DE19850929C1 - Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung eines Rohres aus Quarzglas - Google Patents

Abstract

Es sind Verfahren für die Herstellung eines Rohres aus synthetischem Quarzglas bekannt, bei denen ein poröser SiO¶2¶-Rohling durch Abscheiden von SiO¶2¶-Partikeln auf der Zylindermantelfläche eines um seine Längsachse rotierenden Dorns gebildet, der Dorn anschließend entfernt und der Rohling gesintert wird. Um hiervon ausgehend ein kostengünstiges Verfahren für die Herstellung von Rohren aus Quarzglas anzugeben, das den Einsatz preiswerter, zylinderförmiger Dorne erleichtert, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zum Entfernen des Dorns (22) ein stirnseitiges Ende (25) des Rohlings (6) in einer Aufnahme (11), die einen Durchlaß (15) und ein ortsfestes Widerlager (13) aus einer verformbaren Masse umfaßt, fixiert und derart ausgerichtet wird, daß der Dorn (22) sich durch den Durchlaß (15) hindurch erstreckt, wobei am Dorn (22) eine in Richtung der Dorn-Längsachse (23) wirkende Zug- oder Schubkraft, mittels der das Ende (25) des Rohlings (6) gegen das Widerlager (13) gepreßt wird, angelegt und fortlaufend erhöht wird, bis sich der Dorn (22) vom Rohling (6) löst. Weiterhin wird eine geeignete Vorrichtung für das Entfernen der Dorne aus Rohlingen angegeben, mit einer Haltevorrichtung (11; 17) für die Fixierung und Ausrichtung des Rohlings (6), die eine Aufnahme (11) für eines der Enden (25) des Rohlings (6) umfaßt, wobei die Aufnahme mit einem Widerlager (13) aus einer verformbaren Masse versehen ist, und die einen Durchlaß (15) aufweist, durch den hindurch sich der Dorn ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen eines Dorns aus einem durch Abscheiden von SiO₂-Partikeln auf der Zylindermantelfläche des um seine Längsachse rotierenden Dorns gebildeten, porösen SiO₂-Rohlings, der anschließend zur Herstellung eines Rohres aus synthetischem Quarzglas gesintert wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Entfernen eines Dorns aus einem durch Abscheidung von SiO₂-Partikeln auf der Zylindermantelfläche des Dorn gebildeten, porösen SiO₂-Rohlings.

Ein Verfahren gemäß der eingangs genannten Gattung ist aus der US-PS 4,362,545 bekannt. Danach werden für die Herstellung einer Vorform für optische Fasern mittels eines Flammhy­ drolyse-Brenners auf der Zylindermantelfläche eines mit beiden Enden in eine Drehbank ein­ gespannten, um seine Längsachse rotierenden, leicht konischen Dorns schichtweise SiO₂-Partikel abgeschieden. Dabei wird durch eine Hin- und Herbewegung entlang der Längs­ achse des Dorns ein länglicher, poröser Rohling aus SiO₂-Partikeln gebildet. Als geeignete Materialien für die Herstellung des Dorns werden Aluminiumoxid, Quarz, Graphit oder Silizium­ karbid empfohlen. Vor der Weiterverarbeitung des Rohlings, beispielsweise durch Verglasen oder Kollabieren, wir der Dorn üblicherweise entfernt. Bei einem festsitzenden Dorn kann dies jedoch zu Beschädigungen der Innenwandung des Rohlings führen. Um dieses Problem zu beseitigen, wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, die das Entfernen des Dorns erleichtern sollen. Beispielsweise die Verwendung eines Graphit-Dorns (FR-A 2,178,177) oder die Vorab-Beschichtung eines Dorns mit Graphitpulver (US-PS 4,233,052) oder mit einer soge­ nannten Stratum-Schicht aus einem Phosphor- und Germanium-dotierten Glas geringer Visko­ sität (US-PS 4,298,365). Diese Maßnahmen sind aber mit anderen Nachteilen verbunden, bei­ spielsweise führt die Verwendung von Graphit zu einem Abbrand unter oxidierenden Bedingungen, und die Verwendung einer Stratum-Schicht kann Verunreinigungen im Rohling hinterlassen.

