DE3537434A1

DE3537434A1 - Process for producing at least one predetermined breaking notch on a glass body, in particular on a friable ampoule

Info

Publication number: DE3537434A1
Application number: DE19853537434
Authority: DE
Inventors: Hans F Bach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1987-04-23

Abstract

With the aid of a focussed laser beam 40, a predetermined breaking notch is produced on a friable ampoule 10 in the region of the constriction 14 by corresponding vapourising of glass material. Particularly uniform rupture lines under defined rupture forces are obtained if a row of notch holes 16 is made in pulsed operation of the laser. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wenig stens einer Sollbruchstellen-Einkerbung an einem Glaskörper, insbesondere an einer Brechampulle.The invention relates little to a method of manufacture at least one predetermined breaking point notch on a glass body, especially on a breakage ampoule.

Zur hermetisch dichten Aufbewahrung von Stoffen hat sich vor allem im medizinischen Bereich die Verwendung von Glashohl körpern, insbesondere von Brechampullen, eingebürgert, vor allem deshalb, weil derartige Ampullen durch Zuschmelzen schnell und einfach verschließbar sind, aufgrund der Durch sichtigkeit des Glases eine Sichtkontrolle des Ampullenin halts erlauben und ein schnelles und einfaches Öffnen der Brechampulle durch Abbrechen des an einer Einengung der Brechampulle anschließenden sog. Spießes ermöglichen. Der häufig recht scharfzackige Bruchrand an der nach dem Ab brechen weiter handzuhabenden Ampulle führt zur einer ge wissen Verletzungsgefahr, die noch dadurch verstärkt wird, daß die in einem relativ weiten Bereich variierenden Bruchkräfte oft recht hohe Werte annehmen mit der Folge, daß unkontrollierte Bewegungen der momentan stark ange spannten Hände nach dem Bruch der Ampulle auftreten können. Schließlich kommt es auch vor, daß die Bruch linie in den Rumpfbereich der Ampulle vordringt und diese sogar unbrauchbar macht. Das häufig vorgenommene Anritzen der Brechampulle im Bereich der Verengung mittels Diamantfeile oder dergl. ändert an dem vorstehend be schriebenen nachteiligen Bruchverhalten nur wenig.For hermetically sealed storage of fabrics has been proposed especially in the medical field the use of hollow glass bodies, in particular of crushing ampoules, naturalized all because such ampoules are melted are quick and easy to close due to the through Visibility of the glass a visual inspection of the ampoule allow stop and a quick and easy opening of the Breaking ampoule by breaking off at a constriction of the Allow the so-called skewer to break the vial. The often quite sharp jagged edge on the post-ab breaking the ampoule that can be handled leads to ge know the risk of injury, which is exacerbated by that vary in a relatively wide range Breaking forces often take quite high values, with the result that that uncontrolled movements of the currently strongly indicated tense hands occur after the ampoule breaks can. Finally, it also happens that the break line penetrates into the body area of the ampoule and makes them unusable. The common one Scoring the breakage ampoule in the area of the constriction by means of Diamond file or the like changes to the above wrote little adverse behavior.

Um den Bruch kontrollierter ablaufen zu lassen, ist es bekannt, die Ampullenverengung mit einem sog. Brechring zu versehen, d.h. mit einem auflackierten Ring aus nach entsprechender Wärmebehandlung relativ hartem Material. Der so gebildete Verstärkungsring soll das Glasmaterial in diesem Bereich zusammenhalten. Es hat sich jedoch ge zeigt, daß weiterhin in vielen Fällen scharfzackige Bruchränder auf der einen oder anderen Seite des Brech rings auftreten. Auch ist die Variationsbreite der Bruchkräfte weiterhin groß.To make the break run more controlled, it is known, the ampoule narrowing with a so-called to be provided, i.e. with a ring painted on after appropriate heat treatment of relatively hard material. The reinforcement ring thus formed is said to be the glass material stick together in this area. However, it has shows that in many cases sharp-pointed Fracture edges on one side or the other of the crusher occur around. The range of variation is also Breaking forces continue to be high.

Die Aufgabe der Erfindung liegt demgegenüber darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Sollbruchstellen-Ein kerbung an einem Glaskörper, insbesondere an einer Brechampulle, anzugeben, welches einen kontrollierten Bruch sicherstellt.In contrast, the object of the invention is a Process for producing a predetermined breaking point on notch on a vitreous body, especially on a Breaking ampoule, to indicate which one is controlled Ensures breakage.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die Ein kerbung durch Abdampfen von Glasmaterial mittels eines Laserstrahls erzeugt.This problem is solved in that the one notching by evaporation of glass material using a Laser beam generated.

