittels der Bewegungseinheit 19 kann, wie anhand der eingezeichneten Pfeile angedeutet, sowohl eine horizontale, als auch eine vertikale Bewegung der Levitationsunterlage 5, sowie eine Schwenkbewegung der Levitationsunterlage 5 um eine horizontale Achse 18 ausgeführt werden. Durch die horizontale und vertikale Beweglichkeit der Levitationsunterlage kann die Position der Levitationsunterlage während des Portionierens gegenüber der Portioniereinrichtung, beziehungsweise dem Nadelspeiser 3 verändert werden. Ebenso kann der Gasfluß in das Levitationspolster 15 oder der Abstand von Glasportion 7 zur Levitationsunterlage, beziehungsweise in diesem Beispiel zur Mulde 6 in der Membran 9 geregelt werden. Durch eine Nachführung der Stellung der Mulde 6 gegenüber der Position des Nadelspeisers 3 werden Schlieren im Glas vermieden. Das Nachführen mittels der Bewegungseinheit kann sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung oder einer kombinierten Vertikal-Horizontalbewegung erfolgen.The supply of compressed gas takes place for example via one or more gas channels 11 in or under the membrane 9 and to the channel or channels 11 connected compressed air lines 13 , The porosity of the material of the membrane is selected according to the glass viscosity. Furthermore, the porous material of the membrane is also selected depending on the temperature of use and its influence on the surface quality of the glass component The Levitationsunterlage 5 is still on a swivel arm 17 with a movement unit 19 connected. By means of the movement unit 19 can, as indicated by the arrows, both a horizontal, and a vertical movement of the levitation pad 5 , as well as a pivoting movement of the levitation pad 5 around a horizontal axis 18 be executed. Due to the horizontal and vertical mobility of the levitation pad, the position of the levitation pad during portioning relative to the portioning device, or the needle feeder 3 to be changed. Likewise, the gas flow into the levitation cushion 15 or the distance of glass portion 7 to the Levitationsunterlage, or in this example to Mulde 6 in the membrane 9 be managed. By tracking the position of the trough 6 opposite to the position of the needle feeder 3 Streaks in the glass are avoided. The tracking by means of the movement unit can take place both in the vertical and in the horizontal direction or a combined vertical-horizontal movement.

Die Regelung dieser Parameter-Gasfluß oder Abstand zur Mulde, horizontale und vertikale Position der Levitationsunterlage 5 gegenüber der Portioniereinrichtung wird mittels einer Prozeßsteuereinrichtung 21 gesteuert. Insbesondere wird mittels der Prozeßsteuereinrichtung 21 der Gasfluß in das Levitationspolster 15 oder der Abstand von Glasportion 7 zur Levitationsunterlage 5 auch während des Portionierens auf die Levitationsunterlage geregelt. Auch die Portionierung mit dem Nadelspeiser 3 wird, wie anhand der Verbindung des Nadelspeisers 3 zur Prozeßsteuereinrichtung 21 angedeutet, von der Prozeßsteuereinrichtung 21 gesteuert.The regulation of this parameter-gas flow or distance to the trough, horizontal and vertical position of the levitation pad 5 opposite the portioning device is by means of a process control device 21 controlled. In particular, by means of the process control device 21 the gas flow into the levitation cushion 15 or the distance of glass portion 7 to the levitation document 5 also regulated during the portioning on the levitation document. Also the portioning with the needle feeder 3 becomes, as by the connection of the needle feeder 3 to the process control device 21 indicated by the process control device 21 controlled.

In 2 ist die auf dem über der Levitationsunterlage 5 erzeugten Gaskissen 15 gelagerte Glasportion 7 am Ende des Konditionierungsprozesses dargestellt. Auf dem Gaskissen 15 wird die Glasportion 7 dergestalt konditioniert, daß sie an ihrer Oberfläche 71 und einem oberflächennahen Bereich 72, auf eine Temperatur abgekühlt ist, bei welcher die Viskosität des Glases größer oder höchstens gleich der Klebeviskosität ist. Bevorzugt ist die Viskosität in diesem oberflächennahen Bereich zumindest 107.7 dPa·s. Im Inneren in einem vom Bereich 72 umgebenen zentralen oder inneren Bereich 73 ist die Temperatur jedoch noch höher als an der Oberfläche. Erfindungsgemäß liegt die Viskosität hier noch unterhalb des Erweichungspunktes, so daß die Glasportion 7 insgesamt noch leicht verformbar ist und beim nachfolgenden Verpressen nur einen geringen Widerstand aufbaut. Die erfindungsgemäße gezielte Abkühlung der Glasportion an der Oberfläche 71 und dem oberflächennahen Bereich 72 unterhalb der Temperatur der Klebeviskosität wird durch entsprechende Konditionierung auf dem Gaskissen erreicht. Dazu können erfindungsgemäß unter anderem auch der Gasfluß und die Temperatur des Gases und/oder der Membran geregelt werden.In 2 is the one on the above levitation pad 5 generated gas cushion 15 stored glass portion 7 presented at the end of the conditioning process. On the gas cushion 15 becomes the glass portion 7 conditioned so that they are on their surface 71 and a near-surface area 72 , is cooled to a temperature at which the viscosity of the glass is greater than or at most equal to the adhesive viscosity. Preferably, the viscosity in this near-surface region is at least 10.7 dPa · s. Inside in one of the area 72 surrounded central or inner area 73 However, the temperature is even higher than at the surface. According to the invention, the viscosity is still below the softening point, so that the glass portion 7 overall is still slightly deformable and builds up during subsequent compression only a small resistance. The targeted cooling of the glass portion according to the invention on the surface 71 and the near-surface area 72 below the temperature of the adhesive viscosity is achieved by appropriate conditioning on the gas cushion. For this purpose, according to the invention, among other things, the gas flow and the temperature of the gas and / or the membrane can be controlled.

