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Verfahren zur Herstellung von Glaskörpern Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur Herstellung von gepreßten Glaskörpern, insbesondere von Glaslinsen,
welche einem optischen Zweck dienen sollen. Derartige Glaskörper müssen . eine möglichst
blanke Oberfläche und eine Form haben, die dem vorliegenden optischen Zweck entspricht.
Es ist ferner bei derartigen Glaskörpern wünschenswert, daß die Ablenkung des optischen
Strahlenganges möglichst wenig durch Inhomogenitäten der verwendeten Gläser gestört
wird. Diese Inhomogenitäten, auch Schlieren genannt, sind solche Stellen in dem
Glasstück, an denen das Glas eine andere chemische, meist tonerdereichere Zusammensetzung
hat als seine Umgebung. Die Änderung der Zusammensetzung hat eine Änderung des Brechungsexponenten
innerhalb des Glaskörpers und damit eine unerwünschte teilweise Lichtablenkung zur
Folge.
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Leider ist es nur durch ein sehr teures) Herstellungsverfahren möglich,
völlig homogenes Glas, welches optisches Glas genannt wird, zu erzeugen. Für billigere
Optik mußten daher zur Herstellung der Glaskörper andere Verfahren eingeschlagen
werden.
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Die schlechteste Methode besteht darin, mit einem sog. Anfangeisen
aus einem mit flüssigem Glas gefüllten Behältereinen Posten Glas herauszunehmen,
diesen in das Unterteil einer Preßform eintropfen zu lassen und ihn dann vermittels
eines Preßstempels zu der gewünschten Glasform auszupressen. Schlierenfreies Glas
kann auf diesem Wege nicht :erzeugt werden, da das Glas in einem Schamottehafen
stets vom Rand her mit tonerdereichem Glas verunreinigt wird. Beim Hineinbringen
des Anfangeisens in das flüssige Glas wird durch die notwendige drehende Bewegung
des Anfangeisens ein Schlierenwirbel erzeugt, und diese Schlieren gelangen ganz
unregelmäßig in die Preßform und finden sich in dem fertigen Glasstück in allen
möglichen Variationen und Lagen vor.
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Nach einem anderen Verfahren wird aus flüssigem Glas eine Stange gezogen
und diese nach dem Abkühlen in etwa meterlange Stücke aufgeteilt. Diese -Glasstücke
werden dann an
ihrem einen Ende in einem Ofen bis zum Weichwerden
erwärmt, und es wird dann vermittels einer profilierten Drückzange aus dem heißen
Ende des erhitzten Stabes die gewünschte Linse ausgedrückt. Mittels einer Schere
wird dann das Glasende mit der ausgedrückten Linse abgeschnitten, und nach dem Erkalten
wird der Randteil abgetrennt. Man nennt dieses Verfahren Glasdrückerei. Die auf
diese Weise erzeugten Glaskörper haben eine verhältnismäßig gute Oberfläche, aber
auch sie sind nicht schlierenfrei, da die Schlieren ja schon hei der Herstellung
der Glasstangen in diese gelangen. Diese Glasstange wird ebenfalls mit dem Anfangeisen
hergestellt, indem der Glasmacher vermittels dieses Werkzeuges in der gleichen Weise
wie bei dem vorher beschriebenen `-erfahren einen Posten schlierenltaltigen Glases
aus dem Hafen herausholt, ein zweiter Glasmacher packt mit einem zweiten Werkzeug
diesen Glasposten, und beide Glasmacher erzeugen nun die Stange dadurch, daß sie
sich unter kunstvollem Verschwenken der Anfangeisen voneinander entfernen. Es ist
unvermeidbar, daß im Innern der so erzeugten Glasstangen .die Schlieren natürlich
auch wahllos durcheinanderliegen und ebenso wahllos vom Glasdrücker erfaßt werden.
Auch diese Methode liefert alsa keinen optisch auch nur einigermaßen einwandfreien
Glaskörper, bei welchem praktisch unerwünschte Lichtablenkungen vermieden werden.
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Das dritte Verfahren beruht darauf, daß man vermittels einer Schöpfkelle
aus dem mit Flüssigkeit gefüllten Hafen einen Posten Glas herausschöpft, auf einen
Walztisch gießt und mit einer Walze breitwalzt. Aus der so entstandenen Glasplatte
werden nach dem Erkalten und sachgemäßen Kühlen kleine Würfelchen herausgeschnitten,
deren Gewicht etwa größer ist als das Gewicht der herzustellenden Linse, Diese Würfelchen
werden in einem sog. Ramollierofen bis zum Erweichen erhitzt und dann auf eine Glaspresse
gelegt und zum sog. Preßling ausgepreßt. Dieser Preßling ist etwas größer als der
gewünschte Glaskörper. Durch schleiftechnische Maßnahmen werden dann diese Preßlinge
auf die richtige Fertigform gefräst, vorgeschliiien und poliert. Ein großer Übelstand
dieses Verfahrens besteht darin, daß bisher noch kein Mittel gefunden worden ist,
um das Ankleben des aus der Walzplatte herausgeschnittenen viereckigen Glasstückes
auf dem glühenden Boden des Ramollierofens zu verhindern, ohne das Glas zu verunreinigen.
