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Die
Erfindung betrifft allgemein das Abtrennen von Abschnitten von Glasstangen,
insbesondere mittels Ritz-Brechen.
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Um
Abschnitte von Glasstangen herzustellen, ist es bekannt, zunächst Abschnitte
durch Ritzen und Brechen herzustellen. Die dabei erzeugten Stirnflächen der
Abschnitte weisen im Allgemeinen jedoch für viele Anwendungen keine zufriedenstellende Form
auf, so daß Nachbearbeitungsschritte
eingesetzt werden. Beispielsweise werden bei Lichtleitern besonders
ebene und störungsfreie
Stirnflächen
für eine
verlustarme Ein- und Auskopplung des Lichts benötigt. Um solche Oberflächen zu
erhalten, werden für
Lichtleiter die Stirnflächen
beispielsweise durch Schleifen und Polieren nachbehandelt.
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Das
Schleifen und Polieren ist jedoch verglichen mit dem Abtrennvorgang
selbst sehr zeitaufwendig. Außerdem
wird die Länge
des Lichtleiters beim Abschleifen und Polieren reduziert. Kommt
es auf ein exaktes Längenmaß an, muß demgemäß ein entsprechend
längerer
Abschnitt abgetrennt und so weit abgeschliffen werden, daß die beim
Brechen entstehenden Toleranzen ausgeglichen werden. Dies verlängert den
Schleif- und Polierprozeß zusätzlich.
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In
der
US 3 718 267 A und
der
US 4 105 150 A wird
eine Vorrichtung zum Laden, Ritzen und Brechen von Glasrohren kleiner
Durchmesser beschrieben. Nachdem die Glasrohre geritzt sind, werden Glasrohr-Abschnitte
mit einem Abbrechschuh an der Ritzung vom Glasrohr abgetrennt. Dieser
Schuh wird entlang einer Vorschubrichtung zusammen mit dem Ritzrad
bewegt. Der Schuh weist eine zur Vorschubrichtung geneigte Fläche auf,
welche bei der Bewegung entlang der Ebene, in welcher die Glasrohre
liegen, auf die angeritzten Rohre drückt und diese bricht. Dieser
Mechanismus ist dahingehend nachteilig, dass beim Brechen Querkräfte auf
die Glasrohre in Richtung der Vorschubrichtung ausgeübt werden, die
je nach Reibung des Schuhs am Glasrohr variieren können.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Abtrennen von Abschnitten
von einer Glasstange dahingehend zu verbessern, daß eine sehr
ebene, gleichmäßige Bruchfläche erzeugt
wird, so daß ein
nachträgliches
Schleifen und Polieren entfallen kann. Diese Aufgabe wird bereits
in höchst überraschend
einfacher Weise durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Demgemäß umfasst
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Abtrennen von Abschnitten von Glasstangen eine Einrichtung zum
parallelen Haltern und seitlichen Fixieren mehrerer Glasstangen,
eine Ritzradhalterung mit einem parallel zur Achse der Glasstangen
drehbar gelagerten Ritzrad, zumindest einer Andrückfeder zum aneinander Andrücken von Ritzrad
und Glasstangen, eine Einrichtung zum aneinander Vorbeiführen von
Glasstangen und Ritzrad in Richtung senkrecht zur Achse der Glasstangen,
einen Niederhalter zum Andrücken
der Glasstangen, eine Abbrech-Leiste und einen Abbrech-Balken, wobei
die Abbrech-Leiste gegenüberliegend
zwischen Niederhalter und Abbrech-Balken angeordnet ist.