3 zeigt Teile der Vorrichtung während weiterer Prozeßschritte. Nach Abschluß der Konditionierung der Glasportion 7 erfolgt die Übergabe der Glasportion an eine Preßform 25 mit Preßstempeln 27, 29. Die Übergabe erfolgt bei dem in 3 gezeigten Beispiel insbesondere kontaktlos, womit im Sinne der Erfindung verstanden wird, daß die Glasportion 7 außer mit den Preßflächen 28 und/oder 30 der Preistempel 27 und/oder 29 nicht mit weiteren Flächen in Berührung kommt. Auf diese Weise werden Verformungen oder ungewollte Inhomogenitäten der Temperaturverteilung vermieden. 3 shows parts of the device during further process steps. After completion of the conditioning of the glass portion 7 the transfer of the glass portion to a mold takes place 25 with punches 27 . 29 , The transfer takes place at the in 3 example shown in particular contactless, which is understood in the context of the invention that the glass portion 7 except with the press surfaces 28 and or 30 the price stamp 27 and or 29 does not come into contact with other surfaces. In this way, deformations or unwanted inhomogeneities of the temperature distribution are avoided.

Die Übergabe wird von der Prozeßsteuereinrichtung 21 gesteuert. Wird der anhand von 2 geschilderte Zustand mit einer Viskosität der Glasportion an der Oberfläche von zumindest der Klebeviskosität, bevorzugt einer Viskosität von über 107.7 dPa·s erreicht, so wird von der Prozeßsteuereinrichtung 21 der im folgenden geschilderte Übergabemechanismus in Gang gesetzt. Im einfachsten Fall erfolgt die Übergabe nach einem vorgegebenen Zeitintervall, ebenso kann aber auch beispielsweise die Temperatur der Glasportion, insbesondere deren Oberflächentemperatur festgestellt werden und die Übergabe abhängig von der vorhandenen Temperatur in Gang gesetzt werden.The handover is by the process controller 21 controlled. Is the basis of 2 described state with a viscosity of the glass portion on the surface of at least the adhesive viscosity, preferably a viscosity of about 10 7.7 dPa · s achieved, so is the process control device 21 set in the following transfer mechanism in motion. In the simplest case, the transfer takes place after a predetermined time interval, but also, for example, the temperature of the glass portion, in particular the surface temperature can be determined and the transfer depending on the existing temperature can be set in motion.

Bei dem in 3 gezeigten Beispiel umfaßt die Einrichtung zur Übergabe der Glasportion insbesondere eine Einrichtung zum Abkippen der Levitationsunterlage 5 mit der Bewegungseinheit und dem von dieser um die Achse 18 schwenkbaren Schwenkarm 17. Die Bewegungseinheit 19 verfügt über einen Antrieb für den Schwenkarm, mit welchem die Levitationsunterlage 5 von der waagerechten Lagerungsposition durch Schwenken nach unten bewegt werden kann, wobei die Schwenkbewegung mit einer Beschleunigung schneller als die Erdbeschleunigung erfolgt, wodurch die Levitationsunterlage 5 schneller als in freiem Fall nach unten weg bewegt wird. Auf diese Weise ist die mit Erdbeschleunigung beschleunigte Fallbewegung der Glasportion 7 langsamer als die Bewegung der Levitationsunterlage 5, so daß die Glasportion 7 auch die Levitationsunterlage bei der Übergabe an die Preßform 25 nicht mehr berührt. Die Glasportion 7 landet schließlich auf der Preßfläche 28 des unteren Preßstempels 27. Anschließend werden oberer und unterer Preßstempel 29, beziehungsweise 27 aufeinander zu bewegt, wozu bei dem in 3 gezeigten Beispiel eine Hydraulikstange 31 am oberen Preßstempel abwärts bewegt wird.At the in 3 In particular, the device for transferring the glass portion comprises in particular a device for tilting the levitation pad 5 with the movement unit and that of the latter about the axis 18 swiveling swivel arm 17 , The movement unit 19 has a drive for the swivel arm, with which the levitation pad 5 from the horizontal position pivoting position can be moved by pivoting down, wherein the pivoting movement takes place with an acceleration faster than the gravitational acceleration, whereby the levitation pad 5 faster than moving freely downwards in free fall. In this way, accelerated with acceleration of gravity drop movement of the glass portion 7 slower than the movement of the levitation pad 5 so that the glass portion 7 also the Levitationsunterlage in the transfer to the mold 25 not touched anymore. The glass portion 7 ends up on the press surface 28 of the lower punch 27 , Subsequently, upper and lower press punches 29 , respectively 27 moved towards each other, including at the in 3 example shown a hydraulic rod 31 is moved downwards at the upper ram.

