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In der DL-PS 69087 ist ein wasserdichtes Uhrgehäuse mit einem Mittelteil
und einem Uhrglas beschrieben, welches aus 2 Schichten aus mineralischen, vergüteten
Glas besteht.
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Gegenstand der Fr-PS 22 30 005 ist ein Uhrglas mit
einer gegebenenfalls
eingefärbten Schicht, während in der CH-PS 2 92 125 ein Blendschutzbelag an lichtdurchlässigen
Träger beschrieben ist, der für Sonnenbrillen usw. verwendet werden kann.
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Die vorstehenden Gläser weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie schichtenförmig
aufgebaut sind und infolgedessen kein Uhrglas bilden können, das in bestimmten Bereichen
unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit aufweist.
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Ziel der Erfindung ist ein Uhrglas, bei dem die vorstehenden Nachteile
überwunden sind, d. h., daß dieses bestimmte Bereich unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit
aufweist und einfach herzustellen ist.
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Die Bevorzugung von anorganischem Mineralglas anstelle von Kunststoffen,
die sich durch Tauchen partiell auch einfärben lassen, beruht im wesentlichen darauf,
daß die anorganischen Mineralgläser eine erheblich höhere Kratzfestigkeit besitzen.
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Darüber hinaus besitzen chemisch in ihrer Festigkeit gesteigerte,
anorganische Mineralgläser eine mindestens ebenso hohe Biegezugfestigkeit wie organische
Abdeckscheiben. Die Schlagfestigkeit chemisch gehärteter Mineralgläser ist höher
als die von Kunststoffen.
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Das Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die Glasteile miteinander
verschmolzen sind. Diese Glasteile unterscheiden sich erfindungsgemäß in ihrer Reintransmission
für sichtbares Licht. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß in ähnliche Grundglaszusammensetzungen
vor dem Einschmelzen unterschiedliche Farboxidmengen gegeben werden, die Gläser
dann getrennt erschmolzen, abgekühlt, in Rohabmessungen zugeschnitten und anschließend
zu mehrfarbigen zusammengesetzten Glaskörpern verschmolzen werden. Die Glaszusammensetzungen
können sich jedoch auch stark unterscheiden, aber in ihren übrigen Eigenschaften
aufeinander abgestimmt sein und zusätzlich unterschiedliche Farbkomponenten enthalten.
Es ist ebenfalls möglich, das eine Glasteil farblos oder schwach getönt zu gestalten,
und das andere Glasteil mit der gleichen Farbkomponente oder einer anderen Farbkomponente
bis zur Undurchsichtigkeit einzufärben.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Uhrglases liegt darin,
daß nach Abschluß des Verschmelzprozesses, der beim Glashersteller stattfindet,
dieses gegebenenfalls mehrfarbige Uhren-Rohglas vom Uhrglasveredler, der den Schleif-
und Polierprozeß sowie das Facettieren des Glases vornimmt, so behandelt werden
kann, als ob es aus einem einzigen Rohglas hergestellt wäre.
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Darüber hinaus ist von wesentlichem Vorteil, daß wegen der Ähnlichkeit
bzw. Anpassung der Glaszusammensetzungen in beiden Glasteilen durch chemische Härtung
die gleiche Festigkeitssteigerung erreicht werden kann. Andernfalls würde das Material
nach der Festigkeitssteigerung entweder zerspringen oder überhaupt keine genügende
Festigkeitssteigerung erfahren.
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In der Tabelle werden Zusammensetzungsbeispiele für Glasteile gegeben,
die, miteinander verschmolzen, zum erfindungsgemäßen Uhrglas führen Die Glasbildner
SiO2, B203 und P2Os können in weitesten Grenzen verwendet werden; für SiO2 ergibt
sich eine Untergrenze von 32 Gew.-%. Erdalkalien können in verschiedenster Konzentration,
Alkalioxide sollen mindestens zu 4 Gew.-% enthalten sein. ZnO, PbO, TiO2 und seltene
Erden können ebenfalls enthalten sein. Weitere Komponenten (ohne Farboxide) können
bis zu 18 Gew.-% zugefügt werden. Farboxide können
beliebig verwendet
werden, wenn die Gläser eines Systems dann in ihren übrigen Komponenten aufeinander
abgestimmt werden.
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Die Ähnlichkeit der Glaszusammensetzungen im linearen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten gewährleistet eine exakte Verschmelzung, so daß keine Rohglasgrenzen,
wenn sie nicht durch unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit zwischen den beiden Glastypen
bewußt erzeugt werden sollen, erkennbar werden.