Wegen seiner mechanischen und chemischen Stabilität wird häufig Aluminiumoxid (Al₂O₃) als Werkstoff für den Dorn eingesetzt. Um die Entnahme des Dorns zu erleichtern, ist dieser leicht konisch geformt, wie dies ist auch in der eingangs genannten US-PS 4,362,545 beschrieben ist. Derartige konische Dorne aus Keramik, insbesondere aus Al₂O₃, werden durch Schleifen gefertigt. Dies erfordert einen hohen Arbeitsaufwand, insbesondere bei langen Dornen. Dar­ überhinaus kann sich durch die Schleifbearbeitung die Maßhaltigkeit des Dorns, und damit die der Rohlinge, verschlechtern. Die Fertigung von zylindrischen Dornen ist bedeutend einfacher und kostengünstiger. Zylindrische Dorne wären von daher zu bevorzugen, jedoch ist deren Entnahme, insbesondere bei langen Rohlingen, problematisch und erfordert hohe Kräfte, die leicht zu einer Beschädigung des Rohlings führen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren für das Entfernen eines Dorns bei der Herstellung von Rohren aus Quarzglas anzugeben, das den Einsatz eines preiswerten, zylinderförmigen Dorns erleichtert, und eine geeignete Vorrich­ tung für das Entfernen des Dorns bereitzustellen.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs erläuterten Ver­ fahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Entfernen des Dorns ein stirnseitiges Ende des Rohlings in einer Aufnahme, die einen Durchlaß und ein ortsfestes Widerlager aus einer verformbaren Masse umfaßt, fixiert und derart ausgerichtet wird, daß der Dorn sich durch den Durchlaß hindurch erstreckt, wobei am Dom eine in Richtung der Dorn-Längsachse wirkende Zug- oder Schubkraft, mittels der das Ende des Rohlings gegen das Widerlager gepreßt wird, angelegt und fortlaufend erhöht wird, bis sich der Dorn vom Rohling löst.

Zum Entfernen des Dorns wird der Rohling in eine vorgegebene Orientierung und Lage ge­ bracht. Hierzu wird mindestens eines der beiden stirnseitigen Enden des Rohlings in einer Auf­ nahme fixiert und ausgerichtet. Die Aufnahme beinhaltet ein Widerlager aus einer verformba­ ren Masse. Sie ist mit einem Durchlaß versehen, durch den hindurch sich der Dorn erstreckt. Die Öffnungsweite des Durchlasses ist größer als der Außendurchmesser des Dorns, aber kleiner als der Außendurchmesser des Rohlings. Das Entfernen des Dorns aus dem Rohling kann durch Herausziehen oder durch Herausschieben erfolgen. In jedem Fall wird beim Anle­ gen einer in Richtung der Dorn-Längsachse, und entgegen dem Widerlager wirkenden Zug- oder Schubkraft an den Dorn, das Ende des Rohlings gegen das Widerlager gepreßt.

Herstellungsbedingt verjüngen sich die Enden der Rohlinge üblicherweise nach außen hin. In diesem Fall ist die Außenfläche im Bereich der sich verjüngenden Enden als Fixierungsfläche zur Ausrichtung des Rohlings in der Aufnahme geeignet, und sie kann, gleichzeitig als Anpreß­ fläche dienend, gegen das Widerlager gepreßt werden. Dem Umstand, daß die exakte Geo­ metrie der Rohling-Enden variieren kann, wird dadurch Rechnung getragen, daß das Widerla­ ger eine verformbare Masse umfaßt, die sich der jeweiligen Geometrie des Rohling-Endes an­ paßt. Das Widerlager ist somit in der Lage, unterschiedlich gestaltete Rohling-Enden aufzu­ nehmen. Dadurch gelingt es, daß die Außenflächen im Bereich der stirnseitigen Enden des Rohlings, unabhängig von deren exakter geometrischer Ausbildung als Fixierungsfläche, an denen der Rohling beim Entfernen des Dorns gehalten wird, und als Anpreßfläche dienen kön­ nen. Die verformbare Masse des Widerlagers kann elastisch oder plastisch verformbar sein.

Durch das Anlegen einer Zug- oder Schubkraft an den Dorn wird das Ende des Rohlings ge­ gen die verformbare Masse des Widerlagers gedrückt. Durch die Verformung der Masse und ihre Anpassung an die jeweilige Geometrie des Rohlings wird die Kraft auf eine größere Flä­ che im Bereich des Rohling-Endes verteilt; Beschädigungen des Rohlings werden so vermie­ den. Die auf den Dorn wirkende Kraft wird fortlaufend erhöht, bis sich der Dorn vom Rohling löst. Unter dem Begriff "fortlaufend" wird hier eine kontinuierliche oder eine schrittweise Erhö­ hung der Kraft verstanden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist für das Entfernen jedes belie­ big gestalteten Dorns anwendbar, insbesondere erleichtert es das Entfernen eines zylinderför­ migen Dorns.