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Bei
dem damit ausführbaren
Verfahren zum Abtrennen von Abschnitten von Glasstangen werden entsprechend
mehrere Glasstangen parallel und seitlich fixiert gehaltert, die
Glasstangen und ein parallel zur Achse der Glasstangen drehbar gelagertes
Ritzrad in Richtung senkrecht zur Achse der Glasstangen aneinander
vorbei geführt
und das Ritzrad und die Glasstangen mittels zumindest einer Andruckfeder aufeinander
gedrückt,
wobei die Glasstangen zwischen einem Niederhalter und einem Abbrech-Balken über einer
zwischen Abbrech-Balken und Niederhalter angeordneten Abbrechleiste
verbogen und damit an der Ritzung Abschnitte von den Glasstangen
an der Ritzstelle abgetrennt werden. Für das Brechen kann sowohl der
Abbrech-Balken, als auch die Abbrechleiste oder der Niederhalter
bewegt werden, um ein Biegemoment auf die Glasstangen auszuüben, welches
zum Bruch an der Ritzstelle führt.
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Vorzugsweise
dient die Abbrech-Leiste gleichzeitig als Widerlager für den beim
Ritzen vom Ritzrad auf die Glasstangen ausgeübten Druck. Dazu ist die Abbrech-Leiste
auch gegenüberliegend
zu dem zwischen Niederhalter 15 und Abbrech-Balken 13 geführten Ritzrad 5 angeordnet.
Die Anordnung mit Niederhalter, Abbrech-Balken und gegenüberliegend
bezüglich
der Glasstangen angeordneten Abbrechleiste bewirkt eine exakte Dreipunkt-Lagerung der
Glasstangen beim Ritzen und Brechen.
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Durch
das erfindungsgemäße Ritzen
und Brechen mehrerer parallel angeordneter Glasstangen in einem
Arbeitsschritt wird eine exaktere Führung des Ritzrades über die
längere
Ritzstrecke und eine gleichmäßigere Andrückkraft
erzielt. Damit werden Abweichungen in der Länge der abgetrennten Abschnitte
reduziert. Insbesondere können
mit dieser Anordnung sehr ebene, zur Achse der Abschnitte senkrecht
verlaufende Bruchflächen
erzeugt werden. Diese sind von so hoher Qualität, daß sie auch ohne weitere Bearbeitung
als verlustarme Ein- und Auskoppelflächen für Lichtleiter eingesetzt werden
können.
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Um
eine hohe Exaktheit in der Länge
der abgetrennten Glasstangen-Abschnitte zu erreichen, ist weiterhin
vorgesehen, daß das
Ritzrad in axialer Richtung spielfrei drehbar gelagert wird. Sowohl
Diamant-Ritzräder,
als auch Ritzräder
aus gehärtetem Stahl,
insbesondere hartstoffbeschichtet, können eingesetzt werden.
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Weiterhin
ist es günstig
für eine
ebene Bruchstellen, wenn auf alle Glasstangen ein möglichst
gleiches Biegemoment ausgeübt
wird. Um dies zu bewirken, ist es von Vorteil, wenn die Abbrech-Leiste
und der Abbrech-Balken in Richtung senkrecht zur Achse der Glasstangen
verlaufen.
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Es
hat sich überraschend
gezeigt, daß exakt senkrecht
zur Achse der Glasstangen, beziehungsweise der abgetrennten Abschnitte
verlaufende, ebene Bruchflächen
gerade dann hergestellt werden können,
wenn die Ritzung nur einen Teil des Umfangs der Glasstange umläuft. Die
Glasstangen können
daher während
des Ritzens in einfacher Weise rotationsfest mit der Einrichtung
zum parallelen Haltern und seitlichen Fixieren gelagert sein.
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Die
Erfindung sieht also unter anderem folgende Maßnahmen vor, um beim Abtrennen
von Abschnitten von einer Glasstange so exakte Bruchflächen zu
erzeugen, daß eine
Nachbehandlung durch Schleifen und Polieren entfallen kann:
- – exakte
Lagerung des Ritzrades,
- – exakte
Führung
der Ritzradhalterung,
- – präziser Anpressdruck
des Ritzrades an das Glas mit einer Andrückfeder,
- – Zusammenwirken
von Abbrechleiste, Niederhalter und Abbrechbalken.
