DE1596556C3 - Leichter glaskeramischer Gegenstand mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten - Google Patents

Description

3. Gegenstand nach Anspruch 1 und 2, da- bund gebracht werden, wobei die Verbindung an den durch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (19, jeweiligen geschlitzten Bereichen erfolgt, so daß die 59) mit einem Material gefüllt sind, das bei einer Endstruktur die gleiche Dicke oder Höhe aufweist über dem Schmelzpunkt der Masse des Gegen- 35 wie ein Einzelstreifen, wie es bei den ineinanderstandes liegenden Temperatur wärmebeständig ist gesteckten Kartonzuschnitten der Fall ist, die zwecks und aus den Hohlräumen leicht und ohne Beein- Trennung einzelner Eier zu einem Eierkarton zusam-

<-\ trächtigung der Dehnungseigenschaften des Ge- mengefügt werden.

' genstandes entfernt werden kann. Es treten jedoch wegen der Gesamtgröße der Glas-

4. Gegenstand nach Anspruch 3, dadurch ge-30 streifen und" der Dicke des Spiegelrohlings beträchtkennzeichnet, daß das in den Hohlräumen befind- liehe Schwierigkeiten auf, wenn die Glasstreifen liehe Material ein amorpher, geschmolzener SiIi- Temperaturen unterworfen werden, die für ihr Verziumdioxydschaum mit offenen Zellen ist. schweißen an den Verbindungsstellen und auch für

5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 das Verschweißen, der Oberfläche der zusammenbis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Öff- 35 gefügten »Eierkarton«-Struktur mit der unteren nungen(18, 61) gegenüberliegende Bodenfläche Oberfläche des Spiegelrohlings erforderlich und aus-(20) der Hohlräume jeweils einen gleichen Ab- reichend sind. Eine aus Glas bestehende Rückenstand zu der nicht mit Öffnungen versehenen platte, die von genügender Dicke sein muß, um dem Oberfläche (21, 57) des Gegenstandes einhält und Spiegel Biegefestigkeit zu verleihen, muß ebenso auf im wesentlichen parallel zu dieser verläuft. 40 die andere Oberfläche der »Eierkarton-Struktur« aufgeschweißt werden. Da das Gießen großer Spiegel ein äußerst empfindlicher und störanfälliger Vorgang

_______ ist und da ferner die Temperatur, der das Glas wäh

rend seiner Abkühlung ausgesetzt ist, einer besonde-45 ren sorgfältigen Steuerung bedarf, läßt sich einsehen, daß ein Versuch, der »Eierkarton-Struktur« die

Die Erfindung betrifft einen leichten glaskerami- Bodenoberfläche des Spiegelrohlings und alsdann die sehen Gegenstand mit niedrigem Wänneausdehnungs- ganze Struktur der Rückenplatte anzuschweißen, mit koeffizienten, der zwischen zwei gegenüberliegenden ernstlichen Schwierigkeiten verbunden ist.
Oberflächen voneinander getrennte Hohlräume besitzt 50 Dies alles erfolgreich zu bewerkstelligen, ist ein und bei dem eine der beiden Oberflächen eine Anzahl mühseliger, zeitraubender Arbeitsvorgang, der erhebvqn Öffnungen aufweist, von denen jede über einem Hch zu den Kosten des fertigen Produkts beiträgt.
Hohlraum angeordnet ist und mit diesem in Verbin- Es ist auch bereits ein Fernrohrspiegelrohling bedung steht. kannt, der aus einer massiven Boden- und einer mas-

Durch Gießen hergestellte glaskeramische Gegen- 55 siven Spiegelplatte besteht, die durch Stützrohre aus stände, insbesondere Fernrohrspiegelrohlinge mit Quarz miteinander verbunden sind. Der Spiegel wird großem Durchmesser und großer Dicke, haben hergestellt, indem die Stützrohre in die Bodenplatte schwerwiegende Nachteile. Infolge des beträchtlichen oder, die Spiegelplatte eingeschmolzen oder an diese Gewichtes größerer Spiegel muß ein komplexes Sy- angeschmolzen werden. Auf das freie Ende der Stützstem von- Einbaumitteln vorgesehen werden, um den 60 rohre wird dann die andere Platte aufgeschmolzen. Spiegel in das Fernrohr einzubauen, wobei besonders Der Spiegelrohling wird also aus mehreren Stücken sorgfältig darauf geachtet werden muß, daß der gebildet, was sich aber natürlich auf die Eigenschaf-Spiegel ungeachtet seiner jeweils sich während der ten des fertigen Spiegels auswirkt. Die Einzelteile Bewegung des Teleskops über verschiedene Beob- müssen miteinander verschmolzen oder verklebt werachtungszentren am Sternhimmel· verändernden Stel- 65 den, was, da es mit großer Genauigkeit vorgenommen lung beständig in spannungslosem Zustand gehalten werden muß, zeitraubend und kostspielig ist. Wenn wird. Glaskeramikteile verwendet werden, ist die Benut-

Da der Zustand und die Raumformgebung der zung eines Lötglases erforderlich. Durch das Löten

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können Spannungen im Glas verursacht werden, was F i g. 4 eine Schnittansicht einer anderen Ausfüh-

die optischen Eigenschaften verschlechtert. rungsform des Spiegelrohlings nach der Erfindung,

