WO2014202525A1 - Vorrichtung und verfahren zum umformen eines rohres - Google Patents

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WO2014202525A1
WO2014202525A1 PCT/EP2014/062555 EP2014062555W WO2014202525A1 WO 2014202525 A1 WO2014202525 A1 WO 2014202525A1 EP 2014062555 W EP2014062555 W EP 2014062555W WO 2014202525 A1 WO2014202525 A1 WO 2014202525A1
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tube
heating
closed
signals
forming section
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PCT/EP2014/062555
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hubertus Russert
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Schott AG
Original Assignee
Schott AG
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/04—Re-forming tubes or rods
    • C03B23/08—Re-forming tubes or rods to exact dimensions, e.g. calibrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • B29B13/023—Half-products, e.g. films, plates
    • B29B13/024—Hollow bodies, e.g. tubes or profiles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/04—Re-forming tubes or rods
    • C03B23/07—Re-forming tubes or rods by blowing, e.g. for making electric bulbs

Definitions

  • the present invention relates to a device for forming a tube
  • the invention relates to a method for forming a tube, in particular a tube and a capillary tube and a computer program for operating a control unit, with which the device can be controlled.
  • the invention also relates to the inventively formed tubes, especially glass tubes and the capillary tubes.
  • the tubes which are formed by means of the device and the method according to the invention, form the semifinished product, in particular for pipe sections used in the laboratory or in industrial production.
  • the tubes may for example consist of plastic or glass or include these substances.
  • the generic tubes are used when a liquid, which may also contain particles, must be conducted in a well-defined manner, for example in analytical chemistry. The general trend in detection tests of almost all kinds is that,
  • Some detection tests rely on mixing the sample and reagent volumes in a reaction space where precipitation occurs depending on the presence of a property of interest in the sample. The precipitation is the qualitative one
  • Rotation symmetry and in the area of the extension can ensure that a certain amount of precipitation gets stuck in the radial extension and / or that the measured level does not correspond to reality. Consequently, the precision of the manufacture of the radial extension, in particular of a capillary tube, is of decisive importance for the significance of the capillary tube
  • the radial expansion of a tube can be made in the following manner: The tube is fixed to two fixing sections and then approximately midway between the two fixing sections with a gas burner in
  • the tube softens at the point where the capillary tube is heated and can be radially expanded or expanded by blowing in air to form a bubble. This process is well known in glassblowing. After the bubble has reached the desired size, it is allowed to cool the capillary tube and separates it in the area of the maximum diameter of the bubble, for example by scribing, so that two capillary tubes each with a radial extension arise. From the semifinished product thus arise two isolated components.
  • the US 5,112,376 shows a device with which a glass tube by means of a
  • Ring burner heated and radially expanded by compressed air.
  • the radial Expansion is limited by a shaped body with a central bore, so that the glass tube in the expanded area has a defined outer diameter.
  • EP 0 992 460 A2 shows a device with which a glass tube can be heated and changed by means of a force applicator in its radial extent.
  • the force applicator may comprise a roller or a nozzle, whereby a radially directed to the longitudinal axis of the glass tube force is applied to the outer surface of the glass tube.
  • DE 195 27 794 A1 discloses a method and an apparatus for producing optical elements in which a closed glass tube is heated and by generating a pressure difference between the pressure in the glass tube and the
  • Ambient pressure causes a radial expansion.
  • the radial expansion is limited by templates.
  • the gas burner used for heating can not uniformly heat the capillary tube over the circumference. Nevertheless, a rotationally symmetric
  • the tube is rotated during the heating around the longitudinal axis.
  • the tube must be rotated on both sides of the Umformabitess at exactly the same rotational speed.
  • Even small differences in the number of revolutions lead to the fact that the bubble does not form rotationally symmetrical and has a so-called twist.
  • spiral depressions form so that the inner surface of the bubble is not flat and some of the precipitate may get caught on the surface of the extension.
