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Verfahren zur Rerstellung von Mehrstärken-Brillensläsern
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrstärken-Brillengläsern,
die größtenteils aus einem Grundglas bestehen und wenigstens einen in seinen optischen
Eigenschaften zu diesem Grundglas unterschiedlichen Bereich als Nahteil aufweisen,
der eine etwa halbkreisförmige Umrißform aufweist, wobei zunächst ein später das
Nahteil bildendes Glasstück oder Glasrohling, mit einem aus dem Material des Grundglases
bestehenden weiteren Glasstück (Glasrohling) durch Verschmelzen zu einem Einsatzkörper
od. dgl. verbunden wird, und wobei diese verschmolzenen Glasstücke nach einer Schleifbearbeitung
in eine Ausnehmung des Grundglases eingesetzt, mit diesem verschmolzen uiid anschließend
überschliffen werden.
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Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von Mehrstärken-Brillengläsern
bekannt. Ein häufig angewendetes Verfahren sieht vor, in ein Preßteil aus dem Material
bzw. Glas des späteren Grundglases, in eine entsprechend vorgeformte Ausnehmung
einen vorgeformten Glas-Einsatzkörper mit abgewandeltem Brechungsindex einzulegen
und bei entsprechender Temperatur einzuschmelzen.
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Dieser Einsatzkörper wird bei seiner Herstellung aus einem Glasstück,
im weiteren Verlauf der Beschreibung auch als Glasrohling bezeichnet, der aus dem
Material mit dem abgewandelten Brechungsindex besteht und aus einem weiteren Glasstück
oder Glasrohling, der aus dem Material des Grundglases besteht, gefertigt. Der Glasrohling
aus Grundglas weist dabei eine etwa napfförmige Form auf, in die der andere Glasrohling
eingelegt wird. Dabei ist zunächst etwas Spiel zwischen diesen Glasrohlingen
vorgesehen.
Bei der anschließenden Erhitzung zum Zusammenschmelzen der Glasrohlinge muß die
dazwischen befindliche Luft vollständig entweichen. Entsprechend hohe Temperaturen
sind erforderlich. Außerdem ist die napfförmige Ausbildung des einen Glasrohlings
sowohl im Hinblick auf seine Formgebung als auch vom Materialaufwand her aufwendig.
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Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren
und entsprechende Glaskörper zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei denen
weniger Material sowie geringere Temperaturen beim Zusammenschmelzen erforderlich
sind.
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Gleichzeitig soll der Platzbedarf innerhalb eines Schmelzofens verringert
werden. Die Verringerung der aufzuwendenden Schmelztemperautr soll dabei gegebenenfalls
so groß seine daß auc Gläser nach diesem Verfahren bearbeitet werden können, bei
denen zumindest das Grundglas aus einem sich unter Lichteinwirkung verfärbenden
Glas (fototropes Glas) besteht.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß ein scheibenförmiges
Glasstück des Nahteiles und das aus dem Werkstoff des Grundglases bestehende, ebenfalls
scheibenförmige weitere Glasstück nur schmalseitig miteinander in Berührung gebracht
und zu dem Einsatzkörper od.dgl. verschmolzen werden.
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Es hat sich in der Praxis gezeig, daß dadurch schon bei einer z.B.
ca. 600 bis 800 Celsius gegenüber bekannten Verfahren niedrigeren Temperatur eine
gute Verbindung der beiden Glasstücke möglich ist. Dadurch ist nun auch die Möglichkeit
gegeben, fototropes Glas für Mehrstärken-Brillengläser zu verwenden, da bei dieser
vergleichsweise niedrigen Temperatur keine nachteilige Beeinflussung des fototropen
Glases auftritt. Außerdem ist eine beachtliche Energieeinsparung durch die verminderte
Betriebstemperatur des Schmelzofens erzielbar.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht
vor, daß die beiden Glasstücke vertikal, schmalseitig
aufeinanderstehend
in einen Schmelzofen gebracht werden1 wobei sich das Glasstück mit dem niedrigeren
Schmelzpunkt oberhalb des Glasstückes mit dem höheren Schmelzpunkt befindet.
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Durch diese vertikale Anordnung der Glasrohlinge im Schmelzofen ist
eine wesentlich bessere Raumausnutzung in dem Schmelzofen möglich, so daß einerseits
auch dadurch eine weitere Energieeinsparung und andererseits auch eine rationellere
Herstellung möglich ist. Darüber hinaus ist eine gunstigere Wärmeeinleitung in die
aufrecht stehenden Glaskörper bzw. zu deren Verbindungsbereich möglich.