Es ist darüber hinaus bekannt, einen Spiegelrohling F i g. 5 eine Perspektivansicht einer Art der für die mit mehreren, zwischen zwei gegenüberliegenden Herstellung des erfindungsgemäßen Rohlings verOberflächen liegenden, voneinander getrennten Hohl- 5 wendbaren Apparatur,

räumen, bei dem eine der beiden Oberflächen eine Fig. 6 eine Schnittansicht einer Form der in

Anzahl von öffnungen aufweist, von denen jede über Fi g. 5 gezeigten Art, in geschlossener Arbeitsstellung

einem Hohlraum angeordnet ist, dadurch herzustel- gezeigt, in der die individuellen Formkerne im ge-

len, daß eine feingemahlene keramische Masse in schmolzenen Glas gehalten sind, .''"..■" "

Schlickerform in eine Form vergossen wird, die io Fig. 7 einen Teilschnitt einer Form der in Fig. 6

Form nach dem Trocknungsvorgang entfernt und der gezeigten Art, in der eine Perspektivansicht eines

gegossene Rohling zu einer glasigen Konsistenz ge- Formkerns gezeigt ist, der im geschmolzenen Glas

brannt wird. gehalten wird,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen . F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8-der F i g. 7, leichten glaskeramischen Gegenstand mit niedrigem ¹S Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten zu schaffen, aus Ausführungsform des Spiegelrohlings, die die Haltedem mittels Schleifen, Polieren, Formgeben und Be- rungsteile noch an den im Inneren des Rohlings belegen ein Fernrohrspiegel gebildet .werden kann, der findlichen Formkernen befestigt zeigt, -:\ .-· /V-nach Einbau in ein Fernrohr von ausreichender Fig. 10 einen Teilschnitt einer wiederum anderen Biegefestigkeit ist, so daß jede Verzerrung der spie- ²⁰ Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spiegelgelnden Oberfläche ausgeschlossen ist. rohlings,

Diese Aufgabe wird durch einen eingangs genann- Fig. 11 eine Teildraufsicht auf die in Fig. 10

ten leichten glaskeramischen Gegenstand gelöst, der dargestellte Ausführungsform, in der ein Teil weg-

dadurch gekennzeichnet ist, daß der Gegenstand aus gebrochen ist, um die darin gebildeten Hohlräume zu

einer einzigen Glasmasse geformt ist, daher aus einem ^a5 veranschaulichen.

durchgehenden Stück besteht und daß der Quer- Der erfindungsgemäße Gegenstand, wie der darschnitt der öffnungen kleiner ist als der der mit ihnen gestellte Spiegelrohling, kann durch Gießen einer Verbundenen Hohlräume. Glasschmelzmässe 9 in eine runde Gießform 10, die

Nach einer besonderen Ausführungsfonn der Er- mit mehreren, nach oben ragenden und an der Bodenfindung ist die der mit öffnungen versehenen Ober- 3<> fläche 12 der Form befestigten Stiften 11 versehen fläche gegenüberliegende Oberfläche konkav ausge- ist, geformt werden. bildet. An jedem dieser Stifte ist ein Model oder eine

Die Hohlräume sind, vorzugsweise mit einem Ma- hohlraumbildende Einheit (Formkern) 13 abnehmbar terial gefüllt, das bei einer über dem Schmelzpunkt befestigt, der einen Schulterteil 14 und einen Körperder Masse des Gegenstandes liegenden Temperatur 35 teil 15 aufweist. Wie in Fig. 5 gezeigt, hat der Formwärmebeständig ist und aus den Hohlräumen leicht ^kem einen durchgehend mit der Schulter 14 gebil- und ohne Beeinträchtigung der Dehnungseigenschaf- deten Halsteil 16, der entfernbar über dem Stift 11 ten des Gegenstandes entfernt werden kann. Zweck- angeordnet ist, so daß der Halsteil 16 den Stift 11 mäßigerweise ist das in den Hohlräumen befindliche vollständig gegenüber der Einwirkung der geschmol-Material ein amorpher, geschmolzener Siliziumdioxid- 4° zenen Glasmasse 9 schützt,
schaum mit offenen Zellen. ^Der geformte Model oder Formkern kann aus

Bei einer weiteren Ausführungsfonn der Erfindung einem beliebigen Material bestehen, das gegenüber

hält die den öffnungen gegenüberliegende Boden- der hohen Temperatur geschmolzenen Glases wider-

'fläche der Hohlräume jeweils einen gleichen Abstand standsfähig ist und während der sich anschließenden

zu der nicht mit öffnungen versehenen Oberfläche 45 Wärraebehandlungsvorgänge seine Form beibehält,

des Gegenstandes ein und verläuft im wesentlichen Geeignet ist ein geformtes, offenzelliges amorphes

parallel zu dieser. ■ geschmolzenes SiO₂. Dieses amorphe Siliziumdioxyd,

Die Erfindung wird nachstehend ins einzelne das mindestens zu 98% aus reinem SiO₂ besteht, gehend am Beispiel eines Fernrohrspiegelrohlings be- wobei Al₂O₃ den Hauptanteil der Verunreinigungen schrieben. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht 50 ausmacht^ hat einen linearen Wärmeausdehnungsauf Fernrohrspiegelrohlinge beschränkt, die Gegen- koeffizienten von 0,54· 10~^G per ⁰C(O bis 1000°C) stände können beispielsweise als Baueinheiten in der und kann einem thermischen Schock bis zu· 1705° C Bauindustrie Verwendung finden.-Die nachstehende widerstehen. Die Schüttdichte beträgt zwischen Beschreibung wird in Verbindung mit den Figuren 0,368 und 0,448 g/ccm. " " - " vorgenommen, von denen zeigt 55 Nachdem der glasige Spiegelrohling 17 gegossen,