Besonders bevorzugt wird eine Verfahrensweise, bei der ein Widerlager aus einer elastisch verformbaren Masse eingesetzt wird. Gegenüber einem Widerlager aus einer plastisch ver­ formbaren Masse hat diese Verfahrensweise den Vorteil, daß sich die Geometrie des Widerla­ gers nach der Entnahme des Rohlings wieder zurückbildet, so daß die Ausgangsgeometrie des Widerlagers unabhängig vom vorherigen Einsatz immer gleich ist.

Als günstig hat es sich erwiesen, das Widerlager mit einer trichterförmigen Öffnung zu verse­ hen ist, gegen deren Innenwandung das Ende des Rohlings gepreßt wird. Der Dorn erstreckt sich dabei durch die trichterförmige Öffnung hindurch, während das stirnseitige Ende des Roh­ lings an der Innenwandung der Öffnung anliegt.

Besonders vorteilhaft gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren, wenn der Rohling mit einem, sich in einem Verjüngungsbereich nach außen verjüngenden Ende, und die Öffnung des Widerlagers mit einem sich in Wirkungsrichtung der Zug- oder Schubkraft verengenden In­ nenkegel ausgebildet wird, wobei aufgrund der auf den Dorn wirkenden Zug- oder Schubkraft, der Verjüngungsbereich des Rohlings gegen den Innenkegel gepreßt wird. Das Rohling-Ende und das Widerlager sind hierbei besonders im Hinblick auf die Fixierung des Rohlings und die Verteilung der auf den Rohling einwirkenden Druckkräfte günstig aufeinander abgestimmt. Denn zum einen bietet der Verjüngungsbereich eine große Fläche zur Fixierung des Rohlings in der Aufnahme, und zum anderen legt sich der Verjüngungsbereich aufgrund der auf den Dorn einwirkenden Zug oder Schubkraft und der Verformbarkeit des Widerlagers über eine große Fläche an der Innenwandung des Innenkegels an, so daß die auf das Ende des Roh­ lings einwirkenden Druckkräfte auf eine große Oberfläche verteilt werden. Darüberhinaus trägt der Innenkegel des Widerlagers, der eine Mittelachse aufweist, die in Richtung der auf den Dorn einwirkenden Zug- oder Schubkraft erstreckt, zu einer Selbstzentrierung des Rohlings in dieser Richtung bei und verhindert so ein Verkanten beim Entfernen des Dorns.

Als besonders geeignet hat sich eine Verfahrensweise erwiesen, bei der die Zug- oder Schub­ kraft mittels einer in Richtung der Längsachse des Dorns verschiebbaren Zieh- oder Schubein­ richtung angelegt wird. Dadurch, daß die am Dorn angreifende Zieh- oder Schubeinrichtung exakt in Richtung der Dorn-Längsachse verschoben wird, werden die auf den Rohling wirken­ den Biegekäfte möglichst gering gehalten; Verkantungen werden vermieden. Dies kann be­ sonders einfach dadurch gewährleistet werden, daß die Aufnahme für den Rohling und die Zieh- oder Schubeinrichtung auf einer gemeinsamen Linearführung montiert werden, wobei der Rohling in der Aufnahme so fixiert wird, daß sich die Dorn-Längsachse in Führungsrich­ tung der Linearführung erstreckt.

Hinsichtlich der Vorichtung wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Haltevorrichtung für die Fixierung und Ausrichtung des Rohlings, die eine Aufnahme für ein stirnseitiges Ende des Rohlings umfaßt, die mit einem Widerlager aus einer verformbaren Masse versehen ist, und die einen Durchlaß aufweist, durch den hindurch sich der Dorn er­ streckt, und mit einer am Dorn angreifenden und in Richtung der Dorn-Längsachse wirkenden Zieh- oder Schubeinrichtung, mittels der das Ende des mit dem Dorn verbundenen Rohlings gegen das Widerlager bewegbar ist.

Die mindestens eine Aufnahme dient zur Fixierung, Lagerung und Ausrichtung des Rohlings beim Entnehmen des Dorns. Hierzu wird mindestens eine der beiden stirnseitigen Enden des Rohlings in die Aufnahme eingeführt. Die Aufnahme beinhaltet ein Widerlager aus einer ver­ formbaren Masse. Sie ist mit einem Durchlaß versehen, durch den hindurch sich der Dorn er­ streckt. Die Öffnungsweite des Durchlasses ist größer als der Außendurchmesser des Dorns, aber kleiner als der Außendurchmesser des Rohlings.

