DE102018006961A1

DE102018006961A1 - Glashohlkörper und Verwendung eines Glashohlkörpers

Info

Publication number: DE102018006961A1
Application number: DE102018006961.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Drössler
Original assignee: Nipro Corp
Current assignee: Nipro Corp
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Ein Glashohlkörper (10) weist einen zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt (13) mit einem ersten Innendurchmesser (21) und eine erste Endöffnung (11) und eine zweite Endöffnung (12) an entgegengesetzten Enden des Glashohlkörpers (10) auf. Der Glashohlkörper (10) weist an der zweiten Endöffnung (12) einen zweiten Innendurchmesser (24) auf. Der zweite Innendurchmesser (24) ist kleiner als der erste Innendurchmesser (21). Eine Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (21) und dem zweiten Innendurchmesser (24) beträgt höchstens 100 µm.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Glashohlkörper. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Glashohlkörper, der zur Erzeugung eines Behältnisses eingesetzt werden kann. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Glashohlkörper für medizinische Behältnisse wie Spritzen, medizinischen Cartridges oder Fläschchen. Die Erfindung betrifft insbesondere derartige Glashohlkörper, die bei der Fertigung unter Verwendung von Laserstrahlung von einem Glasrohr abgetrennt werden können.
HINTERGRUND
Glashohlkörper können als medizinische Behältnisse wie Spritzen oder Medikamentencartridges oder als nicht-medizinische Behältnisse eingesetzt werden, können Bestandteile derartiger medizinischer oder nicht-medizinischer Behältnisse sein oder können als Zwischenprodukt bei der Herstellung derartiger medizinischer oder nicht-medizinischer Behältnisse dienen.
Laserstrahlung kann zur Umformung von Glashohlkörpern eingesetzt werden. Die DE 10 2010 045 094 A1 , die DE 10 2012 101 948 A1 und die DE 10 2016 114 104 A1 beschreiben beispielhafte Verfahren und Systeme zur lasergestützten Umformung eines Glaskörpers.
Laserstrahlung kann auch zur Vereinzelung von Glashohlkörpern eingesetzt werden. Die DE 10 2011 006 738 A1 beschreibt ein Verfahren zum Vereinzeln von Hohlglas, wobei mittels Ritzen ein Startritz eingebracht, das Hohlglas mittels Laserstrahlung aufgewärmt, anschließend abgekühlt und erneut mittels Laserstrahlung aufgewärmt wird.
Herkömmliche Glashohlkörper, die von einem Glasrohr unter Verwendung von Laserstrahlung abgetrennt wurden, können eine unerwünscht starke Reduzierung des Innendurchmessers an dem Ende des Glashohlkörpers aufweisen, an dem der Glashohlkörper beispielsweise durch Ritzen und anschließendes lasergestütztes Erwärmen zum Einbringen mechanischer Spannungen vereinzelt wird. Eine derartige signifikante Reduzierung des Innendurchmessers an einer Endöffnung des Glashohlkörpers kann die weitere maschinelle Bearbeitung erschweren, den Ausschuss beim Herstellungsprozess erhöhen und die Reproduzierbarkeit der den Glashohlkörper aufweisenden oder aus dem Glashohlkörper hergestellten medizinischen Behältnisse verringern.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Glashohlkörper für ein Behältnis bereitzustellen. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Glashohlkörper bereitzustellen, der einfacher maschinell handhabbar ist, beispielsweise beim Befüllen und/oder Verschließen des Glashohlkörpers, wobei der Glashohlkörper unter Verwendung von Laserstrahlung von einem Glasrohr abtrennbar ist. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Glashohlkörper bereitzustellen, der durch Fertigungsverfahren herstellbar ist, die einen geringen Ausschuss und/oder eine hohe Reproduzierbarkeit aufweisen. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Glashohlkörper bereitzustellen, der als medizinisches oder nicht-medizinisches Behältnis, als Bestandteil eines derartigen Behältnisses oder als Zwischenprodukt für ein derartiges Behältnis geeignet ist.
Erfindungsgemäß werden Glashohlkörper und eine Verwendung eines Glashohlkörpers mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsbeispiele.
Ein Glashohlkörper nach einer ersten Ausführungsform weist einen zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt mit einem ersten Innendurchmesser auf. Der Glashohlkörper weist eine erste Endöffnung und eine zweite Endöffnung an entgegengesetzten Enden des Glashohlkörpers auf, wobei die zweite Endöffnung den zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt begrenzt und der Glashohlkörper an der zweiten Endöffnung einen zweiten Innendurchmesser aufweist. Der zweite Innendurchmesser kann kleiner als der erste Innendurchmesser sein. Eine Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser und dem zweiten Innendurchmesser kann höchstens 100 µm betragen.
Ein Glashohlkörper nach einer zweiten Ausführungsform weist einen zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt mit einem ersten Innendurchmesser auf. Der Glashohlkörper weist eine erste Endöffnung und eine zweite Endöffnung an entgegengesetzten Enden des Glashohlkörpers auf, wobei die zweite Endöffnung den zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt begrenzt und der Glashohlkörper an der zweiten Endöffnung einen zweiten Innendurchmesser aufweist. Der zweite Innendurchmesser kann kleiner als der erste Innendurchmesser sein. Eine Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser und dem zweiten Innendurchmesser geteilt durch den ersten Innendurchmesser kann kleiner als 0,02 sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser und dem zweiten Innendurchmesser geteilt durch eine Wandstärke des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts kleiner als 0,2 sein.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben, die sowohl beim Glashohlkörper nach der ersten Ausführungsform als auch beim Glashohlkörper nach der zweiten Ausführungsform anwendbar sein können.
Der Glashohlkörper kann ein Glashohlkörper für ein medizinisches Behältnis oder ein nicht-medizinisches Behältnis sein.
Die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser und dem zweiten Innendurchmesser kann höchstens 50 µm betragen.
Die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser und dem zweiten Innendurchmesser kann höchstens 30 µm betragen.
Der erste Innendurchmesser kann kleiner als 28 mm, bevorzugt kleiner als 12 mm, bevorzugt kleiner als 11 mm, weiter bevorzugt kleiner als 8 mm, weiter bevorzugt kleiner als 7 mm sein.
Der zylinderförmige Hauptkörperabschnitt kann einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner als 30 mm, bevorzugt kleiner als 15 mm, bevorzugt kleiner als 10 mm, weiter bevorzugt kleiner als 9 mm ist.
Der zylinderförmige Hauptkörperabschnitt kann eine Wandstärke zwischen 0,7 mm und 1,5 mm, bevorzugt zwischen 0,7 mm und 1,1 mm aufweisen.
Ein Innendurchmesser der ersten Endöffnung kann kleiner als der zweite Innendurchmesser sein.
Der Innendurchmesser der ersten Endöffnung kann kleiner als 5 mm, bevorzugt kleiner als 4 mm sein.
Die zweite Endöffnung kann eine Laserschnittfläche aufweisen.
Die Laserschnittfläche kann ein abgerundetes Bogensegment aufweisen, das sich von einer Innenseite zu einer Außenseite des Glashohlkörpers erstreckt.
Das abgerundete Bogensegment kann sich ringförmig um die zweite Endöffnung erstrecken.