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Mit
der Erfindung können
nicht nur Vollstäbe, wie
sie als Lichtleiter eingesetzt werden, sondern auch Rohre von längeren Glasstangen
abgetrennt werden. Diese Glasrohre finden beispielsweise für die Verkapselung
elektrischer oder elektronischer Komponenten Verwendung. Beispielsweise
können solche
Rohre für
die Herstellung von Reed-Schaltern eingesetzt werden, wobei die
Reed-Kontakte in die Rohre eingeführt und die Rohrenden zur Verkapselung
verschmolzen werden. Ebenfalls können
die Rohre auch zu Verkapselungen von Transpondern verarbeitet werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Ritzradhalterung einen
drehbar gelagerten Hebel umfasst, an welchem das Ritzrad gehaltert
ist. Insbesondere kann dabei die Andruckfeder auf einen Hebelarm
des Hebels wirken. Mit einer solchen Anordnung können die Federkräfte der
Feder übersetzt werden,
bevor sie auf das Ritzrad übertragen
werden.
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Um
eine besonders exakte seitliche Führung des Ritzrades zu erreichen,
ist weiterhin vorgesehen, daß die
Ritzradhalterung in einem Lagerblock mittels korrespondierender
Führungsflächen, insbesondere Gleitflächen an
Lagerblock und Ritzradhalterung seitlich geführt wird. Durch die aneinander
vorbeigleitenden korrespondierenden Führungsflächen kann das Spiel bei der
Lagerung der Ritzradhalterung reduziert werden.
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Gemäß noch einer
Weiterbildung der Erfindung umfasst die Ritzradhalterung einen quer
zur Vorschubrichtung und den Achsen der Glasstangen geführten Schlitten,
an welchem das Ritzrad befestigt ist und auf welchen die Andruckfeder
wirkt. Eine solche Anordnung kann mit besonders kleiner Masse und
damit geringer Trägheit
aufgebaut werden. Beim aneinander Vorbeiführen von Glasstangen und Ritzrad
und dem Abrollen des Ritzrades auf den Glasstangen wird dann der
Schlitten durch die Glasstangen gegen die Federkraft der Andruckfeder
in der Führung
bewegt.
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Weiterhin
kann vorteilhaft auch ein hydraulisches und/oder pneumatisches Dämpfungselement vorgesehen
sein, um die Bewegung des Ritzrades zu dämpfen. Dies ist unter anderem
von Vorteil, um einen gleichmäßigeren
Andruck des Ritzrades an die Glasstangen beim Abrollen des Ritzrades
zu erreichen.
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Die
Andruckfeder kann ein elastisches Festkörperelement, etwa in Gestalt
einer Spiralfeder oder Blattfeder umfassen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
kann das Ritzrad aber auch mit einer pneumatischen Andruckfeder
gegen die Glasstangen gedrückt
werden. Pneumatische Andruckfedern bieten unter anderem den Vorteil,
die Andruckkraft über
den Gasdruck einstellen zu können.
Weiterhin kann auch eine dynamische Gasströmungsfeder eingesetzt werden,
bei welcher die Andruckkraft durch ein strömendes Medium erzeugt wird.
Bei einer solchen Feder kann eine im wesentlichen von der Auslenkung unabhängige Andruckkraft
erzeugt werden, was für die
Ausbildung einer gleichmäßigen Ritzzone
auf der Glasstange günstig
ist.
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In
weiterer Ausgestaltung weist der Niederhalter und/oder der Abbrech-Balken
elastische Halteelemente für
die Glasstangen zur Ausübung
von Federkräften
in Richtung der Andruckrichtung des Ritzrades auf. Damit werden
die Glasstangen durch Federkräfte
während
des Ritzens auf die gegenüberliegende
Abbrechleiste gedrückt.
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Zur
Herstellung exakter Bruchkanten hat es sich als günstig herausgestellt,
wenn mit dem Ritzrad für
einen Zeitraum von 0,05 Sekunden bis 0,5 Sekunden Druck auf eine
Glasstange ausgeübt
wird. Sowohl eine zu schnelle, als auch eine zu langsame Ritzung
führen
zu Ausbrüchen
und Erhebungen.