Bevorzugt wird der Laserstrahl eines im Wellenlängenbe reich zwischen 0,5 und 20 µm arbeitenden Lasers ver wendet, da die Laserlicht-Absorbtion in diesem Wellen längenbereich besonders groß ist. Besonders bevorzugt werden CO₂-Laser verwendet (10,6 µm), da diese bei hoher Leistungsaufgabe relativ kostengünstig erhältlich sind. Unter Umständen kommt jedoch auch ein NdYag-Laser (1,06 µm) in Frage.The laser beam of a laser working in the wavelength range between 0.5 and 20 μm is preferably used, since the laser light absorption is particularly large in this wavelength range. CO ₂ lasers are particularly preferably used (10.6 μm), since these can be obtained relatively inexpensively with high power requirements. However, an NdYag laser (1.06 µm) may also be considered.

Im Hinblick auf optimale Abdampftiefe bei den üblichen Brechampullen hat sich als besonders vorteilhaft ein CO₂-Laser mit einer Dauerstrichleistung von 20 bis 150 Watt, besser 30 bis 120 Watt, herausgestellt.A CO ₂ laser with a continuous wave output of 20 to 150 watts, better 30 to 120 watts, has been found to be particularly advantageous with regard to the optimum evaporation depth in the usual breakage ampoules.

Um einen zuverlässigen Abtransport des verdampften Glas materials sowie ausreichende Kühlung des zu bearbeitenden bereichs des Glaskörpers zu erreichen, wird bevorzugt ein Spühlgasstrom zum Entfernen des verdampften Glas materials eingesetzt.To reliably remove the vaporized glass materials and sufficient cooling of the material to be processed To reach the area of the vitreous is preferred a purge gas stream to remove the vaporized glass materials used.

Zur Fokussierung des Laserstrahls wird bevorzugt eine Fokussier-Linse eingesetzt, die eine Brennweite von 2 bis 15 cm, besser 4 bis 8 cm, am besten etwa 6 cm (2,5 Zoll), aufweist, wodurch ein ausreichend eng fokussierter Brennpunkt mit derart ge ringer Divergenz des Strahls erhalten wird, daß Dimensionsschwankungen der Brechampulle, insbesondere unrunder Lauf, im Bereich der Verengung nicht zu einer derartigen Brennfleck-Vergrößerung führen, daß die Ein kerbung nicht mehr ausreichend tief ist.A is preferably used to focus the laser beam Focusing lens used, the focal length of 2 to 15 cm, better 4 to 8 cm, preferably about 6 cm (2.5 inches), which makes a sufficiently narrowly focused focus with such ge ringer divergence of the beam is obtained that Dimensional fluctuations of the breaking ampoule, in particular irregular run, not one in the area of the constriction such focal spot magnification that the one notch is no longer sufficiently deep.

