DE3510414A1 - Herstellung eines leichtgewichtspiegelrohlings mit stuetzgeruest - Google Patents
Herstellung eines leichtgewichtspiegelrohlings mit stuetzgeruestInfo
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Description
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Gestaltung des Stützgerüstes zuläßt; weiterhin soll auf Fig. Ib zeigt einen Querschnitt in vertikaler Richtung
irgendwelche Flußmittelzusätze verzichtet werden. entlang der Linie AB gemäß Fig. 1 a. In dieser Figur sind
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, die auf dem plattenförmigen Träger 1 aufgesetzten Gradaß
die Graphitformkörper auf die als Träger dienende phitformkörper 2 erkennbar, wobei der zwischen je-Spiegel-
oder Rückenplatte direkt aufgesetzt werden, 5 weils zwei benachbarten Formkörpern 2 befindliche
daß das Stützgerüst vollständig aus der in die Zwischen- Zwischenraum 4 sowie der zwischen dem Graphitrahräume
eingefüllten Körnung gebildet wird, und daß die men 3 und dem jeweils benachbarten Formkörper 2
so gebildete Anordnung in dem Ofen unter einem Druck befindliche Zwischenraum 5 mit der Körnung so ausgeim
Bereich von 2 χ 10~2 bis 2 mbar auf eine Tempera- füllt wird, daß diese ausgehend vom Träger 1 aus Quarztur
im Bereich von 1710°C bis 17800C im Bereich von 2 10 material bis zur Oberkante der Formkörper 2 reicht,
bis 6 Stunden erhitzt wird und anschließend die mitein- Die Oberkante des Graphitrahmens 3 entspricht dabei
ander verbundenen Teile der Anordnung zum Abkühlen der Oberkante der Formkörper 2, während die Unterim
Ofen gehalten werden. kante des Graphitrahmens 3 bis zur Unterkante des
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfah- plattenförmigen Trägers 1 reicht und diesen während
rens wird die Anordnung auf eine Temperatur im Be- 15 des Verfahrens formstabil hält,
reich von 1720 bis 1740° C erhitzt. Die gemäß Fig. Ib mit Quarzkörnung versehene
Als Graphitformkörper werden Körper aus Graphit Form wird in einen Ofen eingebracht, welcher nach sei-
oder Graphit-Folie bereitgestellt, die Zwischenräume ner Evakuierung auf eine Temperatur von über 1700°C
vorzugsweise mit einer Körnung aus Quarzglas oder gebracht wird. Vorzugsweise wird eine Temperatur von
Quarzgut der Korngröße 300 μπι aufgefüllt und im Ofen 20 ca. 1730°C gewählt. Die Heizdauer ist von der Größe
unter Vakuum im Bereich von 2 χ 10- bis 2 mbar ge- der eingebrachten Anordnung abhängig, sie kann im
schmolzen. Bereich von 2 bis 6 Stunden liegen. In der Praxis liegt sie
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, bei üblichen Anordnungen im Bereich von 3 bis 4 Stun-
daß die Herstellung des Stützgerüstes und die Verbin- den.
dung mit der Rücken- oder Spiegelplatte in einem einzi- 25 Nach Abschluß des Heizvorganges wird der evaku-
gen Arbeitsgang erfolgen, wobei die Struktur des Stütz- ierte Ofen mit einem Inertgas — vorzugsweise mit
gerüstes durch einfache Veränderung von Gestalt, Grö- Stickstoff — geflutet, dessen Temperatur bei ca. 20° C
ße oder Lage der Graphitformkörper veränderbar ist. liegt. Die sich daran anschließende Abkühlzeit beträgt
Als Ausgangsmaterial für das Stützgerüst dient Quarz- bis zu 24 Stunden, wobei diese Zeit von der Größe des
glas oder Quarzgut in Form einer Körnung. 30 Werkstückes abhängig ist. Nach dem Abkühlen werden
Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung an- die Graphitformkörper 2 und der Graphitrahmen 3 der
hand der Fig. 1 a, 1 b, 1 c sowie der Fig. 2 näher erläutert. Anordnung entnommen, so daß der in Fig. Ic dargestell-
Fig. 1 a zeigt die aus Quarzmaterial bestehende Platte te plattenförmige Träger 1 aus Quarzmaterial mit dem
mit den aufgesetzten Graphitformkörpern, aus Stegen 6 und den Randzonen 7 bestehende Stützge-
Fig. Ib zeigt einen Querschnitt durch diese Platte 35 rüst übrigbleibt. Fig. Ic zeigt dabei eine verhältnismäßig
nach der Auffüllung mit einer Körnung aus Quarzmate- einfache Form mit einem gitterartigen Stützgerüst. Die
rial, Stege 6 sind dabei aus der zwischen den Formkörpern 2
Fig. Ic zeigt eine nach dem erfindungsgemäßen Ver- eingefüllten Körnung 4 entstanden, während die Randfahren
hergestellte Platte aus Quarzmaterial mit dem zonen 7 aus der zwischen dem Graphitring 3 und den
Stützgerüst, zu einer Einheit verschmolzen, 40 jeweils benachbarten Formkörpern 2 befindlichen Kör-
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer quadratischen nung gebildet worden sind.