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Zweckmäßigerweise wird die äußere Umrißform des aus dem Material des
Grundglases bestehenden Glasstückes etwa halbkreisringförmig r etwa mit der Halbierungsebene
als Begrenzung, geformt, vorzugsweise geschliffen, wobei das Glasstück des Nahteiles
derart an die Form des anderen Glasstückes angepaßt wird, daß die beiden Glasstücke
in einem mittleren Bereich der Berührungsfläche ineinander greifen, wobei die der
Halbierungsebene zugewandte Ausnehmung des Glas stückes aus Grundglasmaterial beim
Aufeinanderstellen der beiden Glasstücke etwa ausgefüllt und die in der Halbierungsebene
liegenden Schmalseiten des aus dem Material des Grundglases bestehenden Glasstückes
überdeckt werden.
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Durch diese Formgebung der Glasstücke bzw. Glasrohlinge kann die nach
dem Verbinden des Einsatzkörpers mit dem Grundglas und der anschließenden Schleifbearbeitung
erwünschte Formgebung des Nahteiles erzielt werden, wobei gegenüber bekannten Herstellungsverfahren
auch eine höhere Genauigkeit bezüglich der Abmessungen des Nahteiles möglich ist.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
noch darin, daß das Verschmelzen des Glasstückes aus Grundglasmaterial und das des
Nahteiles bei gleicher Temperatur erfolgt, wie das Verschmelzen des Einsatzkörpers
mit dem Grundglas. Der Schmelzofen kann dadurch in vorteilhafter Weise mit einer
gleichbleibenden Temperatur betrieben werden. Auch ist dadurch ein gemischtes Beschicken
des Ofens mit zu einem
Einsatzteil zusammenzufügenden Glasrohling
sowie auch mit Grundgläsern und aufgelegten Einsatzteilen möglich. Vorteilhaft ist
auch, daß dabei das Aufheizen und Abkühlen auf die sonst notwendigen unterschiedlichen
Bearbeitungstemperaturen entfallen kann.
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Die Erfindung betrifft auch einen Bauelementensatz zum Herstellen
eines Mehrscheiben-Brillenglases, bestehend aus einem Grundglas und wenigstens einem
nach einer durch Schleifen bewirkten Formanpassung in eine Ausnehmung des Grundglases
einfügbaren Einsatzkörper, der seinerseits aus wenigstens zwei Glasstücken, nämlich
einem aus dem Werkstoff des Grundglases und dem Nahteil zusammensetzbar ist, insbesondere
hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Dieser Bauelementensatz ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß
die ihm zugehörenden Glasstücke für den Einsatzkörper scheibenförmig mit etwa gleicher
Dicke ausgebildet sind und jeweils eine Schmalseite od. dgl. als einseitige gemeinsame
Verbindungsfläche aufweisen. Durch die scheibenförmige, nur schmalseitig zu einem
Einsatzkörper zu verbindenden Glas stücke ist neben einer günstigeren Herstellung
des Einsatzkörpers auch eine wesentlich geringere Nachbearbeitung des mit dem Grundglas
verbundenen Einsatzkörpers notwendig. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß beim
anpassenden Schleifen des mit dem Grundglas verbundenen Einsatzkörpers, die Glaszerspanung
dadurch um etwa 50 % vermindert werden kann, was u. a. auch eine wesentliche Zeitersparnis
bedeutet. Auch hat dies zur Folge, daß die vergleichsweise teuren Diamantfräs- und
Schleifwerkzeuge eine entsprechend höhere Standzeit haben.
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Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen
aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand
der Zeichnung noch näher erläutert.
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Glasrohlings aus Grundglas-Material,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Glasrohlings für das Nahteil, Fig. 3 eine
perspektivische Ansicht eines unbearbeiteten Einsatzkörpers, Fig. 4 bis 6 perspektivische
Ansichten von Glasrohlingen für einen Einsatzkörper eines trifokalen Brillenglases,
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Einsatzkörpers mit bereits verbundenen Glasrohlingen,
Fig. 8 ein im Schnitt dargestelltes Brillenglas mit einem Einsatzkörper und einem
angesetzten Bearbeitungswerkzeug , das zum Teil aufgebrochen dargestellt ist, Fig.