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Besonders günstig läuft der Verschmelzprozeß dann ab, wenn beide
Gläser nicht nur im linearen Ausdehnungskoeffizienten, sondern auch in ihrer Viskosität
übereinstimmen. die ungefähre Toleranz der Übereinstimmung im linearen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten sollte etwa +2 10-7/°C im Temperaturbereich zwischen 20
und 300° C betragen.
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Im einzelnen wird erfindungsgemäß bei der Herstellung eines solchen
Uhrglases wie folgt vorgegangen: Die beiden Glastypen können getrennt voneinander
erschmolzen und als Rohglas auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Sie sollten nach
dieser Abkühlung spannungsfrei sein. Anschließend werden die Gläser in handliche
Rohglasteile zersägt. Diese Rohglasteile aus den beiden Glastypen werden in geeigneter
Weise, welche weiter unten beschrieben wird, miteinander kombiniert, fixiert und
dem Verschmelzprozeß unterworfen.
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Der Verschmelzprozeß findet in einem Temperaturbereich statt, der
durch das Viskositätsverhalten der beiden Glastypen charakterisiert wird.
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Die Verschmelzviskosität liegt zwischen 10'3 und 103 Poise. Es sind
verschiedene Verschmelzprozesse mög lich, welche unter eingeengten Viskositätsbedingungen
arbeiten. So ist ein kälteres Verschmelzen bei Viskositäten zwischen 1013 und 107
Poise ebenso möglich wie ein heißeres Verschmelzen zwischen 106 und 103 Poise. Sonderverfahren
arbeiten auch zwischen los und 105 Poise.
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Zahlreiche Anordnungsmöglichkeiten für die verschiedenen Glasteile
sind möglich. So zeigt die F i g. 1 ein 2 mm dickes Uhrglas, welches aus einem schwarzen
Glasteil B und einem farblosen Glasteil A durch Verschmelzen und nachträgliches
Schleifen und Polieren hergestellt wurde. Die Abdeckscheibe dient für Digitaluhren.
Durch das Fenster aus dem durchsichtigen Glas A ist die Digitalanzeige abzulesen.
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Die F i g. 2 zeigt ein hellblaues, gut durchsichtiges, sechseckiges
Fenster aus einem Glasteil D, welches von einem dunkelblau-transparenten Glasteil
E in kreisrunder Form umgeben ist Diese Rundscheibe ist 1,5 mm dick.
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Die F i g. 3 zeigt eine 1,6 mm dicke Uhrglasscheibe aus einem dunkelgrünen,
undurchsichtigen Glas E in das azentrisch ein farbloses Fenster aus einem Glas A
und ein schwachgrünes Fenster mit guter Durchsicht aus einem Glastyp Cebenfalls
azentrisch eingelassen sind.
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Neben runden Uhrgläsern lassen sich ebensoleicht anders geformte
Scheiben zum Abdecken des Zifferblattes oder der Digitalanzeige herstellen. Achteckige,
ovale oder viereckige Formen sind besonders leicht herstellbar.
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Eine Kombination von drei und mehr verschiedenen Glasteilen, wie
beispielsweise in Fig. 3 gezeigt, ist ebenfalls nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren
möglich. Wesentlich ist nur, daß die verschiedenen, miteinander zu kombinierenden
Glasteile miteinander verschmelzbar sind.
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Nachstehend wird ein mögliches Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Uhrglases beschrieben. Dieses besteht darin, daß ein Profilstab, der beispielsweise
die Abmessungen des Fensters A in der F i g. 1 besitzt, von einem Rohr aus der Glaszusammensetzung
B lose umgeben wird und nach dem Stab-Rohr-Verfahren, welches aus der Lichtleitfaser-Herstellung
bekannt ist, zu einem verschmolzenen, kompakten Rundstab, eventuell unter Anlegen
von Vakuum, ausgezogen wird, in welchen an definierter Stelle das Viereck-Profil
A eingefügt ist Dieser homogene Rundstab kann anschließend in Scheiben gesägt werden.
Man erhält so auf sehr einfachem Weg billig die Rohglasscheiben, die anschließend
nur noch geschliffen, poliert und facettiert werden müssen, um die fertigen Uhrgläser
zu ergeben. Gleiches kann für die Profile der F i g. 2 und 3 erfolgen.
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Ein anderer Weg zum Herstellen der erfindungsgemäßen Uhrgläser besteht
darin, um einen viereckigen farblosen Profilstab aus dem Glastyp R, in F i g. 4
als Nr.