Hinsichtlich der Wölbung der Preßflächen 28, 30 der Preßform ist es von Vorteil, wenn die Glasportion 7 vorher so portioniert, konditioniert und in die Preßform gegeben wird, daß die Glasportion 7 einen Radius aufweist, welcher kleiner als der Radius der Wölbung der Preßflächen 28, 30 der Preßform 25 ist. Anders ausgedrückt weisen die Preßflächen 28, 30 eine geringere Wölbung als die Glasportion 7 auf. Auf diese Weise wird insbesondere vermieden, daß Luft zwischen der Glasportion und den Preßflächen eingeschlossen wird und dadurch Verformungen in der Glaskomponente entstehen.With regard to the curvature of the pressing surfaces 28 . 30 The mold is advantageous if the glass portion 7 previously portioned, conditioned and placed in the mold, that the glass portion 7 has a radius which is smaller than the radius of curvature of the pressing surfaces 28 . 30 the mold 25 is. In other words, the press surfaces 28 . 30 a lower curvature than the glass portion 7 on. In this way, it is particularly avoided that air between the glass portion and the pressing surfaces is trapped and thereby deformations in the glass component arise.

Der Vorgang des nachfolgenden Blankpressens in der Preßform 25 ist in 4 dargestellt. Mit dem Blankpressen wird die herzustellende Glaskomponente auf entgültige Kontur und Oberflächengüte geformt. Damit ist eine Nachbearbeitung des Glases nicht mehr notwendig. Selbstverständlich können aber beispielsweise nachträglich noch Beschichtungen, wie insbesondere Vergütungen, beziehungsweise Entspiegelungsschichten aufgebracht werden.The process of subsequent blending in the mold 25 is in 4 shown. With the blank pressing, the glass component to be produced is molded to the final contour and surface finish. Thus, a rework of the glass is no longer necessary. Of course, coatings, such as, in particular, coatings or antireflection coatings, can be applied later, for example.

Auch die Steuerung des Preßvorgangs wird von der Prozeßsteuereinrichtung 21 vorgenommen. Diese steuert dazu eine Hydraulikeinrichtung 37, welche die Hydraulikstange 31 mit dem Preßstempel 29 betätigt. Dabei wird eine Kombination einer Weg- und Kraftsteuerung eingesetzt. Auch dies unterscheidet die Erfindung von bisher bekannten Blankpreßverfahren, bei welchem aufgrund der hohen Viskosität des Glases im wesentlichen nur eine Kraftsteuerung in Frage kommt. Mittels der Kombination aus Weg- und Kraftsteuerung kann demgegenüber auch die Dicke der herzustellenden optischen Komponente exakt eingestellt werden.Also, the control of the pressing operation is performed by the process control device 21 performed. This controls a hydraulic device 37 , which is the hydraulic rod 31 with the punch 29 actuated. In this case, a combination of a displacement and force control is used. Again, this distinguishes the invention of previously known Blankpreßverfahren, in which due to the high viscosity of the glass essentially only a force control comes into question. In contrast, the thickness of the optical component to be produced can be set exactly by means of the combination of displacement and force control.

Die Preßflächen 28, 30 der Preßstempel 27, 29 sind so geformt, daß mit dem Blankpressen der Glasportion 7 eine Linse erhalten wird. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel sind die Preßflächen insbesondere asphärisch, beispielsweise in Form von Hyperboloid-Flächen ausgebildet, so daß beim Blankpressen eine asphärische Linse erhalten wird. An den Preßstempeln 27, 29 sind rückseitig jeweils Heizplatten 34 mit Heizelementen 35 angeordnet.The press surfaces 28 . 30 the punch 27 . 29 are shaped so that with the molding of the glass portion 7 a lens is obtained. At the in 4 In the example shown, the pressing surfaces are in particular aspherical, for example in the form of hyperboloidal surfaces, so that an aspherical lens is obtained during blank pressing. At the press punches 27 . 29 are on the back each heating plates 34 with heating elements 35 arranged.