Weiterhin ist eine Zieh- oder Schubeinrichtung vorgesehen, die am Dorn angreift und dabei ei­ ne in Richtung der Dorn-Längsachse wirkende Zieh- oder Schubkraft erzeugt. Die Zieh- oder Schubeinrichtung greift an einem der aus dem Rohling herausragenden Dornenden an, und zwar an dem sich durch das Widerlager erstreckenden Dornende im Fall einer Ziehkraft, und am gegenüberliegenden Dornenede im Falle einer Schubkraft. Wesentlich ist, daß der Dorn, und damit der mit dem Dorn reibschlüssig verbundene Rohling, sich aufgrund der Zieh- oder Schubkraft in Richtung des Widerlagers bewegt, so daß das dem Widerlager zugewandte stirn­ seitige Ende des Rohlings gegen das Widerlager gepreßt wird.

Herstellungsbedingt verjüngen sich die Enden der Rohlinge üblicherweise nach außen hin. In diesem Fall ist die Außenfläche im Bereich der sich verjüngenden Enden als Fixierungsfläche zur Ausrichtung des Rohlings in der Aufnahme geeignet, und sie kann, gleichzeitig als Anpreß­ fläche dienend, gegen das Widerlager gepreßt werden. Dem Umstand, daß die exakte Geo­ metrie der Rohling-Enden variieren kann, wird dadurch Rechnung getragen, daß das Widerla­ ger eine verformbare Masse umfaßt, die sich der jeweiligen Geometrie des Rohling-Endes an­ paßt. Das Widerlager ist somit in der Lage, unterschiedlich gestaltete Rohling-Enden aufzu­ nehmen. Dadurch gelingt es, daß die Außenflächen im Bereich der stirnseitigen Enden des Rohlings, unabhängig von deren exakter geometrischer Ausbildung als Fixierungsfläche, an denen der Rohling beim Entfernen des Dorns gehalten wird, und als Anpreßfläche dienen kön­ nen. Durch die Verformung der Masse und ihre Anpassung an die jeweilige Geometrie der Rohling-Enden werden die auf die Enden wirkenden Druckkräfte auf eine größere Oberfläche verteilt; Beschädigungen des Rohlings werden so vermieden. Die Haltevorrichtung kann für je­ des stirnseitige Ende des Rohlings eine entsprechende Aufnahme aufweisen.

Die verformbare Masse des Widerlagers kann elastisch oder plastisch verformbar sein. Bevor­ zugt wird aber ein Widerlager, das eine elastisch verformbare Masse umfaßt. Ein derartiges Widerlager hat gegenüber einem Widerlager aus einer plastisch verformbaren Masse den Vor­ teil, daß sich die Geometrie des Widerlagers nach der Entnahme des Rohlings wieder zurück­ bildet, so daß die Ausgangsgeometrie des Widerlagers unabhängig vom vorherigen Einsatz immer gleich ist.

Als besonders geeignet hat sich eine elastisch verformbare Masse erwiesen, die aus polymerisier­ tem Silikon besteht. Eine derartige Masse ist dauerelastisch und fest. Sie kann beispielsweise durch Vulkanisation von flüssigen Silikonkomponenten hergestellt und dabei in ihrer Geometrie einfach den Einsatzzweck angepaßt werden.

Besonders bewährt hat sich eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der das Widerlager ei­ ne trichterförmige Öffnung aufweist. Der Dorn eines in der Aufnahme fixierten Rohlings er­ streckt sich dabei durch die trichterförmige Öffnung hindurch, während das stirnseitige Ende des Rohlings an der Innenwandung der Öffnung anliegt. Die Öffnung ist dabei vorteilhafterwei­ se mit einem Innenkegel versehen, der sich in Bewegungsrichtung der Zieh- oder Schubein­ richtung verengt, und gegen den mittels der Zieh- oder Schubeinrichtung, ein sich in einem Verjüngungsbereich nach außen verjüngendes Ende eines in der Aufnahme fixierten Rohlings bewegbar ist. Das Rohling-Ende und das Widerlager sind hierbei im Hinblick auf die Fixierung des Rohlings und die Verteilung der auf den Rohling einwirkenden Druckkräfte besonders gün­ stig aufeinander abgestimmt. Denn zum einen bietet der Verjüngungsbereich eine große Flä­ che zur Fixierung des Rohlings in der Aufnahme, und zum legt sich der Verjüngungsbereich aufgrund der auf den Dorn einwirkenden Zug- oder Schubkraft über eine große Fläche an der Innenwandung des Innenkegels an, so daß die auf den Dorn einwirkenden Druckkräfte auf ei­ ne große Oberfläche verteilt werden. Darüberhinaus trägt der Innenkegel des Widerlagers, der eine Mittelachse aufweist, die sich in Richtung der auf den Dorn einwirkenden Zug- oder Schubkraft erstreckt, zu einer Selbstzentrierung des Rohlings bei und verhindert so beim Ent­ fernen des Dorns aus dem Rohling ein gegenseitiges Verkanten.