Die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser und dem zweiten Innendurchmesser geteilt durch den ersten Innendurchmesser kann kleiner als 0,01, bevorzugt kleiner als 0,007, weiter bevorzugt kleiner als 0,005 sein.
Die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser und dem zweiten Innendurchmesser geteilt durch eine Wandstärke des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts kann kleiner als 0,1, bevorzugt kleiner als 0,07, weiter bevorzugt kleiner als 0,05 sein.
Der Glashohlkörper kann ein Glashohlkörper für ein medizinisches Behältnis sein.
Der Glashohlkörper kann einen Konus an der zur zweiten Endöffnung entgegengesetzten Seite des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts aufweisen.
Der Konus kann die erste Endöffnung aufweisen.
Der Konus kann ein Spritzenkonus sein.
Der Glashohlkörper kann ein Zwischenprodukt in einem Herstellungsprozess für ein medizinisches Behältnis sein.
Der Glashohlkörper kann ein medizinisches Behältnis oder ein Bestandteil eines medizinischen Behältnisses sein.
Der Glashohlkörper kann ein Spritzenkörper sein.
Der Glashohlkörper kann ein medizinisches Cartridge, insbesondere ein Medikamentencartridge, sein.
Der Glashohlkörper kann aus Glas der hydrolytischen Klasse 1 nach DIN 12111 (ISO 719) bestehen.
Der Glashohlkörper kann aus Borsilikatglas bestehen.
Ein Behältnis nach einem Ausführungsbeispiel kann den Glashohlkörper nach einem Ausführungsbeispiel aufweisen.
Das Behältnis kann ein medizinisches Behältnis sein.
Das Behältnis kann ferner eine darin enthaltene Formulierung aufweisen.
Die Formulierung kann wenigstens eine pharmazeutisch wirksame Substanz oder eine pharmazeutische Trägersubstanz aufweisen. Die pharmazeutische Trägersubstanz kann WFI („Water For Injection“) sein.
Das medizinische Behältnis kann einen Stopfen, einen Spritzenkolben oder ein anderes Verschlusselements eingesetzt in ein Ende des medizinischen Behältnisses aufweisen, an dem der Glashohlkörper durch Laserschneiden von dem Glasrohr abgetrennt wurde.
Bei einer erfindungsgemäßen Verwendung wird der Glashohlkörper zum Erzeugen eines Behältnisses verwendet.
Das Behältnis kann ein medizinisches Behältnis sein.
Die Verwendung kann eine Verwendung des Glashohlkörpers zum Aufnehmen einer Formulierung, die wenigstens eine pharmazeutisch wirksame Substanz oder eine pharmazeutische Trägersubstanz aufweist, aufweisen. Die pharmazeutische Trägersubstanz kann WFI sein.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung des Glashohlkörpers weist ein Laserschneiden eines Glasrohrs auf, um den Glashohlkörper von einem Glasrohr abzutrennen. Das Laserschneiden kann einen Laserschnitt um die zweite Endöffnung erzeugen.
Erfindungsgemäße Glashohlkörper können in effizienter Weise unter Verwendung von Laserschneiden hergestellt werden. Erfindungsgemäße Glashohlkörper können aufgrund der nur geringfügigen Verjüngung des Innendurchmessers an der zweiten Endöffnung effizient maschinell gehandhabt und weiter verarbeitet werden.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben, in denen ähnliche oder identische Bezugszeichen ähnliche oder identische Elemente bezeichnen.

1 ist eine Schnittansicht eines mit dem Verfahren und System nach einem Ausführungsbeispiel hergestellten medizinischen Behältnisses.
2 ist eine Detailansicht des medizinischen Behältnisses von 1.
3 zeigt eine Reduzierung von Innendurchmessern an einer Endöffnung von erfindungsgemäßen Glashohlkörpern und herkömmlichen Glashohlkörpern.
4 ist eine Fotografie einer Endöffnung eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers und eines herkömmlichen Glashohlkörpers.
5 ist eine schematische Darstellung eines Laserschneidens bei einem zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers verwendeten Verfahren und System.
6 zeigt ein Strahlprofil bei einem zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers verwendeten Verfahren und System.
7 zeigt eine zeitabhängige Ausgangsleistung eines zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers verwendeten Laserstrahls.
8 ist eine Schnittansicht eines Glasrohrs während des Laserschneidens bei einem zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers verwendeten Verfahren und System.
9 ist eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit A von 8.
10 ist eine schematische Darstellung eines zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers verwendeten Systems.
11 ist eine schematische Darstellung eines zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers verwendeten Systems.
12 ist eine vergrößerte Teilansicht von Komponenten der Systeme von 10 und 11.
13 zeigt ein Verhältnis der Reduzierung des Innendurchmessers am Ende eines abgetrennten Glashohlkörpers zu einem ersten Innendurchmesser des Glashohlkörpers für erfindungsgemäße Glashohlkörper und herkömmliche Glashohlkörper.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Glashohlkörper für medizinische oder nicht-medizinische Behältnisse werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Auch wenn einige Ausführungsbeispiele im Kontext medizinischer Behältnisse wie Spritzen oder Medikamentencartridges oder im Kontext spezifischer Herstellungsverfahren beschrieben werden, sind die Ausführungsbeispiele nicht hierauf beschränkt. Die erfindungsgemäßen Glashohlkörper können auch für nicht-medizinische Behältnisse verwendet werden.
Unter einem „Glashohlkörper für ein medizinisches Behältnis“ ist ein Glashohlkörper zu verstehen, der selbst ein medizinisches Behältnis bildet, Bestandteil eines medizinischen Behältnisses ist oder ein Zwischenprodukt für die Herstellung eines medizinischen Behältnisses ist. Beispielsweise kann der Glashohlkörper eine Spritze oder ein medizinisches Cartridge, insbesondere ein Medikamentencartridge, sein oder Bestandteil eines derartigen medizinischen Behältnisses sein. In entsprechender Weise ist der Begriff „Glashohlkörper für ein nicht-medizinisches Behältnis“ zu verstehen.
Glashohlkörper nach Ausführungsbeispielen sind mittels Laserstrahlung von einem Glasrohr abtrennbar. Das Abtrennen kann durch Lasersublimierschneiden erfolgen, wodurch geometrische Charakteristika erreichbar sind, die im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren besonders vorteilhaft sind. Insbesondere unterscheidet sich ein Ende eines Glashohlkörpers, der durch Lasersublimierschneiden von einem Glasrohr abgetrennt wurde, in seiner Ausgestaltung von einem Ende eines Glashohlkörpers, der durch die mechanische Einbringung eines Startritzes in Kombination mit nachfolgender Erwärmung durch Laserstrahlung und Abkühlung von einem Glasrohr abgetrennt wurde.
1 ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers 10. 2 ist eine Detailansicht des Glashohlkörpers 10 von 1. Der Glashohlkörper 10 kann aus Glas der hydrolytischen Klasse 1 nach DIN 12111 (ISO 719) bestehen. Der Glashohlkörper 10 kann aus Borsilikatglas bestehen.
Der Glashohlkörper 10 kann ein medizinisches oder nicht-medizinisches Behältnis bilden oder kann einen Bestandteil eines medizinischen oder nicht-medizinischen Behältnisses bilden. Der Glashohlkörper 10 kann ein Spritzenkörper oder ein medizinisches Cartridge sein.
