DE1113794B - Vorrichtung zum Formen von Linsen usw. aus Glas bei hohem Druck und hoher Temperatur - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Formen von Linsen usw. aus Glas bei hohem Druck und hoher Temperatur Es ist bekannt, gläserne Gegenstände, z. B. Linsen, aus Stücken herzustellen, die genügend hoch erhitzt, aber als noch feste Körper in vorhandene Formen eingelegt werden und mit Hilfe von mechanischen Pressen in eine neue Gestalt umgepreßt werden. Es ist auch bekannt, in ähnlicher Art Körper aus Kunststoff zu formen.
• Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß nur annähernd genaue optische Körper erzeugt werden können, während sehr präzise optische Linsen, insbesondere aus Glas, nicht hergestellt werden können.
• Es ist bekannt, Linsen, Prismen oder andere sehr genaue optische Glasteile in der Weise herzustellen, daß flüssiges Glas, dessen Temperatur etwa 200 bis 300° C über der Schmelztemperatur liegt, aus einem elektrisch beheizten Behälter durch eine Rohrleitung unter hohem Druck, etwa von 50 bis 200 atü, in eine Form eingeleitet wird. Die Form entspricht der des gewünschten fertigen Glaskörpers hinsichtlich Oberfläche und Größe; es besteht so die Möglichkeit, außer sehr genauen Linsen mit Kugelflächen auch asphärische Linsen genau herzustellen, was bisher durch Schleifen nur mäßig genau möglich war.
• Erfindungsgemäß wird die übliche zweiteilige Form so angeordnet, daß ihre Symmetrieachse horizontal liegt, wobei die beiden etwa senkrechten Flächen, welche die brechenden Linsenflächen formen, die Oberfläche von je einem links und einem rechts gelagerten Stempel darstellen. Die Umfangs-Fläche einer solchen Linsenform, die den Linsenrand bestimmt, wird dabei durch einen Ringschieber gebildet, der horizontal und konzentrisch zur Formachse verschoben werden kann. Die Form besteht also aus einem rechten und einem linken Matrizenkörper oder Stempel und dem konzentrisch dazu liegenden Rundschieber. Die Oberflächen der Matrizenstempel werden feinstgeschliffen und hochglanzpoliert, wobei vorher durch Schmieden die Oberfläche jeder Matrize möglichst hoch im Gefüge verdichtet werden kann.
• Der konzentrische Schieber .trägt an einer Stelle seines Umfanges eine schlitzförmige Öffnung, die auf der Außenseite mit dem Flüssigglasgefäß verbunden ist, das unter hohem Druck steht. Es kann also bei einer Stellung des Schiebers, bei der die Schlitzöffnung mit dem Umfang der Linsenpreßform korrespondiert, flüssiges Glas unter hohem Druck in die Form einfließen. Von blanken Oberflächen der Stempel ergeben sich bei genügend hohem Druck und genügend hoher Temperatur so hochwertige Glasoberflächen, daß ohne zusätzliche Schleifarbeit oder Politur optisch vollkommen einwandfreie und hochwertige Linsen entstehen.
• Bevor die Form mit dem flüssigen Glas durch Einstellung des Rundschiebers in Verbindung gebracht wird. wird der ganze Innenraum der Form unter hohem Druck mit Stickstoff oder Kohlendioxyd ausgespült, bis jeder Rest von Sauerstoff mit Sicherheit entfernt ist.
• Gleichzeitig werden die Matrizen der Schieber und die sonstigen Konstruktionsteile, die die Formfestigkeit des Preßgerätes bedingen, durch eingebaute elektrische Heizkörper aus Chromnickeldraht od. dgl. auf wenigstens 800° C aufgeheizt. Die beiden Matrizenkörper haben außerdem im Inneren Hohlräume, die z. B. mit Drucköl oder mit einem leichtschmelzenden Metall gekühlt werden können, wozu ein solches. Kühlmittel durch besondere Leitungen in die Hohlräume der Matrizen geleitet wird. Darunter sind Flüssigkeiten oder flüssige Metalle zu verstehen, die je nach den Eigenschaften des Glases auf eine maximale Temperatur gebracht werden können, die dem Erstarrungspunkt des Glases entspricht.