Platte mit dreieckigen Ausnehmungen. je nach Stabilitätsanforderung ist es jedoch auch
Gemäß Fig. la befinden sich auf dem als Spiegelplat- möglich, andere wabenförmige Strukturen des Stützte
oder Rückenplatte dienenden zylinderförmigen Trä- gerüstes vorzusehen, wie z.B. in Form von Dreiecken
ger 1 aus Quarzmaterial in vorgegebenen Abständen 45 oder Sechsecken.
zueinander angeordnete Graphitformkörper 2; diese Nach Abschluß des Fertigungsvorganges ist es mögweisen
im wesentlichen einen quadratischen Grundriß lieh, die zur endgültigen Fertigstellung des Spiegelrohauf,
jedoch sind in den Randbereichen zur Anpassung an lings erforderliche zweite Platte — also Rücken- oder
die kreisförmige Oberfläche des Trägers 1 die Formkör- Spiegelplatte — auf die Stege 6 bzw. Randzonen 7 aufper
2 mit einem der Kreisform angepaßten Grundriß — 50 zubringen und durch erneutes Erhitzen mit diesen unbeispielsweise
in Form eines Dreiecks — versehen. Die lösbar zu verbinden. Nach Abschluß dieses Fertigungs-Formkörper
2 sind in regelmäßigen Abständen zueinan- Vorganges ist es dann möglich, den Spiegelrohling durch
der angeordnet, so daß die zwischen ihnen liegenden Schneid- und Schleifvorgänge mit der erwünschten pla-Zwischenräume
4 stets die gleiche Breite aufweisen. Der nen oder gewölbten Oberfläche zu versehen.
Träger t wird von einem umlaufenden Graphitrahmen 3 55 Es ist jedoch auch möglich, anstelle des bisher ebenen umgeben, der in Form eines Hohlzylinders über die Trägers aus Quarzmaterial einen gewölbten Träger mit Oberkante des Trägers 1 hinausragt. Der Graphitrah- einem entsprechenden Stützgerüst zu versehen. In eimen ist zwecks besserer Übersicht in Fig. la nur teilwei- nem solchen Fall werden die an Oberkante und Unterse dargestellt. Als Material für den Träger 1 sind sowohl kante entsprechend der Spiegelwölbung abgerundeten Quarzglas als auch Quarzgut geeignet. 60 Formkörper entsprechend der in Fig. la dargestellten
Träger t wird von einem umlaufenden Graphitrahmen 3 55 Es ist jedoch auch möglich, anstelle des bisher ebenen umgeben, der in Form eines Hohlzylinders über die Trägers aus Quarzmaterial einen gewölbten Träger mit Oberkante des Trägers 1 hinausragt. Der Graphitrah- einem entsprechenden Stützgerüst zu versehen. In eimen ist zwecks besserer Übersicht in Fig. la nur teilwei- nem solchen Fall werden die an Oberkante und Unterse dargestellt. Als Material für den Träger 1 sind sowohl kante entsprechend der Spiegelwölbung abgerundeten Quarzglas als auch Quarzgut geeignet. 60 Formkörper entsprechend der in Fig. la dargestellten
In die gemäß Fig. la vorbereitete Form wird eine Figur aufgestellt. Auch in diesem Fall wird die Anord-Körnung
aus kristallinem oder amorphem Quarz einge- nung von einem Graphitrahmen umgeben, welcher eine
bracht, so daß der vom Graphitrahmen 3 umfaßte Raum Ausfüllung gemäß Fig. Ib ermöglicht. Bei verhältnismä-—
d.h. der zwischen den Graphitformkörpern bzw. zwi- ßig dünnwandigen Trägern ist dabei zusätzlich eine Abschen
Graphitformkörpern und Graphitrahmen befind- 65 Stützung durch Graphitformkörper mit entsprechend
liehe Zwischenraum 5 — vollständig ausgefüllt wird. Es gewölbter Oberfläche auf der dem späteren Stützgerüst
wird vorzugsweise eine Körnung der Korngröße von abgewandten Seite möglich.