Der Glashohlkörper 10 weist eine erste Endöffnung 11 und eine zweite Endöffnung 12 auf. Die erste Endöffnung 11 kann beispielsweise an einer Kragenform, bei der ein Außendurchmesser des Glashohlkörpers 10 eine Einschnürung 29 aufweist, oder an einem Spritzenkonus angeordnet sein. Ein Innendurchmesser 15 der ersten Endöffnung 11 kann kleiner als 5 mm, bevorzugt kleiner als 4 mm sein.
Der Glashohlkörper 10 weist einen zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt 13 auf, der zwischen der ersten Endöffnung 11 und der zweiten Endöffnung 12 angeordnet ist. Wenigstens im zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt 13 und vorteilhaft entlang seiner gesamten Länge kann sich der Glashohlkörper 10 rotationssymmetrisch um eine Mittelachse 19 erstrecken.
Im zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt 13 kann der Glashohlkörper 10 einen ersten Innendurchmesser 21, einen Außendurchmesser 22 und eine Wandstärke 23 aufweisen. Der Außendurchmesser 22 kann kleiner als 30 mm, bevorzugt kleiner als 15 mm, bevorzugt kleiner als 10 mm, weiter bevorzugt kleiner als 9 mm sein. Der erste Innendurchmesser 21 im Hauptkörperabschnitt 13 (der nachfolgend mit d₁ bezeichnet wird) kann kleiner als 28 mm, bevorzugt kleiner als 12 mm, bevorzugt kleiner als 11 mm, bevorzugt kleiner als 8 mm, bevorzugt kleiner als 7 mm sein. Die Wandstärke 23 kann kleiner als 1,5 mm, bevorzugt kleiner als 1,1 mm sein. Die Wandstärke 23 kann zwischen 0,7 mm und 1,1 mm betragen.
An der zweiten Endöffnung 12 kann der Glashohlkörper 10 einen Laserschnitt 14 aufweisen, der beim Abtrennen des Glashohlkörpers 10 von einem Glasrohr erzeugt und anschließend nicht erneut umgeformt wird.
Ein Innendurchmesser der zweiten Endöffnung 12 kann als lichte Weite des Glashohlkörpers 10 an der zweiten Endöffnung 12 definiert sein. Falls der Glashohlkörper 10 an der zweiten Endöffnung 12 nicht vollständig rotationssymmetrisch ausgebildet ist, kann der zweite Innendurchmesser d₂ an der zweiten Endöffnung 12 basierend auf einer vom Glas des Glashohlkörpers nicht überdeckten Querschnittsfläche A₂ an der zweiten Endöffnung 12 mit Blickrichtung entlang einer Mittelachse 19 des Glashohlkörpers bestimmt werden als $d_{2} = {[4 A_{2} / π]}^{0,5}$
Bei einem erfindungsgemäßen Glashohlkörper ist der zweite Innendurchmesser d₂ 24 an der zweiten Endöffnung 12 kleiner als der erste Innendurchmesser d₁ 21 im Hauptkörperabschnitt 13.
Im Gegensatz zu herkömmlichen unter Verwendung von Laserstrahlung hergestellten Glashohlkörpern ist eine Differenz Δ zwischen dem zweiten Innendurchmesser d₂ 24 an der zweiten Endöffnung 12 und dem ersten Innendurchmesser d₁ 21 im Hauptkörperabschnitt 13 $Δ = d_{2} - d_{1}$
verhältnismäßig klein. Die Differenz Δ kann bei dem erfindungsgemäßen Glashohlkörper 10 höchstens 100 µm, vorteilhaft höchstens 50 µm, weiter bevorzugt höchstens 30 µm betragen.
Die Differenz Δ in Relation zum ersten Innendurchmesser d₁ 21 im Hauptkörperabschnitt 13 $Δ / d_{1}$
kann kleiner als 0,02, bevorzugt kleiner als 0,01, bevorzugt kleiner als 0,007, weiter bevorzugt kleiner als 0,005 sein.
Die Differenz Δ in Relation zur Wandstärke wt des Glashohlkörpers im Hauptkörperabschnitt 13 $Δ / wt$
kann kleiner als 0,2, bevorzugt kleiner als 0,1, bevorzugt kleiner als 0,07, weiter bevorzugt kleiner als 0,05 sein.
Falls der Glashohlkörper 10 im Hauptkörperabschnitt 13 nicht vollständig rotationssymmetrisch ausgebildet ist, kann der erste Innendurchmesser d₁ 21 im Hauptkörperabschnitt 13 basierend auf einer Innenquerschnittsfläche A₁ an einer Mitte des Hauptkörperabschnitts 13 entlang der Mittelachse 19 bestimmt werden als $d_{1} = {[4 A_{1} / π]}^{0,5}$
Eine geringe Verjüngung der lichten Weite an der durch einen Laserschnitt gebildeten zweiten Endöffnung 12 des Glashohlkörpers 10, wie sie der erfindungsgemäße Glashohlkörper aufweist, bewirkt verschiedene Vorteile. Die maschinelle Handhabung und Weiterverarbeitung, beispielsweise beim Befüllen mit einer Formulierung oder beim Verschließen des Glashohlkörpers 10, kann vereinfacht werden. Der Glashohlkörper 10 kann effizient hergestellt werden, wobei der Glashohlkörper 10 durch Laserschneiden, insbesondere durch Lasersublimierschneiden, von einem Glasrohr abgetrennt und anschließend optional weiter umgeformt werden kann.
3 zeigt Daten von an einer größeren Zahl von Probekörpern gemessenen Innendurchmesserabweichungen Δ, die der Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser im Hauptkörperabschnitt und dem zweiten Innendurchmesser an der zweiten Endöffnung entsprechen. Dabei sind in 3 die Innendurchmesserabweichungen jeweils als Funktion einer Nummer des gemessenen Probekörpers aufgetragen.
Die ersten Daten 91 wurden für erfindungsgemäße Glashohlkörper gemessen, die durch Lasersublimierschneiden von einem Glasrohr abgetrennt wurden. Die zweiten Daten 92 wurden für herkömmliche Glashohlkörper gemessen, die mit herkömmlichen Verfahren von einem identischen Glasrohr abgetrennt wurden, wobei bei den herkömmlichen Verfahren mechanisch ein Startritz eingebracht und das Glasrohr anschließend unter Verwendung von Laserstrahlung erwärmt und wieder abgekühlt wurde.
Sowohl die ersten Daten 91 als auch die zweiten Daten 92 wurden für Glashohlkörper ermittelt, bei denen der erste Innendurchmesser des Glashohlkörpers jeweils 6.85 ± 0.15 mm und der Außendurchmesser im zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt jeweils 8.65 ± 0.15 mm betrug. Die Wandstärke wt des Glasrohrs, von dem der Glashohlkörper abgetrennt wurde, und des Hauptkörperabschnitts des abgetrennten Glashohlkörpers betrug jeweils 0.9 ± 0.1 mm. Das Glasrohr, von dem der Glashohlkörper abgetrennt wurde, und der abgetrennte Glashohlkörper bestanden jeweils aus Glas der hydrolytischen Klasse 1.