  • the twist and the surface properties in the area of the extension known capillary tubes mean that the above-mentioned detection tests can not be performed with the necessary accuracy, as already stated above.
  • the object of the present invention is therefore to provide an apparatus and a method with which a pipe, and in particular a pipe and a
  • Capillary tubes can be made with an extension that has an im
  • the device comprises a holding device for holding and fixing the tube, a heating tube which surrounds the tube in an annular manner and with which the tube can be heated, a gas source for providing a gas flow, and a connection piece communicating with the gas source for introducing the gas flow into the tube via one of the open ends, whereby a radial expansion of the desired dimensions can be formed in the forming section by free forming.
  • a forming section is to be understood as meaning the section of the tube which expands measurable radially on the outside of the heating.
  • the radial extension gives the tube in the forming section the shape of a bubble. This alone can significantly reduce the twist of the bladder so that the resulting enlargement is significantly more rotationally symmetric and has a more level interior surface which increases the quality of the test results, especially in analytical chemistry applications.
  • annular heating tube it is possible by the use of the annular heating tube to set a reproducible, known temperature profile along the longitudinal axis of the tube, so not only a temporally, but also a locally changing temperature. This makes it possible to change the shape and dimensions of the
  • the gas source can be subjected to a pressure which leads to a bubble of the desired size in a forming process.
  • a pressure which leads to a bubble of the desired size in a forming process.
  • Forming section expanded radially only by the pressure prevailing in the tube.
  • no molds are to be used, which come into contact with the tube and influence the shape and dimensions of the bladder. It is therefore a non-contact forming, wherein the shape of the bladder in addition to the pressure only on the temperature and the temperature profile, which are provided by the heating tube, is changeable. Due to the fact that the tube does not come into contact with a forming tool during forming, there are no bumps or marks on the surfaces of the tube, so that the surfaces are very smooth, which is why the tubes produced with the device according to the invention are particularly suitable for use in detection tests are.
  • the object is further achieved by means for forming a closed tube, in particular a glass tube and a capillary tube, in one
  • Forming section wherein the closed tube a first and a second
  • a holding means for holding and fixing the closed tube comprising a holding means for holding and fixing the closed tube, and heating tube, which surrounds the closed tube annular and with which the closed tube is heated when the tube is inserted into the holding device, whereby in Forming section by free forming a radial extension with the desired dimensions is malleable, and a measuring device for
  • the device has a control unit which is connectable to the heating tube and the measuring device for determining the radial extent of the tube and processes the first signals and controls the heating tube for heating the tube accordingly.
  • This device is operated with a closed tube, which with a
  • Atmospheric pressure is applied. Again, with the heating tube a rotationally symmetrical heating and a reproducible temperature profile can be provided. The overpressure ensures that the tube is in the
  • Connection pieces are not required.
  • closed tubes with one, two or three bars of atmospheric pressure can be used, each leading to bubbles of well-defined dimensions without the need to adjust the pressure.
  • the control unit interacts only with the measuring device for determining the radial extent of the tube and with the heating tube. Once the desired radial extent has been reached, the heating tube will be adjusted accordingly
  • the holding device has a first fixing section and a second fixing section, wherein the heating tube between the first and the second
  • Fixing section is arranged. In principle, it is possible to provide the holding device with only one fixing section, so that the tube only at one point during
  • Forming is held. In this case, it makes sense to arrange the pipe vertically during forming and to clamp it above the forming section, in order to keep bending during forming as low as possible on account of its own weight and the resulting bending moments. Still, that's a very accurate one
  • the tube can be clamped so that during forming virtually no forces and bending moments act in the forming section, so that very uniform and rotationally symmetrical bubbles arise.
  • the device according to the invention is further developed in that between the gas source and the connector a valve for optional release or
  • Interrupting the gas flow is arranged in the pipe.
  • the gas flow is used to set the pressure in the pipe.