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Teiles des Spiegel- aus der Form. 10 entfernt, einer vorgeschriebenen rohlings nach der Erfindung, gezeigt im gegossenen Wärmebehandlung unterzogen und anschließend auf Zustand in der Gußform, mit den im Rohling noch Raumtemperatur abgekühlt ist, können die Formvorhandenen Formkernen, kerne 13 leicht aus dem Inneren des Rohlings durch

Fig. 2 eine Schnittansicht" des aus einem Stück 60 die an der Unterseite des Spiegelrohlmgs befindlichen

bestehenden Rohlings mit den darin befindlichen Öffnungen 18 hindurch durch Meißeln mittels eines

Hohlräumen, zweckmäßig geformten Werkzeuges entfernt werden.

F i g. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf die Unter- Auf diese Weise wird ein Spiegelrohling 17 mit einer seite des in Fig. 1 gezeigten Rohlings, in der die Anzahl von Hohlräumen 19 erhalten, wie in den über den einzelnen Hohlräumen befindlichen öff-65 F i g. 2 und 3 dargestellt.. Die F i g. 4 veranschaulicht nungsdurchgänge sowie die Hohlräume in dem eine andere Ausführungsart der vorliegenden Erfinweggebrochenen Teil des Spiegelrohlings gezeigt dung, in welcher die Hohlräume 19 verschieden gesind, staltet sein können, je nach der räumlichen Gestalt

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der Formkerne, die beim Gießen des Spiegelrohlings herausgezogen, wodurch das Abheben der Platte-25 verwendet worden sind. . ■ ' von der Form 23 ermöglicht wird. Alle Halterungs-

In den bevorzugten Ausführungsarten sind die teile32 bleiben, wie in Fig. 9 gezeigt, innerhalb der Bodenflächen 20 der Hohlräume 19 in gleichem Ab- Glasmasse an den Formkernen 13 befestigt, nachdem ■ stand gehalten zu der Oberfläche 21 des Spiegel- ⁵ diese Masse aus der Form entfernt worden ist. rohlings, welche am Ende die spiegelnde Oberfläche Bie Masse wird alsdann einer Wärmebehandlung

des Fernrohrspiegels bildet. Als Folge der symme- unterzogen, deren Dauer und Temperaturhöhe betrischen Anordnung der geformten Kernmodel inner- stimmt ist von der Zusammensetzung dieser Masse halb der Gießform weist der, entstehende Spiegel- ~ einerseits und den endgültig angestrebten Eigenschafrohling — wie in Fig. 3 ersichtlich —^: eine Vielzahl ¹⁰ ten andererseits..... ■ .... .-von .in Abstand zueinander gehaltenen Hohlräumen Sobald der auf diese .Weise gebildete Spiegelin parallelen Reihen auf, die eine Reihe von sich in rohling 17 sich auf Raumtemperatur abgekühlt hat, zwei Richtungen erstreckenden Rippen 22 ausbilden, wird der die Halterungsteile 32 und Ringe 31 zuwobei die Dicke der Rippenteile auf der Erhöhung, sammenhaltende Zement 33 entfernt, alsdann werden auf der die öffnungen 18-mit den Hohlräumen' in *5 die Teile 21 und 32 herausgehoben und die Form-Verbindung, stehen, vorzugsweise geringer ist als die kerne 13 durch die in der oberen Oberfläche des Entfernung zwischen den Hohlräumen 19 und der Rohlings entstandene Öffnung 40 herausgemeißelt, Oberfläche 21, die die spätere Spiegelungsfläche bil- bis die Hohlräume im Spiegelrohling leer sind. Da den wird. ·. - · die in. der Platte 25 befestigten bzw.. gehaltenen

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann eine im Inneren ²⁰ Formkerne die gleiche Höhe aufweisen, werden ihre achteckig ausgestaltete Gießform 23 für das Gießen flachen Bodenflächenteile 43 in gleichbleibender des Glasrohlings verwendet werden. Die Boden- Entfernung von der Bodenoberfläche 24 der Form oberfläche 24 der Form -23 kann flach oder aber, was 23 gehalten, wodurch sichergestellt wird, daß die vorgezogen wird, konvex gestaltet sein, so daß der Dicke des Spiegelrohlings vom Boden 20 der sich entsprechenden Bodenfläche der darin vergossenen ²5 ergebenden Hohlräume bis zur Außenoberfläche 21 Glasmasse eine konkave Oberflächengestaltung erteilt im wesentlichen über den gesamten Bereich des Rohwird. Über der Form 23 ist eine Formkern-Halte- lings (s. F i g. 2) gleich ist

platte 25 angeordnet, an deren Außenoberfläche27 Die Fig. 6 veranschaulicht eine andere Ausfüh-

z\$ei sich über die Kanten nach außen erstreckende rungsart der Apparatur der Fi g. 5. Ein mehrteiliges Winkeleisen 26 befestigt sind, um manuelles Heben 3o Gesenk 44 mit einem eine konvexe Bodenfläche 45 und Absenken der Platte 25 relativ zur Form 23 zu aufweisenden unabhängigen Matrizenteil wird bis zu ermöglichen. ,.' , einer vorbestimmten Höhe mit einer geschmolzenen

.Mehrere Winkeleisen28 sind (auf nicht gezeigte Glasmasse'46 angefüllt, alsdann wird die Platte 47 Weise) an der Außenoberfläche 27 der Platte 25 be- abgesenkt, so daß die verformten Model 48 in der festigt und erstrecken sich rechtwinklig zu den 35 Glasmasse aufgehängt sind.

