DE1547375A1 - Vorrichtung zur Herstellung eines Metallgitter-Polarisatorelements - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung eines Metallgitter-Polarisatorelements

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DE1547375A1 DE1965L0032461 DEL0032461A DE1547375A1 DE 1547375 A1 DE1547375 A1 DE 1547375A1 DE 1965L0032461 DE1965L0032461 DE 1965L0032461 DE L0032461 A DEL0032461 A DE L0032461A DE 1547375 A1 DE1547375 A1 DE 1547375A1
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Description

PATENTANWÄLTE
DIPL-ING. GONTHER KOCH DR. TINO HAIBACH
J 27- 667 IXa/4*2h -Trennakte 8 München 2, 9. Dezember 1966 (Ausscheidung aus J 27 667 IXa/42h) UNSER ZE|CHEN: ?654a _ H/We
-ISTSBSkTIOSAL POLAROID OOfiPORAIION, Jersey City /New Jersey (USA)
Torrichtung zur Herstellung eines Metallgitter-Polarisatorelements
Die Erfindung betrifft eine Torrichtung zur Ausführung des in Patent ............. (Patentanmeldung J 27 667 IXa/42h).beschriebenen Terfahrens zur Herstellung eines Polarisatorelements vom Metallgittertyp.
Gegenstand des Patents .............. (Patentanmeldung J 27 667
-. IXa/42h) ist ein Terfahren zur Herstellung eines Polarisatorelements vom Metallgittertyp zur linearen Polarisation von Strahlung insbesondere im Ultrarot-, sichtbaren und UT-Bereich ' des optischen Spektrums, welches eine Tielzahl von länglichen, über ihre länge kontinuierlich zusammenhängenden und mit ihren Längsrichtungen parallel nebeneinander mit einem vorgegebenen Zwischenabstand angeordnete Metallelemente aufweist, wobei Querschnitt, Abstand und die optischen Materialeigenschaften der Metallelemente sowie die Lichtdurchlässigkeitseigenschaften des die Abstände zwischen den Metallelementen ausfüllenden Materials so gewählt sind, daß die einfallende Strahlung linear polarisiert wird; nach diesem Terfahren wird dabei in der Weise·
vorgegangen, daß man einen in einem für die zu polarisierende
Strahlung durchlässigen Hüllmaterial eingebetteten Metallfaden oder mehrere in einem Träger aus einem für die zu polarisierende Strahlung durchlässigen Material parallel zueinander in Abstand voneinander eingebettete Metallfäden unter kontrollierter Wärmezufuhr und Anwendung einer kontrollierten Zugspannung in Längsrichtung elongiert, daß man das den bzw. die Fäden enthaltende gezogene Gebilde sodann in einzelne Stücke schnadet und diese Abschnitte an ihren einen Ende gegen einen Austritt des Metalls bei Erhitzung verschließt, daß man sodann mehrere derartige Fadenabschnitte parallel zueinander auf einem weiteren Träger aus einem für die zu polarisierende Strahlung durchlässigen Material anordnet, miteinander und mit dem Träger fest verbindet bzw. verschweißt und das so erhaltene Gebilde gegebenenfalls einer Pressung zur Kompaktierung sowie einer Vergütung unter kontrollierten Semperaturbedingungen unterwirft, und daß man au^gohenl von άβια so erhaltenen Gebilde den vorstehenden Zyklus γο:λ 7erfahrenssehritten (Ziehen, Schneiden, Abdichten, Zusammensetzen, Verschweißen sowie gegebenenfalls Pressen und Vergüten) aufeinanderfolgend so oft wiederholt, fec± bis ein
Polarisatorelement in Form eines Metallgitters mit den gewünschten Werten der Querschnittsabmessung der einzelnen Metallelemente und der Abstände zwischen ihnen erhalten wird.
