DE1074229B

DE1074229B - Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Körpers aus anorganischem Glas, Quarz od. dgl

Info

Publication number: DE1074229B
Application number: DENDAT1074229D
Authority: DE
Inventors: Thornton Heath Surrey Samuel James Everett (Großbritannien)
Original assignee: S. & R. J. Everett & Co. Limited, Thornton Heath, Surrey (Großbritannien)
Publication date: 1960-01-28

Description

Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Körpers aus anorganischem Glas, Quarz od. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formung und genauen Dimensionierung der Bohrungen von rohrförmigen Gegenständen aus anorganischem Glas, Quarz od. dgl. ; insbesondere betrifft die Erfindung die Fertigbearbeitung der Innenflächen von Glaskolben für Injektionsspritzen der Art, daß diese genaue Abmessungen aufweisen. Bei dem Formungsverfahren nach der Erfindung wird der rohrförmige Gegenstand veranlaßt, sich selbst der Form und den Abmessungen der Außenfläche eines Stempels od. dgl. anzupassen.
Es ist festgestellt worden, ' daß der Behälter- einer Injektionsspritze mit mattierter innerer Oberfläche besser mit dem Kolben od. dgl. abdichtet,- als wenn der Behälter eine glatte, gläserne Innenbohrung aufweist. Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Spritzenbehälter auf genaue Abmessungen zu bringen und dennoch eine mattierte Oberfläche beizubehalten. Es ist also möglich, derartige Behälter herzustellen, die alle genau die gleiche Innenabmessung aufweisen und infolgedessen austauschbar sind. Bei der Handhabung und Sterilisierung solcher Spritzen ist es also nicht notwendig, darauf zu achten, daß immer -zueinander passende Behälter und Kolben gemeinsam verwendet werden.
Es ist bekannt, Glasrohre mit Hilfe eines Dorns zu kalibrieren, wobei man das Glasrohr auf dem Dorn bei Temperaturen aufbringt, bei denen das Glas plastisch wird, aber noch nicht schmilzt. Bei diesem Verfahren ergibt sich im Innern des Glasrohres die übliche glatte Oberfläche. *Es -ist weiterhin bekannt, das Innere eines Glasrohres beispielsweise durch Lappen aufzurauhen. Dieses Lappen ist freilich eine sehr mühsame und kostspielige Arbeit, und wenn man es im letzten Arbeitsschritt anwendet, d. h. das Glasrohr zunächst auf die gewünschte Innenabmessung bringt und danach durch Lappen aufrauht, so läßt sich nur eine außerordentlich kleine Veränderung des Durchmessers erreichen. Eine gewisse Beeinflussung des Durchmessers ergibt sich aber- hierbei, und diese muß beim ersten Arbeitsschritt berücksichtigt werden, wenn das Glasrohr schließlich ein genaues Innenmaß aufweisen soll.
Nach der Erfindung wird nun bei- der Herstellung eines rohrförmigen Körpers aus anorganischem Glas, Quarz od. dgl. mit genau dimensionierter, mattierter Innenwand. durch Erhitzen des Körpers auf einem Dorn bis zu einer Temperatur, bei der das Glas od. dgl. plastisch wird, worauf man den Körper die Form und die Abmessungen des Dorns annehmen läßt, in der Weise vorgegangen, daß die Innenfläche des rohrförmigen Körpers zunächst aufgerauht und der Körper danach auf den Dorn aufgebracht wird und daß die Temperatur niedrig genüg gehalten wird, um eine Beeinträchtigung-der rauhen Innenfläche zu vermeiden.
Bei diesem Verfahren wird die notwendige Genauigkeit-des Innenmaßes erst anschließend an den ersten Fertigungsschritt durch das nachfolgende Kalibrieren auf einem Dorn erzielt. Es ist nun überraschend, daß die mattierte öder aufgerauhte Oberfläche durch den nachfolgenden Kalibriervorgang nicht beeinträchtigt wird. Die Praxis hat gezeigt, daß die beiden Arbeitsschritte bei der Durchführung der Erfindung nur wenig mehr Arbeit erfordern als das normale Kalibrieren auf einem Dorn, da das Lappen oder Schleifen ziemlich grob durchgeführt werden kann.
Zweckmäßig wird der rohrförmige Körper anfänglich etwas enger gewählt, als seinen endgültigen Ab-Messungen entspricht, und es wird ein Dorn benutzt, der einen höheren Ausdehnungskoeffizienten hat als das Material des rohrförmigen Körpers. und anfänglich kleiner als dieses Rohr ist, sich jedch beim Erwärmen bis auf die gewünschte endgültige Abmessung des Rohres ausdehnt und dabei das sich im plastischen Zustand befindende Rohr sö weit ausdehnt, daß es sich diesen Abmessungen anpaßt.
