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Ringform zum Gießen von Teleskopscheiben Die Erfindung bezieht sich
auf die Herstellung von runden Glasscheiben.
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Glasreflektorscheiben für Teleskope werden üblicherweise bis zu einem
Durchmesser von. 260 cm gebraucht. Bei der Herstellung derartiger Scheiben wird
das geschmolzene Glas in eine Ringform mit der gewünschten Abmessung gegossen. Das
Gießen bereitet erfahrungsgemäß sehr beträchtliche Schwierigkeiten, da das Glas,
in der Regel ein Borosilicatglas, einen sehr niedrigen Ausdehnungskoeffizienten
hat, die aus Eisen oder Stahl bestehenden Formwände dagegen einen verhältnismäßig
großen. Wenn das Glas in die Form gegossen wird, so. dehnt sich diese aus. Ist das
Gießen beendet und beginnt das Glas sich abzukühlen, so werden auf das Glas auf
Grund der größeren Zusammenziehung der Form gegenüber der des Glaskörpers selbst
starke Kräfte ausgeübt, die es zu zerstören suchen.
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Besteht die Formwand selbst beispielsweise aus zwei starr miteinander
verbundenen halbkreisförmigen Stahlteilen, die auf einer Grundplatte aus Eisen angeo,rdnet
sind, und verbleiben diese halbkreisförmigen Wände beim Abkühlen des Glases in der
das geschmolzene Glas einschließenden Lage, dann würde das Glas durch die infolge
der stärkeren Zusammenziehung des Stahles gegenüber der der Glasmasse auftretenden
Kräfte zerstört werden. Andererseits können die Formabschnitte. von dem geschmolzenen
Glas. nicht entfernt werden., bevor dieses zumindest an seinem Umfang sich genügend
verfestigt hat. um die Glasmasse selbsttragend zu machen. Entfernt man die Formabschnitte
zu diesem Zeitpunkt und läßt die dann stattfindende Abkühlung zu, so ergibt sich
ein Abkühlvorgang des Glases, d. h. eine Wärmeabnahme, die nicht unter genauer Kontrolle
verläuft, und weiter der Nachteil, daß das Glas nicht mehr heiß genug ist, um nach
seinem Verbringen in den Kühlofen das Entstehen: von Fehlern zu verhindern. Es können
dann auf Grund der inneren Spannungen infolge der mangelnden Kontrolle des Abkühlvorganges
Risse in dem Glas auftreten.
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Der Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung von Vorrichtungen zur
Herstellung runder Glasscheiben, insbesondere von Scheiben für Teleskope in den
erforderlichen Abmessungen, mit denen das geschmolzene Glas unmittelbar nach dem
Gießvorgang in den Kühlofen gebracht werden kann und bei denen die Wände der Form,
obwohl sie die Glasmasse in geschmolzenem Zustand tragen, nicht nachträglich während
des Abkühlens Kräfte erzeugen, die zur Zerstörung der Glasscheiben führen.
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Es ist zwar bekannt, den verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten von
Glas und Gießformen beim Gießen von hohlen Glaskörpern aus einer Glasmasse, deren
Ausdehnungskoeffizient größer ist als der von Stahl oder Eisen, dadurch Rechnung
zu tragen, daß der Kern, z. B. durch Herstellung aus gerolltem Eisenblech, nachgiebig
gestaltet wird. Beim Gießen der genannten Glasstücke können starre äußere Formen
verwendet werden. Es treten aber hierbei nicht die Schwierigkeiten auf, die mit
der Erfindung überwunden werden solle-n, andererseits sind die zur Herstellung der
bekannten Kerne dienenden Mittel nicht geeignet, eine Ringform zum Gießen von Teleskopscheiben
so zu gestalten, daß sie den an diese Form zu stellenden Anforderungen genügt.