Um einerseits sicherzustellen, daß die Brechampulle nicht ungewollt, z.B. beim Transport, bricht und andererseits die Brechkräfte nicht allzu groß werden zu lassen, wird vorgeschlagen, daß die Kerbungstiefe etwa 5 bis 25 %, vorzugsweise etwa 10%, der Wanddicke des Glaskörpers beträgt. Die jeweils der Kerbungstiefe entsprechend festgelegte Bruchkraft variiert, von der Herstellungsge nauigkeit der Brechampullen abhängig, in einem relativ engen Bereich. On the one hand to ensure that the breakage ampoule is not unwanted, e.g. during transport, breaks and on the other hand not to let the powers get too big suggested that the notch depth be about 5 to 25%, preferably about 10%, the wall thickness of the vitreous is. The corresponding to the notch depth specified breaking strength varies, from the manufacturing area depending on the accuracy of the ampoules, in a relative narrow area.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung erzeugt man im Laser-Dauerstrichbetrieb eine Linienkerbung, im Falle einer Brechampulle, eine Ringkerbung im Bereich der Einengung. Der Aufwand für die Verfahrenssteuerung ist in diesem Falle besonders gering.Generated in a first embodiment of the invention a line notch in laser continuous wave mode, in In the case of a breaking ampoule, a ring notch in the area of narrowing. The process control effort is particularly small in this case.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung er zeugt man im Laser-Impulsbetrieb eine Vielzahl einzelner Kerblöcher, im Falle einer Brechampulle, längs einer ringförmig geschlossenen Linie. Es hat sich überraschender weise herausgestellt, daß bei dieser Art der Sollbruch stellen-Einkerbung auch größere Fertigungs-Ungenauig keiten, insbesondere unrunder Lauf der Brechampulle im Bereich der Verengung, nicht zu entsprechend großen Schwankungen der Brechkräfte führen. Diese liegen in einem ziemlich engen Bereich. Von Vorteil ist auch, daß die Bearbeitungszeit für eine Brechampulle im Laser- Impulsbetrieb etwa lediglich 1/5 der Bearbeitungszeit im Laser-Dauerstrichbetrieb ist, bei etwa gleichen Bruchkräften. Dies mag wenigstens zum Teil darauf zu rückzuführen sein, daß bei gleichem Laser im Impulsbe trieb pro Impuls größere Leistungen eingesetzt werden können, als im Dauerstrichbetrieb.In a second embodiment of the invention he one generates a large number of individual ones in laser pulse operation Notch holes, in the case of a breakage ampoule, along one circular closed line. It has been more surprising pointed out that with this type of breaking make notch even larger manufacturing-inaccurate abilities, especially out of round running of the breaking ampoule in the Area of narrowing, not too large Fluctuations in refractive power. These are in a pretty narrow area. It is also advantageous that the processing time for a breaking ampoule in the laser Pulse operation only about 1/5 of the processing time is in laser continuous wave mode, at about the same Breaking forces. This may at least partly be the case to be traced back that with the same laser in the impulse higher power per pulse can than in continuous wave mode.

Als besonders günstig im Hinblick auf kontrollierten Bruch (definierte Bruchkräfte und gratfreie Bruchkante) hat sich als Abstand zwischen den Zentren aufeinander folgender Kerblöcher, etwa das 0,5 bis 3-fache, besser etwa das 1 bis 2-fache, am besten etwa das 1,5-fache des Kerbloch-Durchmessers im Bereich der Glasoberfläche herausgestellt. Hierbei ist ein Kerbloch-Durchmesser von etwa 0,05 bis 0,15, am besten etwa 0,1 mm besonders vor teilhaft.As particularly cheap in terms of controlled Fracture (defined breaking forces and burr-free breaking edge) has become the distance between the centers on each other following notch holes, about 0.5 to 3 times better about 1 to 2 times, ideally about 1.5 times of the notch hole diameter in the area of the glass surface exposed. Here is a notch hole diameter of about 0.05 to 0.15, most preferably about 0.1 mm partial.

Günstig ist es auch, wenn man Laser-Lichtimpulse mit einer Impulsdauer von etwa 60 bis 140 µsec., vorzugsweise etwa 100 µsec. einsetzt.It is also beneficial if you have laser light pulses a pulse duration of about 60 to 140 microseconds, preferably about 100 µsec. starts.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durch führung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, welches gekennzeichnet ist durchThe invention also relates to a device for through implementation of the method described above, which is characterized by

a) a laser
b) a vitreous holder
c) a movement drive for the relative movement of the Vitreous holder against the laser beam or a controllable deflection optics for the laser beam and
d) a control for the movement drive or the Ab steering optics.

Mit Hilfe des Bewegungsantriebs bzw. der steuerbaren Ab lenkoptik wird der Laserstrahl über die Glaskörper-Ober fläche geführt.With the help of the motion drive or the controllable Ab The laser beam is directed towards the vitreous surface area led.

Hierbei kann ein Fokussiergehäuse vorgesehen sein, mit einer Laserstrahl-Fokussierlinse und einer Öffnung im Bereich des Glaskörpers zum Austritt des fokussierten Laserstrahls sowie zum Austritt von Spülgas.Here, a focusing housing can be provided with a laser beam focusing lens and an opening in the area of the vitreous to the exit of the focused Laser beam as well as for the escape of purge gas.

Die Erfindung wird im folgenden an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:The invention will in the following be preferred Exemplary embodiment explained with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 Eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Sollbruchstellen-Einkerbung von Brechampullen; Fig. 1 is a schematic side view, partly in section of a device according to the invention for breaking points of breaking ampoules;

Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie I-I in Fig. 2; Fig. 2 is a partial section along line II in Fig. 2;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht ähnlich Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung (im Bereich der Brechampulle) und Fig. 3 is a schematic side view similar to Fig. 1 of a second embodiment of the invention (in the range of the refractive ampoule) and

Fig. 4 eine Draufsicht ähnlich Fig. 4 auf die Anordnung in Fig. 3. Fig. 4 is a plan view similar to Fig. 4 of the arrangement in Fig. 3.