300 μίτι verwendet. Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem quadratischen
300 μίτι verwendet. Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem quadratischen
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plattenförmigen Träger 1, dessen Stege 6 so angeordnet
sind, daß sie dreieckige Ausnehmungen bilden. Die Fertigung erfolgt analog zu dem oben beschriebenen Beispiel. Dabei wird um den plattenförmigen Träger ein
Graphitrahmen in Form eines Rechtecks eingesetzt.
sind, daß sie dreieckige Ausnehmungen bilden. Die Fertigung erfolgt analog zu dem oben beschriebenen Beispiel. Dabei wird um den plattenförmigen Träger ein
Graphitrahmen in Form eines Rechtecks eingesetzt.
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Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung eines Leichtgewichts- Atmosphäre erhitzt wird und bei dem nach dem Abkühpiegelrohlings,
der ein mit Ausnehmungen versehe- len die Graphitformkörper entfernt werden,
nes Stützgerüst aufweist, das mit einer Spiegelplat- 5 Aus der DE-PS 3018 785 ist die Herstellung eines
te oder Rückenplatte unverrückbar verbunden Leichtgewichtspiegels, insbesondere für astronomische
wird, wobei als Werkstoffe für das Stützgerüst und Zwecke bekannt, bei dem zwischen eine Frontplatte aus
die Spiegel- oder Rückenplatte solche ausgewählt Quarzglas oder hochsilikatischem Glas und eine Rükwerden,
die praktisch den gleichen thermischen kenplatte aus Quarzglas, Quarzgut oder hochsilikati-Ausdehnungskoeffizienten
aufweisen und bei dem io schem Glas ein vorgefertigtes Stützgerüst aus Quarzzur
Herstellung des Stützgerüstes Graphitform- glas, Quarzgut oder hochsilikatischem Glas eingebracht
körper innerhalb eines Graphitrahmens auf einen und mit diesen Platten unverrückbar verbunden wird,
plattenförmigen Träger mit Abstand zueinander Dabei weisen die für die Platten und das Stützgerüst
aufgesetzt werden und in Hohlräume zwischen den ausgewählten Werkstoffe praktisch den gleichen ther-Graphitformkörpern
sowie zwischen Graphitform- 15 mischen Ausdehnungskoeffizienten auf. Zur Bildung des
körpern und Graphitrahmen eine Körnung aus kri- Stützgerüstes werden auf einer später zu entfernenden
stallinem oder amorphen Quarz zur Bildung wenig- Trägerplatte mit einer kohlenstoffhaltigen Oberflächenstens
eines Teils des Stützgerüstes eingefüllt, diese schicht — beispielsweise Graphitplattenförmige Teile
Anordnung in einen Ofen eingebracht und in einer und/oder rohrförmige Teile aus Quarzglas, Quarzgut
nichtoxidierenden Atmosphäre erhitzt wird und bei 20 oder hochsilikatischem Glas aufgestellt, wobei in die
dem nach dem Abkühlen die Graphitformkörper verbleibenden Leerräume zwischen jeweils zwei beentfernt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die nachbarten Teilen eine zu sinternde Masse aus Kör-Graphitformkörper
(2) auf die als Träger (1) die- nung, kleinen Röhrchen, Stäbchen, Plättchen oder einer
nende Spiegel-oder Rückenplatte direkt aufgesetzt Mischung daraus eingefüllt und diese Anordnung mit
werden, das Stützgerüst vollständig aus der in die 25 einem Graphitrahmen in Form eines Ringes zusammen-Zwischenräume
eingefüllten Körnung gebildet gehalten wird. Zusätzlich können auf der Trägerplatte
wird und daß die so gebildete Anordnung in dem Formkörper aus kohlenstoff- bzw. graphithaltigem
Ofen unter einem Druck im Bereich von 2 χ 10~2 Werkstoff aufgestellt, wobei diese Formkörper nach
bis 2 mbar auf eine Temperatur im Bereich von dem Abkühlen zusammen mit dem Graphitrahmen und
17100C bis 178O0C im Bereich von 2 bis 6 Stunden 30 der Trägerplatte entfernt werden. Die so gebildete Anerhitzt
wird und anschließend die miteinander ver- Ordnung wird in einem Ofen unter Aufrechterhaltung
bundenen Teile der Anordnung zum Abkühlen im einer nichtoxidierenden Atmosphäre für einen Zeitraum
Ofen gehalten werden. im Bereich von 2 bis 6 Stunden auf einer Temperatur im
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekenn- Bereich von 1300 bis 16000C aufgeheizt. Während die- *.