Man hilft sich jetzt damit, daß man ein hochschmelzendes Pulver auf den Boden des
Ofens streut und den Glaskörper auf dieses Pulver le,t. Selbstverständlich klebt
nun dieses Pulver an der unteren Glasfläche, frißt sich in dieselbe ein, so daß
beim Auspressen des Glaskörpers auf seiner Unterseite eine dicke Glashaut mit eingebettetem
Pulver entsteht, die später mühsam fortgefräst w=erden muß. Dadurch wird der Fertigungsprozeß
des Preßlings zeitraubend und kostspielig. Es ist ganz unmöglich, etwa den durch
Pressen des raurollierten Glasstückes entstandenen Preßling als Fertigware zu verkaufen,
da dieser Preßiing vollkommen undurchsichtig ist infolge des angeschmolzenen Einbettungspulvers.
Es ist stets nötig, denselben mühselig zu schleifen und zu polieren.
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Auch die Walzenplatte, die den Ausgang für dieses Verfahren bildet,
ist natürlich mit Schlieren durchsetzt. Aber da beim Ausgießen des geschöpften Glases
auf dem Walztisch eine dicke Glasschicht von beispielsweise cm Höhe entsteht, die
durch die Walze zu einer Glasschicht von beispielsweise r cm Höhe ausgewalzt wird,
legen sich die Schlieren in einer eigenartigen Weise übereinander. Es liegen nämlich
im Innern der Walzplatte die einzelnen Schichten verschieden 7usammengesetzten Glases
übereinander wie die Blätter eines Buches. Schneidet man nun das Rohstück, welches
im Ramollierofen erwärmt und zum Preßling gepreßt wurde, so aus der Walzplatte heraus,
daß die Mittelachse der gewünschten Linse senkrecht zu der Walzplatte steht, so
entsteht eine Linse, die zwar auch noch Schlieren enthält, bei der aber die einzelnen
Schlierenschichten plattenartig angeordnet sind, wobei diese Platten nun ebenfalls
wieder senkrecht zur Mittelachse der Linse stehen. Beim Hindurchsehen durch die
Linse kann man also die einzelnen Schlierenschichten gar nicht mehr bemerken. Es
ist dies der gleiche optische Vorgang, als ob man eine Anzahl verschieden gefärbter
Glasplatten aufein.anderlegt und senkrecht durch diese Platten hindurchsieht. Man
kann dann nicht erkennen, daß man durch Platten verschiedener Färbung sieht. Man
sähe dies erst dann, wenn man parallel zu den Platten auf die Kanten derselben schauen
würde.
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Es liefert also dieses Verfahren zwar auch kein schlierenfreies Glas,
aber doch ein Glas, bei welchem alle Schlierenschichten so ge-
lagert sind;
daß sie zur Mittelachse des zu pressenden Glaskörpers senkrecht liegen, so daß also
ein Lichtstrahl, der parallel zu dieser Mittelachse auf den Glaskörper fällt, an
keiner Stelle desselben unregelmäßig durch Schlieren beeinflußt wird. Das Verfahren
krankt daran, daß es nicht möglich ist, das Glasstück ohne starke Verunreinigung
wieder ztt erwärmen, so daß immer geschliffen und poliert werden muß.
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Es ist ferner ein Vorschlag gemacht w@@rden,
Glasgegenstände,
besonders Linsen, durch Ausstanzen aus einer erwärmten Glasplatte herzustellen.
Es soll eine Glasplatte erhitzt und auf einen Stanztisch gebracht werden, und vermittels
einer stanzenartigen Vorrichtung soll dann aus dieser Glasplatte die gewünschte
Linse durch Stanzen und gleichzeitiges Pressen herausgekniffen werden. Es ist zu
bezweifeln, oh es überhaupt möglich ist, aus einer erwärmten Glasplatte etwas auszustanzen,
denn diese übertragungeines bei der Blechbearbeitung geläufigen Verfahrens auf den
völlig andersartigen Werkstoff Glas erscheint unmöglich. Es ist aber auch bei diesem
Vorschlag in keiner Weise dafür Sorge getragen, daß ein schlierenfrefes Rohglas
verwendet wird. Es ist auch nicht erkannt worden, daß besondere Vorkehrungen getroffen
werden müssen, um die im Glas vorhandenen Schlieren parallel miteinander zu legen.
Nach diesem Verfahren hergestellte Glaslinsen würden also; wenn ihre Anfertigung
überhaupt möglich sein sollte, die Schlieren aufweisen, die in der verwendeten Glasplatte
vorhanden gewesen sind.