Mit Hilfe der Erfindung werden Glaskörper, insbesondere Brechampullen, mit Sollbruchstellen-Einkerbungen ver sehen, um einen kontrollierten Bruch zu erhalten. Eine wichtige Anwendung bilden Brechampullen. Deren Ab messungen sind genormt (DIN 58377, Teil 1, Mai 1977). In den Fig. 1 und 2 ist eine derartige Brechampulle 10 dargestellt. Sie besteht aus einem das Nutz volumen definierenden Rumpf 12, der an seinem oberen Ende in eine Einengung 14 übergeht, die den Rumpf 12 mit einem das obere Ampullenende bildenden Spieß 16 verbindet. In Fig. 2 ist die Ampulle 10 noch unver schlossen. Zum hermetischen Verschließen der Ampulle wird das freie Ende des Spießes 16 zugeschmolzen (strich lierte Umrißlinie 18 in Fig. 2). Die erfindungsgemäße Sollbruchstellen-Einkerbung kann bereits vom Brech ampullen-Hersteller vorgenommen werden, wenn auch eine nachträgliche Sollbruchstellen-Einkerbung nach dem Schließen der Brechampulle prinzipiell möglich erscheint. Im Bereich der Einkerbung 14 wird längs einer Umfangs linie 15, im allgemeinen derjenigen Umfangslinie mit kleinstem Durchmesser, mit Hilfe eines in Fig. 1 schema tisch angedeuteten CO₂-Lasers 22 durch Abdampfen von Glasmaterial eine Sollbruchstellen-Einkerbung erzeugt. Der Laser 22 hat eine zwischen 30 und 100 Watt einstell bare Dauerstrichleistung bei einer Wellenlänge von 10,6 µm im TEM-OO-Mode. Mit Hilfe des in Fig. 1 angedeuteten Steuergeräts 24 läßt sich der Laser 22 wahlweise im Dauerstrich oder impulsartig betreiben. Das Steuerge rät 24 wiederum wird von einer Steuerung 26 angesteuert, die gleichzeitig einen Antriebsmotor 28 ansteuert zum Drehen der jeweils in die in Fig. 1 dargestellte Vor richtung 30 eingelegten Ampulle 10 um ihre z.B. horizontal oder vertikal angeordnete Längsachse 32. In Fig. 2 sind Halterungsteile 34 für die beiden Ampullenenden ange deutet. Die Kraftübertragungsmechanik vom Motor 28 auf diese Halterungsteile 34 ist in den Figuren nicht näher ausgeführt und in Fig. 1 lediglich durch eine unter brochene Linie 36 angedeutet.With the aid of the invention, vitreous bodies, in particular crushing ampoules, are provided with predetermined breaking point notches in order to obtain a controlled break. Breaking ampoules are an important application. Their dimensions are standardized (DIN 58377, Part 1, May 1977). Such a breaking ampoule 10 is shown in FIGS . 1 and 2. It consists of a fuselage 12 defining the useful volume, which at its upper end merges into a constriction 14 which connects the fuselage 12 to a spit 16 which forms the upper end of the ampoule. In Fig. 2, the ampoule 10 is still not closed. For hermetic sealing of the ampoule, the free end of the skewer 16 is melted shut (dashed outline 18 in Fig. 2). The breaking point notch according to the invention can already be carried out by the breaking ampoule manufacturer, even if a subsequent breaking point notch appears in principle possible after the breaking ampoule has been closed. In the region of the notch 14 along a circumferential line 15 , generally that circumferential line with the smallest diameter, with the aid of a CO ₂ laser 22 schematically indicated in FIG. 1, a predetermined breaking point notch is produced by evaporating glass material. The Laser 22 has a continuous wave power that can be set between 30 and 100 watts at a wavelength of 10.6 µm in TEM-OO mode. With the aid of the control device 24 indicated in FIG. 1, the laser 22 can be operated either in continuous wave or in pulsed fashion. The Steuerge advises 24 in turn is controlled by a controller 26 which simultaneously controls a drive motor 28 for rotating the ampoule 10 inserted into the device 30 shown in FIG. 1 about its, for example, horizontally or vertically arranged longitudinal axis 32 . In Fig. 2 mounting parts 34 are indicated for the two ampoule ends. The power transmission mechanism from the motor 28 to these mounting parts 34 is not shown in detail in the figures and is only indicated in FIG. 1 by a broken line 36 .