  • the valve makes it possible to increase the pressure when the tube has been heated for a certain time, whereby the formation of a twist can be further reduced. If a smaller or larger bubble is to be created, a lower pressure can be set in the tube, so that with the same
  • Device can be easily manufactured bubbles of different sizes, which increases the flexibility of the device according to the invention.
  • the valve is arranged as close as possible to the connector.
  • the valve is designed as a multi-way valve, with which the tube can be optionally vented.
  • the tube can be optionally vented.
  • the multi-way valve is electrically switchable in order to be able to be integrated into a control or regulating circuit.
  • the heating tube is surrounded by an induction coil, wherein the heating tube consists of a material or comprises a material which can be heated with the induction coil.
  • the use of an induction coil opens the possibility to bring the heating tube very precisely to the desired temperature, which is not possible, for example, with a gas burner. Consequently, the tube can be heated to a temperature which is optimal for forming the twist-free bubble.
  • gas burners the tube is heated more than necessary in many cases, which brings some adverse effects, especially when using borosilicate glasses.
  • the excessive heating causes the evaporation of alkali borates, especially sodium borate, from the range which has been heated above the vaporization temperature of the alkali borates.
  • the vaporized alkali borates diffuse into a somewhat cooler area in the near-surface region of the glass tube, which leads to an accumulation of alkali borates, which entails delamination processes and peel off small scale-like glass particles.
  • the alkali borates deposit in significantly cooler areas on the surface and can mix with liquids that are passed through the glass tube, which can be very disadvantageous especially in analytical chemistry in detection tests.
  • Induction coils make it possible to heat the forming section only to the extent necessary for the forming.
  • the evaporation of alkali borates is thus reduced to a harmless level.
  • the thermal stresses mean that cracks can occur during the separation of the semi-finished products, for example due to breaking or cracking, so that the individual components thus obtained are scrap.
  • gas burners can be controlled significantly worse, which has the advantage that, with the use of induction coils, the process can be made slower and consequently more controlled, which leads to better results with respect to the geometries of the extension. Air currents do not interfere with inductive heating.
  • resistance elements which also allow rotationally symmetrical heating and can be integrated into one
  • Integrate control loop however, electrical wiring is necessary, the are exposed to high thermal loads and make replacement in case of malfunction or cleaning difficult.
  • the material used is preferably a nickel-based alloy.
  • a nickel-base alloy has a low tendency to scale and a relatively good one
  • the shape of the heating tube hardly changed during operation of the device. Any change in the shape of the heating tube also leads to uneven temperature distributions in the forming section, which in turn has a negative effect on the rotational symmetry of the bubble. Furthermore, it is preferred to keep the wall thickness of the heating tube and consequently the heat capacity as low as possible. This has the advantage that the temperature can be changed quickly and the manufacturing process can be made more accurate and faster. Furthermore, the heating tube should be well coupled to the high frequency field of the induction coil.
  • An example of a preferred nickel-based alloy is 2.4952, which, in sum, best meets the stated requirements at the prevailing operating temperatures.
  • the heating tube has an inner surface and one or two substantially perpendicular to the inner surface extending end faces, wherein the inner surface via a chamfer in the one end face or a first chamfer and a second chamfer in the two end faces passes.
  • the design of the heating tube has a significant influence on the
  • the device according to the invention has an insulation for thermal shielding of the device.
  • the insulation stabilizes the thermal conditions within the Umformabitess and is able to vorzuhalten a temperature of up to 900 ° C in the forming section.
  • the energy required to operate the device or to heat the heating tube and the tube is reduced, so that the device can be operated more cheaply.
  • the insulation is preferably made of a ceramic material, whereby the insulation also
  • Positioning purposes of the heating tube can be used. As will be explained later, it is important that the position of the heating tube does not change relative to the pipe in particular by the heating during the forming process, which is easy to achieve by a ceramic insulation. Furthermore, a ceramic insulation does not interfere with the interaction between the induction coil and the heating tube.
  • the device has a measuring device for determining the radial extent of the tube and for generating corresponding first signals.
