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Tageslichtfilter und Verfahren zur Herstellung desselben. Die Erfindung
betrifft Tageslichtfilter, insbesondere Tageslichtfilter für Brillen. Solche Filter
werden aus mehreren Einzelgläsern von verschiedener Farbe zusammengesetzt, weil
es bisher technisch unmöglich ist, Glas genau bestimmter Farbe herzustellen, wenn
die Färbung, wie dies bei Tageslichtfiltern der Fall ist, nur mit Hilfe mehrerer
Zusätze zum Glasfluß herbeigeführt werden kann. Dies rührt daher, daß der Glasfluß
die zwecks Färbung zugesetzten Beimengungen nicht immer in gleichem Verhältnis und
auch nicht in vorausbestimmbarer Weise aufnimmt. Neben gefärbten Gläsern können
zur Herstellung der Filter auch gefärbte Folien, z. B. Gelatinefolien, Verwendung
finden, sofern sie gegen Verletzung geschützt werden; man erreicht dies dadurch,
daß man sie zwischen den Farbgläsern anordnet, mit welchen sie gegebenenfalls durch
einen geeigneten, vollkommen klaren Kitt verbunden werden können.
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Um den Farbton der Einzelgläser und der Gelatinefolie bestimmen zu
können, muß zunächst festgestellt werden, in welcher Art das künstliche Licht, für
welches das Tageslichtfilter zur Anwendung kommen soll, vom natürlichen Licht abweicht,
d. h. es ist zu ermitteln, um wieviel die Intensität des künstlichen Lichtes in
den einzelnen Strahlenbereichen von rot bis violett größer, und zwar verhältnismäßig
größer ist als die Intensität des natürlichen Lichtes. Der überschuß ist vom Filter
zu absorbieren.
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Auf Grund dieser Messung, die spektrophotometrisch leicht durchführbar
ist, ergibt sich das Idealfilter, das das Licht in jedem der einzelnen Strahlenbereiche
auf die erforderliche Intensität bringt. Das ideale Filter inüßte aus einer sehr
großen Zahl von gefärbten Schichten zusammengefügt werden und ist daher praktisch
unausführbar. Es gelingt aber, ein Normalfilter zu ermitteln, das nur aus wenigen
Elementen (Farbgläsern, Gelatinefolien) besteht und in seiner praktischen Wirkung
dem Idealfilter gleichkommt. Für elektrisches Licht kann ein solches Normalfilter
z. B. aus Kobaltglas, Kupferoxydglas und einer purpurfarbenen Gelatinefolie bestehen,
die sämtlich einen bestimmten Farbton besitzen müssen. Der Farbton ist abhängig
von der Dicke des Glases; deshalb ist man genötigt, die Dicke des gewählten Farbglases
auf ein genau bestimmtes Maß zu bringen. Meistens ist es nicht möglich, die erforderliche
Dicke schon bei Herstellung der Glasplatten zu erhalten, vielmehr ist es Regel,
daß die Glasplatten dicker hergestellt und durch Abschleifen auf das erforderliche
Maß gebracht werden.
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Hierin liegt eine große Schwierigkeit für die fabrikmäßige Erzeugung
von Tageslichtfiltern für Brillen. Nach den in der optischen
Schleiferei
üblichen Methoden beträgt die Genauigkeit der Schleifarbeit bestenfalls 1/1.. mm,
d. h. der auf eine bestimmte Dicke eingestellte Apparat liefert neben wenigen Gläsern,
die der gewünschten Dicke genau entsprechen, die Mehrzahl der Gläser in Dicken,
die bis zu 1j10 mm nach oben oder unten abweichen. Wenn man die Menge von Ausschußware
herabsetzen will, ist man daher genötigt, die Zusammensetzung des Glasflusses so
zu wählen, daß möglichst dicke Gläser den gewünschten Farbton ergeben, weil bei
größerer Dicke die Ungenauigkeit der Schleifarbeit weniger zum Ausdruck kommt. Dicke
Gläser bringen aber die Brille auf ein so hohes Gewicht, daß die Benutzung lästig
ist.
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Vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die fabrikmäßige Erzeugung
von Tageslichtfiltern geringen Gewichtes zu ermöglichen und die Menge der Ausschußware
auf ein Minimum herabzusetzen. Zur Erreichung dieses Zieles sind Versuche angestellt
worden, um zu ermitteln; welche Fehlerhaftigkeit im Farbton und damit auch in der
Dicke des Farbglases vorhanden sein darf, ohne daß die Abweichung durch das normale
Auge wahrgenommen wird. Die Versuche haben ergeben, däß eine Abweichung der Dicke
der Einzelgläser um ± 5 Prozent zulässig ist. Daraus läßt sich jene geringste Glasdicke
errechnen, bei welcher die Erzeugung von Ausschußware zuverlässig vermieden wird.
Es ist die zulässige Dickenänderung von -I- 5 Prozent der Schleifgenauigkeit von
einem Zehntel Millimeter gleichzusetzen, woraus sich die Glasdicke der Einzelgläser
mit 2 mm ergibt. Dieser Glasdicke entspricht ein Gewicht der Gläser, das für Brillen
als zulässig bezeichnet werden kann.