• Der Zulauf des Kühlmittels kann an- und abgeschaltet werden, ebenso die Heizung. Bei eingeschalteter Heizung steigt die Endtemperatur auf 800° C, sie fällt nach dem Abschalten und bei eingeschalteter Kühlung auf die gewünschte minimale Temperatur von etwa 500 bis 600° C. Stets, wenn flüssiges Glas zugeführt wird, muß die Temperatur der Form 800° C erreichen, während nach dem Abschluß durch den Rundschieber die Temperatur auf 500 bis 600° C fällt, so daß die eben geformte Linse zwischen den Matrizen erstarrt. Sobald der Erstarrungszustand erreicht ist, bleibt eine weitere kurze Zeit die Kühlung eingeschaltet, um eine Abkühlung und völlige Erstarrung der Linsen herbeizuführen. Bei diesem Vorgang löst sich die Linse bereits auf beiden Seiten von der Matrize, wobei sie eine geringfügig andere Form annimmt. Diese Formveränderung kann durch Versuch festgestellt werden und bei der Fertigung der Matrizenoberfläche so berücksichtigt werden, daß die Linse nach der Ablösung von der Matrize mit absoluter Genauigkeit die gewünschte Fertigungsform aufweist.
• Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird der Ringschieber weiter nach links verschoben, so daß die vertikal stehende Linse nach unten aus dem Matrizenraum herausfallen kann. In jedem Falle erfolgt die Bewegung des Ringschiebers ebenso wie das Andrücken der Matrizenstempel mit Hilfe von Stickstoff unter hohem Druck, so daß auf jeden Fall der Zugang von Luft bzw. Sauerstoff ausgeschlossen bleibt.
• Die aus der Formkammer herausgefallene Linse gelangt in einen darunterliegenden Raum, der nach Art einer Hochdruckschleuse ausgebildet ist. Zur Begrenzung dieses Raumes sind zwei horizontale Schieber vorhanden, die wechselweise geöffnet und geschlossen werden können. Im Anfangszustand sind beide horizontalen Schieber dieser Schleuse geschlossen. Ehe der konzentrische Ringschieber an der Linsenform für den Ausfall geöffnet wird, wird der obere der beiden Schleusenschieber geöffnet, der Schleusenraum vollständig mit Stickstoff ausgeblasen und dann mit einem Metall von sehr niedrigem Schmelzpunkt, z. B. Wood-Metall, unter Druck bis zu vier Fünftel des Volumens gefüllt, wobei ein Fünftel unter Stickstoff stehenbleibt. Wenn der Ringschieber geöffnet wird, fällt die Linse aus der Form nicht auf den Boden der Schleuse hinunter, sondern sie gelangt in das flüssige Wood-Metall, dessen spezifisches Gewicht annähernd das gleiche ist wie das des Glases. Je nach der jeweiligen Legierung dieses Metalls von niedrigem Schmelzpunkt iäßt sich erreichen, daß sein spezifisches Gewicht nur wenig kleiner ist als das der verschiedenen Glassorten, so daß die Linse sehr langsam in dem Füllmetall untersinkt. Nachdem dieser Endstand erreicht ist, wird der obere Schleusenschieber geschlossen und gleichzeitig der Ringschieber wieder in die Füllstellung zur Aufnahme des flüssigen Glases für die nächste Linse gebracht, so daß sich der Vorgang im Linsenformraum wiederholen kann. Die zwischen den beiden Schleusenschiebern abgeschlossene Linse wird dadurch weiterbewegt, daß der untere Schleusenschieber geöffnet wird und die fertige Linse in einem Raum unterhalb des unteren Schleusenschiebers unmittelbar in eine Kokille absinkt, die ebenfalls mit flüssigem Wood-Metall gefüllt ist und unter Stickstoffdruck steht. Falls die spezifischen Gewichte das Untersinken der Linse nicht erlauben sollten, kann die auf dem flüssigen Metall schwimmende Linse durch Absenken des Metallspiegels ausgeschleust werden. Nachdem das geschehen ist, wird der untere Schleusenschieber geschlossen, und der nun leere Schleusenraum kann wieder mit Stickstoff ausgeblasen werden, so daß ein eventueller Sauerstoffrest entfernt wird. Danach wird wieder flüssiges Wood-Metall in den Schleusenraum eingepumpt. Zur Aufnahme der nächsten inzwischen gepreßten Linse wird der obere Schleusenschieber wieder geöffnet und währenddem die erste Linse in den ersten Rückkühlofen transportiert und unter den üblichen Zeitbedingungen bis auf 100° C abgekühlt, aus dem noch flüssigen Wood-Metall herausgenommen und zum weiteren Abkühlungsprozeß in den zweiten Rückkühlofen übergeführt, während das Wood-Metall durch eine Pumpe wieder zur Schleuse zurückgedrückt wird.