Beispielsweise wird bevorzugt die Glasportion in eine mittels Heizplatten 34 vorheheizte Preßform 25 gegeben, um eine zu schnelle Abkühlung der Glasportion zu vermeiden. Um ein Ankleben der Glasportion nach der Übergabe in die Preßform 25 zu vermeiden, wird dabei die Preßform jedoch nur so weit vorgeheizt, daß deren Temperatur unterhalb der Temperatur der Klebeviskosität des Glases liegt.For example, the glass portion is preferably in a means of heating plates 34 preheated mold 25 given to avoid too rapid cooling of the glass portion. To stick the glass portion after the transfer into the mold 25 However, to avoid this, the press mold is only preheated so far that their temperature is below the temperature of the adhesive viscosity of the glass.

Im Verlauf des Blankpressens wird dann die Glasportion unter Haftkontakt mit den Preßflächen 28, 30 in der Preßform 25 so weit abgekühlt, daß auch im Inneren der Glasportion 7 die Transformationstemperatur Tg unterschritten wird. Die Heizplatten 34 weisen weiterhin jeweils eine zentrale Öffnung 33 auf, in welche mittels einer Fluidleitung 36 ein Fluid zugeführt werden kann. Besonders bevorzugt wird über die Leitung 36 Luft zur Kühlung der Preßform, insbesondere zur Kühlung eines zentralen Bereiches der Preßflächen 28, 30 zugeführt.In the course of the blank pressing, the glass portion is then in adhesive contact with the pressing surfaces 28 . 30 in the mold 25 cooled so far that even inside the glass portion 7 the transformation temperature T g is exceeded. The heating plates 34 continue to each have a central opening 33 into which by means of a fluid line 36 a fluid can be supplied. Particularly preferred is via the line 36 Air for cooling the mold, in particular for cooling a central region of the pressing surfaces 28 . 30 fed.

Demgemäß verfügt die Vorrichtung 1 über eine Kühleinrichtung zur Kühlung eines zentralen Bereiches einer Preßfläche der Preßform mittels der Zuführung von Kühlluft durch die Leitung 36, sowie eine Heizeinrichtung zur Heizung eines den zentralen Bereich umgebenden Bereiches dieser Preßflächen 28, 30 in Form der Heizplatten 34.Accordingly, the device has 1 a cooling device for cooling a central region of a pressing surface of the mold by means of the supply of cooling air through the conduit 36 , and a heating device for heating a region surrounding the central region of these pressing surfaces 28 . 30 in the form of heating plates 34 ,

Während des Preßvorgangs muß nicht dauernd abgekühlt werden. Es hat sich nämlich als vorteilhaft erwiesen, wenn während des Blankpressens der Glasportion 7 in der Preßform 25 sowohl Wärme entzogen, als auch Wärme zugeführt wird. Die Wärmezufuhr erfolgt mittels der Heizplatten 34. Insbesondere ist gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, daß während des Pressens der Glasportion 7 in der Preßform 25 Wärme entzogen und danach vorübergehend Wärme zugeführt wird. Auf diese Weise kann vorübergehend, indem durch Wärmezufuhr ein der Abkühlung entgegengerichteter Wärmestrom in der Glasportion erzeugt wird, eine homogenere Temperaturverteilung eingestellt werden. In dieser Phase können sich entstehende Temperaturspannungen ausgleichen. Beispielsweise kann durch Wärmezufuhr die Abkühlung gebremst und die. Glasportion auf einer Temperatur zwischen oberem und unteren Kühlpunkt, bei einer Viskosität im Bereich von 1013 dPa·s bis 1014.5 dPa·s gehalten werden, um Temperaturspannungen abzubauen. Anschließend kann die geformte Glasportion 7 entnommen oder vor der Entnahme weiter abgekühlt werden.During the pressing process does not have to be cooled continuously. It has proven to be advantageous if during the pressing of the glass portion 7 in the mold 25 both heat extracted, and heat is supplied. The heat is supplied by means of the heating plates 34 , In particular, it is provided according to a development of the method that during the pressing of the glass portion 7 in the mold 25 Heat is removed and then temporarily heat is supplied. In this way, a more homogeneous temperature distribution can be temporarily set by producing a heat flow in the glass portion which is opposed to cooling by supplying heat. In this phase, resulting temperature stresses can compensate. For example, can be slowed by heat supply, the cooling and the. Glass portion at a temperature between the upper and lower cooling point, be maintained at a viscosity in the range of 10 13 dPa · s to 10 14.5 dPa · s to reduce thermal stresses. Subsequently, the shaped glass portion 7 be removed or further cooled before removal.

