DE19908623A1 - Production of small precision glass tubes used as sample tubes for analytical investigations comprises over-working the outer surface of a glass tube, heating, pulling the tube and cutting into lengths - Google Patents
Production of small precision glass tubes used as sample tubes for analytical investigations comprises over-working the outer surface of a glass tube, heating, pulling the tube and cutting into lengthsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Präzisionsglas röhrchen aus einem Glasrohr mit präzisem, vorbestimmtem Innendurchmes ser, sowie deren Verwendung.The invention relates to a method for producing precision glass tubes made of a glass tube with a precise, predetermined internal diameter ser, and their use.
Die Herstellung von Präzisionsglasröhrchen, d. h. Glasröhrchen mit ganz ge ringen Maßabweichungen (Toleranzen) ist sehr aufwendig und mit hohen Herstellungskosten verbunden.The manufacture of precision glass tubes, i.e. H. Glass tube with completely ge wrestle dimensional deviations (tolerances) is very complex and with high Manufacturing costs associated.
So müssen beispielsweise Präzisionsglasröhrchen zur Verwendung als Pro benträger für magnetische Kernresonanz-Untersuchungen Außendurchmes ser von 3,0 mm bis 15,0 mm mit einer Toleranz von ≦ ± 0,007 mm und eine sehr geringe Wanddickenverteilung von 0,25 mm mit einer Toleranz von ≦ ± 0,005 mm aufweisen.For example, precision glass tubes must be used as Pro Bearings for magnetic nuclear magnetic resonance examinations water from 3.0 mm to 15.0 mm with a tolerance of ≦ ± 0.007 mm and a very small wall thickness distribution of 0.25 mm with a tolerance of ≦ ± 0.005 mm.
Um die geforderten Maße und geringen Maßabweichungen zu erreichen, müssen die nach konventionellen, kontinuierlichen Rohrzugverfahren herge stellten Glasröhrchen einer aufwendigen Nachbehandlung unterzogen wer den. So wird zuerst nach einem konventionellen Verfahren ein Glasröhrchen gezogen, das in etwa die geforderten Maße aufweist. Das erhitzte Glas röhrchen wird dann nach dem KPG-Verfahren weiterbearbeitet, um eine prä zisen, vorbestimmten Innendurchmesser mit geringen Toleranzen zu errei chen. Nach dem einseitigen Verschließen des Glasröhrchens wird die Außen fläche bis zur Erreichung des gewünschten Außendurchmessers bzw. der ge wünschten Wanddickenverteilung geschliffen und anschließend, zur Errei chung der ursprünglichen Transparenz, poliert.In order to achieve the required dimensions and small dimensional deviations, must be produced using conventional, continuous tube drawing processes provided glass tubes with an extensive post-treatment the. This is how a glass tube is first made using a conventional method drawn, which has approximately the required dimensions. The heated glass The tube is then further processed according to the KPG process in order to obtain a pre tisen, to achieve predetermined inner diameter with small tolerances chen. After the glass tube has been closed on one side, the outside becomes area until the desired outer diameter or the ge sanded the desired distribution of wall thickness and then to Errei original transparency, polished.
Neben der aufwendigen Herstellung und den damit verbundenen hohen Ko sten ist die Endausbeute an Präzisionsglasröhrchen, die den Anforderungen entsprechen, sehr gering.In addition to the elaborate production and the associated high Ko is the final yield of precision glass tubes that meet the requirements correspond, very low.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu finden, das eine einfa chere und kostengünstigere Herstellung von Präzisionsglasröhrchen erlaubt, das eine geringe Fehlerquote und damit eine höhere Endausbeute ermöglicht, wobei die geforderten Maße genau eingehalten werden sollen und die Maß abweichungen die Güte bisheriger Verfahren erreichen oder gar unterschrei ten sollen.It is therefore an object of the invention to find a method which is simple allows more precise and less expensive production of precision glass tubes, that enables a low error rate and thus a higher final yield, whereby the required dimensions should be adhered to exactly and the dimension deviations reach or even undercut the quality of previous processes should.