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Mittels
der Erfindung wie vorstehend beschrieben, sind Glasstangenabschnitte
herstellbar, bei welchen die Enden der Glasstangenabschnitte Bruchflächen sind
und die Längentoleranz
der Abschnitte kleiner ±0,08
Millimeter beträgt.
Unter einer Bruchfläche
wird in diesem Sinne nicht etwa eine durch Brechen hergestellte
und dann, beispielsweise durch Polieren weiterbehandelte Endfläche eines Glasstangen-Abschnitts
verstanden. Vielmehr wird mit einer Bruchfläche eine direkt durch Ritzbrechen erhaltene
Fläche
bezeichnet. Es wird jedoch nicht ausgeschlossen, daß die Kanten
einer solchen Fläche
nachbearbeitet sind. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, da
die Bruchkanten sehr scharfkantig sind und leicht ausbrechen können.
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Neben
einer sehr guten Längentoleranz
weisen erfindungsgemäß herstellbare
Glasstangen-Abschnitte auch noch weitere exzellente Kenngrößen auf.
So sind Bruchflächen
mit einer Winkeligkeit senkrecht zur Mantelfläche von kleiner ±0,08 Millimetern
pro Millimeter Außendurchmesser
erzielbar. Unter der Winkeligkeit wird der maximale Abstand der Bruchfläche zu einer
senkrecht zur Mantelfläche
des Glasstangenabschnitts angeordneten, ebenen Fläche, welche
die Bruchfläche
an zumindest einem Punkt berührt,
verstanden. Weiterhin sind die Bruchflächen auch noch sehr eben. So
können
Bruchflächen
mit einer Ebenheit von besser als 0,06 Millimetern pro Millimeter
Außendurchmesser
erzeugt werden. Die Ebenheit ist dabei der maximale Abstand der
Bruchfläche
zu einer auf der Bruchfläche
aufliegenden ebenen Fläche.
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Zur
Erreichung optimaler Bruchflächen
hat es sich sehr überraschend
gezeigt, daß nicht
etwa Ritzräder
mit perfekter Ritzkante die besten Ergebnisse liefern. Vielmehr
sind Ritzräder
mit einer Ritzkante besser, welche eine Ritzzone mit einer Breite von
zumindest 20 Mikrometern, bevorzugt zumindest 40 Mikrometern auf
der Mantelfläche
der Glasstange hinterlassen. Die Ritzzone ist der Bereich, innerhalb dessen
von einer Mittenachse des Bereiches Ritzspuren auf der Oberfläche hinterlassen
werden.
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Die
Erfindung ist weiterhin auch zur Herstellung von sehr kurzen Glasstangen-Abschnitten
sogar bis zu einem Verhältnis
von Länge
zu Durchmesser von kleiner 4:1 geeignet.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen auf gleiche
oder ähnliche
Teile.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 eine
Ansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung in Richtung
entlang der Achsen der Glasstangen,
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3 eine
perspektivische Ansicht der in 1 und 2 gezeigten
Vorrichtung,
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4 Details
des Niederhalters,
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5 eine
Seitenansicht mit Details der Ritzradhalterung,
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6 eine
Vorderansicht aus Richtung des Pfeils ”A” in 5,
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7 eine
perspektivische Ansicht der in den 5 und 6 dargestellten
Ritzradhalterung,
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8 in
Schnittdarstellung eine Ausgestaltung des in den 1 bis 3 schematisch
gezeigten Ausführungsbeispiels,
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9 ein
Ausführungsbeispiel
einer Andruckfeder in Form einer dynamischen Gasströmungsfeder,
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10 eine
Ansicht eines erfindungsgemäß hergestellten
Glasstangen-Abschnitts,
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11 und 12 Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen
der Ritzkanten von Ritzrädern,
und
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13 schematisch
eine Ansicht einer geritzten Glasstange.
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In 1 ist
eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum
Abtrennen von Abschnitten von Glasstangen 3 dargestellt. 2 zeigt
die Anordnung aus Sicht des Pfeils „A” in 1.