Der vom Laser 22 abgegebene Laserstrahl 40 wird auf die Umfangslinie 15 der Einkerbung 14 fokussiert. Hierzu ist innerhalb eines Fokussiergehäuses 42 eine ZnSe-Linse 44 mit einer Brennweite von etwa 6 cm (2,5 Zoll) vorgesehen, in deren Brennpunkt die besagte Umfangslinie 15 liegt. Die optische Achse 46 von Laser 22 samt Fokussiergehäuse 42 schneidet die Ampullenachse 32 rechtwinkelig.The laser beam 40 emitted by the laser 22 is focused on the circumferential line 15 of the notch 14 . For this purpose, a ZnSe lens 44 with a focal length of about 6 cm (2.5 inches) is provided within a focusing housing 42 , the focal point of which is said circumferential line 15 . The optical axis 46 of the laser 22 together with the focusing housing 42 intersects the ampoule axis 32 at a right angle.

Um das vom Laserstrahl 40 abgedampfte Glasmaterial so gleich entfernen zu können, mit dem Nebeneffekt einer ge wissen Kühlung der Glasampulle, ist das Fokussiergehäuse 44 in unmittelbarer Nähe des Brennpunkts, d.h. der Glasampulle 10, mit einer konisch zulaufenden Düse 48 versehen, durch dessen Düsenöffnung 50 zum einen der fokussierte Laserstrahl 40 austritt und zum anderen Spülgas. Der Durchmesser der Öffnung 50 beträgt etwa 1 mm. Durch einen in Fig. 1 erkenn baren Anschlußstutzen 52 wird das Spülgas (im allgemeinen genügt entsprechend gut aufbereitete, insbesondere ölfreie Kühlluft) dem Inneren des Fokussiergehäuses 42 zugeführt. In Fig. 1 sind Luftströmungspfeile 54 angedeutet. Eine Durchflußrate von ca. 1 Liter pro Minute hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.In order to be able to remove the glass material evaporated from the laser beam 40 immediately, with the side effect of cooling the glass ampoule, the focusing housing 44 is provided in the immediate vicinity of the focal point, ie the glass ampoule 10 , with a conically tapering nozzle 48 through its nozzle opening 50 on the one hand the focused laser beam 40 emerges and on the other hand purge gas. The diameter of the opening 50 is approximately 1 mm. Through a recognizable in Fig. 1 connecting piece 52 , the purge gas (in general, suitably well-prepared, in particular oil-free cooling air) is supplied to the inside of the focusing housing 42 . Airflow arrows 54 are indicated in FIG. 1. A flow rate of approximately 1 liter per minute has proven to be particularly advantageous.

Mit der beschriebenen Anordnung läßt sich sowohl eine Kerbung in Form einer durchgehenden Umfangslinie oder Furche (Ringkerbung) erzeugen, als auch eine Reihe auf einanderfolgender Kerblöcher längs der Umfangslinie 15. Im ersteren Falle wird der Laser im Dauerstrich betrieben. Optimale Ergebnisse erhält man bei einer Dauerstrich leistung von 35 Watt und einer Rotationsgeschwindigkeit der Ampulle 10 entsprechend einer Umfangsgeschwindigkeit von 35 mm pro Sekunde an der Umfangslinie 15. Bei einem Gesamtumfang von 18 mm erhält man eine Bearbeitungszeit von etwa 1/2 Sekunde pro Ampulle. Die Einkerbungstiefe beträgt ca. 0,05 mm.With the arrangement described, both a notch in the form of a continuous circumferential line or furrow (ring notch) can be produced, as well as a series of successive notch holes along the circumferential line 15 . In the former case, the laser is operated in a continuous wave. Optimal results are obtained with a continuous wave power of 35 watts and a rotation speed of the ampoule 10 corresponding to a peripheral speed of 35 mm per second on the peripheral line 15 . With a total circumference of 18 mm, you get a processing time of about 1/2 second per ampoule. The notch depth is approx. 0.05 mm.