Hierzu trägt auch bei, daß die Halteeinrichtung und die Zieh- oder Schubeinrichtung auf einer gemeinsamen Linearführung angeordnet sind, wobei die Zieh- oder Schubeinrichtung in Rich­ tung der Längsachse des Dorns verschiebbar ist. Dadurch können die beim Entfernen des Doms auf den Rohling wirkenden Biegekäfte gering gehalten und Verkantungen vermieden werden. Durch die gemeinsame Linearführung für die Haltevorrichtung des Rohlings einer­ seits, und für die Zieh- oder Schubeinrichtung andererseits, läßt sich besonders einfach und reproduzierbar eine Zug- oder Schubkraft an den Dorn anlegen, die exakt in Richtung der Dorn-Längsachse wirkt.

Insbesondere im Hinblick auf eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte, die beim Entfernen des Dorns auf einen in der Aufnahme fixierten Rohling einwirken, hat es sich bewährt, das Wider­ lager um eine Rotationsachse, die mit der Längsachse des Dorns zusammenfällt, rotations­ symmetrisch auszubilden. Dies ermöglicht eine rotationssymmetrische Verteilung der auf den Rohling einwirkenden Kräfte.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Patentzeich­ nung näher erläutert. In der Patentzeichnung zeigen im einzelnen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Draufsicht,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Aufnahme für den Rohling zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Schnitt, und

Fig. 4 eine Vorderansicht der Aufnahme gemäß Fig. 3, in Richtung des Richtungspfeiles "X" gesehen.

Basisteil der Vorrichtung nach Fig. 1 ist ein Linearmodul 1, bei dem drei Aufspanntische 2, 3, 4 in einer Reihe hintereinander angeordnet sind. Der vordere Aufspanntisch 2 nimmt ein Spannwerkzeug 5 für einen Rohling 6 auf. Das Spannwerkzeug 5 umfaßt eine geschlitzte Zugspannzange 7, eine Mutter 8 und eine mit einem Hohlkegel versehene Spannzangenauf­ nahme 9. Durch das Anziehen der Mutter 8 wird die Zugspannzange 7 in den Hohlkegel der Spannzangenaufnahme 9 gezogen. Bei der Zugspannzange 7 handelt es sich um eine Spannzange nach DIN 6341. Der vordere Aufspanntisch 2 ist über eine Spindel mit einem Handrad 10 verbunden und läßt sich durch Drehen am Handrad 10 verfahren.

Auf dem mittleren Aufspanntisch 3 ist starr eine linke Aufnahme 11 für den Rohling 6 montiert. Die Aufnahme 11 besteht aus einem Edelstahlgehäuse 12, in das eine einteilige Silikonspann­ form 13 eingehaust ist. Die Silikonspannform 13, deren konstruktive Details aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich sind, ist mit einer trichterförmigen Öffnung 31 ausgebildet, die in einem Durchlaß 15 des Edelstahlgehäuses 12 mündet. Dabei ist die Silikonspannform 13 so ausge­ richtet, daß die Mittelachsen von trichterförmiger Öffnung 31 und Durchlaß 15 parallel zur Füh­ rungsrichtung 16 des Linearmoduls 1 verlaufen.

Auf dem hinteren Aufspanntisch 4 ist eine rechte Aufnahme 17 für den Rohling 6 montiert. Diese ist genauso wie die linke Aufnahme 11 ausgebildet, wobei in einem Edelstahlgehäuse 18 eine Silikonspannform 19 eingehaust ist, deren Form, Maße und Herstellung weiter unten anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert werden. Die beiden Silikonspannformen 13 wer­ den in ihrem jeweiligen Edelstahlgehäuse 12, 18 so montiert, daß sich ihre Maximalöffnungen gegenüberliegen und die Durchlässe 15, 20 der Edelstahlgehäuse 12, 18 voneinander wegweisen. Der hintere Aufspanntisch 4 ist über eine Spindel mit einem Handrad 21 verbun­ den und damit in Führungsrichtung 16 des Linearmoduls 1 verfahrbar.