Sowohl die ersten Daten 91 als auch die zweiten Daten 92 wurden unter Verwendung eines CO₂-Lasers mit einer Wellenlänge von 10,6 µm ermittelt.
Die gemessenen Innendurchmesserabweichungen für die Probekörper wurden für die erfindungsgemäßen Glashohlkörper und die herkömmlichen Glashohlkörper jeweils in einer aufsteigenden Folge der Innendurchmesserabweichung sortiert. Die Probekörper wurden anschließend fortlaufend durchnummeriert. Entsprechend zeigen die Daten 91 und die Daten 92 monoton zunehmende Innendurchmesserabweichungen, die nur die vorgenommene Sortierung und Nummerierung der Probekörper anhand der Innendurchmesserabweichung wiederspiegeln. Wesentlich ist, dass die erfindungsgemäßen Glashohlkörper Innendurchmesserabweichungen 91 aufweisen, die im Vergleich zu den Innendurchmesserabweichungen 92 der herkömmlichen Probekörper deutlich reduziert sind.
Wie aus 3 deutlich wird, weisen die durch Laserschneiden und ohne mechanische Einbringung eines Startritzes von einem Glasrohr abgetrennten erfindungsgemäßen Glashohlkörper eine Innendurchmesserabweichung Δ am mit Laserstrahlung bearbeiteten Ende auf, die deutlich kleiner als bei den mit herkömmlichen Verfahren hergestellten Glashohlkörpern ist. Insbesondere kann bei den erfindungsgemäßen Glashohlkörpern eine Innendurchmesserabweichung Δ erreicht werden, die kleiner als 0,1 mm, im Mittel sogar kleiner als 0,05 mm ist.
Bei den erfindungsgemäßen Glashohlkörpern gemäß den ersten Daten 91 ist die Innendurchmesserabweichung Δ geteilt durch den ersten Innendurchmesser kleiner als 0,016, im Mittel sogar kleiner als 0,008.
Bei den erfindungsgemäßen Glashohlkörpern gemäß den ersten Daten 91 ist die Innendurchmesserabweichung Δ geteilt durch die Wandstärke des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts kleiner als 0,12, im Mittel sogar kleiner als 0,06.
13 zeigt für die erfindungsgemäßen Glashohlkörper, deren Innendurchmesserabweichung in 3 dargestellt ist, beispielhaft die Innendurchmesserabweichung Δ geteilt durch den ersten Innendurchmesser des jeweiligen Glashohlkörpers. Die Daten 93 repräsentieren das Verhältnis der Innendurchmesserabweichung Δ zum ersten Innendurchmesser für die Probekörper, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. Die Daten 94 repräsentieren das Verhältnis der Innendurchmesserabweichung Δ zum ersten Innendurchmesser für die Probekörper, die mit dem oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren hergestellt wurden. Die erfindungsgemäßen Probekörper weisen ein Verhältnis 93 der Innendurchmesserabweichung Δ zum ersten Innendurchmesser auf, das kleiner als 0,02 ist. Das Verhältnis der Innendurchmesserabweichung Δ zum Innendurchmesser des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts kann bei erfindungsgemäßen Glashohlkörpern deutlich reduziert sein.
In ähnlicher Weise können erfindungsgemäße Glashohlkörper ein Verhältnis der Innendurchmesserabweichung Δ zur Wandstärke des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts aufweisen, das im Vergleich zu herkömmlichen Glashohlkörpern deutlich reduziert ist.
4 zeigt ein Ende 101 eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers, der durch Laserschneiden und ohne mechanische Einbringung eines Startritzes von einem Glasrohr abgetrennt wurde, und ein Ende 102 eines herkömmlichen Glashohlkörpers, der durch mechanische Einbringung eines Startritzes und anschließende Erwärmung durch Laserstrahlung und Abkühlung von einem Glasrohr abgetrennt wurde. Während das Ende 102 des herkömmlichen Glashohlkörpers eine deutliche Ausbauchung an der Innenseite des herkömmlichen Glashohlkörpers (in 4 rechts) aufweist, ist das Ende 101 des erfindungsgemäßen Glashohlkörpers nur geringfügig zur Innenseite des erfindungsgemäßen Glashohlkörpers (in 4 links) ausgebaucht.
Der erfindungsgemäße Glashohlkörper kann zur Herstellung eines medizinischen Behältnisses von einem Glasrohr durch Laserschneiden abgetrennt werden. Ein zum Laserschneiden verwendeter Laserstrahl kann auf eine Wand des Glasrohrs fokussiert werden.
Durch die Fokussierung des Laserstrahls auf eine Wand des Glasrohrs können Energiedichten erreicht werden, die ein Abtrennen des Glashohlkörpers auch ohne mechanisches Einbringen eines Ritzes erlauben. Das Ende des Glashohlkörpers, das beim Abtrennen dem Laserstrahl ausgesetzt war, kann den zweiten Innendurchmesser aufweisen, der im Vergleich zum ersten Innendurchmesser des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts des Glashohlkörpers nur geringfügig reduziert ist.
Der Laserstrahl kann so fokussiert werden, dass ein Fokus des Laserstrahls innerhalb einer Wand des Glasrohrs liegt.
Der Laserstrahl kann so fokussiert werden, dass der Fokus des Laserstrahls an einer ersten Seite des Glasrohrs innerhalb der Wand des Glasrohrs liegt und dass an einer gegenüberliegenden Seite des Glasrohrs eine Laserintensität nicht mehr ausreicht, um das Glasrohr zu schneiden. Durch eine Relativbewegung zwischen Glasrohr und Laserstrahl kann ein umlaufender Laserschnitt erzeugt werden.
Der Laserstrahl kann entlang einer Richtung quer zu einer Mittelachse des Glasrohrs, insbesondere senkrecht zur Mittelachse des Glasrohrs, auf die Wand des Glasrohrs auftreffen.
Die Relativbewegung zwischen Glasrohr und Laserstrahl kann auf verschiedene Weisen erzeugt werden:

(1) das Glasrohr wird während des Laserschneidens rotiert, und eine Strahlachse des Laserstrahls wird während des Laserschneidens nicht bewegt;
(2) eine Strahlachse des Laserstrahls wird während des Laserschneidens bewegt, beispielsweise in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse des Glasrohrs rotiert, und das Glasrohr wird während des Laserschneidens nicht bewegt; und
(3) während des Laserschneidens wird eine Strahlachse des Laserstrahls bewegt, beispielsweise in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse des Glasrohrs rotiert, und das Glasrohr wird während des Laserschneidens rotiert.

Das Laserschneiden kann ein Lasersublimierschneiden aufweisen. Das Laserschneiden kann so erfolgen, dass in einer ersten Zone, die innerhalb der Wand des Glasrohrs liegt, Lasersublimierschneiden erfolgt, und in einer die erste Zone umgebenden zweiten Zone in der Wand des Glasrohrs jedenfalls auch Schmelzprozesse stattfinden können.
Der Laserstrahl kann ein gepulster Laserstrahl sein, der eine Folge von Pulsen mit einer Pulslänge und einer Repetitionsrate aufweist. Das Verfahren kann ferner aufweisen: Steuern oder Regeln der Pulslänge und der Repetitionsrate, um wenigstens eine Zone der Wand des Glasrohrs durch Lasersublimierschneiden zu schneiden.