• In der Figur ist im oberen Teil der Behälter 25 mit dem flüssigen Glas 26 dargestellt, wobei das Glas durch die Leitung 27 zum dem Ringschieber 4 und dessen Schlitzöffnung 22 geleitet wird. Durch die Leitung 16 wird Stickstoff unter Druck von 50 bis 200 atü zugeführt, so daß der Glasbehälter 25 unter Druck steht. Durch Verschraubungsteile 29, 30, 31 ist der Glasbehälter für den hohen Überdruck vollständig dicht verschlossen. Durch den Kanal 22 tritt das flüssige Glas in den Formraum 19 ein, und es wird dort durch die Matrizenstempel2 und 5 abgegrenzt. Die Matrizenstempel ihrerseits sind zwischen den Preßköpfen 3 und 6 und mit Hilfe des Trageblockes 1 gehalten und gelagert. Über die Verschraubung 1.4 und 15 sowie die dazugehörigen Kanäle 32 und 33 kann mit Stickstoff von hohem Druck der Ringschieber 4 in die beiden Endlagen nach rechts oder links gebracht werden. Dabei sind die Matrizenstempel, z. B. bei 34, gegen Deformation durch Gasdruck gesichert oder wie bei 5 gelagert. Weitere Abdichtungen können z. B. durch die Kolbenringe 35 erfolgen. Die Abkühlung der Matrizenstempel durch deren Kühlräume 20 und 21 erfolgt durch Zu- oder Abführen des flüssigen metallischen Kühlmittels über die Kanäle 36 und 37. Bei 23 ist ein Stift angeordnet, der ein Verdrehen des Ringschiebers gegenüber dem Trageblock 1 verhindert. Unterhalb der Formkammer 19 ist der obere Schleusenschieber 9 dargestellt, der über das Gestänge 38 und den Gelenkhebel 39 bewegt werden kann. Ebenso ist bei 12 der untere Schleusenschieber in geöffneter Stellung mit dem Betätigungsgestänge 40 und 41 wiedergegeben. 42 ist die Schleusenkammer, die durch eine Leitung 43 mit Stickstoff beschickt werden kann. Ebenso kann in dieselbe Kammer durch die Leitung 44 Wood-Metall zugeleitet oder aus ihr abgesaugt werden. Die Teile 8, 10, 11 und 13 sind Bauteile der Schleusenkammer und des Ausgangraumes für die fertigen Linsen.
• Genau wie die optischen Linsen können auch Prismen oder sonstige Konstruktionsteile aus Glas hergestellt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Formen von Glaskörpern, insbesondere von Linsen, bestehend aus zwei konzentrisch zueinander geführten Stempeln, die einschließlich ihrer benachbarten Teile im Takte der Formarbeit elektrisch beheizt und zeitweise durch temperaturvorbestimmende Kühlmittel abgekühlt werden, und einem Behälter, aus dem flüssiges Glas mit einer Temperatur, die etwa 200° C höher als die Schmelztemperatur lieg, mit einem Druck von 50 atü und mehr in die Form gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerecht gegeneinandergeführten Stempel von einem Ringschieber (4) umgeben sind, der den Glaseinlauf steuert. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Preßformraumes (19) eine Ausschleuskammer (42) vorgesehen ist, die durch einen oberen (9) und einen unteren Schleusenschieber (12) so mit dem Preßformraum (19) oder der Außenwelt verbunden werden kann, daß im Inneren der Schleusenkammer (42) eingeschlossene Gase oder Flüssigkeiten nur dann mit dem Preßformraum (19) in Verbindung kommen können, wenn die atmosphärische Luft aus der Schleusenkammer völlig ausgetrieben ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer zeitweise mit einem niedrigschmelzenden Metall (Wood-Metall) gefüllt werden kann und daß der fertige Glaskörper (24) in dieses flüssige Metall eingeschleust wird, ohne seine Eintrittstemperatur zu verändern. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der fertige Glaskörper (24) mit Hilfe des unteren Schleusenschiebers (12) in einen hochbeheizten Transportbehälter mit flüssigem Metall gebracht werden kann und mitsamt dem Behälter in den zugehörigen Rückkühlofen gebracht wird. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Ringschiebers (4) zwischen dem Flüssigkeitsbehälter (25) und dem Preßformraum (19) mit Druckgas. Stickstoff oder Kohlendioxyd, geschieht und daß sämtliche Räume unter Hochdruck-Stickstoff oder einem ähnlich wirkenden Sperrgas stehen. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Hinblick auf das Schwinden die Form der Matrizen derart korrigiert ist, daß der sich abkühlende Glaskörper ohne irgendwelche Nacharbeit die endgültige beabsichtigte Verwendungsform erreicht. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1071974; USA.-Patentschrift Nr. 2 443 826.