Diese Aufgabe wird mit dem im Patentanspruch 1 beschriebenen Verfahren gelöst.This object is achieved with the method described in claim 1 solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Nachbearbei tungs- und Wiederziehverfahren.The method according to the invention is a rework and redraw procedures.
Ein fertiges Glasrohr mit präzisem, vorbestimmten Innendurchmesser, mit vor bestimmtem Außendurchmesser und vorbestimmter Wanddickenverteilung, beispielsweise ein nach einem konventionellen, kontinuierlichen Rohrziehver fahren hergestelltes und nach dem KGP-Verfahren innenkalibriertes Glasrohr, wird an dessen Außenfläche unter Erzeugung eines präzisen, vorbestimmten Außendurchmessers und einer präzisen, vorbestimmten Wanddickenvertei lung mechanisch überarbeitet.A finished glass tube with a precise, predetermined inner diameter, with in front certain outer diameter and predetermined wall thickness distribution, for example, one after a conventional, continuous pipe drawing process drive glass tube manufactured and internally calibrated according to the KGP process, is on the outer surface to produce a precise, predetermined Outside diameter and a precise, predetermined wall thickness distribution mechanically revised.
Das so hergestellte und nachbearbeitete, noch relativ dicke Glasrohr weist be reits alle Merkmale bezüglich der geforderten Maße und Maßgenauigkeiten des herzustellenden Präzisionsglasröhrchens auf. So entsprechen beispiels weise die Verhältnisse Außendurchmesser zu Wanddickenverteilung, Außen durchmesser zu Innendurchmesser und Wanddickenverteilung zu Innen durchmesser genau den Verhältnissen des herzustellenden Präzisionsglas röhrchens.The so manufactured and post-processed, still relatively thick glass tube be All features regarding the required dimensions and dimensional accuracy of the precision glass tube to be manufactured. For example, the ratio of outside diameter to wall thickness distribution, outside diameter to inner diameter and wall thickness distribution to the inside diameter exactly the conditions of the precision glass to be manufactured tube.
Das Glasrohr wird in einem weiteren Verfahrensschritt auf dessen Verarbei tungs- bzw. Ziehtemperatur erwärmt, wobei die Erwärmung bevorzugt gleich mäßig erfolgt.In a further process step, the glass tube is processed tion or drawing temperature warmed, the heating preferably the same moderate.
Unter gleichmäßigem Ziehen des erwärmten Glasrohrs, beispielsweise in ei ner an und für sich bekannten Wiederziehanlage, unter Berücksichtigung der oben genannten Verhältnisse, wird ein dünnwandiges, langes Präzisionsglas röhrchen hergestellt.While pulling the heated glass tube evenly, for example in an egg ner in itself known recovery system, taking into account the above-mentioned ratios, becomes a thin-walled, long precision glass tubes made.
Um das geforderte Endmaß und die geringen Toleranzen zu erreichen, wird sowohl der Außendurchmesser, als auch der Innendurchmesser des gezoge nen Glasrohrs ständig, wenigstens an einem Meßpunkt radial zur Ziehrich tung, gemessen. Die Meßwerte werden mit den vorbestimmten Sollwerten des Präzisionsglasröhrchens verglichen. Dabei hat sich zur Ermittlung der Meß werte die Anwendung von Laser-Meßverfahren besonders bewährt.In order to achieve the required final dimension and the small tolerances, both the outside diameter and the inside diameter of the drawn NEN glass tube constantly, at least at one measuring point radially to Ziehrich tion, measured. The measured values are compared with the predetermined target values of the Precision glass tube compared. It has to determine the measurement values the use of laser measurement methods is particularly proven.