Winkeleisen-26. Jedes der Winkeleisen28 weist eine Wie vorher mit Bezug auf die Fig. 5 und_7 erAnzahl von Durchbohrungen 29 auf (s. Fig; 7), die örtert, werden die Model 48 von den sich in sie so ausgerichtet sind, daß sie die sich durch sie er- hinein erstreckenden Halterungsteilen 49 gehalten, streckenden Stäbe 30 aufnehmen können. . . und, wiederum getragen von der Stange 50, die durch

Wie genauer aus Fig.7 ersichtlich, weist jeder 40 die öffnungen51 in den Teilen49 und durch öff-Formkem 13 einen kreisrunden Metallring.il auf nungen 52 in Winkeleisen 53 hindurchgehen. Mit der Schulter 14 auf, welcher ein verlängertes Stütz- Rücksicht auf die der Oberfläche 54 der Masse 46 oder Halterungsglied 32 umgibt, das sich nach innen erteilte konkave Gestaltung weisen die Bodenflächen in den Formkern 13 hinein erstreckt. Das Glied 32 55 der Model die gleiche Gestaltung auf, so daß alle und der Ring 31 sind an der Schulter 14 des Form- 45 Bodenflächen 55 in einer Ebene liegen, die im wekems 13 mittels eines geeigneten Klebers oder Ze- sentlichen parallel zur konkaven Oberfläche 54 und ments 33 befestigt, wie beispielsweise Sauereisen. Der der konvexen Formenoberfläche 45 verläuft. Halterungsteil 32 erstreckt sich nach oben durch eine In einer, in -Fig. 10 gezeigten, wiederum anderen

öffnung 34 in der Platte 25 hindurch, und sein oberes Ausführungsart der Erfindung wird der Spiegel-Ende 35 weist eine öffnung 36 auf, durch die der 5° rohling 56 mit einer konkaven spiegelnden Oberfläche. Stab 30 hindurchgeht. Die Halterungsteile 32 sind in 57 und einer konvexen rückseitigen Oberfläche 58 der Weise innerhalb der Formkerne 13 befestigt, daß geformt Dies wird dadurch erreicht, daß Formkerne die Ringe 31 in Berührung stehen mit der unteren von verschiedener Gestaltgebung νςη einer oberen Oberfläche 37 der Platte 25, so daß geschmolzenes Platte herabhängen, die ähnlich gebildet ist wie die Glas mit dem Halterungsteil 32 nicht in Berührung 55 in F i g. 6 gezeigte Platte 47, jedoch mit der Maßgabe, gelangen kann. . ' ■ daß ihre Bodenoberfläche konkav gestaltet ist, sich

Bei der Verwendung der in Fi g. 5 gezeigten Appa- der Gießform innig anpaßt und eine Zone ausbildet, ratur wird eine geschmolzene Glasmasse zunächst in die der äußeren Konfiguration des Rohlings 56 entdie Form 23 bis zu einer vorbestimmten Höhe ge- spricht.

gössen. Die Platte 25 mit den daran aufgehängten &> Der Spiegelrohling 56 ist ferner mit einem zentral Formkernen 13 wird dann abgesenkt, bis die Ecken angeordneten Hohlraum 59 ausgebildet, der jede ge- und Kanten der unteren Oberfläche 37 auf den Ecken wünschte Form haben kann, um Einbau- und Be-41 und Kanten 42 der Form 23 aufliegen. Auf diese . festigungsmittel (nicht gezeigt) aufzunehmen und so-Weise werden die Formkerne in die geschmolzene mit den Einbau des aus dem Rohling hergestellten Glasmasse eingetaucht, und sobald die Viskosität 65 Spiegels in der Art einer Radio-oder Fernsehantenne dieser Masse bis zu einem Punkt erhöht ist, in dem zu ermöglichen. Dadurch, daß die Hohlräume 60 in diese Masse selbsttragend wird, werden die Stäbe 30 verschiedener Größe und Gestaltung ausgebildet weraus den Öffnungen 36 in den Halterungsteilen 32 den, weist der gebildete Spiegelrohling mehrere sich

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radial· erstreckende Rippen 62 auf, die die gleiche reich verteilt angeordneter Hohlräume auf. Er Dicke haben wie der Glasrohling, wodurch dieser an hatte einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von Steifigkeit gewinnt. Bei dem Spiegelrohling, der in 0 + 1 · 10""° C (0 bis 300° C). . F i g. 10 gezeigt ist, ist das Gesamtgewicht des aus

dem Rohling gefertigten Fernrohrspiegels stark herab- 5 · Beispiel2

gesetzt, und zwar eben dadurch, daß bei den peripheren Teilen im Verhältnis zu dem Mittelteil die