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Die technische Regel, die aus der Bestimmung der zulässigen Dickenabweichung
gewonnen wird, besteht darin, daß für die Einzelgläser ein solcher Farbton gewählt
wird, daß das Glas bei einer Dicke von 2 mm den Farbton des Einzelglases des Normalfilters
zeigt. Solche Gläser können.' auf den gebräuchlichen Maschinen geschliffen werden,
ohne daß die Gefahr besteht, daß Ausschuß erzeugt wird, weil für die zulässige Dickenabweichung
von + 5 Prozent die Schleifgenauigkeit von %O mm ausreicht.
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Zwei kreisrunde Brillenglasfilter von 2 mm Dicke und 40 mm Durchmesser,
wie bei Brillengläsern üblich, wiegen 25 bis 30 g, sind also in geeignet
geformter Fassung nicht zu schwer. Nur in dem Falle, daß bei nicht normalsichtigen
Personen zum Gewicht der Brillenglasfilter noch das Gewicht der Korrektionsgläser
hinzutritt, wird ein geringeres Filtergewicht wünschenswert. Diese Gewichtsverringerung
wird auf Grund einer weiteren Erkenntnis möglich, gemäß welcher die Abweichung von
der Dicke des korrekt geschliffenen Glases -I- io Prozent statt -I- 5 Prozent betragen
darf, fofern die Zusammenfügung der einzelnen Gläser zum Filter in solcher Weise
erfolgt, daß sich die Abweichungen arithmetisch addieren, also ein gegenüber dem
normalen zu dünnes Glas mit einem zweiten, gegenüber dem normalen zu dicken Glas
zusammengesetzt wird. Die zulässige Dickenabweichung von -I- io Prozent ergibt eine
kleinste zulässige Glasstärke von i mm, wenn Schleifmaschinen verwendet werden,
die auf 1/1o mm genau arbeiten; andererseits_können auch Maschinen mit noch geringerer
Schleifgenauigkeit benutzt werden, wenn eine größere Glasdicke in Kauf genommen
wird.
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Als Ausführungsbeispiel sei die Herstellung von Tageslichtfiltern
in Brillenglasform für die Verwendung bei gasgefüllten elektrischen Glühlampen beschrieben.
Zu diesem Zwecke wird zunächst nach bekannten Methoden das Idealfilter spektrophotometrisch
ermittelt. An Hand dieser Ermittlung läßt sich spektrophotometrisch die Dicke ermitteln,
auf welche z. B. Kobalt- und Kupferoxydgläser, von welchen die Zusämmensetzung des
Glasflusses bekannt ist, gebracht werden müssen, um den gewünschten-Farbton zu ergeben.
Es sind nur solche Rohgläser brauchbar, welche den durch das Normalfilter angezeigten
Farbton bei einer Dicke von mehr als i mm aufweisen, weil bei schwächeren Gläsern
infolge der geringen Schleifgenauigkeit von o, i mm nicht mehr die Sicherheit besteht,
daß die Schleifgenauigkeit gleich oder kleiner ist als io Prozent der Glasdicke.
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Es sei nun angenommen, daß ein Kobaltglas und ein Kupferoxydglas gewählt
worden seien, die beide eine Dicke von 3 mm besitzen. Die zur Erreichung des gewünschten
Farbtones erforderliche Dicke betrage für das Kobaltglas 2,o mm und für das Kupferoxydglas
1,6 mm.
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Der Schleifer erhält nunmehr den Auftrag, das Kobaltglas auf eine
Dicke von 2,o mm mit einem erlaubten Fehler von maximal -f- o,2 mm (io Prozent)
und das Kupferoxydglas auf eine Dicke von 1,6 mm mit einem erlaubten Fehler von
maximal -I- o,16 mm (io Prozent) abzuschleifen.
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Der durchgeführte Schleifprozeß liefert: Kobalteinzelgläser von i,8
mm bis z,2 mm Dicke, Kupferoxydeinzelgläser von 444 mm bis 476 mm Dicke.
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Die Zusammenstellung der Gläser zu einem Brillenglas erfolgt schließlich
derart, daß man je ein Kobaltglas, welches dünner ist als 2,o mm, kombiniert mit
einem Kupferoxydglas,
welches dicker ist als 1,6 mm oder umgekehrt.
Im ungünstigsten Fall kann man dann kombinieren
| -Kobaltglas 2,r9 -j- Kupfer- |
| oxydglas 1,59 = 3,78 |
| Kobaltglas 1,81 -f- Kupfer- |
| oxydglas 1,61 = ....... 3;42 |
| Dickendifferenz unterein- |
| ander ................ 0,36 |
Mittel der Dickensumme 3,6o; in diesem Grenzfall beträgt die Dickendifferenz 1o
Prozent des Mittels der Dickensummen und ist sonst stets kleiner.
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Die Erfindung ist in erster Linie für die Herstellung von Tageslichtfiltern
für Brillen bestimmt. Es ist aber ohne weiteres klar, daß auch anderen Zwecken dienliche
Filter nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden können.
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Die Vorteile der Erfindung ergeben sich selbstverständlich auch dann,
wenn die Gläser durch Pressen, Gießen oder andere Arbeitsmethoden auf die erforderliche
Dicke gebracht werden.