Zur Veranschaulichung der mit diesem Verfahren verbundenen technologischen Probleme sei daran erinnert, daß zur Erzielung einer wirksamen Polarisation mit Hilfe eines Gitterpolarisators
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die Gitterkonstante (d.h. die Summe aus der Breite eines Gitterbalkens und eines Zwischenabstandes) kleiner als die Wellenlänge der zu polarisierenden Strahlung sein muß; angesichts der Spektralbereiche, für welche das Polarisatorelement gemäß der Erfindung in erster Linie bestimmt ist, ergibt sich damit die Forderung nach Gitterkonstanten im Bereich von 0,01 bis 0,1 Mikron oder weniger; unter der Annahme, daß die Gitterkonstante sich im wesentlichen zu gleichen Teilen auf die Querschnittsabmessung des Metallgitterfadens und den Zwischenabstand verteilt, ergibt sich damit die Forderung nach der Herstellung von kontinuierlichen Metallfäden mit Durchmessern in der Größenordnung von 0,005 bis 0,5 Mikron Dicke, wobei diese Fäden über ihre Länge hin kontinuierlich, d.h. ohne Unterbrechung zusammenhängend ausgebildet und in gleichbleibenden Abständen voneinander angeordnet sein sollen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung isi eine Vorrichtung zur weitgehend automatischen Durchführung dieses Verfahrens in industriellem Maßstab.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kennzeichnet sich durch einen Antriebsmotor mit von Hand.einstellbarer kontinuierlicher Drehzahlregelung; durch eine Vorschubvorrichtung zum Vorschub des den oder die Metallfäden enthaltenden Hüllgebildes in Richtung auf eine Erwärmungszone; durch eine von Hand einstellbare Drehzahleinstellvorrichtung zwischen dem Antriebsmotor und der Vorschubrichtung zur unabhängigen Einstellung der
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BAD ORIG'NAL
Vorschubgeschwindigkeit, durch eine zu einer hin- und hergehenden Bewegung entlang dem Hüllgebilde in Abstimmung mit der Vorschubbewegung des Hüllgebildes angetriebene Wärmezufuhrvorrichtung, mittels welcher dem Hüllgebilde und dem darin eingebetteten Metallfaden bzw. -fäden innerhalb einer begrenzten Erwärmungszone eine zur Erweichung des Hüllmaterials und zum Schmelzen des in dieeem eingebetteten Metalls ausreichende Wärmemenge zugeführt wird; durch eine Aufwickelvo!richtung, welche über ein Ausgleichsgetriebe mit dem Antriebsmotor gekuppelt ist und
das den bzw. die Metallfaden bzw. -fäden enthaltende Hüllgebilde mit einer dessen Zufuhrgeschwindigkeit übersteigenden Geschwindigkeit aus der Erwärmungszone abzieht; sowie durch eine Nachführregelvorrichtung zur Gewährleistung eines gleichbleibenden Querschnitts des elongierten Gebildes, die auf Eelativbewegungen des Ausgleichsgetriebes gegenüber der Aufwickelvorrichtung anspricht und in Abhängigkeit hiervon die Stellung der Wärmezufuhrvorrichtung entlang dem Hüllgebilde so steuert, daß die Wärme einem größeren oder kleineren Volumen des Hüllgebildes zugeführt wird, je nachdem dies zur Konstanthaltung der durchschnittlichen Viskosität und Ziehfähigkeit des Hüllgebildes und der Metallfäden erforderlich ist.
lassen Mit Hilfe dieser Vorrichtung gemäß der Erfindung UXM& sich
Polarisatorelemente vom Metallgittertyp nach Patent
(Patentanmeldung J 27 667 IXa/42h) mit einem der industriellen Fertigung angemessenen Ausstoß unter Gewährleistung der für die Erzielung eines guten Polarisationswirkungsgrades wesentlichen
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BAD ORIGINAL
guten optischen und mechanischen Eigenschaften herstellen.
Einzelheiten des Aufbaues und der Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand.der Zeichnung; in dieser zeigen.
Die Figuren 1 und 4 jeweils in schematischer perspektivischer Darstellung zwei weitgehend übereinstimmende Vorrichtungen gemäß der Erfindung, von welchen die Vorrichtung nach Fig. 1 zum kontinuierlichen Ziehen· eines einzelnen im Glas eingeschlossenen Metallfadens, die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung hingegen zum kontinuierlichen Ziehen eines mehrere Metallfäden parallel nebeneinander in einer Ebene enthaltenden streifenförmigen Gebildes dient, wie es bei dem Verfahren gemäß Patent (Patentanmeldung
J 27 667 IXa/42h) entweder als Zwischenerzeugnis erhalten wird oder auch als Ausgangsgebilde verwendet werden kann} . ""
Die Figuren 2 und 10 zwei verschiedene Gebilde, wie sie als Ausgangsgebilde für das Verfahren nach dem Patent (Patentanmeldung J 27 667 IXa/42h) verwendet werden können und in den Vorrichtungen nach den Figuren 1 bzw. 4 zur Ziehstreckung verarbeitet werden;
Die Figuren 3 bis 6 veranschaulichen Zwischenerzeugnisse, wie
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sie in verschiedenen aufeinanderfolgenden Stadien des Verfahrens gemäß Patent (Patentanmeldung J 27 667 IXa/42h) erhalten werden und jeweils in der Vorrichtung gemäß Pig. 4 einer weiteren Elongation unterzogen werden?