Mit Vorteil wird durch Lappen die Innenwandung des rohrförmigen: Körpers aufgerauht und auf seine anfängliche Größe gebracht.
Eine zweckmäßigeAusbildungsform des Verfahrens nach der Erfindung kennzeichnet sich durch die Verwendung mehrerer Dorne zunehmender Größe für den Fall, daß der Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers um mehr als 0,12% aufzuweiten, wobei jeder der zur Anwendung kommenden Dorne in der Lage ist, den Durchmesser um bis zu 0,12% aufzuweiten.
Zweckmäßig kann es ferner sein, wenn der rohrförmige Körper durch Anwendung von äußerem Überdruck oder innerem Unterdruck dazu veranlaßt wird, sich dem Dorn anzupassen.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß der rohrförmige Körper dadurch veranlaßt wird, sich dem Dorn anzupassen, daß auf seine Außenfläche ein mechanischer Walzdruck ausgeübt wird, während der rohrförmige Körper zusammen mit dem Dorn umlaufend örtlich erhitzt wird, wobei auf das Ende des Körpers in der Längsrichtung ein Druck ausgeübt wird. Die Anwendung dieses längsgerichteten Druckes verhindert, daß der rohrförmige Körper durch den von außen einwirkenden Walzdruck nicht nur auf den Dorn gepreßt, sondern auch einer Streckung und gleichzeitigen Wandstärkenverringerung unterworfen wird.
An dieser Stelle sei bemerkt, daß für die in den Ansprüchen 2 und 4 bis 6 angegebenen Maßnahmen Schutz nur in Verbindung mit den übergeordneten Ansprüchen begehrt wird.
In der Zeichnung ist beispielsweise die Herstellung eines Glasgefäßes für eine 10-Milliliter-Injektionsspritze veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt den Glasrohling vor der endgültigen Formgebung mit dem eingeführten Dorn, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Glasbehälter und den Dorn nach Fig. 1; Fig. 3 zeigt einen entsprechenden Querschnitt, den der Glasbehälter einnimmt, nachdem er mit dem Dorn in Berührung stehend erhitzt und anschließend wieder abgekühlt worden ist.
Zum besseren Verständnis sind die Durchmesserunterschiede von Dorn und Behälter übertrieben dargestellt.
Der endgültige Innendurchmesser des Behälters soll genau 16 mm betragen. Der aus wärmewiderstandsfähigem Glas bestehende Rohling des Spritzenbehälters wird von einem Glasrohr geeigneter Wandstärke gebildet, dessen Länge größer ist als die endgültige Länge des fertigen Gefäßes; es kann daher an dem hinteren Ende des Gefäßes ein Flansch gebildet und das vordere Ende des Gefäßes verschlossen werden. Anschließend wird der Flansch am Ofen bzw. hinteren Ende des Behälters gebildet und der Behälter an dem zu schließenden Ende nach außen gezogen..
Dieser Behälterrohling wird nun durch Läppen auf ein Innenmaß von 15,98 mm gebracht, und zwar mit einer solchen Genauigkeit, daß eine Meßlehre von 15,99 mm nicht eindringen kann. Durch dieses Läppen wird die gewünschte Mattierung der Innenfläche erreicht. Der Durchmesser des Gefäßes ist nun zwischen 0,06 und 0,12% kleiner als der gewünschte Durchmesser. Nun wird der Behälter 1, wie in Fig. 1 dargestellt, weiter fertiggestellt, indem das vordere Ende 2 geschlossen und zu einer Düse 3 für die Injektionsnadel ausgebildet wird; diese Düse wird genau auf das Maß geschliffen, und es wird eine keramische oder durch Silberbeize (silver-stain) erzeugte Graduierung angebracht.
Der Behälter wird jetzt auf einen aus nichtrostendem Stahl bestehenden Dorn 5 aufgebracht, der bei 20° C einen Durchmesser von 15,867 mm aufweist, d. h. einen um 0,83% kleineren Durchmesser als der gewünschte Enddurchmesser des Behälters. Beide Teile zusammen werden nun in einen Ofen gebracht, in dem eine Temperatur von 560° C herrscht und; die auf 620° C erhöht wird. Anschließend wird die Temperatur wieder auf 560° C gesenkt, und Dorn sowie Behälter werden aus dem Ofen wieder herausgenommen. Es ist nun festzustellen, daß der Behälter einen Innendurchmesser von aufweist und die mattierte Innenfläche erhalten geblieben ist. Die Bohrung verläuft so geradlinig und ist so kreisförmig wie der Dorn.