Zwischen den beiden Aufnahmen 11, 17 erstreckt sich der Rohling 6. Der Rohling 6 liegt in Form eines sogenannten porösen Sootkörpers mit einer Länge von ca. 100 cm und einem Au­ ßendurchmesser von ca. 10 cm vor, wobei sich die beiden Enden des Rohlings 6 nach außen hin verjüngen. Das der Aufnahme 11 zugewandte Ende ist in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 25 bezeichnet, der Verjüngungsbereich des Endes mit der Bezugsziffer 26. Der Rohling 6 wird auf einem zylinderförmigen Trägerrohr 22 aus Aluminiumoxid gehalten, das im Ausführungs­ beispiel einen Außendurchmesser von 8 mm aufweist, und das beiderseits aus dem Rohling 6 herausragt. Rohling 6 und Trägerrohr 22 haben die gleiche Mittelachse 23. Das konische Ende 25 des Rohlings 6 ragt in die Spannformen 13 derart hinein, daß der Verjüngungsbereich 26 an einer Innenwandung der Öffnung 31 anliegt. Entsprechend wird auch das gegenüberlie­ gende Ende des Rohlings 6 in der Aufnahme 17 gehalten. Die Enden des Trägerrohres 22 er­ strecken sich durch die jeweiligen Durchlässe 15, 20. Das linke Ende des Trägerrohres 22 wird in der Zugspannzange 7 gehalten, wobei die Spannachse 24 der Zugspannzange 7 exakt koa­ xial zur Mittelachse 23 des Trägerrohres 22 verläuft.

Aus der Draufsicht gemäß Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Mittelachse 23 des Trägerrohres 6 parallel zur Führungsrichtung 16 des Linearmoduls 1 verläuft, und daß sie darüberhinaus mit der Spannachse 24 der Zugspannzange 7 übereinstimmt.

Fig. 3 zeigt Details der Aufnahme 11 in einer Seitenansicht. Die Aufnahme 11 umfaßt das becherförmige Edelstahlgehäuse 12, innerhalb dem die Silikonspannform 13 angeordnet ist. Das Edelstahlgehäuse 12 ist rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei die Rotationsachse in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet ist. Der Gehäuse-Innendurchmesser liegt bei 180 mm und die Höhe beträgt 160 mm. Der Boden 28 des Edelstahlgehäuses 12 ist mittig mit dem Durchlaß 15 mit einem Durchmesser von 45 mm versehen. Die Silikonspannform 13 liegt an den Innenwandungen des Edelstahlgehäuses 12 an. Sie weist eine trichterförmige Öffnung 31 auf, die koaxial zur Rotationsachse 30 verläuft, und die in Richtung der Rotationsachse 30 gesehen in drei Bereiche unterteilt ist. In einem vorderen, dem Rohling (in Fig. 3 nicht darge­ stellt) zugewandten, zylindrischen Bereich 32, weist die Öffnung 31 mit 100 mm ihren größten Durchmesser auf. Der zylindrische Bereich 32 erstreckt sich über eine Länge von 50 mm und geht in einen mittleren Bereich über, der in Form eines Innenkegels 27 ausgebildet ist. Der In­ nenkegel 27 verjüngt sich über eine Strecke vo2n 50 mm auf einen Innendurchmesser von 60 mm in Richtung auf einen hinteren, zylinderförmigen Bereich 29, der einen Durchmesser von 60 mm aufweist. Die Aufnahme 11 ist über Winkel 33 mit dem mittleren Aufspanntisch 3 fest verbunden.

Aus der Vorderansicht von Fig. 4 ist erkennbar, daß die Aufnahme 11 insgesamt, und insbe­ sondere die Silikonspannform 13, radialsymmetrisch um die Rotationsachse 30 ausgebildet sind. Diese Ausbildung trägt zu einer radialsymmetrischen Verteilung der auf den Rohling ein­ wirkenden Kräfte beim Herausziehen des Trägerrohres bei.