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Die
Vorrichtung 1 zum Abtrennen von Abschnitten von Glasstangen 3,
umfasst eine nicht dargestellte Einrichtung zum parallelen Haltern
und seitlichen Fixieren mehrerer Glasstangen 3, eine Ritzradhalterung 7 mit
einem parallel zur Achse der Glasstangen 3 drehbar gelagerten
Ritzrad 5, eine Andrückfeder 9 zum
aneinander Andrücken
von Ritzrad 5 und Glasstangen 3, einen Niederhalter 15 zum
Andrücken
der Glasstangen 3, eine Abbrech-Leiste 11 und
einen Abbrech-Balken 13.
Die Abbrech-Leiste 11 ist dabei gegenüberliegend in Bezug auf die
Glasstangen 3 zwischen Niederhalter 15 und Abbrech-Balken 13 angeordnet.
Die Abbrech-Leiste 11 ist weiterhin gegenüberliegend
zu dem zwischen Niederhalter 15 und Abbrech-Balken 13 geführten Ritzrad 5 positioniert
und dient als Widerlager für
den vom Ritzrad 5 auf die Glasstangen ausgeübten Druck.
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Für das Ritzen
ist eine Einrichtung zum aneinander Vorbeiführen von Glasstangen 3 und
Ritzrad 5 in Richtung senkrecht zur Achse der Glasstangen 3 vorgesehen.
Dabei können
entweder das Ritzrad 5 mit der Ritzradhalterung 7 über die
Glasstangen bewegt oder umgekehrt die Glasstangen 3 am
Ritzrad 5 vorbeibewegt werden. Abbrech-Leiste 11,
Niederhalter 15 und der Abbrech-Balken 13 verlaufen
in Richtung senkrecht zur Achse der Glasstangen 3 und entlang
der Vorschubrichtung 50, entlang welcher die Glasstangen 3 und
das Ritzrad 5 aneinander vorbei geführt werden. Der Niederhalter 15 ist
in 2 nicht dargestellt, so daß die Ritzradhalterung 7 und
der Abbrech-Balken nicht verdeckt werden.
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Das
Ritzrad 5 wird in axialer Richtung spielfrei drehbar gelagert,
so daß das
Ritzrad 5 nicht in Richtung entlang der Achsen der Glasstangen 3 aus der
vorgesehenen Richtung laufen kann.
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Das
mittels der Vorrichtung 1 durchgeführte Verfahren zum Abtrennen
von Abschnitten von den Glasstangen 3 basiert darauf, daß die Glasstangen 3 parallel
und seitlich fixiert gehaltert, die Glasstangen 3 und das
parallel zur Achse der Glasstangen 3 drehbar gelagerte
Ritzrad 5 in Richtung senkrecht zur Achse der Glasstangen 3 aneinander
vorbei geführt und
das Ritzrad und die Glasstangen mittels der Andruckfeder 9 aufeinander
gedrückt
werden. Die geritzten Glasstangen 3 werden dann zwischen
dem Niederhalter 15 und dem Abbrech-Balken 13 über der
gegenüberliegend
zwischen Abbrech-Balken 13 und Niederhalter 15 angeordneten Abbrechleiste 11 verbogen,
so daß an
der Ritzung Abschnitte 30 von den Glasstangen an der Ritzstelle
abgetrennt werden.
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Das
Ritzrad 5 wird mittels der Vorrichtung so über die
Glasstangen hinweggerollt, daß das
Ritzrad 5 jeweils für
einen Zeitraum von 0,05 Sekunden bis 0,5 Sekunden mit einer Glasstange
in Berührung steht
und Druck auf die Glasstange 3 ausübt.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird der für die
Ritzung erforderliche Druck vom Ritzrad 5 auf die Glasstangen 3 mittels
einer komprimierten Andrückfeder 9 ausgeübt, welche
wie in den 1 bis 3 dargestellt,
auf den Ritzradhalter wirkt.