Die entsprechend der DIN-Norm 58377, Teil 1, gefertigten Brechampullen weisen zulässigerweise eine relativ große Rundlauf-Ungenauigkeit auf (je nach Ampullengröße 0,6 bis 1,2 mm), was Fokussier-Probleme mit sich bringt, da die Divergenz des Laserstrahls 40 im Fokusbereich im allgemeinen nicht vernachlässigt werden kann. Es hat sich nun herausgestellt, daß bei im Laser-Impulsbetrieb hergestellter Kerblochreihe längs der Umfangslinie 15 sich Rundlaufabweichungen wesentlich geringer auf das Bruchverhalten, insbesondere auf Bruchkraft, auswirken, im Vergleich zum Dauerstrichbetrieb. Der Laser 22 wird mit einer Leistung von 80 Watt cw betrieben mit Impuls breiten von etwa 100 µsec. Man erhält gemäß dem Detail A in Fig. 2 Kerblöcher 60 mit einem Durchmesser a im Be reich der Glasoberfläche von etwa 0,1 mm. Die Löcher 60 haben etwa Kraterform mit einer dem Durchmesser a ange nähert entsprechenden Kerblochtiefe. Der Abstand b zwischen den Zentren aufeinanderfolgender Kerblöcher 60 beträgt etwa das 1,5-fache des Kerbloch-Durchmessers a, also hier etwa 0,15 mm. Auf diese Weise werden etwa 120 Kerblöcher 16 auf die Umfangslinie 15 verteilt. Die Vor schubgeschwindigkeit im Bereich der Umfangslinie 15 be trägt ca. 180 mm pro Sekunde, so daß sich die Bearbei tungszeit pro Ampulle im Vergleich zum Dauerstrichbetrieb auf 1/5, also auf 100 msec. verringert. Aufgrund der geringen Im pulslängen kann ein kontinuierlicher Vorschub erfolgen. An stelle des üblichen Schrittmotors kann daher ein einfacher stabilisierter Gleichstrommotor eingesetzt werden, mit einer Nenndrehzahl zwischen 120 bis 600 Um drehungen pro Minute.The crushing ampoules manufactured in accordance with DIN standard 58377, part 1, admissibly have a relatively large concentricity inaccuracy (depending on the ampoule size, 0.6 to 1.2 mm), which causes focusing problems because the divergence of the laser beam 40 in the focus area can generally not be neglected. It has now been found that, in the case of a row of notches produced in the laser pulse mode, runout deviations along the circumferential line 15 have a significantly smaller impact on the breaking behavior, in particular on the breaking force, compared to continuous-wave operation. The laser 22 is operated with a power of 80 watts cw with pulse widths of about 100 microseconds. One obtains according to the detail A in Fig. 2 notch holes 60 with a diameter a in the loading area of the glass surface of about 0.1 mm. The holes 60 have approximately the shape of a crater with a notch hole depth corresponding to the diameter a . The distance b between the centers of successive notch holes 60 is approximately 1.5 times the notch hole diameter a, that is to say approximately 0.15 mm here. In this way, about 120 notch holes 16 are distributed on the circumferential line 15 . Before the feed speed in the area of the circumferential line 15 is about 180 mm per second, so that the processing time per ampoule compared to continuous wave operation to 1/5, that is to 100 msec. decreased. Due to the short pulse lengths, a continuous feed can take place. Instead of the usual stepper motor, a simple stabilized DC motor can therefore be used, with a nominal speed between 120 and 600 revolutions per minute.

Die auf die erfindungsgemäße Weise hergestellten Brech ampullen zeichnen sich durch wohldefinierte Bruchkräfte und wohldefinierte Bruchkanten aus bei einfachem Aufbau der erforderlichen Vorrichtung und einfacher Herstellung.The crushing produced in the manner according to the invention Ampoules are characterized by well-defined breaking forces and well-defined break edges with a simple structure the required device and simple manufacture.

Anstelle des Einsatzes eines gepulsten Lasers zur Her stellung der einzelnen Kerblöcher könnte man auch daran denken, einen Dauerstrich-Laser einzusetzen und den Laser strahl periodisch abzudecken. Bevorzugt ist jedoch die Pulsung des Lasers, da dann mit höheren Leistungen ge arbeitet werden kann, als im reinen Dauerstrichbetrieb. Anstelle des beschriebenen Bewegungsantriebs (Motor 28) zur Drehung der Ampulle 10 gegenüber dem Laserstrahl 40 kann man unter Umständen auch den Laser gegenüber der ortsfesten Brechampulle entsprechend verschwenken oder mit Hilfe einer entsprechenden Ablenkoptik bei orts fester Ampulle und ortsfestem Laser den Laserstrahl um den Ampullenumfang herumführen.Instead of using a pulsed laser to manufacture the individual notch holes, one could also think of using a continuous wave laser and periodically covering the laser beam. However, the pulsing of the laser is preferred, since then higher powers can be used than in pure continuous wave mode. Instead of the described movement drive (motor 28 ) for rotating the ampoule 10 with respect to the laser beam 40 , it is also possible, under certain circumstances, to pivot the laser correspondingly with respect to the stationary breaking ampoule or to guide the laser beam around the ampoule circumference with the aid of an appropriate deflecting optics in the case of a stationary ampoule and a stationary laser.