Die Silikonspannform 13 besteht aus einem Silikonkautschuk, der aus einer Zwei-Komponen­ tenmischung hergestellt wird, die unter der Bezeichnung RTV-ME 622 (Fa. Wacker Chemie GmbH, München) im Handel erhältlich ist. Zur Herstellung der Silikonspannform 13 werden die beiden Komponenten im Verhältnis von 9 : 1 gemischt. Die fließfähige Mischung wird in eine Gießform eingefüllt, in der ein Gießkern entsprechend der trichterförmigen Öffnung 31 der Sili­ konspannform 13 angeordnet ist. Vorteilhafterweise wird das Edelstahlgehäuse 12 selbst als Gießform eingesetzt, so daß die Maßhaltigkeit und Paßgenauigkeit der Silikonspannform 13 nach der Polymerisation gewährleistet ist.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert:

Der poröse Rohling 6 wird nach dem bekannten VAD-Verfahren (Vapour Outside Deposition) durch Flammenhydrolyse einer siliziumhaltigen Verbindung (SiCl₄) und Abscheiden von SiO₂-Partikeln auf der Zylindermantelfläche des Trägerrohres 22 hergestellt.

Anschließend wird das Trägerrohr 22 entfernt. Hierzu wird der Rohling 6 mitsamt dem Träger­ rohr 22 in die Vorrichtung eingespannt, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Nach einer groben Einstellung des Abstandes zwischen der rechten und der linken Aufnahme 11, 17 wird der Rohling 6 zunächst in die Silikonspannform 13 der linken Aufnahme 11 eingeführt, wobei das linke, freie Ende des Trägerrohres 22 aus dem Durchlaß 15 mit einer Länge von etwa 15 cm herausragt. Anschließend wird entsprechend mit dem anderen Ende des Rohlings 6 und der rechten Aufnahme 17 verfahren, wobei der Rohling 6 durch Verschieben der rechten Aufnahme 17 mittels Drehung am Handrad 21 zunächst horizontal ausgerichtet und anschlie­ ßend die konischen Rohling-Enden zwischen den beiden Silikonspannformen 13, 19 erfaßt werden und somit der Rohling 6 elastisch und sicher gespannt wird. Die Elastizität der Sili­ konspannformen 13, 19 gewährleistet dadurch ein schonendes, nahezu beschädigungsfreies Lagern und Fixieren des Rohlings 6. Ein Zurückfedern der Silikonspannform 19 durch die Kompression des Silikons beim Einspannen des Rohlings 6 wird durch einen Sperrmechanis­ mus an der Spindel verhindert.

Der Aufspanntisch 2 mit dem darauf befestigten Spannwerkzeug 5 wird daraufhin an das linke, freie Ende des Trägerrohres 22 herangefahren, indem das Handrad 10 entsprechend betätigt wird. Dabei nimmt die Zugspannzange 7 das Ende des Trägerrohres 22 auf. Anschließend wird durch ein Drehen an der Mutter 8 die Zugspannzange 7 in den Kegel der Spannzan­ genaufnahme 9 eingezogen, wodurch das freie Ende des Trägerrohres 22 fest eingespannt wird.

Anschließend wird der Aufspanntisch 2 durch Drehen am Handrad 10 solange vom einge­ spannten Rohling 6 weggefahren, bis sich das Trägerrohr 22 vom Rohling 6 löst. Dabei wird der Verjüngungsbereich 26 des Rohlings 6 gegen den Innenkegel 27 der Silikonspannform 13 gepreßt. Aufgrund der Elastizität der Silikonspannform 13 wird eine Beschädigung des Roh­ lings 6 verhindert. Dazu trägt vor allem auch bei, daß die trichterförmige Innenwandung des In­ nenkegels 27 sich durch elastische Verformung an den Verjüngungsbereich 26 des Rohlings 6 anpaßt, dabei den gesamten Umfang des Rohlings 6 in diesem Bereich umschließt, und so die auf das Rohling-Ende 25 wirkenden Druckkräfte auf eine größere Fläche verteilt werden.

Durch die Anordnung der Aufspanntische 2, 3 und 4 auf einem gemeinsamen Linearmodul 1 und durch die Ausrichtung des Rohlings 6 wird sichergestellt, daß die Mittelachse 23 des Trä­ gerrohres 22 und die Spannachse 24 der Zugspannzange 7 koaxial zueinander verlaufen. Dies gewährleistet, daß beim Verfahren des Aufspanntisches 2 die an das Trägerrohr 22 an­ gelegte Kraft genau in Richtung der Mittelachse 23 des Trägerrohres 22 wirkt und so eine Bie­ gebeanspruchung des Rohlings 6 vermieden wird.