  • the forming process of the bladder can thus be tracked, so that it is possible to stop it precisely when the radial extent of the bladder has exceeded a certain level. Further, it is possible to change other essential parameters for the forming process as a function of the instantaneous radial extent of the bubble, for example the volume flow or the pressure of the gas flow into the tube or the temperature of the heating tube. The number of bubbles produced with the desired dimensions is increased so that the rejects are reduced.
  • the measuring device is designed as an optical measuring device.
  • Optical measuring devices have proven themselves in such applications and are inexpensive and easy to use. It can, for example, laser-based
  • the measuring device is preferably designed as a camera.
  • the camera can be chosen so that a large working distance is possible at a low viewing angle. The lower the viewing angle, the lower the necessary depth of focus, so that less expensive cameras can be used.
  • the cameras preferably have one
  • the signals of the camera can be switched on
  • the outer diameter measured by the camera can be a simple one
  • the measuring device comprises two cameras, which enclose an angle with respect to the tube. For each position of the camera results in a plane in which the radial extent can be measured most accurately.
  • the radial extent of the tube in the forming section can be measured in two planes, whereby in particular the rotational symmetry can be determined more accurately.
  • the angle which the cameras enclose with each other is approximately 90 °. In this area, the two planes have the greatest possible angular difference with respect to each other, so that the
  • the device comprises a lighting unit for providing light for illuminating the pipe.
  • the measuring device is designed to determine the radial extent of the tube as a camera or as another optical measuring device, it is of particular importance that the tube is uniformly illuminated at least at the point at which its radial extent is to be determined without disturbing reflections.
  • the lighting unit can be designed so that the lighting conditions are optimally adapted to the particular optical measuring device used in order to
  • the device has a reflection region for the purposeful reflection of the light provided by the illumination unit within the device.
  • the heating tube surrounds the tube in an annular manner. Consequently, it is not readily possible to illuminate the tube directly in the forming section, without causing reflections that emanate from the tube and can falsify the measurement results.
  • the reflection tube can illuminate the tube indirectly and yet sufficiently, without disturbing reflections
  • the illumination unit can be arranged flexibly spaced from the tube and from the heating tube, which simplifies the construction of the device.
  • the device has a
  • Temperature measuring device for measuring the temperature of the heating tube or in the forming section of the tube or the closed tube and for generating corresponding second signals.
  • known and suitable thermoelectric heating tube for measuring the temperature of the heating tube or in the forming section of the tube or the closed tube and for generating corresponding second signals.
  • Measuring sensors are arranged in the heating tube or in the forming section. Because there is up-to-date information regarding the temperature prevailing in the heating tube or in the forming section, the production process can be better controlled or regulated. The second signals are such that they can be read by a control unit. Since the temperature to which the tube or the closed is heated in the production process of the bubble, an important influence on the quality of the resulting bubble and its
  • the temperature measuring device is preferably designed as a pyrometer.
  • a pyrometer allows the non-contact determination of the temperature in the pipe or the heating tube from a distance, so that no measuring sensors must be used, which are exposed to a strong thermal load. The same applies to other components that cause the measuring sensors, such as electrical cables, etc.
  • the fixing sections have grooves into which the pipe or the closed can be inserted and which are aligned along a longitudinal axis of the pipe. In this way, the fixing sections can be simple yet effective
  • the fixing each have a clamping unit, which act on the pipe so that the tube is fixable in the grooves.
  • the clamping units can, for example, apply a force to the pipe, so that the pipe in the
  • the clamping units may, for example, be spring-loaded and therefore have a low overall height, so that they are suitable for the camera
  • Prism grooves are preferably used, which are to be understood as grooves with a V-shaped cross section.
  • the opening angle is typically 90 °.
  • the prism grooves have the advantage that they themselves center the object to be clamped, in this case the pipe.
  • the inventive prism grooves have the advantage that they themselves center the object to be clamped, in this case the pipe.