Abkühlen und Aufheizen müssen auch nicht zeitlich versetzt werden. Dadurch, daß die Vorrichtung 1 eine Kühleinrichtung zur Kühlung eines zentralen Bereiches einer Preßfläche der Preßform und eine Heizeinrichtung 34 zur Heizung eines den zentralen Bereich umgebenden Bereiches dieser Preßflächen 28, 30 aufweist, ist es möglich, einen lateral variierenden Temperaturverlauf der Preßfläche einzustellen. Dabei wird ein zentraler Bereich der Preßflächen 28, 30 der Preßform 25 durch die Kühlluft gekühlt und ein umgebender Bereich geheizt, so daß die Temperatur der Preßflächen 28, 30 der Preßform 25 von einem zentralen Bereich zum Rand hin abnimmt. Dies hat sich als besonders günstig erwiesen, um eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung entlang der Oberfläche der Glasportion 7 während des Blankpressens zu erzielen.Cooling and heating do not have to be staggered. The fact that the Vorrich tung 1 a cooling device for cooling a central portion of a pressing surface of the die and a heater 34 for heating a region of these pressing surfaces surrounding the central region 28 . 30 has, it is possible to adjust a laterally varying temperature profile of the pressing surface. This is a central area of the pressing surfaces 28 . 30 the mold 25 cooled by the cooling air and heated a surrounding area, so that the temperature of the pressing surfaces 28 . 30 the mold 25 decreases from a central area towards the edge. This has proved to be particularly favorable to a uniform temperature distribution along the surface of the glass portion 7 to achieve during the pressing.

5 zeigt in schematischer Ansicht Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Diese Vorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, mehrere Glasportionen gleichzeitig zu verarbeiten. Dazu ist eine Levitationsunterlage 5 mit einer ebenfalls wie bei dem in 1 dargestellten Beispiel einteilig ausgebildeten Membran 9 vorgesehen, welche bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch mehrere Mulden 6 zur Lagerung jeweils einer Glasportion aufweist. Dadurch, daß wie bei diesem Beispiel die mehreren Glasportionen auf einer gemeinsamen Levitationsunterlage 5 gelagert werden, wird erreicht, daß alle parallel gelagerten Glasportionen in möglichst gleicher Weise konditioniert werden. Insbesondere ist dazu auch die einteilig ausgebildete Membran vorteilhaft, da auf diese Weise unter anderem der Gasfluß in alle Mulden hinein parallel mit einer Regelungseinrichtung geregelt werden kann. Auch die Einspeisung der Glasportionen erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel durch mehrere, jeweils über einer Mulde 6 angeordnete taktende Nadelspeiser 3. Auch die Anordnung der taktenden Nadelspeiser und der Levitationsmulden 6 entlang eines Kreises, wie sie in 5 dargestellt ist, hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, um eine gleichmäßige Konditionierung zu erreichen. 5 shows a schematic view of parts of another embodiment of a device according to the invention 1 , This device 1 is designed to process several portions of glass at the same time. This is a Levitationsunterlage 5 with a likewise as in the 1 illustrated example integrally formed membrane 9 provided, which at the in 5 shown embodiment, however, several troughs 6 each having a glass portion for storage. The fact that, as in this example, the multiple glass portions on a common Levitationsunterlage 5 be stored, it is achieved that all parallel stored glass portions are conditioned in the same way possible. In particular, the one-piece membrane is advantageous for this purpose, since in this way, among other things, the gas flow in all wells can be controlled in parallel with a control device. The feeding of the glass portions is carried out in this embodiment by several, each over a trough 6 arranged clocking needle feeders 3 , Also the arrangement of the clocking needle feeders and the levitation troughs 6 along a circle, as in 5 has been found to be particularly advantageous in order to achieve a uniform conditioning.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Levitationsunterlage 5 zur Übergabe der Glasportionen an die eine oder mehrere nicht dargestellten Preßformen mittels der über Achsen 181, 182 der Bewegungseinheit 19 drehbare Schwenkarme 171, 172, 173, 174 verschwenkt, wobei bei hier durch die Anordnung der Schwenkarme 171, 172, 173, 174 und Achsen 181, 182 die Levitationsunterlage 5 parallel geführt wird. Dies bedeutet, daß die Orientierung der Levitationsunterlage beim Verschwenken erhalten bleibt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt zur Übergabe der Glasportionen das Verschwenken nach unten mit einer Beschleunigung, die größer als die Erdbeschleunigung ist. Durch die vorteilhafte Parallelführung ist die Bewegung aller Mulden 6 beim Verschwenken gleich schnell.In this embodiment, the levitation pad 5 for transferring the glass portions to the one or more press molds, not shown, by means of axes 181 . 182 the movement unit 19 rotatable swivel arms 171 . 172 . 173 . 174 pivoted, with here by the arrangement of the pivot arms 171 . 172 . 173 . 174 and axes 181 . 182 the levitation document 5 is performed in parallel. This means that the orientation of the Levitationsunterlage is maintained during pivoting. Also in this embodiment takes place for the transfer of glass portions pivoting down with an acceleration that is greater than the gravitational acceleration. Due to the advantageous parallel guidance is the movement of all troughs 6 when swiveling equally fast.

Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern vielmehr in vielfältiger Weise variiert werden kann. Insbesondere können die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden.It It will be apparent to those skilled in the art that the invention is not limited to the above described embodiments limited is, but rather in more diverse Way can be varied. In particular, the characteristics of each embodiments also be combined with each other.

11
Vorrichtung zur Herstellung von optischen Glaskomponentencontraption for the production of optical glass components
33
Nadelspeiserneedle feeder
55
Levitationsunterlagelevitation
6, 61–696 61-69
Muldetrough
77
Glasportionparison
99
Membran von 5 Membrane of 5
1111
Gaszufuhrkanal in 9 Gas supply channel in 9
1313
GaszufuhrleitungGas supply line
1515
Gaskissengas cushion
17,17
Schwenkarmswivel arm
171–174171-174
18, 181,18 181
Achseaxis
182182
1919
Bewegungseinheitmoving unit
2121
ProzeßsteuereinrichtungProcess control device
2525
Preßformmold
27, 2927 29
Preßstempelram
28, 3028 30
Preßflächen von 27, 29 Pressing surfaces of 27 . 29
3131
Hydraulikstangehydraulic rod
3333
Öffnung in 34 Opening in 34
3434
Heizplatteheating plate
3535
Heizelemente von 34 Heating elements of 34
3636
Fluidleitungfluid line
3737
Hydraulikeinrichtunghydraulic device
7171
Oberfläche von 7 Surface of 7
7272
oberflächennaher Bereich von 7 near-surface area of 7
7373
innerer Bereich von 7 inner area of 7

Claims (48)