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In 4 sind
Details des Niederhalters 15 dargestellt. Der Niederhalter 15 weist
elastische Halteeinrichtungen 150 für die Glasstangen 3 auf.
Diese Halteeinrichtungen 150 umfassen an Federn 152 gehalterte
und in Kanälen 151 geführte Halteelemente 153 zur
Ausübung
von Federkräften
in Richtung der Andruckrichtung des Ritzrades 5. Die Halteelemente 153 sind
außerdem
mit Einkerbungen ausgestattet, in welchen die Glasstangen seitlich
fixiert werden. Die Glasstangen brauchen während des Ritzens dabei in
den Einkrebungen nicht gedreht werden, da eine Ritzung nur entlang
eines Teils des dem Ritzrad zugewandten Umfangs der Glasstangen 3 geritzt werden
braucht und die Glasstangen daher drehfest gehaltert sein können. Die
Ausgestaltung der Erfindung mit elastischen Halteelementen 153 ist
von Vorteil, da die Glasstangen 3 mit den Federn 152 mit
definierten Federkräften
gegen die Abbrechleiste 11 gedrückt werden. Auch wird beim
Brechen mittels der Federn ein gleichmäßiges Biegemoment auf alle Glasstangen 3 ausgeübt, wenn
die Glasstangen durch den Abbrechbalken verbogen werden. Um dies zu
erreichen, kann alternativ oder zusätzlich auch der Abbrech-Balken
mit entsprechenden elastischen Halteelementen versehen sein.
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Die 5 bis 7 zeigen
Details eines Ausführungsbeispiels
einer Ritzradhalterung. Dabei zeigt 5 die Ritzradhalterung 7 in
Seitenansicht in Richtung auf die Achse des Ritzrads. 6 zeigt eine
Vorderansicht aus der Richtung des Pfeils „A” in 5. In 6 ist
zur weiteren Verdeutlichung eine perspektivische Ansicht der Anordnung
dargestellt.
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Die
Ritzradhalterung 7 umfasst einen Hebel 71 mit
Hebelarmen 72, 73, wobei das Ritzrad 5 am Hebelarm 72 befestigt
ist. Der Hebel 71 ist an einem Lagerblock 8 mit
einem Kugellager gelagert und damit um die Kugellager-Achse 74 drehbar,
beziehungsweise schwenkbar. Der für die Ritzung notwendigen Druck
auf die Glasstangen 3 wird mittels einer zwischen Lagerblock 8 und
dem Hebelarm 73 befestigten Andrückfeder 9 bewirkt,
welche eine Federkraft auf den Hebelarm 73 ausübt, die über die
Achse 74 auf den Hebelarm 72 mit dem daran befestigten
Ritzrad 5 übertragen
wird. Mittels einer Einstellschraube 83 kann die auf den
Hebelarm 73 wirkende Federkraft justiert werden.
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Der
Lagerblock umfasst bei dem in den 5 bis 7 dargestellten
Ausführungsbeispiel zwei
Lagerblock-Hälften 81, 82.
Zwischen diesen Hälften
wird ein Schlitz 86 gebildet, durch welchen der Hebel 71 der
Ritzradhalterung 7 hindurchragt. Die dem Hebel 71 zugewandten
Flächen 84, 85 der Lagerblock-Teile 81, 82 und
die Seitenflächen 74, 75 des
Hebels 71 bilden korrespondierende Führungsflächen, insbesondere Gleitflächen, mit
welchen die Ritzradhalterung 7 seitlich zur Vorschubrichtung 50 geführt ist.
Damit wird ein Verlaufen des Ritzrades 5 seitlich zur Vorschubrichtung 50 vermieden
oder zumindest verringert, so daß besonders enge Toleranzen
in der Länge
abgetrennter Abschnitte 30 eingehalten werden können.
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8 zeigt
in Schnittdarstellung eine Ausgestaltung der in den 1 bis 3 gezeigten
Vorrichtung. Die Blickrichtung in 8 entspricht 1. Bei
dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Hubbewegung
des Ritzrades 5 nicht über
einen Hebel und eine durch Drehung des Hebels bewirkte Schwenkbewegung,
sondern mittels einer Linearführung
durchgeführt.