  • This embodiment relates to the apparatus for forming a tube with one or two open ends.
  • an automated control of the manufacturing process of the bubble can be realized.
  • the outer diameter of the bubble can be detected almost continuously and the temporal change of the outer diameter compared with reference values.
  • the temperature of the heating tube and / or the pressure in the tube can be changed by a corresponding control of the multiway valve.
  • This control can produce a variety of bubbles of consistent quality with minimal waste. Furthermore, it allows the
  • Control to optimize the manufacturing process for example by finding a specific temperature profile, which is passed through by the heating tube, so that the duration of the manufacturing process minimized and thus its effectiveness is increased.
  • the control unit can take into account the inertia of the manufacturing process and determine a "braking point.” Even if at the same time the pressure in the pipe degraded and the heating tube is turned off, this does not mean that the bubble diameter can not increase To obtain a certain diameter, it is therefore necessary to stop the heating and reduce the pressure even if the desired diameter of the bubble is not reached, which is to be described by the term "braking point".
  • the provision of such a control unit is only necessary for the pipe with the two open ends, since the pipe can be formed with the closed ends without control.
  • control unit is connectable to the heating tube and the temperature measuring device, wherein the control unit processes the first signals and the second signals and the heating tube for heating the tube controls accordingly.
  • the object is further achieved by a method for forming a tube, in particular a capillary tube, in a forming section, the tube having one or two open ends, comprising the following steps: holding and fixing the tube with a holding device,
  • Forming section causes, wherein the tube is provided exclusively with the pressure provided by the gas source pressure in the forming section with a radial extension of the desired dimensions.
  • multi-way valve with the control unit and optional release or interruption of the gas flow into the tube or optional venting of the tube by means of the multi-way valve
  • an automated control of the forming process of the tube can be realized.
  • Control of the multi-way valve to be changed This control can produce a variety of bubbles of consistent quality with minimal waste. Furthermore, the method according to the invention makes it possible in this case
  • Embodiment to optimize the manufacturing process, for example by finding a specific temperature profile, which is traversed by the heating tube, so that the duration of the forming process is minimized and thus its effectiveness is increased.
  • the object is further provided by a method for forming a closed
  • Pipe in particular a capillary tube, dissolved in a forming section, wherein the closed tube has a first and a second closed end and is acted upon by an atmospheric pressure, comprising the following steps:
  • a significant advantage of this method is that the control is limited only to ensure when the desired radial extent of the tube is reached. Since the atmospheric pressure is already present in the closed tube, the closed tube only has to be heated with the defined, reproducible temperature profile and the heating must be stopped in good time so that bubbles of the same size are established.
  • a computer program for operating a control unit with which a device for forming a tube, in particular a capillary tube, can be regulated in a forming section the device comprising:
  • a holding device for holding and fixing the tube
  • a heating tube which encloses the tube in an annular manner and with which the tube can be heated
  • Forming section by free forming a radial extension with the desired dimensions is malleable.
  • a multi-way valve for introducing or interrupting the gas flow into the pipe or for venting the pipe
  • a temperature measuring unit for measuring the temperature of the heating tube or in the forming section of the tube and generating corresponding first signals
  • a measuring device for determining the radial extent of the tube and generating corresponding second signals
  • the computer program comprises program means for causing a computer to perform the following steps when the computer program is run on the computer:
  • Using the computer program according to the invention can be an automated
  • Control of the forming process of the bubble can be realized. It can the
  • the temperature of the heating tube changed and / or introduced the pressure in the tube, the mass flow of the gas stream changed or interrupted or the tube is changed by a corresponding control of the multi-way valve.
  • This control can produce a variety of bubbles of consistent quality with minimal waste.
