DE4212944A1 - Verfahren zur Herstellung einer Glasfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Glasfläche hoher geometrischer Genauigkeit, die insbesondere als Spiegelfläche bzw. als eine die Verspiegelung tragende Fläche verwendbar ist und eine gute Stabilität gegen Ver­ formung, Verwindung und ähnliche Deformierungen besitzt.

Zur Herstellung von Glasflächen, Linsenflächen etc. hoher Genauigkeit ist es bekannt, die Flächen zu fräsen, danach zu schleifen und dann entsprechend der geforderten Präzision in einem oder mehreren Arbeitsgängen zu polieren. Diese Fabrikationsgänge sind sehr arbeitsintensiv und zeit­ aufwendig und demgemäß teuer. Außerdem muß bei derartigen Bauelementen ein bestimmtes Flächen/Dicken-Verhältnis gewahrt sein, damit die Flächen ausreichend stabil sind, d. h. die Glaskörper müssen immer verhältnismäßig dick sein, damit keine geometrische Ver­ formung eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungs­ verfahren zur Erzeugung derartiger Glasflächen anzugeben, das ohne das teure Schleifen und Polieren auskommt, und mit dem trotzdem eine Glasoberfläche hoher Genauigkeit erzielbar ist.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das die in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte aufweist.

Diese Schritte bestehen im wesentlichen darin, daß zunächst eine plane Glasscheibe gegen eine Fläche (Masterfläche) ge­ drückt wird, die vorzugsweise an einem Glasblock, gegebe­ nenfalls auch an einem Metallblock in komplementärer Form vorgearbeitet ist, und daß danach die plane Glasscheibe mit einer weiteren Glasscheibe zu einer Verbundscheibe verkittet wird.

Das Verfahren eignet sich vorzugsweise zur Herstellung von planen Glasflächen und von zylindrischen Glasflächen, die konvex oder konkav gewölbt sind.

In seiner ersten Stufe (= Herandrücken der Planglasscheibe an die vorgeformte Masterfläche) ist das Verfahren deshalb möglich, weil Glas in der entsprechenden Dimensionierung hoch­ gradig elastisch ist. Es ist daher zu fordern, daß die Glas­ scheibe nicht derart dick ist, daß die Elastizität verloren geht. Die Scheibe muß vielmehr ausreichend dünn sein, um der äußeren Kraft soweit zu folgen, daß sie sich voll an die Masterfläche anlegt.

Letztere soll gemäß der Erfindung vorzugsweise an einem Glasblock angeformt sein. Es kann aber auch jedes andere geeignete Material verwendet werden, z. B. ein Metallblock. Die Elastizität der Glasscheibe kann für diesen Vorgang noch dadurch erhöht werden, daß die Scheibe vorgewärmt wird. Allerdings ist es dann erforderlich, daß auch der die Master­ fläche tragende Block auf die gleiche Temperatur gebracht wird, um Spannungen in der Glasscheibe zu vermeiden.

Weil im zweiten Verfahrensschritt die Glasscheibe auf ihrer Rückseite mit einer zweiten Scheibe verkittet wird, bereitet es gewisse Schwierigkeiten, die äußere Kraft auf die Rück­ seite der Glasscheibe einwirken zu lassen, obwohl dies nicht gänzlich unmöglich ist, z. B. durch einen Kraftangriff an den Rändern der Scheibe. Deswegen wird insbesondere vorgeschlagen, die Glasscheibe durch ein Vakuum an ihrer Vorderseite an die Masterfläche heranzusaugen. Dies kann durch Absaugen der Luft an den Rän­ dern der Masterfläche geschehen, vornehmlich aber durch Bohrungen und Schlitze, die von der Rückseite des die Master­ fläche tragenden Blockes bis hin zur Masterfläche durchgebohrt oder durchgefräst sind.