Dicken progressiv reduziert sind. . Es wurde ein Rohling gebildet durch Gießen eines

Auch hier machen es die über den Hohlräumen 60 thermisch kristallisierbaren geschmolzenen Glases, angeordneten und mit ihm in Verbindung stehenden io das eine Temperatur von etwa 1485° C aufwies, in öffnungen 61 möglich, daß die Hohlräume unter eine. Graphitform, die zur Verhütung von Wärmeatmosphärischen Drücken und Temperaturen stehen. Verlusten vorerhitzt worden war. Die Form hätte Die folgenden Beispiele sollen die Herstellung ^eJ^nen Durchmesser von 40,46 cm und trug in der in eines erfindungsgemäßen Gegenstandes veranschau- Fig. I gezeigten Weise eine Anzahl von Glasrocklichen. . 15 Formkernen, die ihrerseits ebenfalls vorgewärmt ·

waren. Es dauerte etwa 15 bis 20 Sekunden, bis das

Beispiel 1 geschmolzene Glas in die Form eingeflossen.war und

die Formkerne in einer Höhe von 1,27 cm über die

Ein thermisch kristallisierbares geschmolzenes Glas oberen Flächen der Formkerne hinausgehend einmit einer Temperatur im Bereich von 1450 "bis 20 schloß. Das geschmolzene Glas wurde für etwa 4 Mi-1510° C wurde in ein mehrteiliges, mit· einer kon- nuten in der Form stehengelassen, nach deren Ab· vexen Bodenoberfläche versehenes Gesenk aus Gra- lauf die Viskosität des Glases sich so weit erhöht phit gegossen, nachdem dieses auf 205° C vorerhitzt hatte, daß es selbsttragend geworden war. war. Die Form \vies einen Durchmesser von 40,64 cm Die Form wurde umgekippt, und der Glasrohling auf; es dauerte etwa 15 Sek., bevor der Oberflächen- 25 wurde vorübergehend auf eine Fläche aufgelegt, die spiegel des geschmolzenen Glases die vorgesehene sofort in einen auf 538° C vorgeheizten Ofen einHöhe erreichte. Nach Beendigung des Glaseinflusses gebracht wurde, dessen Temperatur infolge der An-Wutde die obere Platte der Form, die eine symme- ' Wesenheit der darin befindlichen heißen Masse auf irische Anordnung einer Anzahl verformter Glas- 621° C anstieg. Bei dieser Temperatur wurde der rock-Model der in Fig. 8 gezeigten Ausgestaltung 30 Aufbau 3 Stunden lang gehalten! Alsdann wurde die darstellt, in Richtung auf das Gesenk herabgelassen, Temperatur mit einer Steigerungsrate von 2,75° C so daß alle Model in der in F i g. 6 gezeigten Weise je Minute auf 730° C erhöht, und der Aufbau wurde in die geschmolzene Glasmasse eingetaucht waren. 50 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Am Ende Die Model waren zuvor auf 426° C erhitzt worden. dieses Zeitraumes wurde der Aufbau- mit einer Kühl-Nachdem nach dem Eintauchen der Model 5 Se- 35 geschwindigkeit von etwa 0,56° C je Minute gekühlt, künden vergangen waren, wurden die die Model bis eine Temperatur von 530° C erreicht war, und tragenden Stäbe von der Platte entfernt und die . alsdann wurde die Kühlgeschwindigkeit gesteigert auf Platte von der Form abgehoben. etwas weniger als 2,75° C je Minute, bis sich Raum-

Sobald sich die Viskosität des Glases bis zu einem temperatur einstellte.

Punkt erhöht hatte, bei welchem das Glas selbst- 40 Es hatte sich ein durchsichtiger, thermisch in situ tragend wurde, wurde das mehrteilige Gesenk ge- kristallisierter glaskeramischer Spiegelrohling gebilöffnet, und der Glasmassenaufbau wurde von dem det. Die Formkerne wurden aus dem Kern herauskonvexen Bodenflächenteil der Form gehalten. Von .gemeißelt und gekratzt, wonach sich eine Anzahl dem Zeitpunkt des Eingießens der Glasmasse in die* über das Innere verteilter und in der Gestaltung der Form war insgesamt eine Zeit von etwa 2V2 bis 45 Formkerne entsprechender Hohlräume gebildet hatte. 3 Minuten vergangen. Die gemäß den Beispielen 1 und 2 verformte,

Der selbsttragende Glasmasse-Aufbau wurde zu- durchsichtige kristalline glaskeramische Masse entsammen mit dem Gesenkboden unverzüglich in einen hält als vorherrschende kristalline Gebilde lithium-Ofen eingebracht, der auf eine Temperatur von haltige kristalline Phasen, die ausgewählt sind aus 538° C vorerhitzt worden war und dessen Tempe- 50 der aus /5-Eucryptit oder y?-eucryptitähnlichen Kri- *. ratur infolge der Anwesenheit der heißen Masse auf stallen oder /?-Spodumen oder /5-spodumenähnlichen 621° C anstieg; bei dieser Temperatur wurde der Kristallen oder beiden bestehenden Gruppe, wie mit-Aufbau während drei Stunden im Ofen belassen. tels Röntgen-Analyse identifiziert. Der keramische