Pig. 7 in schematischer Darstellung einen Ofen zum Zusammenpressen, Verschmelzen und Vergüten der Zwischenerzeugnisse;
Pig. 8 in schematischer Stirnansicht ein Zwischenerzeugnis nach Behandlung in dem Ofen gemäß Pig. 7j
Fig. 9 in schematischer perspektivischer Darstellung ein als Enderzeugnis mittels der Vorrichtung gemäß der Erfindung erhaltene« Metallgitter-Polarisatorelement.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patent (Patentanmeldung J 27 667 IXa/42h) zur Herstellung eines Polarisatorelements vom Metallgittertyp, bei welchem ein einen oder mehrere Metallfäden eingebettet enthaltendes Hüllgebilde sas einem für die zu polarisierende Strahlung durchlässigen Mat-stial, vorzugsweise aus Glas,
    unter kontrollierter Wärmezufuhr und Anwendung einer kontrollierten Zugspannung in Längsrichtung elongiert, das hierbei erhaltene gezogene Gebilde in einzelne Stücke ge-'schnitten, diese Abschnitte an ihrem einen Ende gegen Austritt des Metalls verschlossen, mehrere derartige Padenabschnitte parallel zueinander auf einem Träger aus einem für die zu polarisierende Strahlung diichlässigen Material, vorzugsweise Glas, angeordnet und miteinander und mit dem Träger fest verbunden werden, worauf man ausgehend von dem so erhaltenen Gebilde ä.en vorstehenden Zyklus von Verfahrensschritten (Ziehen, Schneiden, Abdichten, Zusammensetzen) aufeinanderfolgend so oft wiederholt, bis ein Polarisatorelement in Form eines Metallgitters mit den gewünschten Werten
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    der Querschnittsabmessung der einzelnen Metallelemente und der Abstände zwischen ihnen erhalten wird, gekennzeichnet durch einen Antriebsmotor (20, Pig. 1) mit von Hand einstellbarer kontinuierlicher Drehzahlregelung (21); durch eine Vorschubvorrichtung (40, 42) zum Vorschub des den oder die Metallfäden enthaltenden Hüllgebildes (14, Fig. 1 und 2; 146, Fig. 4) in Richtung auf eine Erwärmungszone (59, Fig. 1; 158, Fig. 4); durch eine von Hand einstellbare Drehzahleinstellvorrichtung (34) zwischen dem Antriebsmotor (20, 21) und der Vorschubvorrichtung (40, 42) zur unabhängigen Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit, durch eine zu einer hin- und hergehenden Bewegung entlang dem Hüllgebilde (14, Fig. 1j 146, Fig. 4) in Abstimmung mit der Vorschubbewegung des Hüllgebildes angetriebene Wärmezufuhrvorrichtung (56, Fig. 1; 156, Fig. 4), mittels welcher dem Hüllgebilde und dem darin eingebetteten Metallfaden bzw. -fäden innerhalb einer begrenzten Erwärmungszone eine zur Erweichung des Hüllmaterials und zum Schmelzen des in diesem eingebetteten Metalls ausreichende Wärmemenge zugeführt wird; durch eine Aufwickelvonlchtung (70, Fig. 1; 70, 162, 161, Fig. 4), welche über ein Ausgleichsgetriebe (78, 82, 80, 84 bzw. 84a) mit dem Antriebsmotor gekuppelt ist und das den bzw. die Metallfaden bzw. -fäden enthaltende Hüllgebilde (14, 12, Fig. 1; 146, 146a, Fig. 4) mit einer dessen Zufuhrgeschwindigkeit übersteigenden Geschwindigkeit aus der Erwärmungszone abzieht; sowie durch eine Nachführregel vorrichtung (102, 96, 94, 98, 108, 112, 116, 122) zur Gewährleistung eines gleichbleibenden Querschnitts des elon-
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    * gierten Gebildes (12, Fig. 1; 146a, Pig. 4), die auf EeIativbewegungen des Ausgleichsgetriebes gegenüber der Aufwickelvorrichtung ansprioht und in Abhängigkeit hiervon die Stellung der Wärmezufuhrvorrichtung (56, Pig. 1; 156, Pig. "2) entlang dem Hüllgebilde (14, Pig. 1} 146, Pig. 4) so steuert, daß die Wärme einem größeren oder kleineren Volumen des Hüllgebildes zugeführt wird, je nachdem dies
    • zur Konstanthaltung der durchschnittlichen Viskosität und Ziehfähigkeit des Hüllgebildes und der Metallfäden erforderlich ist.