Anstelle der bevorzugten ZnSe-Linse 44 kann man jedoch auch eine GaAs-Linse, eine Ge-Linse oder eine andere auf den jeweils verwendeten Laser abgestimmte Linse verwenden.Instead of the preferred ZnSe lens 44 , however, it is also possible to use a GaAs lens, a Ge lens or another lens which is matched to the laser used in each case.

In den Fig. 3 und 4 ist wiederum schematisch eine andere Art der Halterung der Ampulle 10 dargestellt, welche einen raschen Ampullenwechsel erlaubt. Die Brechampullen 10 werden hierzu in nicht näher dargestellter Weise an den vorgesehenen Bearbeitungsplatz im Bereich des Laserstrahls 40 transportiert, beispielsweise indem sie in Längsrichtung 32 hintereinander angeordnet schrittweise am Laserstrahl 40 vorbeigeschoben werden. Man erkennt in den Fig. 3 und 4 eine Brechampulle 10′, die in ihrer Längsrichtung 32 gegen einen seitlich ausfahrbaren Anschlag 70 für den Ampullenboden 72 angefahren worden ist. Eine am Außenumfang des Rumpfes 12 der Ampulle 10 angreifende Antriebsrolle 74 mit zur Längsachse 32 paralleler Drehachse 76 steht über die mit der Linie 36 angedeutete Kraftüber tragungsmechanik in Antriebsverbindung mit dem nicht dargestellten Motor. Die Antriebsrolle 74 drückt die Ampulle 10 gegen Gegenrollen 78. Diese Gegenrollen 78 können jeweils paarweise beidseits der Antriebsrolle 74 angeordnet sein, wie dies den Fig. 3 und 4 zu ent nehmen ist. Es kommt jedoch auch eine andere Lagerung in Frage. Eine Drehung der Antriebsrolle 74 führt demzufolge zu einer Drehung der Ampulle 10 unter entsprechender Mit nahme der Gegenrollen 78. Während dieser Drehbewegung er zeugt der gepulste Laserstrahl 40 in der vorstehend be schriebenen Weise die Kerblöcher 60 entlang einer Umfangs linie im Bereich der Verengung 14. Nach einer vollen Um drehung der Brechampulle 10 wird der Anschlagschieber 70 seitlich aus dem Bewegungsweg der Ampulle 10 herausge fahren und diese in Richtung des Pfeils B in Fig. 4 parallel zur Ampullenlängsrichtung 32 aus dem Bereich zwischen den Rollen 74 und 78 herausbewegt, beispielsweise durch ent sprechendes Nachschieben der nachfolgenden Ampullen 10. Sobald der Boden 72 der nächstfolgenden Brechampulle 10 in den Bereich des Schiebers 70 gelangt, wird dieser wieder in den Bewegungsweg hineingeschoben als Anschlag für diese Ampulle.In FIGS. 3 and 4, a different type of mounting of the vial 10 is shown again schematically, which allows a rapid change ampoules. The refractive vials 10 are transported in this manner not shown, to the intended processing space in the region of the laser beam 40, for example by being pushed past the laser beam 40 arranged in the longitudinal direction 32 one behind the other in stages. It can be seen in FIGS. 3 and 4, a refractive ampoule 10 ', which has been approached in its longitudinal direction 32 against a side stop 70 for the retractable bottom 72 ampoules. An on the outer circumference of the fuselage 12 of the ampoule 10 engaging drive roller 74 with axis of rotation 76 parallel to the longitudinal axis 32 is via the transmission mechanism indicated by line 36 in drive connection with the motor, not shown. The drive roller 74 presses the ampoule 10 against counter-rollers 78 . These counter-rollers 78 can each be arranged in pairs on both sides of the drive roller 74 , as can be seen in FIGS . 3 and 4. However, another storage is also possible. A rotation of the drive roller 74 consequently leads to a rotation of the ampoule 10 with appropriate taking of the counter rollers 78th During this rotational movement, it generates the pulsed laser beam 40 in the manner described above, the notch holes 60 along a circumferential line in the region of the constriction 14 . After a full rotation of the crushing ampoule 10 , the stop slide 70 is moved laterally out of the path of movement of the ampoule 10 and moves it in the direction of arrow B in FIG. 4 parallel to the longitudinal direction 32 of the ampoule from the area between the rollers 74 and 78 , for example by ent speaking subsequent feeding of the subsequent ampoules 10 . As soon as the bottom 72 of the next crushing ampoule 10 reaches the area of the slide 70 , the latter is pushed back into the path of movement as a stop for this ampoule.

