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DE4212944A1 - Geometrically accurate glass prodn. - uses external pressure on glass against master surface, for further glass to be bonded with putty - Google Patents

Geometrically accurate glass prodn. - uses external pressure on glass against master surface, for further glass to be bonded with putty

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DE4212944A1
DE4212944A1 DE19924212944 DE4212944A DE4212944A1 DE 4212944 A1 DE4212944 A1 DE 4212944A1 DE 19924212944 DE19924212944 DE 19924212944 DE 4212944 A DE4212944 A DE 4212944A DE 4212944 A1 DE4212944 A1 DE 4212944A1
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Docter Optic Wetzlar GmbH
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Abstract

To produce a glass surface of high accuracy and stability, a flat glass pane is pressed through external force against a glass or metal block shaped to give the complementary master surface. The rear surface of the pane is covered with a glass pane of the same thickness and the two are puttied together as a compound glass structure. A vacuum is pref. generated between the glass and master surface for the external pressure to be applied on the glass through atmospheric pressure. The glass and the block are preheated. For a cpd. glass structure with two glass materials, both glass panes are pressed externally against a master surface for each. The gap between the master surfaces, parallel to each other, is slightly larger than the thickness of the two glass panes. The panes are pref. bonded together by a putty with the same refraction index. One master block is static, and the other master block slides towards it so that, after the application of the putty, both glass panes are pressed against the static block. USE/ADVANTAGE - For prodn. of a glass surface with a high geometric accuracy, especially as a mirror surface, and lenses. The method gives an accurate glass material, without expensive grinding and polishing.

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.The invention relates to a method for producing a Glass surface of high geometric accuracy, which in particular as a mirror surface or as a mirror surface Surface is usable and good stability against ver shaping, twisting and similar deformations.

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.For the production of glass surfaces, lens surfaces etc. higher Accuracy is known to mill the surfaces afterwards to grind and then according to the required precision to polish in one or more operations. These manufacturing processes are very labor intensive and time consuming complex and accordingly expensive. In addition, a certain must be in such components Area / thickness ratio must be maintained so that the areas are sufficiently stable, d. H. the vitreous must always be relatively thick so that no geometric ver formation entry.

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.The invention has for its object a manufacturing specify methods for producing such glass surfaces, that does without the expensive grinding and polishing, and with nevertheless a glass surface of high accuracy can be achieved is.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das die in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte aufweist.According to the invention, this object is achieved by a method solved that the method steps specified in claim 1 having.

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. These steps essentially consist of first a flat glass pane against a surface (master surface) is pressed, preferably on a glass block otherwise also on a metal block in a complementary form is prepared, and that after that with the flat glass another glass pane to form a composite pane is cemented.  

Das Verfahren eignet sich vorzugsweise zur Herstellung von planen Glasflächen und von zylindrischen Glasflächen, die konvex oder konkav gewölbt sind.The method is preferably suitable for the production of plan glass surfaces and of cylindrical glass surfaces that are convex or concave.

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.In its first stage (= pressing the flat glass pane to the preformed master surface) is the process possible because glass is high in the appropriate dimensioning is gradually elastic. It is therefore required that the glass is not so thick that the elasticity is lost goes. The disk must rather be sufficiently thin to to follow the external force to the extent that it is fully attached creates the master area.

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.According to the invention, the latter should preferably be on one Glass block be molded. But it can also be any other suitable material is used, e.g. B. a metal block. The elasticity of the glass pane can still be used for this process can be increased by preheating the disc. However, it is then necessary that the master surface-bearing block brought to the same temperature to avoid tension in the glass pane.

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. Because in the second step, the glass pane on your Back is cemented with a second disc, prepares there are certain difficulties, the external force on the back side of the glass pane, although not is completely impossible, e.g. B. by a force attack the edges of the disc. For this reason, the glass pane is proposed in particular through a vacuum on the front of the master surface suck in. This can be done by sucking the air out of the drains of the master area, but primarily through Bores and slots cut from the back of the master surface-bearing block drilled through to the master surface or are milled through.  

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.That way, its front is highly flat or cylindrical concave or convex shaped glass is then in the second process step according to the Er stabilized in the geometric form obtained, and This is because the disc is approximately the same thickness The pane is cemented to a laminated glass. Such cemented laminated glass panes are known to be extraordinarily true to shape, so that after hardening of the putty and removing the laminated glass from the master surface the side of the now laminated glass in its highly precise plan or cylindrical shape is preserved.

Diese Vorderseite kann für exakte Reflexionszwecke verwendet werden, wozu sie vorher noch mit einer Spiegelschicht be­ dampft werden kann.This front can be used for exact reflection purposes be what they previously be with a mirror layer can be steamed.

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.Plane-parallel can also be made using the same procedure Manufacture high precision glass plates. For this purpose become two flat master surfaces with a high parallel lity, at a distance that is about a little larger than the thickness of two flat glass slices. Then two panes of glass are placed in between Master surfaces existing gap introduced, and each disc pressed onto one of the master surfaces. The one after that between the Glass panes still existing gap is covered with a putty filled in, which has the same refractive index as the glass panes.

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.If it is desired in this manufacturing process, to win a plane-parallel plate, the total thickness is exactly predetermined, this can be achieved by that the master surfaces exactly in the distance of the desired Thickness can be positioned, e.g. B. in that between the Surface gauge blocks are inserted. The glass plates need  then, as already described, be pushed outwards.