  • the computer program according to the invention makes it possible to optimize the production process, for example by finding a specific temperature profile, which is passed through by the heating tube, so that the duration of the manufacturing process is minimized and thus its effectiveness is increased. A large amount of data can be collected and processed so that the manufacturing process goes through with a high degree of reproducibility can be. Furthermore, all of the processes that have been completed by the
  • the invention relates to a tube and in particular a capillary tube having a longitudinal axis and an extension, wherein the extension in a selectable through the longitudinal axis extending first plane has an integer number of i> 1 upper radii and lower radii and for each number i the value
  • a * raax MAx (AR i: rel ) is searched, the value AR max being 5% or less, more preferably 3% or less.
  • the first plane is chosen arbitrarily and only has to fulfill the condition that it runs through the longitudinal axis or that the longitudinal axis runs in the first plane. The measurement is performed once for each tube, for example with the camera 56. If an extension meets this condition, it can be considered as
  • the pipe according to the invention is preferably produced by one of the methods according to the invention, but this does not necessarily have to be the case.
  • the value AR i In addition, it calculates in a second plane which is approximately perpendicular to the first plane and passes through the longitudinal axis and seeks the maximum value AR max for the second plane, the value AR max being 5% or less, in particular 3% or less.
  • the corresponding measurements can be carried out with two cameras directed according to the tube.
  • the radial extent forms very symmetrically and uniformly, so that it is sufficient to measure the radial extent only in one plane and to check whether the condition is fulfilled or not. Is it fulfilled, can with high
  • the pipe or the closed pipe is along a
  • the tubes can be used for detection test. It is advisable that the plane is substantially perpendicular to the longitudinal axis and through the maximum inner diameter of the tube or the closed tube. There are two identical components created that can be used for example for the detection tests, so that the tube according to the invention can be used effectively.
  • the separated component has a length (X T ) of 70 ⁇ 35 mm, a maximum outer diameter of 1, 46 ⁇ 0.73 mm and a minimum
  • the tube or the closed tube is particularly well suited for use in detection tests.
  • the tube or closed tube is borosilicate glass, with the forming section and unformed sections having substantially the same alkali borate concentration.
  • the borosilicate glass tubes of the invention have no zones of depletion or accumulation of alkali borate. This is especially a consequence of
  • the forming process according to the invention in which due to the use of the annular heating tube instead of gas burners, the tube is heated only to the extent necessary for the forming process.
  • the necessary temperatures are approximately between 800 to 900 ° C, well below the
  • Glass tube is coming. It forms no delamination zone or condensation zone, whereby a peeling of flaky glass particles or a
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention for forming a tube based on a basic side view
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the device according to the invention for forming a closed tube, also with reference to a side view,
  • Figure 3 shows a comparison of a tube, which has an ideal course both with respect to the longitudinal axis and with respect to a plane passing through the maximum diameter plane, with a tube having a
  • FIG. 4 shows an isolated component, which is shown in FIG
  • FIG. 5 shows the pipe according to the invention, shown along the separation plane E defined in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 5 shows the pipe according to the invention, shown along the separation plane E defined in FIGS. 3 and 4.
  • the device 10i comprises an approximately U-shaped holding device 12 for holding and fixing the
  • the grooves 18 are aligned so that they are aligned as accurately as possible along a longitudinal axis L of the tube 1 1, so that the tube 1 1 can be fixed with the lowest possible bending load.
  • the first fixing section 14 further comprises a first clamping unit 20 and the second fixing section 16 includes a second clamping unit 22 with which the tube 1 1 is pressed into the groove 18 and fixed without the tube 1 1 is damaged.
  • the tube 1 1 has a first and a second open end 24, 26, wherein at the first open end 24, a connecting piece 28 is attached, which is connected via a channel 30 with a valve 32 and a gas source 34, so that gas from the gas source 34 can be introduced into the tube 1 1.
  • a gas an inert gas or air may be used, and the gas should be dried to largely suppress condensation and reaction processes.
  • the valve 32 is preferably designed as a multi-way valve 36, so that the pressure in the tube 1 1 can be changed quickly.
  • the second open end 26 may be closed in a manner not shown, but this is not absolutely necessary.