9 ein fertig bearbeitetes bifokales Brillenglas im Querschnitt, Fig. 10 eine perspektivische
Teilansicht eines Schmelzofens mit Transporteinrichtung, Fig. 11 eine Schmalseitenansicht
sowie Fig. 12 eine Schmalseitenaufsicht mehrerer aufeinander gestellter Glasrohlinge
und Fig. 13 einen Ausschnitt eines Brillenglases im Bereich des Nachteiles.
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Bei der Herstellung eines Mehrstärken-Brillenglases wird ein größtenteils
aus einem Grundglas 1 bestehendes Brillenglas mit einem Nahteil 2 versehen. Dieses
Nahteil 2 weist gegenüber dem übrigen, aus Grundglas bestehenden Teil andere optische
Eigenschaften auf (Fig. 9).
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Wegen der erwünschten Form des Nahteiles 2 (vgl. Fig. 13) wird dieses
aus mehreren Glasstücken 3 (Fig. 1) und 4 (Fig. 2) zusammengesetzt.
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Das eine Glas stück 3 ist als Glasrohling etwa U- oder halbkreisringförmig
ausgebildet und besteht aus dem Material des Grundglases 1. Das Glas stück 3 wird
im weiteren Verlauf der Beschreibung auch als Verbindungsteil bezeichnet. Es hat
eine innere, randoffene Ausnehmung 5 mit einem Grund 6. Die seitliche Projektion
des Grundes 6 läßt insbesondere in Fig. 7 erkennen, daß dieser konkav gekrümmt ist
und einen wesentlich größeren KrUmmungsradius aufweist als die äußere gekrümmte
schmalseitige Oberfläche 7. Die Übergänge 8 von dem Grund 6 zu den seitlichen Begrenzungen
9- der Ausnehmung 5 sind gerundet ausgebildet.
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Das andere Glas stück 4 (Fig. 2) bildet später nach seiner Bearbeitung
das eigentliche Nahteil 2 mit den gegenüber dem Grundglas 1 abweichenden optischen
Eigenschaften. Der Glasrohling für das Nahteil 2 weist eine den Glasrohling des
Verbindungsteiles etwa zu einer kreisförmigen Scheibe ergänzende Umrißform auf.
Dabei hat dieser Glasrohling einen Vorsprung 9 und seitlich dieses Vorsprunges 9
etwa parallel zu der Halbierungsebene H (Fig. 7) orientierte Absätze 10.
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Das Verbindungsteil und das Nahteil lassen sich zu dem in Fig.
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3 gezeigten Einsatzkörper 11 zusammensetzen. Der Vorsprung 9 greift
dabei in die Ausnehmung 5 ein. Erkennbar ist auch, daß sich die zueinander gewandten
Schmalseiten der Glasrohlinge nur bereichsweise berühren. Dies wird u. a. dadurch
erreicht, daß der Vorsprung 9 konvex gekrümmt ist, und eine engere Krümmung aufweist
als der konkav gewölbte Grund 6 der Ausnehmung 5. Dadurch ergibt sich im Bereich
der Ausnehmung 5 eine linienförmige, quer zur Längserstreckung verlaufende Berührungsstelle,
während daneben jeweils ein Spalt verbleibt. Weiterhin ist dafür auch die größte
Tiefe t der Ausnehmung 5 des Verbindungsteils kleiner als die größte Höhe h des
in die Ausnehmung 5 ragenden Vorsprunges 9.
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Der Nahteil-Glasrohling und der Glasrohling des Verbindungsteiles
weisen an ihrem äußeren Umfang etwa parallel zu der Halbierungsebene H verlaufende
Abplattungen 12, 12 a auf, die als Standfläche und auch als Justierhilfe dienen
kann.
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Fig. 4 bis 6 zeigen noch die einzelnen Glasrohlinge 4 a, 4 b sowie
ein Verbindungsteil (Glasstück 3) für ein trifokales Brillenglas. Die Glasrohlinge
4 a und 4 b weisen hier unterschiedliche optische Eigenschaften auf> während
das Verbindungsteil von Material und Formgebung her dem für ein bifokales Brillenglas
entspricht. Die Umrißform der beiden zusammengesetzten Nahteile (4 a, 4 b) ist etwa
gleich dem Umriß des Glasstückes 4 in Fig. 2. Hier ist jedoch der Vdrsprung 9 und
das übrige Teil voneinander getrennt und bestehen aus unterschiedlichem Glas. In
zusammengesetzter Lage (Fig. 7) bilden auch diese vorgenannten Glasrohlinge einen
Einsatzkörper 11 a, der eine etwa kreisrunde Umrißform mit gegenüberliegenden Abplattungen
12, 12 a hat.