zeichnet, daß die Anordnung auf eine Temperatur 35 ses Erhitzungsprozesses versintern die Quarzglasteil-
im Bereich von 1720 bis 17400C während einer Zeit chen der Masse nicht nur untereinander, sondern auch V
von 3 bis 6 Stunden erhitzt wird. mit den vorher eingebrachten rohrförmigen Teilen. ^
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- Nach Entfernung der Graphitmaterialien wird das
kennzeichnet, daß als Graphitformkörper (2) Kör- Stützgerüst beispielsweise durch gerichtete Wärmeeinper
aus Graphit oder Graphit-Folie aufgesetzt wer- 40 wirkung mittels Lichtbogen mit der Frontplatte und der
den. Rückenplatte zu einem Leichtgewichtspiegel verbun-
4. Verfahren nach einem oder mehreren der An- den.
Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nach dieser DE-PS ist es somit erforderlich, auf der
Körnung mit einer Korngröße von ca. 300 μπι ein- Trägerplatte eine Vielzahl vorgefertigter, rohrförmiger
gefüllt wird. 45 Teile aus Quarzmaterial aufzustellen, welche nach Auf-
5. Verfahren nach einem oder mehreren der An- füllung mit einer Körnung aus Quarzmaterial nach dem
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sintervorgang die wabenförmige Struktur des Stützger-Ofen
nach Abschluß des Heizvorganges mit Inert- üstes ergeben. Der von der Körnung eingenommene
gas geflutet wird. Raum läßt sich dabei durch Einsatz von Graphitform-
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- 50 körpern erheblich reduzieren, so daß trotz hoher Stabizeichnet,
daß als Inertgas Stickstoff eingesetzt wird. lität nur ein verhältnismäßig kleiner Raum mit Material
ausgefüllt ist. Es handelt sich hierbei um ein verhältnis-
Beschreibung mäßig aufwendiges Verfahren, bei dem in nacheinander
folgenden Fertigungsstufen die als Vormaterial dienen-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 55 den rohrförmigen Quarzkörper herzustellen sind und
eines Leichtgewichtspiegelrohlings, der ein mit Ausneh- anschließend als Grundstruktur für das Stützgerüst aufmungen
versehenes Stützgerüst aufweist, das mit einer gebaut und nach Auffüllung mit der Körnung aus
Spiegelplatte oder Rückenplatte unverrückbar verbun- Quarzmaterial zum Stützgerüst gesintert werden. Die
den wird, wobei als Werkstoffe für das Stützgerüst und Verbindung mit der Front- bzw. Rückenplatte erfolgt
die Spiegel- oder Rückenplatte solche ausgewählt wer- 60 dann in einem dritten Schritt, beispielsweise durch Warden,
die praktisch den gleichen thermischen Ausdeh- meeinwirkung mittels Lichtbogen. Aufgrund der parnungskoeffizienten
aufweisen und bei dem zur Herstel- tiellen Erhitzung können dabei erhebliche Spannungen
lung des Stützgerüstes Graphitformkörper innerhalb ei- auftreten, die zur Beeinträchtigung der Stabilität führen,
nes Graphitrahmens mit Abstand zueinander auf einen Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, unter Wahrung
plattenförmigen Träger gesetzt und in Hohlräume zwi- 65 der Spannungsfreiheit innerhalb des Materials eine
sehen den Graphitformkörpern sowie zwischen Gra- möglichst kostenkünstige Herstellungsweise anzugephitformkörpern
und Graphitrahmen eine Körnung aus ben, die unter Verzicht auf die Verwendung bestimmter
kristallinem oder amorphem Quarz zur Bildung eines vorgefertigter Teile aus Quarzmaterial eine beliebige
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