Die Temperatur im Ofen wurde dann mit einer Körper enthält eine Masse solcher "kristallischen Steigungsrate von etwa 2,75° C pro Minute bis auf 55 Phasen, die ungeordnet durch den gesamten Bereich 732° C erhöht; bei dieser Temperatur wurde der des keramischen Körpers verstreut und in der als Aufbau 50 Stunden lang gehalten. Nach Ablauf dieser Ergebnis der in-situ-Kristallisation verbleibenden Frist wurde mit einer Kühlgeschwindigkeit von etwa glasigen Matrix dispergiert sind. Im wesentlichen 0,56° C pro Minute gekühlt, bis eine Temperatur haben alle Kristalle des keramischen Körpers einen von 538° C erreicht war, und von da ab die Kühl- 60 Durchmesser von weniger als Vs Mikron, gemessen geschwindigkeit auf etwas weniger als 2,75° C je über die größte lineare Ausdehnung der Kristalle. Minute gesteigert, bis sich Raumtemperatur ein- Die glaskeramische Masse hat einen linearen stellte. Es hatte sich ein durchsichtiger, thermisch Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa zwischen in situ kristallisierter glaskeramischer Spiegel rohling —10-10"⁷ und 10-10"⁷ (0 bis 3CO⁰C) und vorvon einer Dicke von 89 mm gebildet." Nachdem die 65 zugsweise von —3 bis 3 · 10~⁷ (0 bis 300° C). Halterungsteile entfernt und die Glasrock-Model Der endgültige Fernrohrspiegelrohling und der

weggemeißelt und -geschabt worden waren, wies der daraus gefertigte Fernrohrspiegel haben einen etwa Spiegelrohling eine Anzahl über seinen inneren Be- bei Null liegenden linearen Wärmeausdehnungs-

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koeffizienten. Ferner wird, obwohl der bevorzugte Wie in F i g 7 dargestellt, werden die Formkerne

Durchmesser der Kristalle weniger als Va Mikron. 13 von Halterungsteilen 32 getragen, die eine Öffgemessen über die längste lineare Ausdehnung der nung 46 aufweisen. Der Halterungsteil 32 erstreckt Kristalle, beträgt, vorgezogen, wenn der Kristall- sich einmal nach oben durch die starre Platte 25 durchmesser weniger als ¹U Mikron betraut, und die ⁵ hindurch und zum anderen in den Formkern selbst besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Kristall- . . hinein. Der Ring 31 ist auf dem Formkern 13 bedurchmesser weniger als Vio Mikron betragen. festigt, und der Raum. zwischen ihm und dem

Ein Spicgelrohling mit konkaver Oberfläche kann Teil 32 ist mit einem haftenden Zement angefüllt, unter Anwendung des im Beispiel 2 beschriebenen Es liegt auf der Hand, daß an Stelle dieser verschie-Verfahrens dadurch hergestellt werden, daß die die ^1O denen Teile, nämlich. Model 13, Halterung 32, Ring heiße selbsttragende Glasmasse enthaltende Form auf 31 und Zement 33, der gesamte durch den Zusameine konvexe Oberfläche umgekippt und der Glas- menbau dieser Einzelteile gebildete Körper in Form masse gestattet wird, sich auf diesen zu setzen und eines einzigen und aus einem Stück gebildeten dabei die Gestalt der tragenden Oberfläche. anzu- Elements vorgesehen werden kann, dessen Bodenteil nehmen. Es liegt auf. der Hand, daß dadurch, daß *5 den geformten Model, dessen Zwischenteil das einer Oberfläche des Rohlings eine konkave Gestalt Gegenstück zum Ring 31 (der tatsächlich ein Teil vermittelt wird, die Arbeitsgänge.. des Schleifens, des geformten Models ausmacht) und dessen oberer Polierens und der Formgebung erleichtert werden. Teil den oberen Teil des Halterungsgliedes 32 dar-

Der erfindungsgemäße Gegenstand kann in stellt. Dieses ganze Stück könnte natürlich aus Glas-Graphitformen oder in Formen aus anderen Mate- ²⁰ Steinschaum gebildet werden, wobei der oberste Teil rialien, beispielsweise einem offenzelligen geschmol- eine Öffnung aufweisen müßte, die der Öffnung 36 in zenen Siliziumoxyd-Schaum (Glasstein) oder kera- dem Teil 32 entspricht. Das gleiche gilt für die Formmischen Massen von niedriger Wärmedehnung u. dgl. kerne 48 und die Halterungsteile 49, die insgesamt hergestellt werden, die auf Temperaturen vorerhitzt ebenso aus einem Stück gegossen sein können. Demwerden können, die nahe an die der geschmolzenen ²5 gemäß stellen die hohlraumbildenden Teile der Glasmasse herankommen. Wenn die Spiegelrohlinge Apparatur nach der Erfindung, wenn sie aus einem aus einem thermisch kristallisierbaren Glas hergestellt einzigen Stück gebildet sind, den Formkern 13, Ring werden sollen, ist es zweckmäßig, die Formkerne 31 und Zement 33 dar. Dies liefert die Raumform oc?er Model mit abgerundeten Ecken und Kanten des in F i g. 6 gezeigten Formkerns 48, der ein solches auszubilden, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Dies wird 3° hohlraumbildendes Element darstellt. Der Halteeine ungewünschte Kristallisation des Glases, wie rungsteil 32 ebenso wie der Halterungsteil 49 ersie an scharfen Ecken und Kanten aufzutreten pflegt, strecken sich nach unten in das hohlraumbildende verhindern oder doch ganz wesentlich herabsetzen. Element hinein, während der obere Teil der Halte-Wahlweise können die Formkerne auch rund, konisch rungsteile benutzt wird, um die hohlraumbildenden oder von sonstwie geeigneter Gestaltung sein und 35 Elemente in die gewünschte Lage zu bringen und brauchen nicht notwendigerweise rechteckige Form dort, wie beispielsweise in F i g. 7 gezeigt ist, festzu haben. ■ zuhalten.