Der Laserstrahl kann derart fokussiert werden, dass eine Rayleighlänge des Laserstrahls gleich oder kleiner als eine Wandstärke wt des Glasrohrs, bevorzugt gleich oder kleiner als 0,8 × wt, bevorzugt gleich oder kleiner als 0,6 × wt, weiter bevorzugt gleich oder kleiner als 0,5 × wt ist.
Der Glashohlkörper kann ohne mechanische Einbringung eines Ritzes von dem Glasrohr abgetrennt werden.
Der Glashohlkörper kann ohne jegliche mechanische Krafteinwirkung auf das Glasrohr an einer Trennstelle von dem Glasrohr abgetrennt werden.
Das Verfahren kann ein Hervorrufen einer Relativdrehung zwischen dem Laserstrahl und dem Glasrohr während des Laserschneidens aufweisen.
Das Glasrohr kann einen Außendurchmesser von weniger 30 mm, bevorzugt weniger als 15 mm aufweisen.
Das Glasrohr kann einen Innendurchmesser von weniger als 28 mm, bevorzugt von weniger als 12 mm aufweisen.
Das Glasrohr kann eine Wandstärke von weniger als 1,5 mm, bevorzugt von weniger als 1,1 mm aufweisen. Das Glasrohr kann eine Wandstärke zwischen 0,7 und 1,1 mm aufweisen.
Der Glashohlkörper kann in weniger als 1 s, bevorzugt in weniger als 0,9 s mittels Laserschneidens von dem Glasrohr abgetrennt werden.
Das Glasrohr kann aus Glas der hydrolytischen Klasse 1 nach DIN 12111 (ISO 719) bestehen.
Der Laserstrahl kann Pulse mit einer Repetitionsrate von 3 kHz bis 30 kHz, bevorzugt von 4 kHz bis 12 kHz aufweisen.
Der Laserstrahl kann gepulst sein und kann ein Tastverhältnis von zwischen 5 % und 35 %, bevorzugt zwischen 8 % und 17 % aufweisen.
Der Laserstrahl kann mit einem CO₂-Laser erzeugt werden.
Der Laserstrahl kann einen Strahldurchmesser am Laserstrahlfokus aufweisen, der zwischen 50 und 250 µm, bevorzugt zwischen 100 und 200 µm beträgt.
Das Glasrohr kann beim Laserschneiden mit einer Geschwindigkeit von mehr als 100 UpM, bevorzugt zwischen 150 UpM und 700 UpM rotiert werden.
Der Laserstrahl kann von einer Laserdüse ausgegeben werden, aus der Gas mit einem Überdruck austritt. Der Überdruck kann mehr als 0,1 bar, bevorzugt mehr als 0,3 bar sein.
Während des Laserschneidens kann das Glasrohr an beiden Enden sowohl axial als auch in Umfangsrichtung genau ausgerichtet werden.
Unter Bezugnahme auf 5 bis 12 werden Verfahren und Systeme detailliert beschrieben, die zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers 10 eingesetzt werden können.
5 zeigt Komponenten eines Systems 30 zum Abtrennen eines erfindungsgemäßen Glashohlkörpers von einem Glasrohr 40 durch Laserschneiden. Das Abtrennen kann ohne mechanische Krafteinwirkung an einer Trennstelle, insbesondere ohne Einbringen eines Startritzes an der Trennstelle des Glasrohrs 40 erfolgen. Das Laserschneiden kann ein Lasersublimierschneiden in wenigstens einer Zone des Glasrohrs 40 aufweisen.
Das Glasrohr 40 kann aus Glas der hydrolytischen Klasse 1 nach DIN 12111 (ISO 719) bestehen. Das Glasrohr 40 kann aus Borsilikatglas bestehen.
Ein Laserstrahl 34 wird durch eine Linse 33 in einer Laserdüse 31 auf eine Wand des Glasrohrs 40 fokussiert. Während nur eine Linse 33 in 5 dargestellt ist, kann ein Linsensystem, das mehrere Linsen aufweisen kann, verwendet werden, um den Laserstrahl 34 zu fokussieren.
Die Laserdüse 31 kann einen Gasdurchgang 32 aufweisen. Unter Überdruck stehendes Gas kann die Laserdüse 31 entlang derselben Öffnung wie der durch die Linse 33 kollimierte Laserstrahl 34 verlassen. Durch das Druckgas können beispielsweise beim Laserschneiden entstehende Dämpfe entfernt werden. Die dem Glasrohr beim Laserschneiden zugewandte Seite der Fokussiereinrichtung, beispielsweise eine dem Glasrohr beim Laserschneiden zugewandte Seite der Frontlinse 33, kann geschützt werden.
Das Glasrohr 40 weist eine Wand 43 auf. Die Wand 43 kann sich zylinderförmig um eine Mittelachse des Glasrohrs 40 erstrecken. Das Glasrohr 40 kann beim Laserschneiden um seine Mittelachse gedreht werden, um einen umlaufenden Laserschnitt 42 zu erzeugen. Eine Rotationsachse der Rotation 41 des Glasrohrs 40 kann senkrecht zu einer Mittelachse des Laserstrahls 34 stehen.
Der Laserstrahl 34 kann durch die Fokussiereinrichtung 33 so auf das Glasrohr 40 fokussiert werden, dass ein Fokus des Laserstrahls 34 an einer Oberfläche oder innerhalb einer Wandstärke an der zur Fokussiereinrichtung 33 gewandten Seite 46 des Glasrohrs 40 angeordnet ist. Die Wand an der gegenüberliegenden Seite 47 des Glasrohrs 40 kann von dem Fokus des Laserstrahls 34 beabstandet sein. Durch Rotation 41 des Glasrohrs 40 kann die Wand 43 entlang des Umfangs des Glasrohrs 40 sukzessive über den Fokus des Laserstrahls geführt werden, um einen Umfangsschnitt zu erzeugen.
Für ein gutes Laserschneiden, insbesondere für ein Laserschneiden, das ein Lasersublimierschneiden in wenigstens einer Zone der Wand 43 aufweist, kann ein Strahlprofil des durch die Fokussiereinrichtung 33 fokussierten Laserstrahls 34 auf eine Wandstärke des Glasrohrs 40 abgestimmt werden. Die Abstimmung des Strahlprofils auf die Wandstärke des Glasrohrs 40 kann durch eine geeignete Auswahl und/oder Positionierung und/oder Einstellung der Fokussiereinrichtung 33 erfolgen.
6 zeigt ein Strahlprofil des durch die Fokussiereinrichtung 33 fokussierten Laserstrahls 34 und eine Wandstärke 44 der Wand 43 des Glasrohrs 40, von dem der Glashohlkörper abgetrennt wird.
Das Strahlprofil ist so auf die Wandstärke 44 abgestimmt, dass eine Rayleighlänge 38 gleich oder kleiner als die Wandstärke 44 (die im Folgenden mit wt bezeichnet wird) ist. Die Rayleighlänge 38 kann vorteilhaft gleich oder kleiner als 0,8 × wt, insbesondere gleich oder kleiner als 0,6 × wt, insbesondere gleich oder kleiner als 0,5 × wt sein.