Die auf diese Weise mit ihrer Vorderseite hochgradig plan oder zylindrisch konkav oder konvex geformte Glasscheibe wird dann in dem zweiten Verfahrensschritt gemäß der Er­ findung in der erlangten geometrischen Form stabilisiert, und zwar dadurch, daß die Scheibe mit einer etwa gleich dicken Scheibe zu einem Verbundglas verkittet wird. Solche verkitteten Verbundglasscheiben sind bekanntermaßen außerordentlich formtreu, so daß nach Aushärten des Kittes und Abnahme des Verbundglases von der Masterfläche die Vor­ derseite des nunmehrigen Verbundglases in ihrer hochgenauen planen oder zylindrischen Gestalt erhalten bleibt.

Diese Vorderseite kann für exakte Reflexionszwecke verwendet werden, wozu sie vorher noch mit einer Spiegelschicht be­ dampft werden kann.

Nach dem gleichen Verfahren lassen sich auch planparallele Glasplatten hoher Genauigkeit herstellen. Zu diesem Zwecke werden einander zwei plane Masterflächen mit hoher Paralle­ lität gegenübergestellt, und zwar in einem Abstand, der um ein Geringes größer ist, als die Dicke zweier planer Glas­ scheiben. Dann werden zwei Glasscheiben in den zwischen den Masterflächen bestehenden Spalt eingeführt, und jede Scheibe an eine der Masterflächen gedrückt. Der danach zwischen den Glasscheiben noch existierende Spalt wird mit einem Kitt ausgefüllt, der den gleichen Brechungsindex besitzt, wie die Glasscheiben.

Falls es bei diesem Herstellungsverfahren erwünscht ist, eine planparallele Platte zu gewinnen, deren Gesamtdicke genau vorbestimmt ist, so läßt sich dies dadurch erreichen, daß die Masterflächen genau in dem Abstand der gewünschten Dicke positioniert werden, z. B. dadurch, daß zwischen die Flächen Endmaße eingeschoben werden. Die Glasplatten müssen dann, wie bereits beschrieben, nach außen gedrückt werden.

Falls es jedoch erwünscht ist, eine planparallele Platte zu gewinnen, deren Dicke nicht kritisch ist, die aber eine möglichst dünne Kittschicht aufweisen soll, so wird vorge­ schlagen, mindestens einen der die Masterflächen tragenden Blöcke beweglich anzuordnen und mit ihm die beiden Glas­ scheiben mit der dazwischen befindlichen Kittschicht gegen die andere Masterfläche zusammenzudrücken.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbei­ spiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung einer konvexen Zylinderfläche nach dem erfundenen Verfahren,

Fig. 2 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung einer planparallelen Platte von genau vorgegebener Dicke,

Fig. 3 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung einer planparallelen Platte mit möglichst geringer Kittschicht.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Glasblock bezeichnet, an dem eine zylindrische Masterfläche 2 konkav angearbeitet ist. Der Glasblock 1 ist mit mehreren Bohrungen 3 versehen, die aber nur einen Durchmesser im Zehntelmillimeter-Bereich besitzen. Auf der Rückseite des Blockes 1 sind die Bohrungen 3 räumlich verbunden, z. B. durch eine Abdeckkappe 4, an die ein Rohr 5 angesetzt ist, das zum Absaugen der Luft dient.

Gegenüber der Masterfläche 2 ist eine Glasscheibe 6 einge­ setzt, die im ersten Schritt des Verfahrens gegen die Ma­ sterfläche 2 gesaugt wurde.

Eine zweite Glasscheibe 7 wurde hinter die Glasscheibe 6 gesetzt und zwischen beide Scheiben wurde ein Kitt 8 einge­ fügt. Die zweite Glasscheibe 7 wurde dann durch einen Stempel 9 mit konvex-zylindrischer Vorderwand gegen die Glasscheibe 6 gedrückt. Nach Aushärten des Kittes 8 kann die Vorrichtung geöffnet und die auf diese Weise geschaffene Verbundscheibe entnommen werden, wobei die Frontseite 6a der Glasscheibe 6 die genaue zylindrische Form beibehält, die ihr durch das Ansaugen gegen die Masterfläche 2 aufgeprägt wurde.