Durch direktes automatisches Regeln und Einstellen der Verarbeitungs- bzw. Ziehtemperatur und der Nachschub- und Abziehgeschwindigkeit des Glas rohrs, abhängig vom Vergleich der Meß- und Sollwerte, bis die Meß- und Sollwerte übereinstimmen, werden die präzisen, vorbestimmten Maße und Toleranzen der Präzisionsglasröhrchen eingestellt. Anschließend werden die Präzisionsglasröhrchen abgelängt und ggf. einseitig verschlossen.By direct automatic regulation and setting of the processing or Drawing temperature and the rate of replenishment and removal of the glass tubes, depending on the comparison of the measured and target values, until the measured and If the target values match, the precise, predetermined dimensions and Tolerances of the precision glass tubes set. Then the Precision glass tube cut to length and closed on one side if necessary.
Bevorzugt wird das frisch gezogene Glasrohr (Präzisionsglasröhrchen) gleichmäßig abgekühlt, was beispielsweise dadurch erreicht wird, daß das Verfahren in einem temperierten, zugfreien Raum, der über eine Schleuse zu betreten ist, durchgeführt wird.The freshly drawn glass tube (precision glass tube) is preferred cooled evenly, which is achieved for example in that the Procedure in a temperature-controlled, draft-free room, which is closed via a lock is entered, is carried out.
In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird ein me chanisch überarbeitetes Glasrohr mit präzisen, vorbestimmten Maßen und Toleranzen derart wiedergezogen, daß die daraus hergestellten Präzisions glasröhrchen einen um den Faktor 3 bis 50 geringeren Außen- und Innen durchmesser, und eine entsprechend geringere Wanddickenverteilung und Toleranz aufweisen als das ursprüngliche Glasrohr.In a further, preferred embodiment of the method, a me revised glass tube with precise, predetermined dimensions and Tolerances drawn so that the precision made from it glass tubes have a factor of 3 to 50 less inside and outside diameter, and a correspondingly smaller wall thickness distribution and Show tolerance than the original glass tube.
Im Gegensatz zum bisherigen Herstellungsverfahren, bei dem jedes dünn wandige, und damit leicht zerbrechliche Glasröhrchen mechanisch nachbear beitet wurde, lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem relativ dicken, und damit schwerer zerbrechlichen Glasrohr, das sich einfacher mechanisch nachbearbeiten läßt, sehr viele dünnwandige Präzisionsglas röhrchen herstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur kosten günstiger und weniger aufwendig als das bisherige Verfahren, sondern es zeichnet sich auch durch eine höhere Endausbeute und geringere Fehlerquo te aus.In contrast to the previous manufacturing process, in which each is thin walled, and therefore easily fragile glass tubes mechanically reworkable was processed, can be according to the inventive method from one relatively thick, and therefore more fragile glass tube that is easier can be mechanically reworked, very many thin-walled precision glass make tubes. The method according to the invention is not only costly cheaper and less expensive than the previous method, but it is also characterized by a higher final yield and lower error rate te out.
Es können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Präzisionsglasröhrchen hergestellt werden, die die geforderten Maße und Maßabweichungen exakt einhalten.Precision glass tubes can be produced using the method according to the invention are produced that exactly meet the required dimensions and dimensional deviations adhere.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Präzisionsglas röhrchen weisen bevorzugt einen Innendurchmesser von 0,5 mm bis 19,5 mm, insbesondere von 3,5 mm auf, wobei die Toleranz bevorzugt kleiner als ± 0,01 mm, insbesondere kleiner als ± 0,007 mm ist.The precision glass produced by the method according to the invention tubes preferably have an inner diameter of 0.5 mm to 19.5 mm, in particular from 3.5 mm, the tolerance preferably less than ± 0.01 mm, is in particular less than ± 0.007 mm.