Es versteht sich von selbst, daß, wenn Fernrohr- Ein erfindungsgemäßer durchsichtiger Rohling von spiegelrohlinge mit leichtem Gewicht aus-geschmol- niedriger Wärmedehnung, dessen Grundoberfläche zenem Quarz, Borsilikat oder anderen Gaszusammen- 4° vorzugsweise konkav ist, läßt sich zu einem TcIesetzungen gebildet werden sollen,· die zweckmäßigste sköpspiegel weiter verarbeiten, indem diese konkave Behandlungsmethode von der in den Beispielen 1 Oberfläche geschliffen, poliert und geformt wird, und 2 beschriebenen abweichen wird, heil eine in- d. h., auf der Oberfläche wird eine genaue parasitu-Kristallisation des Glases nicht erforderlich ist. bolische Kurve ausgebildet. Ein dünner Aluminium-Derartige Wärmebehandlungsverfahren sind in der 45 belag wird dann in an sich bekannter Weise auf die einschlägigen Technik wohlbekannt. bearbeitete Oberfläche aufgebracht, um eine spie-

In -der vorangegangenen Beschreibung zur Her- · gelnde oder abstrahlende Oberfläche hervorzustellung des Gegenstandes nach der Erfindung ist bringen. . , ,

angegeben, daß die geschmolzene Glaszusammen- In der vorangegangenen Beschreibung der in Setzung in die Form gegossen wird. Die Form kannso Fig. 5 gezeigten Apparatur zur Herstellung eines aber auch mit Glasbruch gefüllt und. dann auf Fernrohrspiegelrohlings nach der Erfindung ist eine.für das Schmelzen des Bruches ausreichende erwähnt, daß die die Formkerne 13 tragende Platte Temperatur erhitzt werden. 25 abgesenkt wird, um die Formkerne 13 in die

In dem Falle ist ein Material wie der oben be- geschmolzene Glasmasse hineinzudrücken. Die Apschriebene Glasstein für die Formkerne nicht ge-55 paratur kann auch so _% abgeändert werden, daß eignet. An seiner Stelle könnte ein Material, wie eine verhältnismäßig große Öffnung in der Platte 25 Graphit, für die Herstellung der geformten Model 13 vorgesehen wird, so daß die die Formkerne 13 und 48 verwendet werden. Um das Auftreten von tragende Platte 25 mit Bezug auf die Form 23 so auf Gasentwicklung zurückzuführenden Blasen im angeordnet wird, daß sich die Formkerne in der Rohling auf ein Mindestmaß herabzumindern, kannte genau vorbestimmten Höhe befinden, in der im Vakuum angewendet werden. Als eine Alternative geschmolzenen Glas Hohlräume ausgebildet werden zu der Anwendung eines Vakuums kann ein Druck- sollen, wenn dieses Glas durch · diese relativ große* system verwendet werden, mittels dessen irgend- Öffnung hindurch eingegossen wird oder einfließt, welche Gasblasen im Boden des geschmolzenen Diese Art der Ausführung macht einen Glaspreß-Quarzes in der Form zurückgehalten werden. Wenn 65 Vorgang überflüssig. Statt dessen fließt das geder Spiegelrohling aus Quarz gefertigt wird, wird schmolzene Glas nach Eingießen in die Form um Sand in die die Hohlräume ausbildenden Vorsprünge dip bereits durch die Platte 25 in ihrer Lage geaufweisende Form gebracht und geschmolzen. haltenen Formkerne 13 und Ringe 31 herum, wenn

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der Gießform 23 das geschmolzene Glas in der der ganzen entfernt werden kann, nachdem die Kührichtigen Mengenabmessung durch die Öffnung in lung so weit vorgeschritten ist, daß das Glas an der Platte 25 zufließt. ■ Peripherie selbsttragend ist.