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Die Ringform zum Gießen von Teleskopscheiben ist erfindungsgemäß so
ausgebildet, daß die Form aus einzelnen Wandabschnitten besteht, die verschiebbar
auf einer Grundplatte zu dem gewünschten Umriß der Scheibe zusammengestellt sind,
und aus die Wandabschnitte zu einer geschlossenen Form miteinander verbindenden,
in Hakeneingreifenden. Riegeln, die eine Bewegung der Abschnitte längs des Formumfanges
während des Kühlens der gegossenen Scheibe zulassen. Während des Eingießens des
geschmolzenen Glases in die Form werden waagerechte Kräfte auf die Formwände ausgeübt,
die meist nicht symmetrisch sind. Um nun ein Verschieben oder Schrägstellen der
Formwände während des Eingießens zu verhindern, wird bei Formen für Teleskopscheiben
mit einem Durchmesser von mindestens 100 cm und einer Dicke von mindestens 18 cm
weiterhin eine zeitweilige Abstützung der Wandteile gegen die während des Eingießens
auftretende große Beanspruchung verwendet. Zu diesem Zweck dient im Zusammenwirken
mit den
übrigen Konstruktionsteilen ein die Formwand umgebender
Reifen, der diese zeitweise gegen die Kräfte abstützt, die von dem geschmolzenen
Glas während des Eingießens auf sie ausgeübt werden.
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Nachdem das geschmolzene Glas sich auf gleichmäßige Höhe gesetzt hat,
kann der Ring fortgenommen werden. Wie festgestellt -wurde, ist der bei der Herstellung
kleinerer Scheiben, z. B. von Scheiben unter 100 cm Durchmesser und 18 cm Dicke,
auftretende hydrostatische Druck des geschmolzenen Glases nicht ausreichend, die
Reibung zu überwinden, die dem Gleiten der Wandabschnitte auf der Grundplatte und
relativ zueinander entgegenwirkt, falls die Formwand nach außen aufgehen sollte.
Alternativ kann der die Formwand umgebende Reifen durch Distanzstücke von diesen
getrennt sein, die bei den Temperaturen brennbar sind, die in der Wand nach dein
Gießen entstehen. Hierdurch wird die Spannwirkung des Reifens selbsttätig durch
die in der Form entwickelte Wärme aufgehoben.
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Eine praktische Ausführungsform der Erfindung ist so ausgebildet,
daß die Riegel parallel oder praktisch parallel zur Grundplatte liegen und daß die
Innenfläche jedes Riegels und jedes Hakens gezahnt ist und die Zähne waagerecht
liegen und daß die untere Kante jedes Riegels zugespitzt ist, um die Reibung zwischen
den Riegeln, den Wandabschnitten und. den Haken während einer Verschiebung der Ringabschnitte
läng: des Umfanges so klein -wie möglich zu halten. Bei dieser Ausbildung der Ringform
können die einzelnen Wandabschnitte mindestens eine waagerechte Reihe von Haken
zur Aufnahme der die Wandteile mit Abstand einschließenden Reifen aufweisen, und
die Abstände müssen so bestimmt sein, daß die brennbaren Distanzstücke, z. B. Klötze
aus Holz, zwischen Reif-,n und Wandte.il(en eingepaßt werden können.
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Der abstützende Reifen kann eine Verbindung finit Unterlagscheiben
innerhalb der Verbindungsmittel aufweisen, und zwar mit Unterlagsch.eiben aus einem
Werkstoff, der bei den in den Wänden nach dein Gießen auftretenden Temperaturen
brennbar ist. Auf diese Weise wird die vom Reifen ausgeübte Abstützung durch die
Wärme der Form automatisch aufgehoben, und die Verbindungen lassen eine Bewegung
der Reifenteile bis zur Stärke der Unterlagscheiben zu. wenn die Teile des Reifens
sich zusammenziehen.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand mehrerer in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 in perspektivischer Darstellung
einen Teil einer Form zur Herstellung runder Scheiben von verhältnismäßig kleiner
Stärke, beispielsweise von 18 cm, und mit einem Durchmesser von etwa 100 ein.
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Fig.2 in gleicher Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform, Fig.
3 einen lotrechten Schnitt nach Linie 111-I11 der Fig. 1 und Fig.4 in perspektivischer
Darstellung eine runde Form zur Herstellung runder Scheiben großen Durchmessers,
beispielsweise von Scheiben mit etwa 200 cm Durchmesser und 36 cm Stärke.