Der Außendurchmesser weist bevorzugt 1,0 mm bis 20,0 mm, insbesondere 5,0 mm auf, wobei die Toleranz bevorzugt kleiner als ± 0,01 mm, insbesonde re kleiner als ± 0,007 mm ist, und die Wanddickenverteilung weist bevorzugt 0,10 mm bis 0,50 mm, insbesondere 0,20 mm bis 0,40 mm und besonders be vorzugt 0,25 mm auf, wobei die Toleranz kleiner als ± 0,01 mm, insbesondere kleiner als ± 0,007 mm ist.The outer diameter preferably has 1.0 mm to 20.0 mm, in particular 5.0 mm, the tolerance preferably less than ± 0.01 mm, in particular re is less than ± 0.007 mm, and the wall thickness distribution is preferred 0.10 mm to 0.50 mm, in particular 0.20 mm to 0.40 mm and especially be preferably 0.25 mm, the tolerance being less than ± 0.01 mm, in particular is less than ± 0.007 mm.
Des weiteren erfolgt die mechanische Überarbeitung des innenkalibrierten Glasrohres bevorzugt mittels eines Diamantwerkzeugs, und besonders bevor zugt erfolgt die mechanische Überarbeitung der Außenfläche des Glasrohrs mittels Schleifen, dabei wird die Außenfläche des Glasrohrs solange geschlif fen, bis die geforderten Maße und Toleranzen erreicht sind.Furthermore, the internally calibrated is mechanically revised Glass tube preferably using a diamond tool, and especially before The mechanical reworking of the outer surface of the glass tube takes place by grinding, thereby grinding the outer surface of the glass tube until the required dimensions and tolerances are reached.
Dadurch, daß das mechanisch überarbeitete Glasrohr wiedergezogen wird, ist ein aufwendiges Polieren der geschliffenen Außenfläche nicht notwendig, da sich die geforderte Transparenz der Präzisionsglasröhrchen nach dem Wie derziehen von alleine einstellt.Because the mechanically revised glass tube is pulled again time-consuming polishing of the ground outer surface is not necessary because the required transparency of the precision glass tubes according to the how that sets itself.
Bevorzugt werden Glasrohre, die eine Länge von 500 mm bis 2000 mm auf weisen, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mechanisch überarbeitet und wiedergezogen.Glass tubes with a length of 500 mm to 2000 mm are preferred have mechanically revised by the inventive method and pulled back.
Die resultierenden Präzisionsglasröhrchen werden bevorzugt auf 150 bis 300 mm abgelängt.The resulting precision glass tubes are preferred to be 150 to 300 mm cut to length.
Das anschließende einseitige Verschließen der Präzisionsglasröhrchen kann über einen an und für sich bekannten Bodenformautomat erfolgen, was eine weitere Reduzierung der Herstellungskosten bedeutet.The subsequent one-sided closing of the precision glass tubes can via a base molding machine known per se, which is a means further reduction in manufacturing costs.
Bevorzugt finden die Präzisionsglasröhrchen Verwendung als Probenaufnah meröhrchen für analytische Untersuchungen, insbesondere für magnetische Kernresonanz-Untersuchungen.The precision glass tubes are preferably used as sample holders ear tubes for analytical investigations, especially for magnetic ones Nuclear magnetic resonance examinations.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.The following example illustrates the invention.