Die Rayleighlänge 38 kann definiert sein als Abstand entlang der Strahlachse 35 zwischen einer Strahltaille, an der der Laserstrahl ein Minimum seines Strahldurchmessers entlang einer Strahlachse 35 aufweist, und einer Position, an der ein Radius 37 des Laserstrahls 43 das √2 - Fache des Radius 36 an der Strahltaille beträgt.
Für ein gutes Laserschneiden, insbesondere für ein Laserschneiden, das ein Lasersublimierschneiden in wenigstens einer Zone der Wand 43 aufweist, kann eine Laserquelle des Laserstrahls 34 einen gepulsten Laserstrahl erzeugen. Eine Repetitionsrate und/oder ein Tastverhältnis des gepulsten Laserstrahls können so eingestellt werden, dass in wenigstens einer Zone der Wand 43 ein Lasersublimierschneiden erfolgt.
7 zeigt einen Pulszug 50 von mit einer Laserquelle erzeugten Intensitätspulsen, die zum Abtrennen des Glashohlkörpers vom Glasrohr 40 durch Laserschneiden verwendet werden können. Der Pulszug 50 weist mehrere Pulse auf, die jeweils eine Länge 51 aufweisen. Aufeinanderfolgende Pulse sind durch ein Intervall 53 ohne Laserlichtabgabe getrennt. Ein zeitlicher Abstand 52 zwischen aufeinanderfolgenden steigenden Flanken aufeinanderfolgender Pulse des Pulszugs 50 ist das Inverse der Repetitionsrate. Das Tastverhältnis ist definiert als Dauer 51 eines Pulses geteilt durch den Zeitabstand 52 zwischen aufeinanderfolgenden ansteigenden Pulsflanken, der das Inverse der Repetitionsrate definiert.
Um geeignete Parameter für die Repetitionsrate, das Tastverhältnis und optional weitere Parameter wie die Laserfrequenz und/oder Laserleistung zu bestimmen, kann wie folgt vorgegangen werden:

(a) Zunächst kann ein Parameterfeld definiert werden, das durch mehrere Parameter aufgespannt wird. Die mehreren Parameter können die Repetitionsrate, das Tastverhältnis und die Laserleistung aufweisen. Bei einer beispielhaften Ausgestaltung kann das Parameterfeld durch Repetitionsraten von 1 kHz bis 200 kHz, ein Tastverhältnis von 7% bis 50% und eine Laserleistung von 0,2 kW bis 1kW definiert sein.
(b) Das Parameterfeld kann ausgetestet werden, indem Punkte des Parameterfelds mit einer Schrittweite entlang der verschiedenen Parameterachsen ausgewählt werden.
(c) Laserschneiden wird mit den jeweiligen Parametern ausgeführt.
(d) Der Laserschnitt wird anhand quantitativer Gütekriterien, wie der Änderung Δ des Innendurchmessers am durch Laserschnitt bearbeiteten Ende des Glashohlkörpers, und/oder die Rundheit der Schnittkanten beurteilt.
(e) Die Schritte (b) bis (d) werden mit kleinerer Schrittweite um die in der vorhergehenden Iteration als besonders geeignet identifizierten Regionen des Parameterfelds wiederholt.

Bei beispielhaften Ausgestaltungen kann die Laserquelle so angesteuert werden, dass ein Pulszug mit einer Repetitionsrate von 3 kHz bis 30 kHz, bevorzugt von 4 kHz bis 12 kHz, und einem Tastverhältnis von zwischen 5 % und 35 %, bevorzugt zwischen 8 % und 17 %, erzeugt und zum Laserschneiden verwendet wird.
Das Laserschneiden kann ein Lasersublimierschneiden aufweisen. Das Lasersublimierschneiden muss dabei nicht über die gesamte Wandstärke vorliegen, sondern kann mit weiteren Laserschneidprozessen, die ein Schmelzen aufweisen, kombiniert sein.
8 zeigt eine Schnittansicht eines mit Laserstrahlung zu schneidenden Glasrohrs 40. 9 zeigt die in 8 markierte Einzelheit A in vergrößerter Darstellung.
Beim Laserschneiden kann der Laserstrahl so auf die Wand 43 fokussiert werden, dass der Laserstrahl eine mittig zum Strahlprofil ausgerichtete Sublimationszone 61 im Zentrum aufweist. In der Sublimationszone 61 erfolgt ein Trennen durch Sublimation. In einer die Sublimationszone 61 umgebenden Mischzone 62 wird das Glas des Glasrohrs 40 sublimiert und aufgeschmolzen. Die Mischzone 62 ist von einer Schmelzzone 63 umgeben, die auf der Innen- und auf der Außenoberfläche der Wand 43 sowohl am abgetrennten Glashohlkörper als auch am verbleibenden Rest des Glasrohrs jeweils einen Radius erzeugt, der am deutlichsten in 9 sichtbar ist. Der Radius bildet entlang jeder Schnittebene, die die Mittelachse des Glasrohrs 40 enthält, einen Bogen, der sich von der Innenseite zur Außenseite des Glasrohrs 40 erstreckt. Eine Tangente des Bogens kann tangential oder nahezu tangential in die Innen- und Außenseite des Glashohlkörper übergehen.
Das Verfahren kann so ausgeführt werden, dass der Glashohlkörper in weniger als 1 s, bevorzugt in weniger als 0,9 s mittels Laserschneidens von dem Glasrohr 40 abgetrennt wird.
Die Verfahren und Systeme zum Abtrennen des Glashohlkörpers von einem Glasrohr können in geeigneter Weise so in industrielle Fertigungsprozesse integriert werden, dass mehrere Glasrohre effizient bearbeitet werden können.
10 ist eine schematische Darstellung eines Systems 70 zur Herstellung eines Glashohlkörpers, der ein medizinisches Behältnis sein kann oder der Bestandteil eines medizinischen Behältnisses sein kann. Das System 70 kann konfiguriert sein, einen Glashohlkörper von einem Glasrohr durch Laserschneiden abzutrennen. Das System 70 kann optional konfiguriert sein, den vom Glasrohr abgetrennten Glashohlkörper weiter umzuformen und/oder um den umgeformten Glashohlkörper zu befüllen und/oder zu verschließen.
Das System 70 weist eine Laserquelle 71 und eine Steuereinrichtung 78 auf. Die Laserquelle 71 kann konfiguriert sein, einen gepulsten Laserstrahl auszugeben. Die Steuereinrichtung 78 kann konfiguriert sein, eine Repetitionsrate und/oder ein Tastverhältnis des Pulszugs zu steuern oder zu regeln, wie dies oben beschrieben wurde.
Das System 70 kann optional einen Laserpolarisator 72 und/oder einen Laserswitch 73 aufweisen. Die Steuereinrichtung 78 kann konfiguriert sein, den Laserpolarisator 72 und/oder den Laserswitch 73 zu steuern oder zu regeln, beispielsweise um Laserstrahlung 79 selektiv an einen von mehreren Laserköpfen 74a, 74b bereitzustellen.
Das System 70 kann mehrere Einrichtungen 77 aufweisen, die jeweils zum Halten und optional zum Drehen eines Glasrohrs konfiguriert sind und von denen nur ein Teil in 10 dargestellt ist. Die Einrichtungen 77 können das von ihnen jeweils gehaltene Glasrohr rotieren, während einer der Laserköpfe 74a, 74b einen Laserschneidvorgang ausführt.