In ■ einer noch weiteren Abänderung der Aus- In dieser Beschreibung sind die Ausdrücke 'führung kann die Platte25 ersetzt werden durch 5 »/5-Eucryptit-Kristalle« und »/?-eucryptitähnIiche Krieinen Halterungsrost für die Formkerne 13 und stalle« in einem alternativen "Sinne verwendet. Wäh-Ringe 31. Dieser Halterungsrost kann aus einem rend man meist bei der Bezeichnung »/?-Eucryptit« Zusammenbau von auf einer gemeinsamen Ebene an die spezifische Kristallart denkt, die 1 Mol miteinander verbundenen Stäben bestehen, durch Lithiumoxyd, 1 MoI Aluminiumoxyd und 2 Mol welche in den waagerechten Ebenen zwischen den i° Siliziumoxyd enthält, werden daher in dieser BeFormkernen 13 viele Öffnungen gebildet werden. Schreibung beide Ausdrücke verwendet, um eine

Auf diese Weise kann das geschmolzene Glas an kristalline Spezies zu bezeichnen, die gemäß Röntgen-

vielen verschiedenen Stellen gleichzeitig in die Form Identifikation /Ϊ-Eucryptit-Strukturen aufweist, doch

einfließen oder in diese gegossen werden, um die können die Maxima leicht verschoben sein, je nach-

Formkerne 13 so lange und so weit mit geschmol- *5 dem, ob die genaue Menge des anwesenden Silizium-

zenem Glas zu umgeben, bis der OberflächensDiegel oxyds mehr oder weniger ausmacht als die durch die

des in der Form befindlichen geschmolzenen Glases Maxima angezeigten 2 Mol. .

eine Höhe bei oder in der Nähe der oberen Ober- In ähnlicher Weise verhält es sich mit der in der

fläche der Ringe 31 erreicht hat. Selbstverständlich vorstehenden Beschreibung enthaltenen Verwendung

wird der Boden der Formkerne 13 in einem solchen 20 der Bezeichnungen »0-Spodumen« und »/?-spodumen-

Abstand zum Boden 24 der Form 23 gehalten, daß ähnliche Kristalle«, wobei »ß-Spodumen-Kristalle«

eine ausreichende Dicke zwischen der vom Boden 24 Strukturen bezeichnet, die 4 Mol Siliziumoxyd auf je

geformten Oberfläche des Rohlings und der durch 1 Mol Aluminiumoxyd und 1 Mol Lithiumoxyd auf-

die Bodenflächen der Formkerne 13 gebildeten weisen. Bei leichter Maximalverschiebung ist ange-

Bodenflächen der Hohlräume gewährleistet ist. 25 zeigt, daß die kristalline Struktur mehr oder weniger

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei als genau die durch die Maxima angezeigten 4MoI

der Verwendung eines thermisch in situ kristallisier- ' Siliziumoxyd enthält.

ftälren Glases das geschmolzene Glas in der Form Obwohl die Erfindung erörtert und beschrieben abkühlen gelassen, bis seine Viskosität sich so weit worden ist im Zusammenhang mit Rohlingen für erhöht hat, daß es an der Peripherie selbsttragend 30 Fernrohrspiegel, dürfte klar sein, daß mittels des geworden ist, dann aus der Form entfernt und in Verfahrens nach der Erfindung andere große verbeschriebener Weise abgekühlt und zum Zwecke der formte Glasgegenstände hergestellt werden können, in-situ-Kristallisation einer Wärmebehandlung unter- und zwar insbesondere, wenn es wichtig ist, daß diese zogen. Es können alle oder auch nur einzelne Teile ein relativ geringes Gewicht aufweisen. Derartige der Form zu irgendeinem späteren Zeitpunkt entfernt 35 Gegenstände können beispielsweise als Baueinheiten werden, ebenso wie nur ein Teil der Form an Stelle in der Bauindustrie Verwendung finden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Patentansprüche: spiegelnden Oberfläche des fertigen Spiegels die Ge nauigkeit des gespiegelten Bildes bestimmen und da ferner der Spiegel eine derart große Biegefestigkeit

1. Leichter glaskeramischer Gegenstand mit aufweisen muß, um auch die geringste Bewegung niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der 5 oder Verzerrung der spiegelnden Oberfläche zu verzwischen zwei gegenüberliegenden, Oberflächen hindern, muß die Dicke des Spiegels ganz erheblich voneinander getrennte Hohlräume besitzt und bei sein, um solche Steifigkeit zu gewährleisten. Es sind dem eine der beiden Oberflächen eine Anzahl in der Vergangenheit Versuche unternommen worvon Öffnungen aufweist, von denen · jede über den, das Gesamtgewicht solcher Teleskopspiegel hereinem Hohlraum angeordnet ist und mit diesem io abzusetzen, indem ein Spiegelrohling mit einer Minin Verbindung steht, dadurch gekenn- destdicke geformt und anschließend die untere Oberzeichnet, daß der Gegenstand aus einer ein- fläche des Rohlings mit Glasteilen von gleicher zigen Glasmasse (9) geformt ist und daher aus Zusammensetzung verschweißt wurde, wobei diese einem durchgehenden Stück besteht und daß der Glasteile in ihrer Gesamtheit dem fertigen reflektie-Querschnitt der Öffnungen (18, 61) kleiner ist 15 renden Spiegel eine gewisse Biegesteifigkeit erteilen, als der der mit ihnen verbundenen Hohlräume Ein Beispiel für dieses Vorgehen ist die Verwen-(19,59). dung einer Art von ».Eierkartone-Konstruktion, bei

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch ge- welcher mehrere lange Glasstreifen, die entlang einer kennzeichnet, daß die der mit Öffnungen (18, 61) Längskante in Abständen geschlitzte Teilabschnitte versehenen Oberfläche gegenüberliegende Ober- ao aufweisen, mit mehreren gleichartigen, sich zu den fläche (57) konkav ausgebildet ist. ersten senkrecht erstreckenden Glasstreifen in Ver-