Selbstverständlich
ist es aber möglich,
den in 8 gezeigten Mechanismus auch zusätzlich mit
einem Hebel als Bestandteil der Ritzradhalterung 7 zu kombinieren.
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Die
Linearführung
der in 8 gezeigten Ritzradhalterung 7 umfasst
einen Schlitten 701, an welchem das Ritzrad 5 drehbar
befestigt ist. Der Schlitten wird in einem Führungselement 710 linear in
Richtung quer zu den Achsen der Glasstangen 3 und der Vorschubrichtung
(diese verläuft
bei der Darstellung in 8 senkrecht zur Bildebene) zur
Durchführung
einer Hubbewegung geführt.
Um eine reibungsarme Führung
zu ermöglichen,
sind beispielhaft Wälzlager 702 vorgesehen.
Selbstverständlich können jedoch
auch andere Lager, beispielsweise Kugellager oder eine Gleitlagerung
vorgesehen werden.
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Weiterhin
wird anstelle der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Spiralfeder
eine Gasdruckfeder 91 mit Gasdruckzylinder 92 und
Kolbenstange 93 als Andruckfeder 9 verwendet.
Zusätzlich kann
ein hydraulisches Dämpfungselement 95 vorgesehen
sein, um die Bewegung des Ritzrades in Hubrichtung zu dämpfen und
so einen gleichmäßigeren
Andruck bei der der Kontur der Glasstangen 3 folgenden
Hubbewegung des Ritzrades 5 zu erreichen.
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In 9 ist
in Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel
einer Andruckfeder 9 in Form einer dynamischen Gasströmungsfeder 95 dargestellt.
Diese Feder 95 kann beispielsweise jede der in den vorangegangenen
Figuren dargestellten Andruckfedern ersetzen oder ergänzen. Die
dynamische Gasströmungsfeder 95 umfasst
ebenso wie die in 8 gezeigte Gasdruckfeder 91 einen
Zylinder 92 und eine Kolbenstange 93, an welcher
ein im Zylinder laufender Kolben befestigt ist.
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Über einen
Einströmkanal 96 wird
Gas in den Kolbenraum 99 gepresst, so daß auf den
Kolben 98 der sich im Hubraum aufbauende Gasdruck wirkt. Dieser
wird auf die Kolbenstange 93 und weiter auf das Ritzrad übertragen.
Der Kolben 98 läuft
nicht dichtend im Zylinder 92, so daß das Gas aus dem Hubraum den
Kolben umströmen
und aus der unteren Zylinderöffnung 97 entweichen
kann.
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Zur
Verbesserung der Strömungsverhältnisse
können
beispielsweise der obere Teil der Hubraums 99 und des Kolbens 98 konisch
ausgeführt sein.
Alternativ zu einer Umströmung
können
auch beispielsweise seitliche Bohrungen im Zylinder vorhanden sein,
durch welche das Gas aus dem Hubraum 99 ausströmt. Eine
solche Gasdruckfeder hat gegenüber
einer statischen Gasdruckfeder den Vorteil, daß der Gasdruck im wesentlichen
unabhängig von
der Kolbenposition ist. Damit wird erreicht, daß ein konstanter Druck vom
Ritzrad auf die Glasstangen ausgeübt wird.
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In 10 ist
ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäß wie vorstehend
beschrieben durch Ritzen und Brechen mit einer Vorrichtung gemäß den 1 bis 7 hergestellten
Glasstangenabschnitts 30 dargestellt. Der Glasstangenabschnitt 30 wurde von
einem zylindrischen Glas- Vollstab
abgetrennt. Demgemäß weist
der Glasstangenabschnitt 30 eine zylindrische Form mit
einer zylindrischen Mantelfläche 31 auf.