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Es sind dann noch komplizierte Maschinen angegeben worden, vermittels
deren mechanisch diese Linsen hergestellt werden sollen. Diese Maschinen bestehen
im wesentlichen aus einem Glastrog, der mit flüssigem Glas gefüllt ist. Dieses läuft
dann durch einen Schlitz in Form eines Bandes, das an einer preßstempelartigen Profiliervorrichtung
vDrbeige; führt wird. Es sollen nun aus diesem Band die einzelnen Linsen herausgestanzt
und gleichzeitig zur richtigen Form gepreßt werden. Bei diesem Verfahren ist der
Wärmezustand der Glasbänder im Augenblick des Preßvorganges so, daß sie innen heiß
und außen kalt sind. Es ist auch nicht zu erwarten, daß die Glasbänder schlierenfrei
oder doch wenigstens parallel liegende Schlierenschichten haben. Es ist auch bei
dem einen in dieser Richtung gemachten Vorschlag ein sehr breites Glasband für die
Herstellung sehr kleiner Linsen angegeben worden, wodurch sich natürlich ein enormer
Glasabfall ergibt.
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Die vorliegende Erfindung geht von fDI-genden Gedankengängen aus:
Die gewünschten Glaskörper müssen, da optisches Glas, in den meisten Fällen zu teuer
sein wird, aus einem Rohglas hergestellt werden, hei welchem die Schlierenschichten
plattenförmig Vibereinanderliegen. Diese Lage der Schlierenschichten muß in dem
Fertigstück erhalten bleiben. Bei der Herstellung der Glaskörper muß das verwendete
Rohglas außen hei-P.>er als innen sein, damit gute blanke Flächen erzeugt werden
können und damit Deformationen vermieden -,verden. Es muß ferner vermieden werden,
daß irgendwelche Verunreinigungen in den Fertigkörper gelangen. Als letzter Gesichtspunkt
sei erwähnt, daß das Verfahren billig sein muß, d. h. es muß ein billiges Ausgangsmaterial,
wenig Ausschuß und ein nicht teures Herstellungsverfahren gewählt werden.
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Erfindungsgemäß wird als Rohmaterial ein Glas verwendet, bei welchem
die Schlierenschichten parallel übereinanderliegen, vorzugsweise also ein Walzglas.
Es kann natürlich auch ein Glas als Rohmaterial verwendet werden, bei welchem auf
anderem Wege dafür Sorge getragen ist, daß diese Parallelität der Schlierenschichten
praktisch erreicht ist, beispielsiveise auch Fensterglas, welches nach dem Ziehverfahren
hergestellt ist, da auch hier das Glas aus einem breiten Wulst zu einer dünnen Platte
herausgearbeitet ist, was eine Parallellegung der Schlierenschichten bewirkt.
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Aus dieser Platte mit parallel liegenden Schlierenschichten werden
lange Streifen herausgeschnitten; diese Streifen werden in einem Ofen so weit erwärmt,
daß sie gerade an der Oberfläche zum Schmelzen kommen, ohne daß aber das Innere
der Streifen so heiß wird, daß ein völliges Rundschmelzen derselben eintritt. Es
müssen die Konturen der Ober- und Unterseite der ursprünglichen Glasplatte erhalten
bleiben, aber es muß doch die Innentemperatur der Streifen so hoch sein, daß eine
Verformung derselben vermittels einer Drüdkzange möglich ist.
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Der so erhitzte Streifen wird nun in ein Formwerkzeug, vorzugsweise
eine Druckzange, so eingesetzt, daß sich die Backen derselben an die ehemalige Ober-
und Unterseite der Walzglasplatte anlegen, und es wird nun der Glaskörper herausgedrückt.
In diesem Glaskörper liegen nun die Schlierenschichten parallel zu sich selbst,
aber senkrecht zu seiner Mittelachse.
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Man erhält nach diesem Verfahren Glaskörper mit einer überraschend
guten, verzerrungsfreien optischen Wirkung und mit sehr schönen blanken Oberflächen.
Diese Oberflächen sind in keiner Weise verunreinigt, so daß auf diesem Wege sofort
ein Fertigstück hervorgebracht werden kann, bei dem die Schlierenschichten so gelagert
sind, daß sie nicht mehr stören.
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Man kann selbstverständlich nicht nur fertige Glaskörper, beispielsweise
Linsen, herstellen, sondern auch die Preßlinge für eine wirklich gute Optik. Da
die Oberfläche der Preßlinge nicht verunreinigt ist, bedarf es nur eines ganz geringen
Überschleifens mit nachfolgendem Polieren, um einen genauen optischen Körper herzustellen.
Bei den bisherigen Herstellungsverfahren von Preßlingen im Ramollierofen mußte von
jeder Seite
eine recht beträchtliche, die Verunreinigungen enthaltende
Glasschicht abgefräst werden, bis sauberes Glas zutage trat. Bei dem vorliegenden
neuen Verfahren dagegen braucht nur eine ganz dünne Glasschicht abgenommen zu werden,
da keine Verunreinigung vorhanden ist. Es wird also durch das neue Verfahren eine
bedeutende Verkürzung der Schleif= zeiten erreicht, und es wird ferner noch -die
Herstellung des Preßlings verbilligt, denn es fällt das Zurichten der einzelnen
Glaswürfel, die behauen und tariert werden müssen, fort.