Die Fig. 2 u. 3 stellen schematisch die Herstellung von zwei planparallelen Platten dar, wobei es sich bei der in Fig. 2 gezeigten Platte um eine solche handelt, bei der die Dicke der Platte einem genau vorgegebenen Maß entsprechen soll, während es bei der Platte nach Fig. 3 darauf ankommt, eine Kittschicht von möglichst geringer Dicke zwischen den beiden Glasscheiben zu haben.

In beiden Ausführungsbeispielen werden zwei Glasblöcke 10; 11 verwendet, die einander mit ihren Masterflächen 10a; 11a parallel gegenüber stehen.

In Fig. 2 sind die Blöcke 10; 11 gegen zwei gleiche Distanz­ stücke 12; 13 vom gleichen Maß "D" gedrückt, z. B. gegen zwei Endmaße.

Die Glasscheiben 14; 15 wurden von der Seite her zwischen die Masterfläche 10a; 11a eingeführt und gegen letztere ge­ drückt, z. B. mittels zwischen sie eingeleiteter Druckluft. Danach wurde der Spalt zwischen den Scheiben 14; 15 mit einem Kitt 16 gleichen Brechungsindexes aufgefüllt. Nach dessen Aushärtung erhält man eine planparallele Verbundglasscheibe exakter Dicke und Parallelität.

In Fig. 3 sind wiederum die Blöcke 10; 11 vorhanden, zwischen welche die Glasscheiben 14; 15 eingefügt sind. Jedoch ist in diesem Beispiel nur der Block 10 stationär, während der Block 11 in Richtung des Doppelpfeiles A verschiebbar ist.

Nach Einfügung der Kittschicht 16 kann daher der Block 11 gegen die Glasscheiben und den stationären Block 10 gedrückt werden. Dabei wird die Schicht 16 auf ein Minimum zusammen­ gedrückt.

Man erhält auf diese Weise eine planparallele Verbundglas­ scheibe, deren Dicke, und die Dicke der zwischengefügten Kittschicht, wesentlich von der Kraft abhängt, mit welcher der Block 11 gegen den Block 10 geschoben wird.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Glasfläche hoher Genauigkeit und Stabilität, dadurch gekennzeichnet, daß eine plane Glasscheibe (6) durch äußere Krafteinwirkung gegen einen Glasblock (1) oder einen metallischen Block gedrückt wird, an dem in komplementärer Form die gewünschte Fläche (2 = Masterfläche) vorgeformt ist, und daß danach die plane Glasscheibe (6) auf ihrer Rückseite mit einer Glasscheibe (7) etwa gleicher Dicke zu einem Verbund­ glas verkittet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der planen Glasscheibe (6) und der Masterfläche (2) ein Vakuum erzeugt wird, so daß die äußere Kraft vom Luftdruck auf der Rückseite der Glasscheibe (6) geliefert wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe (6) und der die Master­ fläche (2) tragende Block (1) gleichmäßig vortemperiert sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung zweier Glasflächen hoher Genauigkeit, die einander in einer gemein­ samen Verbundglasscheibe mit hoher Parallelität zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei plane Glasscheiben (14; 15) durch äußere Krafteinwirkung gegen je eine Masterfläche (10a; 11a) gedrückt werden, die hochgenau plan vorgeformt und in einem Abstand D parallel zueinander angeordnet sind, der etwas größer als die Dicke der beiden Glasscheiben (14; 15) ist, und daß danach die beiden Scheiben durch einen Kitt (16) gleichen Brechungsindexes zu einem Verbundglas verkittet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden die Masterfläche tragenden Blöcke (10; 11) stationär und der andere in einer Richtung (A) senkrecht zu den Masterflächen verschiebbar ist, so daß nach Einbringung des Kittes (16) die beiden Glasscheiben (14; 15) durch den verschiebbaren Block (11) gegen den stationären Block (10) drückbar sind.