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Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, besteht die Ringform aus mehreren Wandabschnitten
1, beispielsweise aus acht Abschnitten, in solcher Anordnung, daß ihre Enden stumpf
gegeneinanderstoßen und die Trennfugen durch Leisten 17 abgedeckt sind. Nahe jedem
Ende jedes Wandteiles sind zwei übereinanderliegende Haken 2 angebracht. Die Haken
zweier benachbarter Wandabschnitte bilden ein Hakenpaar. jedes Hakenpaar ist durch
einen in sich starren Riegel 3 verbunden. Die Riegel 3 ergeben eine bewegliche Verbindung
der benachbarten Wandteile, halten sie alter so zusammen, daß sie eine feste Form
bilden.
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Die innere Fläche 4 jedes Hakens und die innere Fläche 6 jedes Riegels
sind gezahnt. Die Zähne verlaufen in der Waagerechten, um die Reibung zwischen den
Riegeln und den Halten und zwischen den Riegeln und den Wandteilen der Form gering
zu halten. Es -wird so eine relative Bewegung der `,#"andteile gegeneinander längs
des Formumfanges während des Gießens und -während des Abkühlens des gegossenen Glases
im Kühlofen möglich. Die untere Kante 5 jedes Riegels ist, -wie Fig. 3 zeigt. zugespitzt,
es wird so die Berührungsfläche zwischen den Riegeln und den Haken auf ein -Mindestmaß
verkleinert.
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Die Wandabschnitte stehen auf einer Grundplatte 7. An dieser sind
Ringe 8 angebracht, mit denen die Grundplatte und die gesamte Form mit dein geschmolzenen
Glas aus der Gießstellung angehoben Lind in einen Kühlofen gebracht werden kann,
in dein die Abkühlgeschwindigk eit geregelt wird. Zur Verstärkung der Formwand beim
Gießen, also dann, wenn 1111-gleiche Kräfte gegen die Wandabschnitte -wirken. dient
ein aus zwei Teilen 9 und 10 bestellender, auf der Grundplatte 7 aufliegender Reifen.
Die abgewinkelter Enden 11 und 12 jeder Reifenhälfte sind durch Schrauben 13 miteinander
verbunden. Die @i-esentliche Aufgabe des Reifens 9,10 ist die, eine Zerstörung der
Form durch die gegebenenfalls unst-inmetriscben Kräfte zu verhindern, die -nährend
des Füllens der Form auftreten.
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Nach dem Aufstellen der Wandteile 1 auf die Grundplatte 7 -werden
die Riegel in die Haken 2 eingelegt. der Reifen um die Form gelegt. und das Gießen
kann dann durchgeführt -werden. Sobald das Gießen beendet und das Glas sieh in der
Form auf gleichmäßige Höhe gesetzt hat, -wird der Reifen 9, 10 fortgeno ininen.
@Vie festgestellt -wurde, ist der livdrostatisclie Druck des geschmolzenen Glases
bei kleineren Scheiben nicht ausreichend, die einer Auswärtsbewegung der Wandteile
entgegenwirkende Reibung zwischen den \Vandteilen und der Grundplatte zu überwinden.
Sämtliche verriegelten Wandteile zusammen finit der Grundplatte und dem geschmolzenen
Glas können dann aus der Gießstellung in den Kühlofen gebracht werden, wo der Abkühlvorgang
geregelt wird.
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In der Ausführungsform nach Fig.2 liegt der aus den Hälften 9 und
10 gebildete Reifen in Haken 14, die den Reifen in bestimmtem Abstand von den @,#'andabschnitten
halten. In Natriumsilicat getränkte Blöcke aus Holz sind als Distanzstücke 15 zwischen
die Reifenteile 9,10 und die Wandteile 1 getrieben, und zwar so, daß sie auf den
Halden 14 aufstehen. Die Holzblöcke sind in Natriuinsilicat getränkt und verbrennen
daher nur langsam bei den Temperaturen der Wandabschnitte 1, die infolge der Wärme
des geschmolzenen Glases in der Form in den Wandteilen entstehen. Hierbei ist es
nach dem Gießen des Glases in die Form nicht notwendig, die Reifenhälften 9, 10
zu lösen, da ihre Spamiwirkung selbsttätig aufgehoben wird, wenn die Distanzstücke
15 durch die Wärme der Form verbrannt sind. Die gesamte Formeinheit kann so unmittelbar
nach dem Gießen in den Kühlofen gebracht -werden. Sobald das Glas genügend fest
geworden ist, uni sich selbst zu tragen, sind die Wandabschnitte der Form wieder
frei für eine Bewegung in Richtung ihres Umfanges -während der nachfolgenden Zusammenziehung
der Wandabschnitte.