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Behälter zunächst auf das gewünschte Innenmaß (entsprechend obigem Beispiel auf ein Innenmaß 15,98 mm) zu bringen, anschließend die mattierte Fläche durch Sandblasen zu erzeugen und schließlich in der vorstehend beschriebenen Weise mit Hilfe eines Dornes auf das gewünschte endgültige Innenmaß zu bringen. Muß die durch den Dorn hervorzurufende Durchmesserzunahme mehr als 0,02 mm betragen, so können zwei Dorne zur Anwendung kommen, wobei der zuletzt verwendete Dorn die schon erwähnten Abmessungen aufweist, während der zuerst benutzte Dorn einen Durchmesser hat, der 0,02 mm kleiner ist als der zweite Dorn. Gegebenenfalls können auch mehrere solche Dorne nacheinander zur Anwendung kommen, wobei jeder Dorn jeweils um 0,02 mm größer ist als der zuvor verwendete Dorn.
Ein weiteres Verfahren zur genauen Formgebung von Glasröhren, ohne daß dabei die Aufrauhung der Innenwandung verlorengeht, besteht darin, den rohrförmigen Körper innen aufzurauhen, wobei der Durchmesser größer ist als der zur Anwendung gelangende Dorn. Das eine Ende des rohrförmigen Körpers wird dann verschlossen und anschließend der Dorn eingeführt. Es wird dann aus dem Innern des rohrförmigen Körpers die Luft evakuiert, und der rohrförmige Körper wird anschließend zusammen mit dem Dorn auf ungefähr 750° C erhitzt, so daß der Körper auf den Dorn zusammenfällt. Werden die Teile aus dem Ofen entnommen, so ist festzustellen, daß der rohrförmige Körper beim Zusammenfallen den Durchmesser des Dornes angenommen hat. Das Rohr kann anschließend abgeschnitten und zu, einem Be> hälter für eine Injektionsspritze verarbeitet werden.
Es ist auch möglich, die Größe der Bohrung dadurch zu verringern, daß auf die Außenfläche des Rohres mit einer mechanischen Walze eingewirkt wird, wobei das Rohr örtlich erhitzt wird, während es zusammen mit dem Dorn umläuft und während auf das Ende des Rohres in seiner Längsrichtung ein Druck ausgeübt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Körpers aus anorganischem Glas, Quarz od. dgl. mit genau dimensionierte-, mattierter Innenwand durch Erhitzen des Körpers auf einem Dorn bis zu einer Temperatur, bei der das Glas od. dgl. plastisch wird, worauf man den Körper die Form und Abmessungen des Dorns annehmen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des rohrförmigen Körpers zunächst aufgerauht und der Körper danach auf den Dorn aufgebracht wird und daß die Temperatur niedrig genug gehalten wird, um eine Beeinträchtigung der rauhen Innenfläche zu vermeiden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper anfänglich etwas enger ist als seinen. endgültigen Abmessungen entspricht und der Dorn einen höheren Ausdehnungskoeffizienten hat als das Material des rohrförmigen Körpers und anfänglich kleiner als dieses Rohr ist, sich jedoch beim Erwärmen bis auf die gewünschte endgültige Abmessung des Rohres ausdehnt und dabei das sich im plastischen Zustand befindende Rohr so weit ausdehnt, daß es sich diesen Abmessungen anpaßt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Läppen die Innenwandung des rohrförmigen Körpers aufgerauht und auf seine anfängliche Größe gebracht ist. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Verwendung mehrerer Dorne zunehmender Größe für den Fall, daß der Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers um mehr als 0,12% aufzuweiten ist, wobei jeder der zur Anwendung kommenden Dorne in der Lage ist, den Durchmesser um bis zu 0,12% aufzuweiten. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper durch Anwendung von äußerem Überdruck oder innerem Unterdruck dazu veranlaßt wird, sich dem Dorn anzupassen. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper dadurch veranlaßt wird, sich dem Dorn anzupassen, daß auf seine Außenfläche ein mechanischer Walzdruck ausgeübt wird, während der rohrförmige Körper zusammen mit dem Dorn umlaufend örtlich erhitzt wird, wobei auf das Ende des Körpers in der Längsrichtung ein Druck ausgeübt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 292 737, 411905, 642 907, 666 267.