Die mehreren Einrichtungen 77 zum Halten und optional zum Drehen eines Glasrohrs können an einer Fördereinrichtung 77a angeordnet sein. Die Einrichtungen 77 können jeweils drehbar an der Fördereinrichtung 77a gelagert sein. Das System 70 kann eine Antriebseinrichtung zum drehenden Antreiben der Einrichtungen 77 aufweisen. Die Einrichtungen 77 können entlang eines Umfangs der Fördereinrichtung 77a voneinander beabstandet angeordnet sein.
Die Fördereinrichtung 77a kann selbst drehbar gelagert sein. Das System 70 kann eine weitere Antriebseinrichtung zum drehenden Antreiben der Fördereinrichtung 77a aufweisen. Die Antriebseinrichtungen können von der Steuereinrichtung 78 oder einer davon separaten Steuerung angesteuert werden. Die Antriebe der Fördereinrichtung 77a und der Einrichtungen 77 können unabhängig voneinander aktivierbar sein.
Der von der Laserquelle 71 erzeugte Laserstrahl kann über optische Komponenten 76, beispielsweise Spiegel, zu einem Laserkopf oder mehreren Laserköpfen 74a, 74b geleitet werden. Jeder der Laserköpfe 74a, 74b kann jeweils eine Fokussiereinrichtung aufweisen, wie sie unter Bezugnahme auf 5 bis 9 beschrieben wurde. Jeder der Laserköpfe 74a, 74b kann eine Laserdüse 31 aufweisen, wie sie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde.
Mehrere Laserköpfe 74a, 74b können an unterschiedlichen Positionen entlang des Umfangs der Fördereinrichtung 77a angeordnet sein. Die Laserköpfe 74a, 74b können ortsfest im System 70 montiert sein, können aber mechanisch bewegliche Komponenten aufweisen, beispielsweise um den Laserstrahl nachzuführen. Die Laserköpfe 74a, 74b und/oder Einrichtungen 77 können so konfiguriert sein, dass der von einem Laserkopf 74a, 74b zum Laserschneiden ausgegebene Laserstrahl jeweils mechanisch mit- oder nachgeführt wird, wenn sich eine Einrichtung 77 an ihm vorbeibewegt.
Die Laserköpfe 74a, 74b können jeweils in Sicherheitsgehäusen 75a, 75b montiert sein.
Das System 70 kann konfiguriert sein, um ein Medikamentencartridge oder ein anderes medizinisches Cartridge herzustellen. Entlang des Umfangs der Fördereinrichtung 77a können weitere Bearbeitungsstationen angeordnet sein. Beispielsweise kann eine Bearbeitungsstation zum Umformen des Glashohlkörpers nach dem Abtrennen des Glashohlkörpers vom Glasrohr vorgesehen sein. Es kann eine Bearbeitungsstation zum Befüllen und/oder Verschließen des Glashohlkörpers vorgesehen sein.
Während in 10 schematisch zwei Laserköpfe 74a, 74b entlang des Umfangs der Fördereinrichtung 77a dargestellt sind, kann auch nur ein Laserkopf vorgesehen sein. Es können auch mehr als zwei Laserköpfe entlang des Umfangs der Fördereinrichtung 77a positioniert sein.
Das System 70 kann eine Indexmaschine sein, bei der die Fördereinrichtung 77a zum Laserschneiden wiederholt angehalten wird. Die Laserköpfe 74a, 74b können ortsfest angeordnet sein.
Das System 70 kann auch so ausgestaltet sein, dass der Laserstrahl beim Laserschneiden nachgeführt wird, während ein Glasrohr kontinuierlich an einem Laserkopf vorbeibewegt wird. Eine derartige Ausgestaltung wird unter Bezugnahme auf 12 näher beschrieben.
11 ist eine schematische Darstellung eines Systems 80 zur Herstellung eines Glashohlkörpers, der ein medizinisches Behältnis sein kann oder der Bestandteil eines medizinischen Behältnisses sein kann. Das System 80 kann konfiguriert sein, einen Glashohlkörper von einem Glasrohr durch Laserschneiden abzutrennen. Das System 80 kann optional konfiguriert sein, den vom Glasrohr abgetrennten Glashohlkörper weiter umzuformen und/oder um den umgeformten Glashohlkörper zu befüllen und/oder zu verschließen.
Das System 80 weist eine Laserquelle 71 und eine Steuereinrichtung 78 auf, die wie unter Bezugnahme auf 10 beschrieben ausgestaltet und konfiguriert sein können. Ein Laserpolarisator 72, ein Laserswitch 73 und optische Komponenten 76 können ebenfalls wie unter Bezugnahme auf 10 beschrieben ausgestaltet sein.
Das System 80 weist eine Fördereinrichtung 81 mit mehreren daran positionierten Einrichtungen 82 zum Halten und optional Drehen eines Glasrohrs auf. Die Fördereinrichtung 81 kann drehend antreibbar sein. Jede der Einrichtungen 82 kann relativ zur Fördereinrichtung 81 drehend antreibbar sein. Die Einrichtungen 82 können das von ihnen jeweils gehaltene Glasrohr rotieren, während ein Laserkopf 74a einen Laserschneidvorgang ausführt. Der Laserkopf 74a und/oder die Einrichtungen 82 können so konfiguriert sein, dass der von dem Laserkopf 74a zum Laserschneiden ausgegebene Laserstrahl jeweils mechanisch mit- oder nachgeführt wird, wenn sich eine Einrichtung 82 an ihm vorbeibewegt.
Das System 80 weist eine weitere Fördereinrichtung 85 mit mehreren daran positionierten weiteren Einrichtungen 86 zum Halten und optional Drehen eines Glasrohrs auf. Die weitere Fördereinrichtung 85 kann drehend antreibbar sein. Jede der weiteren Einrichtungen 86 kann relativ zur Fördereinrichtung 85 drehend antreibbar sein. Die weiteren Einrichtungen 86 können das von ihnen jeweils gehaltene Glasrohr rotieren, während ein weiterer Laserkopf 74b einen Laserschneidvorgang ausführt. Der weitere Laserkopf 74b und/oder die weiteren Einrichtungen 86 können so konfiguriert sein, dass der von dem weiteren Laserkopf 74b zum Laserschneiden ausgegebene Laserstrahl jeweils mechanisch mit- oder nachgeführt wird, wenn sich eine der weiteren Einrichtungen 86 an ihm vorbeibewegt.
Die Fördereinrichtung 81 und/oder die weitere Fördereinrichtung 85 können jeweils Vorrichtungen zum Herstellen von Spritzen bilden. Das System 80 kann weitere Stationen aufweisen, die an der Fördereinrichtung 81 und/oder der weiteren Fördereinrichtung 85 positioniert sein können, um den Glashohlkörper nach dem Abtrennen des Glashohlkörpers vom Glasrohr umzuformen, den Glashohlkörper zu befüllen und/oder den Glashohlkörper zu verschließen.
Das System 80 kann eine Indexmaschine sein, bei der die Fördereinrichtungen 81, 85 zum Laserschneiden wiederholt angehalten werden. Die Laserköpfe 74a, 74b können ortsfest angeordnet sein.