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5 gezeigt, vier Blöcke 1, 2, 3 und 4 des Glases S, die ebenfalls als
Viereck-Profilstäbe vorliegen, anzuordnen.
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Die Blöcke 1,2,3 und 4 sind ebensolang wie der Stab 5.
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Gemeinsam auf der Unterlage Fliegend, werden sie in einem Elektroofen
bei einer Viskosität von 107.2 Poise und entsprechender Temperatur 1 Std. lang miteinander
verschmolzen und dann abgekühlt Durch Rundieren erhält man einen Stab, der in Scheiben
geschnitten wird.
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Das Verschmelzprogramm kann in Zeit und Temperatur variiert werden.
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Eine Festigkeitssteigerung der erfindungsgemäßen Gläser kann durch
chemische Behandlung erfolgen.
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Dazu werden meist alkaliionenhaltige Salzschmelzen verwendet, die
zu einem lonenaustausch zwischen dem zu härtenden Gegenstand und den Salzbad führen.
Es ist deshalb in diesen Fällen erforderlich, daß die verwendeten Glastypen mindestens
4 Gew.-0/o Alkalioxid enthalten, welche sich austauschen lassen. Darüber hinaus
ist hier ein Mindestgehalt von 32 Gew.-% SiO2 notwendig.
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Wichtig für die chemische Härtung ist, daß sich beide Glastypen annähernd
in gleicher Weise chemisch behandeln lassen. Die Austauschzonen, in denen die Druckspannung
zum Beispiel durch Einbau von größeren Alkaliionen auf Plätzen kleinerer Alkaliionen
erhöht wird, sollten annähernd gleich sein für alle in einem System kombinierten
Glasteile. Dadurch werden Spannungsunterschiede zwischen den Glasteilen vermieden
und wird eine genügende Endfestigkeit erzielt Typische Bedingungen bei der chemischen
Festigkeitssteigerung durch Ionenaustausch in einem KNO3-Salzbad für das System
B der Tabelle sind 16 h bei 4700 C. Dadurch wird die Festigkeit des Uhrglases gegenüber
dem unbehandelten Glas um den Faktor 5 gesteigert.
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System A System B System C System D SiO2 66,46 66,33 64,29 61,94
59,91 60,21 43,43 42,16 42,83 68,0 36,67 37,83 35,51 B203 1,02 1,02 0,99 1,09 1,05
1,06 - - - - 3,96 4,09 3,84 Al203 3,07 3,06 2,97 2,48 2,40 2,41 26,26 25,49 25,90
2,0 0,50 0,51 0,48
Fortsetzung System A System B System C System
D CaO - - - 0,50 0,48 0,48 - - - 8,0 8,92 9,20 8,64 MgO 2,56 2,55 2,47 2,87 2,78
2,79 - - - - - - -BaO - - - 0,99 0,96 0,96 - - - - 23,79 24,51 23,03 ZnO 8,18 8,16
7,91 11,40 11,02 11,08 3,03 2,94 2,99 4,0 3,96 4,09 3,84 PbO - - - 0,50 0,48 0,48
- - - - 4,46 4,60 4,32 Na2O 9,20 9,18 8,90 8,42 8,15 8,19 12,12 11,76 11,95 8,2
5,95 6,14 5,76 K20 9,20 9,18 8,90 9,12 8,82 8,86 - - - 9,3 0,69 0,72 0,67 Li2O -
- - - - - 5,05 4,90 4,98 - 0,40 0,41 0,38 TiO2 0,31 0,31 0,30 0,69 0,67 0,67 - -
- 0,4 4,46 4,60 4,32 P205 - - - - - - 10,10 9,80 9,96 - - - -La2O3 - - - - - - -
- - - 2,97 3,07 2,88 Fe304 - - - - 2,11 - - - - - 2,28 - 0,96 Fe2O3 - - 1,48 - 1,15
1,32 - - - - 0,99 - 3,84 NiO - - 0,20 - 0,02 0,14 - - - - - - 0,96 CoO - 0,20 0,10
- 0,006 0,03 - - - - - 0,20 0,58 Mn2O3 - - 1,48 - - 1,30 - - - - - - -CuO - - -
- - - - - 0,90 - - - --Cr203 - - - - - - - 2,94 0,50 - - - -Farbe des farb- blau
braun farb- grün grau farb- grün grau farb- grün blau schwarz Glases los los los
los durchsichtig durchsichtig undurchsichtig durchsichtig