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Bei der Herstellung von Teleskopscheiben mit größeren Abmessungen
muß mehr Glas in die Form
gegossen werden, als einer Schm-elzwannenfüllung
entspricht. Bei der Herstellung von Scheiben von 200 cm Durchmesser und einer Stärke
von 36 cm sind zwei Glaswannen mit einem Gesamtgewicht von ungefähr 21/4 Tonnen
für das Füllen der Form notwendig. Hierbei ist die Pause zwischen den beiden Gießvorgängen
oft unvermeidlich. Die Folge hiervon ist, daß die Gießform ungleichen Kräften unterworfen
ist, wie sie entstehen, wenn nur der untere Teile der Form gefüllt ist. Um die Form
gegen die waagerechten Kräfte widerstandsfähig zu machen, die bei der zweiten Hälfte
des Gießvorganges auftreten, sind, wie Fig. 4 zeigt, auch am oberen Teil der Wandteile
1 Haken 14 zur Aufnahme zweier miteinander verbundener Reifenhälften 9, 10 angebracht.
Auch zwischen diesen und den Wandteilen. sind Holzblöcke 15 getrieben, so daß die
Abstützung der Wandteile am oberen und am unteren Rand durch die Wärme der Form
aufgehoben werden kann, um so die Spannwirkung der Reifenhälften 9, 10 während des
Kühlvorganges des geschmolzenen Glases im Kühlofen aufzuheben.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen nach Fig.2 his 4, bei
denen brennbare Klötze zwischen den Wandteilen und den sie umgebenden Reifenhälften
verwendet werden, kann die Aufhebung der Spannwirkung der Reifen auch durch brennbare
Unterlagsch.eiben 16 unter den Schraubenköpfen der die Reifenhälften miteinander
verbindenden Schrauben erreicht werden.
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Auch auf diese Weise wird die von den Reifenelementen ausgeübte Spannung
durch die Wärme der Form nach Maßgabe des Abbrennens der Scheiben 16 aufgehoben.
Auf diese Weise können die Verbindungen, sich öffnen, wenn der Reifen sich zusammenzieht.
Es ist klar, daß die Scheiben 16 genügend groß bemessen werden können, um die Reifenhälften
9, 10 ohne die Distanzstücke 15 verwenden zu können. Die Erfahrung hat aber gezeigt,
daß es vorteilhaft ist, so-@vohl die Distanzstücke 15 wie die Scheiben 16 zu verwenden.
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Bei Anwendung einer Form gemäß der Erfindung wird das geschmolzene
Glas in der Form frei von Spannungen, sobald die Glasmasse so weit steif geworden,
ist, daß sie sich selbst tragen kann. Es können daher zerstörende Spannungen in
der Masse nicht auftreten. Da weiter das geschmolzene Glas schnell in den Kühlof,e,n
gebracht werden kann, so besteht auch eine vollständige Kontrolle des Kühlvorganges,
so daß Risse in dem Glas nicht auftreten können.
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Die Deckleisten 17 an. den Stoßstellen der Wandabschnitte können,
wie die Zeichnung zeigt, aus einem Stück mit je einem Wandabschnitt bestehen. Jeder
Wandabschnitt kann an einem Ende eine mit ihm aus einem Stück bestehende Leiste
17 haben. Vorteilhaft ist die Verwendung von zwei Arten von Wandteilen, und zwar
je eines Wandteiles mit einer Leiste 17 an jeder lotrechten Kante und je eines Wandteiles
mit glatten Enden, die sich gegen die Leisten 17 der anschließenden Wandteile le--en.