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.However, if desired, a plane-parallel plate to win, whose thickness is not critical, but which one should have the thinnest possible layer of kit, it is preferred beat at least one of the masters Arrange blocks movably and with it the two glass counter with the kit layer in between press the other master surface together.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbei­ spiel dargestellt. Es zeigen:In the drawing, the invention is in one embodiment game shown. Show it:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung einer konvexen Zylinderfläche nach dem erfundenen Verfahren, Fig. 1 shows schematically an apparatus for producing a convex cylindrical surface according to the invented method,

Fig. 2 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung einer planparallelen Platte von genau vorgegebener Dicke, Fig. 2 shows schematically an apparatus for producing a plane parallel plate of exactly predetermined thickness,

Fig. 3 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung einer planparallelen Platte mit möglichst geringer Kittschicht. Fig. 3 schematically shows a device for producing a plane-parallel plate with the least possible kit layer.

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.In Fig. 1, 1 denotes a glass block on which a cylindrical master surface 2 is concavely worked. The glass block 1 is provided with a plurality of bores 3 which, however, only have a diameter in the tenth of a millimeter range. On the back of block 1 , the holes 3 are spatially connected, for. B. by a cap 4 , to which a tube 5 is attached, which is used to extract the air.

Gegenüber der Masterfläche 2 ist eine Glasscheibe 6 einge­ setzt, die im ersten Schritt des Verfahrens gegen die Ma­ sterfläche 2 gesaugt wurde. Opposite the master surface 2 , a glass pane 6 is inserted, which was sucked against the master surface 2 in the first step of the method.

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.A second glass pane 7 was placed behind the glass pane 6 and a putty 8 was inserted between the two panes. The second glass pane 7 was then pressed against the glass pane 6 by a stamp 9 with a convex-cylindrical front wall. After the putty 8 has hardened, the device can be opened and the composite pane created in this way can be removed, the front side 6 a of the glass pane 6 maintaining the exact cylindrical shape which was impressed on the master surface 2 by suction.

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. Fig. U 2. 3 schematically represent the production of two plane-parallel plates, the plate shown in FIG. 2 being one in which the thickness of the plate is to correspond to a precisely specified dimension, while the plate according to FIG. 3 is thereon arrives to have a layer of kit as thin as possible between the two glass panes.

In beiden Ausführungsbeispielen werden zwei Glasblöcke 10; 11 verwendet, die einander mit ihren Masterflächen 10a; 11a parallel gegenüber stehen.In both exemplary embodiments, two glass blocks 10 ; 11 uses each other with their master surfaces 10 a; 11 a face each other in parallel.

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.In Fig. 2 the blocks 10 ; 11 against two equal distance pieces 12 ; 13 pressed by the same dimension "D", z. B. against two gauge blocks.

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. The glass panes 14 ; 15 were from the side between the master surface 10 a; 11 a introduced and pressed against the latter, z. B. by means of compressed air introduced between them. The gap between the disks 14 ; 15 filled with a putty 16 of the same refractive index. After it has hardened, a plane-parallel laminated glass pane of exact thickness and parallelism is obtained.

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.In Fig. 3, the blocks 10 ; 11 is present, between which the glass panes 14 ; 15 are inserted. However, in this example only the block 10 is stationary, while the block 11 is displaceable in the direction of the double arrow A.

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.After the kit layer 16 has been inserted, the block 11 can therefore be pressed against the glass panes and the stationary block 10 . Layer 16 is pressed to a minimum.

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.In this way, a plane-parallel laminated glass pane is obtained whose thickness, and the thickness of the kit layer interposed, essentially depends on the force with which the block 11 is pushed against the block 10 .

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.1. A method for producing a glass surface of high accuracy and stability, characterized in that a flat glass pane ( 6 ) is pressed by external force against a glass block ( 1 ) or a metallic block on which the desired surface ( 2 = master surface ) in complementary form ) is preformed, and that then the flat glass pane ( 6 ) is cemented on its back with a glass pane ( 7 ) of approximately the same thickness to form a composite glass. 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.2. The method according to claim 1, characterized in that a vacuum is generated between the flat glass sheet ( 6 ) and the master surface ( 2 ), so that the external force is supplied by the air pressure on the back of the glass sheet ( 6 ). 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.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the glass pane ( 6 ) and the master surface ( 2 ) supporting block ( 1 ) are uniformly preheated. 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. 4. The method according to claim 1 for producing two glass surfaces of high accuracy, which are assigned to each other in a common laminated glass pane with high parallelism, characterized in that two flat glass panes ( 14 ; 15 ) by external force against a master surface ( 10 a; 11 a) are pressed, which are preformed to a highly precise plane and are arranged parallel to one another at a distance D which is somewhat greater than the thickness of the two glass panes ( 14 ; 15 ), and that the two panes are then given the same refractive index by a cement ( 16 ) be cemented with a laminated glass. 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.5. The method according to claim 4, characterized in that one of the two blocks supporting the master surface ( 10 ; 11 ) is stationary and the other in one direction (A) is displaceable perpendicular to the master surfaces, so that after the putty ( 16 ) has been introduced two glass panes ( 14 ; 15 ) can be pressed against the stationary block ( 10 ) by the displaceable block ( 11 ).
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