Auf diese Weise läßt sich ein extrem schneller Ampullen wechsel durchführen, so daß die Taktzeiten der Vorrichtung mit etwa 0,1 Sekunden in den Bereich der Taktzeiten der gebräuchlichen Brechampullen-Herstellungsmaschinen fallen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dann einen oder mehreren Brechampullen-Herstellungsmaschinen unmittelbar nachgeschaltet werden.In this way, an extremely fast ampoule can be made change, so that the cycle times of the device with about 0.1 seconds in the range of cycle times common breakdown ampoule manufacturing machines fall. The device according to the invention can then one or several ampoule manufacturing machines immediately downstream.

Claims

1. A method for producing at least one predetermined breaking point notch on a glass body, in particular on a breaking ampoule ( 10 ), characterized in that the notch is produced by evaporating glass material by means of a laser beam ( 40 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that one uses the laser beam ( 40 ) of a laser operating in the wavelength range between 0.5 and 20 µm, preferably a CO ₂ laser ( 22 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one uses a CO ₂ laser ( 22 ) with a continuous wave power of 20 to 150 watts, better 30 to 120 watts.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the evaporated glass material by means of a Purge gas stream removed.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the laser beam ( 40 ) by means of a focusing lens ( 44 ), preferably with a focal length of 2 to 15 cm, better 4 to 8 cm, preferably about 6 cm ( 2.5 inches).

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the notch depth is about 5 to 25%, preferably about 10%, the wall thickness of the vitreous.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that in laser continuous wave operation, a line notch, preferably a ring notch.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that one generates, preferably in laser pulse operation, a plurality of individual notch holes ( 60 ).

9. The method according to claim 8, characterized in that the notch holes ( 60 ) along a preferably annular closed line ( 15 ) successively generated.

10. The method according to claim 9, characterized in that the distance (b) between the centers of successive notch holes ( 60 ) about 0.5 to 3 times, better about 1 to 2 times, best about 1, 5 times the notch hole diameter (a) in the area of the glass surface.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized, that the notch hole diameter is about 0.05 to 0.15 mm, is best about 0.1 mm.

12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the distance (b) between the centers of successive notch holes ( 60 ) is about 0.05 to 0.3 mm, preferably 0.1 to 0.2 mm, preferably about Is 0.15 mm.

13. The method according to any one of claims 8 to 12, characterized, that you can laser light pulses with a pulse duration of about 60 to 150 µsec., preferably about 100 µsec., starts.

14. Device for performing the method according to one of the preceding claims, characterized by

a) a laser ( 22 ),
b) a vitreous holder ( 34 ),
c) a movement drive ( 28 ) for the relative movement of the vitreous body holder ( 34 ) with respect to the laser beam ( 40 ) or a controllable deflection optics for the laser beam and
d) a controller ( 26 ) for the movement drive ( 28 ) or the deflection optics.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that a focusing housing ( 42 ) is provided, with a laser beam focusing lens ( 44 ) and an opening ( <in the region of the vitreous body for the exit of the focused laser beam (40) and for exiting purge gas 16. The device as claimed in claim 15, characterized by a ZnSe lens or GeAs lens or a Ge lens 17. The device as claimed in claim 14 or 15, characterized by at least one drive roller which rolls on the outer periphery of the vitreous and is driven by the movement drive (36) (74) .18. Device according to claim 17, characterized by counter-rollers (78) rolling on the outer periphery of the vitreous body and receiving the pressure of the drive roller (74) .19. Device according to claim 17 or 18, characterized by an axially moving the vitreous body ( 32) fix holding device, preferably in the form of a movable stop member (70).