Ein nach dem KPG-Verfahren hergestelltes Glasrohr mit einem präzisen In nendurchmesser von 70,0 mm und einer Toleranz des Innendurchmessers von ± 1,5 mm wird mittels Schleifen an dessen Außenfläche mechanisch überarbeitet, wobei ein präziser Außendurchmesser von 80,0 mm mit einer Toleranz von ± 1,5 mm erzeugt wird. Der Außendurchmesser des Glasrohrs liegt vor dem Schleifen bei ≧ 80 0 mm ± 1,5 mm. Die Wanddickenverteilung wird dabei auf 5,0 mm mit einer Toleranz von ± 1,0 mm eingestellt. Das Glas rohr wird auf dessen Verarbeitungs- bzw. Ziehtemperatur erwärmt. Die jeweili ge Temperatur kann für ein bestimmtes Glas der Literatur entnommen oder experimentell festgestellt werden. Unter gleichmäßigem Ziehen des Glasrohrs in einer Wiederziehanlage wird ein langes, dünnes Präzisionsglasröhrchen mit einem Außendurchmesser von 5,0 mm mit einer Toleranz von ± 0,094 mm, einem Innendurchmesser von 4,38 mm mit einer Toleranz von ± 0,094 mm und einer Wanddickenverteilung von 0,31 mm und einer Toleranz von ± 0,06 mm hergestellt. Das Präzisionsglasröhrchen wir auf jeweils 200 mm abgelängt und einseitig verschlossen.A glass tube manufactured according to the KPG process with a precise In diameter of 70.0 mm and a tolerance of the inner diameter of ± 1.5 mm becomes mechanical by grinding the outer surface revised, with a precise outer diameter of 80.0 mm with a Tolerance of ± 1.5 mm is generated. The outer diameter of the glass tube before grinding is ≧ 80 0 mm ± 1.5 mm. The wall thickness distribution is set to 5.0 mm with a tolerance of ± 1.0 mm. The glass pipe is heated to its processing or drawing temperature. The respective temperature can be taken from the literature for a specific glass or be determined experimentally. While pulling the glass tube evenly in a redrawing system there is a long, thin precision glass tube with an outer diameter of 5.0 mm with a tolerance of ± 0.094 mm, an inside diameter of 4.38 mm with a tolerance of ± 0.094 mm and a wall thickness distribution of 0.31 mm and a tolerance of ± 0.06 mm manufactured. The precision glass tube is cut to 200 mm each and closed on one side.
Claims (15)
- - mechanisches Überarbeiten der Außenfläche des Glasrohrs unter Er zeugung eines präzisen, vorbestimmten Außendurchmessers und einer präzisen, vorbestimmten Wanddickenverteilung,
- - Erwärmen des Glasrohrs auf dessen Verarbeitungs- bzw. Ziehtempera tur,
- - gleichmäßiges Ziehen des Glasrohrs unter Beibehaltung der Verhältnis se Außendurchmesser zu Wanddickenverteilung, Außendurchmesser zu Innendurchmesser und Wanddickenverteilung zu Innendurchmesser,
- - ständiges Messen des Außen- und Innendurchmessers des gezogenen Glasrohrs an wenigstens einem Meßpunkt radial zur Ziehrichtung,
- - Vergleichen der Meßwerte mit vorgegebenen Sollwerten,
- - Regeln und Einstellen der Verarbeitungs- bzw. Ziehtemperatur und der Nachschub- und Abziehgeschwindigkeit des Glasrohrs, abhängig vom Vergleich, bis die Meßwerte mit den Sollwerten übereinstimmen, und
- - Ablängen und ggf. einseitiges Verschließen der Präzisionsglasröhrchen.
- - mechanical reworking of the outer surface of the glass tube while generating a precise, predetermined outer diameter and a precise, predetermined wall thickness distribution,
- - heating the glass tube to its processing or drawing temperature,
- - even pulling of the glass tube while maintaining the ratio se outside diameter to wall thickness distribution, outside diameter to inside diameter and wall thickness distribution to inside diameter,
- - constant measurement of the outside and inside diameter of the drawn glass tube at at least one measuring point radially to the drawing direction,
- - comparison of the measured values with predetermined target values,
- - Regulating and setting the processing or drawing temperature and the replenishment and removal speed of the glass tube, depending on the comparison, until the measured values agree with the target values, and
- - Cut to length and, if necessary, seal the precision glass tubes on one side.
Priority Applications (1)
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| DE1999108623 DE19908623A1 (en) | 1999-02-27 | 1999-02-27 | Production of small precision glass tubes used as sample tubes for analytical investigations comprises over-working the outer surface of a glass tube, heating, pulling the tube and cutting into lengths |
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Publications (1)
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- 1999-02-27 DE DE1999108623 patent/DE19908623A1/en not_active Ceased
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