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Die
Endflächen
dieses zylindrischen Abschnitts werden durch Bruchflächen 33 und 34 gebildet,
die direkt durch das Ritz-Brechen
erhalten wurden. Die Endflächen 33, 34 stehen
dabei senkrecht zur Mantelfläche,
beziehungsweise der Rotationssymmetrie-Achse 32. Die Toleranz
in der Gesamtlänge,
also dem Abstand zwischen den beiden Bruchflächen 33, 34 beträgt weniger
als ±0,08
Millimeter. Im speziellen wurde sogar eine Längentoleranz von lediglich ±0,06 Millimetern
eingehalten.
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Weiterhin
beträgt
die Winkeligkeit der Bruchflächen 33, 34 senkrecht
zur Mantelfläche 31 kleiner als ±0,08 Millimeter
pro Millimeter Außendurchmesser,
wobei bei einem Durchmesser der Mantelfläche von 1,1 Millimetern sogar
eine Toleranz in der Winkeligkeit von ±0,06 Millimetern eingehalten
wird. Die Ebenheit der Bruchflächen 33, 34 ist
besser als 0,06 Millimetern pro Millimeter Außendurchmesser, wobei bei Glasstangenabschnitten
mit einem Durchmessern von 1,1 Millimetern sogar eine Toleranz von
0,04 Millimetern in der Ebenheit eingehalten werden kann.
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11 und 12 zeigen
zwei mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommene Bilder der
Ritzkanten verschiedener Ritzräder.
Die Vergrößerung ist
in beiden Bildern gleich. Zur Verdeutlichung ist jeweils eine Vergleichsstrecke
von 10 μm Länge abgebildet. 11 zeigt
ein Ritzrad mit einer sehr scharfen Kante, die etwa in Bildmitte
senkrecht von oben nach unten verläuft. Auch bei der in 12 gezeigten
Aufnahme eines anderen Ritzrades läuft die Ritzkante von oben
nach unten. Die Ritzkante dieses Ritzrades ist jedoch deutlich schlechter
definiert und wesentlich breiter. So trägt der gesamte dunkel erscheinende,
rauhe Bereich, der sich an der unteren Bildkante über die
ganze linke untere Bildhälfte
erstreckt und nach oben hin keilförmig zuläuft, zur Ritzung des Glasstabs
bei. Damit wird eine Ritzzone erzeugt, die wesentlich breiter ist,
verglichen mit einer Ritzung eines in 11 gezeigten
Ritzrades.
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In 13 ist
schematisch eine solche Ritzzone 55 auf einer Glasstange 3 dargestellt.
Die Glasstange 3 ist in 13 als
Ausschnitt gezeigt. Als Ritzzone wird der Bereich auf der Mantelfläche 31 der Glasstange 3 verstanden,
der die äußere Begrenzung
der vom Ritzrad eingefügten
Ritzspuren 56 bildet. Dieser Bereich ist mit einer gestrichelten
Linie verdeutlicht. Die Ritzzone ist entsprechen der Ritzung entlang
einer Vorschubrichtung 50 in Richtung senkrecht zur Rotationssymmetrie-
oder Mittenachse 32 der Glasstange 3 langgestreckt.
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Hinsichtlich
der in den 11 und 12 dargestellten
Ritzräder
zeigt sich nun überraschend, daß eine höhere Genauigkeit
der Bruchflächen
beim erfindungsgemäßen Ritzbrechen
mit dem in 12 gezeigten Ritzrad erreicht
wird. Entsprechend der Breite der Ritzkante wird mit diesem oder
einem vergleichbaren Rand eine Ritzzone 55 mit einer Breite von
zumindest 20 Mikrometern, sogar von 40 Mikrometern auf der Mantelfläche 31 der
Glasstange 3 eingefügt.
Dabei wird als die Breite der Ritzzone deren Erstreckung in Richtung
der Mittenachse 32 verstanden.
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Es
ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, sondern vielmehr in vielfältiger
Weise variiert werden kann. Insbesondere können die Merkmale der einzelnen
Ausführungsbeispiele
auch miteinander kombiniert werden.