    ^2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur kontinuierlichen Durchführung des ersten längsziehungsschrittes im Zusammenhang
    des Verfahrens nach Patent (Patentanmeldung
    J 27 667 IXa/42h) bei Verwendung eines nur einen Metallfaden enthaltenden röhrenförmigen Hüllgebildes als Ausgangsgebilde, dadurch gekennzeichnet , daß der Vorschubvorrichtung (40, 42, Pig, 1 ) eine Vibrationsvorrichtung (46, 48, 50 bis 53, Pig. 1) zugeordnet ist, mittels welcher die in der Erwärmungszone (59) liegenden Teile des Hüllgebildes (14, 12) und des darin befindlichen Metallfadens einer Vibration unterworfen werden.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1, zur Elongation eines mehrere Metallfäden parallel zueinander und in einer Ebene eingebettet enthaltenden streifenförmigen Hüllgebildes als Zwischenerzeugnis oder Ausgangsgebilde des Verfahrens nach Patent
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    ... (Patentanmeldung J 27 667 IXa/42h), dadurch gekennzeichne- t , daß die Aufwickel- und Abziehvorrichtung ein endloses Band (161, Pig. 4) aufweist, an welchem das streifenförmige elongierte Hüllgebilde (146a) befestigt ist.
    4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmezufuhrvorrichtung einen für eine begrenzte hin- und hergehende Bewegung entlang dem zu ziehenden Hüllgebilde (14, 12, Fig, 1; 146, 146a, Fig. 4) verschiebbar angeordneten Gasbrenner
    (56, Fig. 1; 156, Fig. 4) in Verbindung mit einer Abschirmung (64) zur Konzentration der Brennerflamme auf einen vorgegebenen Bereich des zu ziehenden Hüllgebildes aufweist.
    5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
    Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorschubvorrichtung ein Ritzel mit Zahnstange (40, 42) aufweist, an welcher das zu ziehende Hüllgebilde (14, Fig. 1; 146, Fig. 4) mittels einer Klemme bzw. Zwinge (52, Fig. 1j 154, Fig. 4) befestigt ist.
    6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
    Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelvorrichtung eine Drehtrommel (70) aufweist, und daß das Ausgleichsgetriebe zum Antrieb der Drehtrommel eine mit der Antriebswelle gekuppelte Kurbel (80) aufweist,
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    welohe mit der Trommel (70) über eine Feder (84) verbunden ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn ζei ohne t , daß die zur Steuerung der hin- und hergehenden Bewegung der Wärmezufuhrvorrichtung (56, Pig. 1j 156, Pig, 4) vorgesehene Nachführsteuerung eine (bei 92) drehbar in dem ' einen Arm (90) der Kurbel (80) des Ausgleichgetriebes gelagerte zweite Kurbel (94), ein den einen Arm (96) der zweiten Kurbel (94) mit der Drehtrommel (70, 71) verbindendes Gestängeteil (102), ein den anderen Arm (98) der zweiten Kurbel (94) mit dem einen Arm (112) eines Schwenkhebels (114) verbindendes Gestängeteil (108) sowie ein den anderen Arm (116) des Schwenkhebels (114) mit der Wärmezufuhrvorrichtung (56, Pig. 1; 156, Pig. 4) verbindendes Gestängeteil (122) aufweist, derart daß eine Relativbewegung zwischen der Aufwickeltrommel (70) und der Kurbel (82, 80, SCA <i»es Ausgleichsgetriebes eine Verstellung der Wärme zufuhrvorrichtung bewirkt.
    8. Vorrichtung'nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichn e t , daß die Vorschubvorrichtung (40, 42) und die Aufwickelvorrichtung (70) so angeordnet sind, daß der Vorschub des zu ziehenden Hüllgebildes (14) und das Abziehen des gezogenen Gebildes (12) in einer um einen spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen abwärts gerichteten Richtung erfolgt.
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