Verfahren zur Herstellung von optischen Glaskomponenten insbesondere für Abbildungsoptiken, bei welchem die Glasschmelze portioniert und eine durch Portionieren erhaltene Glasportion auf einem auf einer Levitationsunterlage erzeugten Levitationspolster gelagert wird, wobei die Viskosität der Glasportion während der Lagerung an der Oberfläche durch Abkühlung auf oder über die Klebeviskosität von 107,6 dPa·s steigt, und die Glasportion im Inneren zumindest teilweise eine Viskosität unterhalb von 107,6 dPa·s aufweist, die Glasportion so in eine Pressform gegeben und in der Pressform blankgepresst wird.Process for the preparation of optical glass components, in particular for imaging optics, in which the glass melt is portioned and a portion of glass obtained by portioning is stored on a levitation pad produced on a levitation pad, wherein the viscosity of the glass portion during storage on the surface by cooling to or above the adhesive viscosity of 10 7.6 dPa · s increases, and the glass portion in the interior at least partially has a viscosity below 10 7.6 dPa · s, the glass portion is thus placed in a mold and bright-pressed in the mold. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Glasportion auf eine Temperatur abgesenkt wird, bei welcher die Viskosität zumindest 107.7 dPa·s beträgt.A method according to claim 1, characterized in that the surface of the glass portion is lowered to a temperature at which the viscosity is at least 10 7.7 dPa · s. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasportion kontaktlos in die Pressform gegeben wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Glass portion is placed contactlessly in the mold. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasportion durch Abkippen oder Verschwenken der Levitationsunterlage in die Preßform gegeben wird.Method according to claim 3, characterized in that the Glass portion by tilting or pivoting the levitation pad in the mold is given. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Levitationsunterlage schneller als in freiem Fall nach unten weg bewegt wird.Method according to claim 3 or 4, characterized in that the levitation pad faster as in free fall is moved away down. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasportion auf einer Mulde der Levitationsunterlage auf dem Levitationspolster gelagert wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Glass portion on a hollow of the levitation pad on the levitation pad is stored. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Bewegungen der Glasportion auf der Mulde durch eine asphärische Form der Mulde gedämpft werden.Method according to claim 6, characterized in that movements the glass portion on the trough is attenuated by an aspherical shape of the trough. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressform vorgeheizt wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Press mold is preheated. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasportion in eine Preßform gegeben wird, welche eine Temperatur unterhalb der Temperatur der Klebeviskosität des Glases hat.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Glass portion in a mold is given, which is a temperature below the temperature of the adhesive viscosity of the glass has. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Glas verarbeitet wird, welches bei 1650°C eine Viskosität von höchstens 104 dPa·s aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a glass is processed which has a viscosity of at most 10 4 dPa · s at 1650 ° C. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Glas mit einem Nadelspeiser, insbesondere einem taktenden Nadelspeiser portioniert wird.Method according to one of the preceding claims characterized in that the Glass with a needle feeder, in particular a clocking needle feeder is portioned. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasportion unter Haftkontakt in der Preßform, insbesondere auch im Inneren bis zumindest auf die Transformationstemperatur Tg abgekühlt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the glass portion is cooled under adhesive contact in the mold, in particular also in the interior up to at least the transformation temperature T g . Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas direkt auf die Levitationsunterlage portioniert wird.Method according to claim 12, characterized in that the Glass is portioned directly onto the levitation pad. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Levitationsunterlage während des Portionierens auf die Levitationsunterlage gegenüber der Portioniereinrichtung verändert wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Position of the levitation pad during portioning the levitation document opposite the portioning changed becomes. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Levitationsunterlage ein poröses Material aufweist, durch welches Gas für das Levitationspolster zugeführt wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Levitation pad a porous Has material through which gas is supplied to the Levitationspolster. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasfluß in das Levitationspolster oder der Abstand von Glasportion zur Levitationsunterlage geregelt wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Gas flow in the levitation cushion or the distance from the glass portion to the levitation pad is regulated. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasfluß in das Levitationspolster oder der Abstand von Glasportion zur Levitationsunterlage während des Portionierens auf die Levitationsunterlage geregelt wird.Method according to claim 16, characterized in that the Gas flow in the levitation cushion or the distance from the glass portion to the levitation pad while portioning on the levitation document. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Glasportionen gleichzeitig verarbeitet werden.Method according to one the preceding claims, characterized in that a plurality of glass portions processed at the same time. Verfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Glasportionen auf einer gemeinsamen Levitationsunterlage gelagert werden.Method according to claim 18, characterized in that the several glass portions on a common levitation pad be stored. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Glasportion mit einem Gewicht im Bereich von 0,1 Gramm bis 150 Gramm verarbeitet wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that a Glass serving weighing in the range of 0.1 grams to 150 grams is processed. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Pressens der Glasportion in der Preßform sowohl Wärme entzogen, als auch Wärme zugeführt wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that during the Pressing the glass portion in the mold both heat extracted, as well as heat is supplied. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur einer Preßfläche der Preßform so eingestellt oder geregelt wird, daß sie von einem zentralen Bereich zum Rand hin abnimmt.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Temperature of a pressing surface of the mold is set or regulated so that it is from a central area decreases towards the edge. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Bereich einer Preßfläche der Preßform gekühlt und ein umgebender Bereich geheizt wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that a central region of a pressing surface of mold cooled and a surrounding area is heated. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Pressens der Glasportion in der Preßform Wärme entzogen und danach Wärme zugeführt wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that during the Pressing the glass portion in the mold heat extracted and then heat is supplied. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschmelze bei einer Viskosität im Bereich von 2 dPa·s bis 104 dPa·s portioniert wird.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the molten glass is portioned at a viscosity in the range from 2 dPa · s to 10 4 dPa · s. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Preßform eine Linse geformt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the Mold is molded into a lens. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blankpressen weg- und kraftgesteuert durchgeführt wird.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Bare presses off-and force-controlled is performed. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasportion so portioniert und in die Preßform gegeben wird, daß die Glasportion einen Radius aufweist, welcher kleiner als der Radius der Wölbung der Preßflächen der Preßform ist.Method according to one the preceding claims, characterized in that the Portion of glass portioned and placed in the mold, that the glass portion has a radius which is smaller than the radius of curvature of the Press surfaces of the mold is. Vorrichtung zur Herstellung optischer Glaskomponenten, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend eine Portioniereinrichtung zum Portionieren einer Glassschmelze, eine Levitationsunterlage zum Lagern einer mit der Portioniereinrichtung erhaltenen Glasportion, sowie eine Preßform zum Blankpressen, eine Einrichtung zur Übergabe der Glasportion von der Levitationsunterlage zur Preßform, wobei mittels einer Einrichtung zur Steuerung des Prozeßablaufs die Glasportion so gekühlt wird, daß deren Viskosität während der Lagerung an der Oberfläche durch Abkühlung auf oder über die Klebeviskosität von 107,6 dPa·s steigt, und die Glasportion im Inneren zumindest teilweise eine Viskosität unterhalb von 107,6 dPa·s aufweist und die Glasportion so an die Preßform übergeben wird, wenn die Viskosität der Glasportion während der Lagerung an der Oberfläche der Glasportion auf oder über die Klebeviskosität von 107,6 dPa·s steigt.Apparatus for producing optical glass components, adapted for carrying out a method according to one of the preceding claims, comprising a portioning device for portioning a glass melt, a levitation pad for storing a portion of glass obtained with the portioning device, as well as a pressing mold for press molding, a device for transferring the glass portion from the Levitationsunterlage to the mold, wherein means of a device for controlling the process flow, the glass portion is cooled so that its viscosity during storage on the surface by cooling on or above the adhesive viscosity of 10 7.6 dPa · s increases, and the glass portion inside at least partially has a viscosity below 10 7.6 dPa.s and the glass portion is transferred to the mold when the viscosity of the glass portion during storage on the surface of the glass portion at or above the adhesive viscosity of 10 7.6 dPa · s increases. Vorrichtung gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung des Prozeßablaufs ausgebildet ist, die Glasportion an die Preßform zu übergeben, wenn die Viskosität während der Lagerung an der Oberfläche der Glasportion auf oder über eine Viskosität von zumindest 107,7 dPa·s steigt.Apparatus according to claim 29, characterized in that the means for controlling the process sequence is adapted to transfer the glass portion to the mold when the viscosity during storage on the surface of the glass portion at or above a viscosity of at least 10.7 dPa · s is rising. Vorrichtung gemäß Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Übergabe der Glasportion eine Einrichtung zum Abkippen oder Verschwenken der Levitationsunterlage umfaßt.Device according to claim 29 or 30, characterized in that the means for transfer the glass portion a means for tilting or pivoting of the levitation pad. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Übergabe der Glasportion eine Einrichtung zum Bewegen der Levitationsunterlage nach unten mit einer Beschleunigung größer als die Erdbeschleunigung umfaßt.Device according to a the preceding claims, characterized in that the Equipment for handover the glass portion means for moving the levitation pad down with an acceleration greater than the gravitational acceleration includes. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Levitationsunterlage mit einer Mulde zur Lagerung einer Glasportion.Device according to a the preceding claims, characterized by a Levitationsunterlage with a trough for Storage of a glass portion. Vorrichtung gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde eine asphärische Form aufweist.Device according to claim 29, characterized in that the Trough an aspherical Form has. Vorrichtung gemäß Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde in einem zentralen Bereich einen kleineren Krümmungsradius als in einem umgebenden Bereich aufweist.Device according to claim 29 or 30, characterized in that the trough in a central Range a smaller radius of curvature as having in a surrounding area. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Portioniereinrichtung einen Nadelspeiser umfaßt.Device according to a the preceding claims, characterized in that the Portioning comprises a needle feeder. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Portioniereinrichtung direkt über der Levitationsunterlage angeordnet ist.Device according to a the preceding claims, characterized in that the Portioning directly over the levitation pad is arranged. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Levitationsunterlage ein poröses Material aufweist, durch welches Gas für das Levitationspolster zuführbar ist.Device according to a the preceding claims, characterized in that the Levitation pad a porous Has material through which gas for the levitation cushion can be fed. Vorrichtung gemäß Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Levitationsunterlage Sintermetall als poröses Material aufweist.Device according to claim 38, characterized in that the Levitationsunterlage has sintered metal as a porous material. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Veränderung der Position der Levitationsunterlage gegenüber der Portioniereinrichtung.Device according to a the preceding claims, characterized by means for changing the position of the levitation pad across from the portioning device. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Regelung des Gasflusses in das Levitationspolster oder des Abstands von Glasportion zur Levitationsunterlage.Device according to a the preceding claims, characterized by a device for regulating the gas flow into the levitation cushion or the distance from glass serving to Levitation. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, eingerichtet zur gleichzeitigen Verarbeitung mehrerer Glasportionen.Device according to a the preceding claims, set up for simultaneous processing of several glass portions. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung für die Preßform.Device according to a the preceding claims, characterized by a heating device for the mold. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung für die Preßform.Device according to a the preceding claims, characterized by a cooling device for the Mold. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung zur Kühlung eines zentralen Bereiches einer Preßfläche der Preßform und eine Heizeinrichtung zur Heizung eines den zentralen Bereich umgebenden Bereiches dieser Preßfläche.Device according to a the preceding claims, characterized by a cooling device for cooling a central portion of a pressing surface of the die and a heater for Heating of a central area surrounding this area Pressing surface. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere entlang eines Kreises angeordnete Levitationsmulden.Device according to a the preceding claims, characterized by a plurality of levitation troughs arranged along a circle. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßform zur Formung einer Linse ausgebildet ist.Device according to a the preceding claims, characterized in that the mold is designed for forming a lens. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Levitationsunterlage eine einteilige Membran umfaßt.Device according to a the preceding claims, characterized in that the Levitationsunterlage comprises a one-piece membrane.
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