  • a heating tube 38 is arranged, which encloses the tube 1 1 annular.
  • the heating tube 38 has an inner surface 40 facing the tube 1 1, and two end faces 42, which in the
  • the inner surface 40 merges via a respective chamfer 44 into the two end faces 42.
  • the chamfer 44 has a chamfer angle of about 45 °.
  • too a rounding be provided, with which the inner surface 40 in the
  • the heating tube 38 comprises or consists of a material which can be heated by an induction coil 43 which radially surrounds the heating tube 38. Between the induction coil 43 and the heating tube 38, an insulation 46 is mounted, which surrounds the heating tube 38 fully and the heating tube 38 partially overlaps in the direction of the longitudinal axis L of the tube (see Figure 2).
  • the device 10T comprises a temperature measuring device 48 for measuring the temperature of the heating tube or the tube 11.
  • the temperature measuring device 48 is designed as a pyrometer 50, so that the temperature of the heating tube or the tube 1 1 can be determined without contact and over a certain distance away.
  • a measuring device 52 for determining the radial
  • Extension of the tube 1 1 which is designed as an optical measuring device 54 and concretely as a camera 56.
  • the camera 56 is arranged so that it encloses the smallest possible angle to the longitudinal axis L of the tube 1 1 in order to determine the outer diameter of the tube 1 1 as accurately as possible.
  • the camera 56 has a telecentric lens.
  • Clamping unit 22 which is arranged on the same side of the device 10i as the camera 56, designed particularly flat, so as to obscure the tube 1 1 with respect to the camera 56 as little as possible.
  • the device 10- ⁇ a lighting unit 58 for
  • a reflection area 60 is attached, to which the lighting unit 58 is directed and which is provided with a light color.
  • the tube 11 is illuminated indirectly, so that no disturbing reflections on the tube 1 arise.
  • the light color increases the contrast, so that the camera 56 can detect the diameter of the tube 1 1 well.
  • a control unit 62 is provided, which via electrical lines 64 to the camera 56, the induction coil 43, the pyrometer 50 and the
  • Multi-way valve 36 is connected and with which the forming process of the tube 1 1 can be controlled. If advantageous, a wireless connection between the camera 56, the induction coil 43, the pyrometer 50, the
  • Multi-way valve 36 and the control unit 62 are provided. Of the
  • Forming process is as follows:
  • the tube 1 1 is inserted into the grooves 18 and fixed with the clamping units 20, 22 in the two fixing sections 14, 16. Subsequently, the induction coil 43 is activated, so that the heating tube 38 and consequently also the tube 1 1 is heated.
  • the multi-way valve 36 is brought into a position so that the gas flow from the gas source 34 is released into the tube 1 1 and the pressure in the tube 1 1 is changed.
  • the temperatures of the heating tube 38 and / or the tube 11 are monitored with the pyrometer 50, wherein the pyrometer 50 generates first signals corresponding to the measured temperature.
  • the radial extent and in particular the diameter of the tube 1 are determined with the camera 56, for which purpose the images recorded by the camera 56 are evaluated by image processing software and converted into second signals corresponding to the outer diameter of the tube 11
  • the tube 1 1 becomes softer and expands radially outward by the pressure, so that a bubble is created.
  • the area which is expanded by the pressure and in which the inner diameter d 1 (see FIG. 4) of the tube 11 changes is to be defined as the forming section 66.
  • the camera 56 is aligned to detect the maximum outer diameter of the bladder.
  • corresponding second signals are transmitted to the control unit 62 and evaluated there.
  • the heating tube 38 is activated by the induction coil 43 until a first temperature is reached.