Das System 80 kann auch so ausgestaltet sein, dass der Laserstrahl beim Laserschneiden nachgeführt wird, während ein Glasrohr kontinuierlich an einem Laserkopf vorbeibewegt wird. Eine derartige Ausgestaltung wird unter Bezugnahme auf 12 näher beschrieben.
12 ist eine vergrößerte Perspektivansicht von Komponenten der Systeme 70, 80. Die Systeme 70, 80 weisen mehrere drehbar gelagerte Einrichtungen 77a-c, 82a-c, 86a-c auf, die jeweils an einer unabhängig von den drehbar gelagerten Einrichtungen 77a-c, 82a-c, 86a-c antreibbaren Fördereinrichtung angeordnet sein können. Jede der Einrichtungen 77a-c, 82a-c, 86a-c kann konfiguriert sein, ein Glasrohr 40a, 40b, 40c zu halten und zu drehen.
Ein Laserkopf 74a kann so montiert sein, dass ein Laserstrahl 34 beim Vorbeiführen einer der Einrichtungen 77a-c, 82a-c, 86a-c am Laserkopf 74a mechanisch nachgeführt wird. Der Laserkopf 74a kann durch ein federelastisches Mittel 88 in Richtung der Einrichtungen 77a-c, 82a-c, 86a-c vorgespannt sein. Walzen 89, eine Wippe, oder andere Nachführelemente können vorgesehen sein, um den Laserkopf beim Vorbeiführen einer der Einrichtungen 77a-c, 82a-c, 86a-c am Laserkopf 74a mechanisch zu bewegen.
Durch den erfindungsgemäßen Glashohlkörper können verschiedene mit herkömmlichen Glashohlkörpern verbundene Nachteile behoben oder abgemildert werden. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Glashohlkörper für medizinische Behältnisse durch Laserschneiden effizient hergestellt werden. Da der Innendurchmesser an der mit Laserstrahlung bearbeiteten zweiten Endöffnung im Vergleich zum Innendurchmesser in einem zylindrischen Hauptteil nur geringfügig reduziert ist, wird die weitere maschinelle Handhabung, beispielsweise beim Befüllen mit einer Formulierung, erleichtert. Das Risiko einer Beschädigung des Glashohlkörpers im Fertigungsprozess wird im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verringert, bei denen eine starke Verjüngung des Glashohlkörpers an einem Ende häufig zu einer unerwünschten Beschädigung und einer daraus resultierenden Standzeit der Fertigungsmaschine führen kann.
Glashohlkörper nach Ausführungsbeispielen können für Spritzen oder Medikamentencartridges eingesetzt werden, ohne darauf beschränkt zu sein. Glashohlkörper nach Ausführungsbeispielen können auch als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Fläschchen oder anderen medizinischen Behältnissen eingesetzt werden, bei denen das medizinische Behältnis an nur einer Seite offen ist. Glashohlkörper nach Ausführungsbeispielen können für nicht-medizinische Behältnisse oder andere Produkte eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010045094 A1 [0003]
DE 102012101948 A1 [0003]
DE 102016114104 A1 [0003]
DE 102011006738 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 12111 [0032, 0048, 0088, 0098]
ISO 719 [0032, 0048, 0088, 0098]

Claims

Glashohlkörper, aufweisend: einen zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt (13), der einen ersten Innendurchmesser (21) aufweist, eine erste Endöffnung (11) und eine zweite Endöffnung (12) an entgegengesetzten Enden des Glashohlkörpers (10), wobei die zweite Endöffnung (12) den zylinderförmigen Hauptkörperabschnitt (13) begrenzt und der Glashohlkörper (10) an der zweiten Endöffnung einen zweiten Innendurchmesser (24) aufweist, wobei der zweite Innendurchmesser (24) kleiner als der erste Innendurchmesser (21) ist und wobei - eine Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (21) und dem zweiten Innendurchmesser (24) höchstens 100 µm beträgt, und/oder - die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (21) und dem zweiten Innendurchmesser (24) geteilt durch den ersten Innendurchmesser (21) kleiner als 0,02 ist, und/oder - die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (21) und dem zweiten Innendurchmesser (24) geteilt durch eine Wandstärke des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts (13) kleiner als 0,2 ist.
Glashohlkörper nach Anspruch 1, wobei die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (21) und dem zweiten Innendurchmesser (24) höchstens 50 µm beträgt.
Glashohlkörper nach Anspruch 1, wobei die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (21) und dem zweiten Innendurchmesser (24) höchstens 30 µm beträgt.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Innendurchmesser (21) kleiner als 28 mm, bevorzugt kleiner als 12 mm ist.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zylinderförmige Hauptkörperabschnitt (13) einen Außendurchmesser (22) aufweist, der kleiner als 30 mm, bevorzugt kleiner als 15 mm, bevorzugt kleiner als 10 mm, weiter bevorzugt kleiner als 9 mm ist.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zylinderförmige Hauptkörperabschnitt (13) eine Wandstärke zwischen 0,7 mm und 1,1 mm aufweist.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Innendurchmesser (15) der ersten Endöffnung (11) kleiner als der zweite Innendurchmesser (24) ist.
Glashohlkörper nach Anspruch 7, wobei der Innendurchmesser (15) der ersten Endöffnung (11) kleiner als 5 mm, bevorzugt kleiner als 4 mm ist.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Endöffnung (12) eine Laserschnittfläche (14) aufweist.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (21) und dem zweiten Innendurchmesser (24) geteilt durch den ersten Innendurchmesser (21) kleiner als 0,01, bevorzugt kleiner als 0,007, weiter bevorzugt kleiner als 0,005 ist.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (21) und dem zweiten Innendurchmesser (24) geteilt durch eine Wandstärke des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts (13) kleiner als 0,1, bevorzugt kleiner als 0,07, weiter bevorzugt kleiner als 0,05 ist.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Glashohlkörper ein Behältnis, insbesondere ein medizinisches Behältnis, oder ein Zwischenprodukt zur Herstellung eines Behältnisses, insbesondere eines medizinischen Behältnisses, ist.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Konus an der zur zweiten Endöffnung (12) entgegengesetzten Seite des zylinderförmigen Hauptkörperabschnitts (13).
Glashohlkörper nach Anspruch 13, wobei der Konus die erste Endöffnung (11) aufweist.
Glashohlkörper nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei der Konus ein Spritzenkonus ist.
Glashohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Glashohlkörper (10) ein Spritzenkörper ist.
Glashohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Glashohlkörper (10) ein medizinisches Cartridge ist.
Behältnis, aufweisend: den Glashohlkörper (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Behältnis nach Anspruch 18, wobei das Behältnis ein medizinisches Behältnis ist.
Behältnis nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, ferner aufweisend eine Formulierung, die wenigstens eine pharmazeutisch wirksame Substanz oder eine pharmazeutische Trägersubstanz aufweist.
Verwendung des Glashohlkörpers (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Erzeugen eines Behältnisses.
Verwendung nach Anspruch 21, wobei das Behältnis ein medizinisches Behältnis ist.
Verwendung nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, aufweisend eine Verwendung des Glashohlkörpers (10) zum Aufnehmen einer Formulierung, die wenigstens eine pharmazeutisch wirksame Substanz oder eine pharmazeutische Trägersubstanz aufweist.