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Bei der Herstellung eines bifokalen Brillenglases wird nun folgendermaßen
verfahren: Die scheibenförmigen Glasrohlinge werden zunächst geformt, wobei u. a.
auch die beim späteren Zusammenschmelzen zueinander gewandten Schmalseiten in ihrer
Längserstreckung zunächst mit unterschiedlichen Krümmungen derart bogenförmig geschliffen
werden, daß sie in diesem Bereich eine etwa linienförmige, quer zur Längserstreckung
verlaufende Berührungsstelle haben. Anschließend wird das scheibenförmige Glasstück
4 (Glasrohling) des Nahteiles 2 und das ebenfalls scheibenförmige Glasstück 3 schmalseitig
sich berührend aufeinandergestellt (Fig. 3, 11 und 12). Dabei ist vorgesehen, daß
das Glasstück mit dem niedrigeren Schmelzpunkt oberhalb des mit dem höheren Schmelzpunkt
angeordnet wird. Im Ausführungsbeispiel ist das Glasstück 4 des Nahteiles 2 oben
angeordnet.
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Die aufeinandergestellten Glasstücke 3 und 4 werden dann in vertikaler
Lage, mit ihrer Abplattung 12 als Standfläche, in einen Schmelzofen 13 gebracht
(Fig. 10). Durch die vorgesehene
vertikale Anordnung der Glasrohlinge
im Schmelzofen 13 benötigen diese wesentlich weniger Platz (vgl. Palette a in Fig.
10) als die flach aufliegenden Rohlinge (Palette b) herkömmlicher Verfahren. Dementsprechend
kann der Schmelzofen 13 und insbesondere die darin erzeugte Wärmeenergie wesentlich
besser ausgenutzt werden. Hinzu kommt, daß bei dem anschließenden Zusammenschmelzvorgang,
bei dem die beiden Glasstücke entlang der zueinander gewandten Schmalseiten verbunden
werden, durch die von allen Seiten von der Hitze gut zugängliche schmale Berührungsfläche
bereits eine niedrigere Temperatur ausreicht, da auch der zu verbindende weichere
Glasteil nicht so weich geschmolzen werden muß, wie bei dem bekannten Verfahren.
Entsprechend niedriger kann die Ofentemperatur sein. Es hat sich herausgestellt,
daß eine Temperatur ausreicht, die noch nicht zur Zerstörung der besonderen Eigenschaften
von fotochromatischen Gläsern führt, so daß jetzt auch derartige, temperaturempfindlichere
Gläser problemlos verarbeitet werden können. Gegenüber dem bekannten, üblichen Verfahren
kann die Schmelzofentemperatur etwa 600 bis 800 Celsius niedriger sein.
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Bei der Herstellung trifokaler Brillengläser bzw. des dafür notwendigen
dreiteiligen Einsatzkörpers 11 a (Fig. 7) wird analog verfahren, wobei hier jedoch
zunächst der Glasrohling 3 des Verbindungsteiles mit dem Glasrohling 4 b zusammengeschmolzen
wird. Anschließend wird nach einer Schleifbearbeitung der dem Glasrohling 3 abgewandten
Schmalseitew der Glasrohling 4 a aufgesetzt und verschmolzen. Erwähnt sei, daß der
Einsatzkörper 11 a (Fig. 7) bereits zu einer Einheit verschmolzen ist, während bei
dem Einsatzkörper 11 (Fig. 3) die Glasrohlinge 3 und 4 nur aufeinandergestellt und
noch nicht durch einen Schmelzvorgang miteinander verbunden sind.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht,
wie schon vorerwähnt, auch darin, daß die Schmelzofentemperatur niedriger gehalten
werden kann. In vorteilhafter Veise ist dadurch nun die Möglichkeit gegeben, daß
das Verschmelzen des Glas stückes 3 aus Grundglasmaterial und des oder
der
Nahteile bei gleicher Temperatur erfolgen kann, wie das Verschmelzen des Einsatzkörpers
11, 11 a mit dem Grundglas 1.