Aus dem so hergestellten Rohling 6 wird durch Sintern bei einer Temperatur um 1500°C ein dichtes, transparentes Quarzglasrohr gefertigt.

Claims (13)

1. Verfahren zum Entfernen eines Dorns aus einem durch Abscheiden von SiO₂-Partikeln auf der Zylindermantelfläche des um seine Längsachse rotierenden Dorns gebildeten, porösen SiO₂-Rohlings, der anschließend zur Herstellung eines Rohres aus synthetischem Quarzglas gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfernen des Dorns (22) ein stirnseitiges Ende (25) des Rohlings (6) in einer Aufnahme (11), die einen Durchlaß (15) und ein ortsfestes Widerlager (13) aus einer verformbaren Masse umfaßt, fixiert und derart ausgerichtet wird, daß der Dorn (22) sich durch den Durchlaß (15) hindurch erstreckt, wobei am Dorn (22) eine in Richtung der Dorn-Längsachse (23) wirkende Zug- oder Schubkraft, mittels der das Ende (25) des Rohlings (6) gegen das Widerlager (13) gepreßt wird, angelegt und fortlaufend erhöht wird, bis sich der Dorn (22) vom Rohling (6) löst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerlager (13) aus einer elastisch verformbaren Masse eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (13) mit ei­ ner trichterförmigen Öffnung (31) versehen ist, gegen deren Innenwandung das Ende (25) des Rohlings (6) gepreßt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (6) mit einem, sich in einem Verjüngungsbereich (26) nach außen verjüngen­ den Ende (25), und daß die Öffnung (31) des Widerlagers (13) mit einem sich in Wir­ kungsrichtung der Zug- oder Schubkraft verengenden Innenkegel (27) ausgebildet wird, wobei aufgrund der auf den Dorn (22) wirkenden Zug- oder Schubkraft, der Verjün­ gungsbereich (26) des Rohlings (6) gegen den Innenkegel (27) gepreßt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zug- oder Schubkraft mittels einer in Richtung der Längsachse (23) des Dorns (22) verschiebbaren Zieh- oder Schubeinrichtung (5) angelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (11) für den Rohling (6) und die Zieh- oder Schubeinrichtung (5) auf einer gemeinsamen Linearfüh­ rung (1) montiert werden, wobei der Rohling (6) in der Aufnahme (11) so fixiert wird, daß sich die Dorn-Längsachse (23) in Führungsrichtung der Linearführung (1) erstreckt.

7. Vorrichtung zum Entfernen eines Dorns aus einem durch Abscheidung von SiO₂-Partikeln auf der Zylindermantelfläche des Dorn gebildeten, porösen SiO₂-Rohlings, gekennzeichnet durch eine Haltevorrichtung (11; 17) für die Fixierung und Ausrichtung des Rohlings (6), die eine Aufnahme (11) für eines der Enden (25) des Rohlings (6) um­ faßt, die mit einem Widerlager (13) aus einer verformbaren Masse versehen ist, und die einen Durchlaß (15) aufweist, durch den hindurch sich der Dorn (22) erstreckt, und mit einer am Dorn (22) angreifenden und in Richtung der Dorn-Längsachse (23) wirkenden Zieh- oder Schubeinrichtung (5), mittels der das Ende (25) des mit dem Dorn (22) ver­ bundenen Rohlings (6) gegen das Widerlager (13) bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (13) eine elastisch verformbare Masse umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch ver­ formbare Masse polymerisiertes Silikon enthält.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Widerlager (13) eine trichterförmige Öffnung (31) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (31) mit einem Innenkegel (27) versehen ist, der sich in Bewegungsrichtung der Zieh- oder Schubein­ richtung (5) verengt, und gegen den mittels der Zieh- oder Schubeinrichtung (5), ein sich in einem Verjüngungsbereich (26) nach außen verjüngendes Ende (25) eines in der Auf­ nahme (11) fixierten Rohlings (6) bewegbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Widerlager (13) um eine Rotationsachse (30), die mit der Längsachse (23) des Dorns (22) eines in der Aufnahme (11) fixierten Rohlings (6) zusammenfällt, ro­ tationssymmetrisch ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteeinrichtung (11; 17) und die Zieh- oder Schubeinrichtung (5) auf einer gemeinsamen Linearführung (1) angeordnet sind, wobei die Zieh- oder Schubein­ richtung (5) in Richtung der Längsachse (23) des Dorns (22) verschiebbar ist.