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Der Schmelzofen 13 kann somit mit einer gleichbleibenden Temperatur
arbeiten. Dies ist ein wesentlicher Vorteil, weil zum einen praktisch nicht nutzbare
Aufheiz- bzw. Abkühlzeiten vermieden werden, wobei die Abkühlzeit auf eine niedrigere
Temperatur nicht selten mehrere Stunden dauern kann; zum anderen ist nun auch eine
gemischte Beschickung des Schmelzofens 13 möglich, was eine rationellere Bearbeitung
bedeuten kann.
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Der Einsatzkörper 11, 11 a erhält vor dem Zusammenschmelzen mit dem
Grundglas 1 eine einseitige konvexe Wölbung durch einen Schleifvorgang und wird
in eine entsprechende Ausnehmung in dem Grundglas 1 eingepaßt. Die Absätze 12, 12
a können beim Verbinden des Einsatzkörpers mit dem Grundglas als Justierhilfe zum
lagerichtigen Positionieren verwendet werden.
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Nach dem Zusammenschmelzen erfolgt die Endbearbeitung des Brillenglases
durch Abfräsen, Schleifen und Polieren. Auch bei dieser Endbearbeitung ist wegen
der günstigen Ausbildung des Einsatzkörpers 11, 11 a eine vereinfachte, zeit- und
materialsparende Bearbeitung möglich. Bei dieser Endbearbeitung wird u. a. der über
die eigentliche konvexe Oberfläche des Grundglases vorstehende Teil des Einsatzkörpers
abgetragens Dies ist in Fig. 8 durch ein angesetztes Diamantschleifwerkzeug 14 angedeutet.
Vorteilhaft ist dabei, daß der Überstand in seiner Dicke D wesentlich kleiner ist,
als bei herkömmlichen Herstellungsverfahren, wobei es sich sogar gezeigt hat, daß
der überstand um etwa 50 % vermindert werden konnte. Daraus ergeben sich eine ganze
Reihe von Vorteilen wie beispielsweise: Der Materialbedarf für den Einsatzkörper
ist geringer; die Bearbeitungszeit ist reduziert die Bearbeitungswerkzeuge werden
entsprechend weniger abgenutzt.
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Ein Brillenglas nach der Endbearbeitung ist in Fig. 9 im Querschnitt
gezeigt.
Man erkennt dabei das Grundglas 1, das aus dem Material des Grundglases bestehende
Verbindungsteil (Glasstück 3) und das eigentliche Nahteil 2.
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Der Ausschnitt des vergrößert dargestellten Brillenglases gemäß Fig.
13 läßt die Form des Nahteiles 2 gut erkennen.
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Strichliniert ist dabei auch die Grenzlinie des Verbindungsteiles
zu dem Grundglas eingezeichnet.
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Ein in ein Brillenglas gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetztes
Nahteil 2 weist auch exakt die erwünschten Abmessungen auf. Dabei wird Bezug auf
den äußeren Durchmesser D des Nahteiles 2 genommen, der halbiert und um einen konstanten
Faktor erweitert, die erwünschte größte Höhe N des Nahteiles 2 ergibt, die innerhalb
der strichpunktiert angedeuteten Mittelhochachse liegt.
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Bevorzugte Abmessungen der Glasrohlinge 3 und 4 sind beispielsweise
ein Außenradius von 19 mm, eine lichte Weite der Ausnehmung 5 von 28 mm, eine größte
Breite des Vorsprunges 9 von 27,8 mm. Die Höhe des Vorsprunges 9 beträgt vorzugsweise
7,1 mm, während die größte Tiefe der Ausnehmung 5 dagegen 7 mm beträgt.
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Wesentlich sind dabei auch die Maße der Krümmungsradien der konkaven
und der konvexen Wölbung des Grundes 6 und der Oberfläche 7. Die konvexe Wölbung
hat bei den vorgenannten Abmessungen der Glasrohlinge bevorzugt einen Krümmungsradius
von 66,5 mm, während der konkav gekrümmte Grund 6 einen Krümmungsradius von 68 mm
aufweist. Die Dicke der scheibenförmigen Glasrohlinge beträgt bevorzugt 6,5 mm.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung
dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination
miteinander'erfindungswesentlich sein.
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- Patentansprüche -