  • the control unit 62 checks whether the bubble has reached a first maximum outer diameter. Is not that yet Case, the first temperature is maintained. If the first maximum diameter is reached, the induction coil 43 is switched off and the pressure in the tube 1 1 reduced by a corresponding control of the multi-way valve to ambient pressure. Due to the inertia of the system, the maximum diameter will continue to increase until after a certain waiting time a second maximum
  • Diameter is reached. Then the pressure is again increased and interrupted and the induction coil 43 is activated and turned off until the maximum outer diameter determined by the camera 56 deviates less than a predefinable amount from the desired maximum outer diameter. Then the
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the device 1 0 2 according to the invention, with which only closed tubes 67 with a first and a second closed end 68, 70 can be processed.
  • the essential structure of the device 10 2 according to the second embodiment corresponds to the first embodiment 10i. But since the closed tubes 67 are already subjected to an atmospheric pressure and due to the closed ends 68, 70 by means of a gas flow no influence on the pressure in the closed tube 67 is and can be taken, no gas source 34 and consequently no
  • a bubble with a certain radial extension automatically sets when a defined, reproducible temperature profile is provided by the heating tube 38.
  • the measuring device 52 for determining the radial extent of the closed tube 67.
  • the temperature measuring device 48 which serves as a check, the target temperature with the actual temperature of the heating tube 38 using the
  • Control unit 62 to compare and intervene if necessary.
  • the device 10i according to the first embodiment includes the same
  • Forming embodiment, for which the connector 28 is not connected to the closed pipe 67 and the control unit 62 either completely is switched off or adjusted so that it monitors only the temperature in the heating tube 38 and corrected if necessary.
  • FIG. 3 shows a comparison of a tube 1 1, which has an ideal course both with respect to the longitudinal axis L and with respect to a maximum diameter
  • the pipe 1 1, which has an ideal course, is shown by a solid line, while the pipe 1 1 T is provided with twist with a dashed line.
  • the respective radii for the tube with ideal course and with twist 1 1, and 1 1 T are shown spaced from each other, but this does not change the following statement: It can be seen that regardless of the distance to the separation plane E, which by the maximum Diameter of the tube 1 1 j with ideal course of the first upper and the first lower radius R 1 0 , Ri , u and the second upper and the second lower radius R 2,0 , R2, u of the tube 1 1, with ideal course respectively are the same, while the first upper and the first lower radius R 1 i0 , Ri , u and the second upper and the second lower radius R 2 , 0 , 2, u of the tube 1 T with twist partially differ greatly from each other.
  • the tube 1 1 according to the invention can be manufactured so precisely that it corresponds graphically to the tube 1 1, with an ideal course, so that in FIG. 3 there is no differentiation between the tube 1 1 according to the invention and the tube 1 with an ideal course.
  • the tube according to the invention in this case has an extension, wherein the radii Ri , 0 and R ijLi satisfy the following condition: in which
  • FIG. 4 illustrates a singulated component 72, as is predominantly used in practice, which has been obtained by separating the tube 1 1, 67 along the separation plane E shown in FIG.
  • the tube 1 1, 67 and the separated component 72 has a radial extension 74, which by definition should be based on the inner diameter d, of the pipe 1 1, 67, it being assumed that the pipe 1 1, 67 before the Forming a constant inner diameter d.
  • the radial extension 74 is intended to describe the region of the tube 1 1, 67 in which the inner diameter changes from dj imin to d iimax and back again to di, mi n.
  • the inner diameter di , min corresponds to the inner diameter dj of the tube 1 1, 67 before forming.
  • the radial extension 74 of the singulated component 72 consequently, describes the region in which the inner diameter changes from the value di, m m to the value d ,! max .
  • the illustrated isolated component 72 has a length X T of 70 ⁇ 35 mm, a maximum outer diameter d a, max of 1, 46 ⁇ 0.73 mm and a minimum outer diameter di , min of 1, 0 ⁇ 0.5 mm. Furthermore, the singulated component 72 has a maximum inner diameter di, max of 1, 067 ⁇ 0.5335 mm, minimum inner diameter d iimin of 0.08 ⁇ 0.04 mm, wherein the forming section 66 has a length X F of 3.0 ⁇ 1, 5 mm.
  • the ratios of d max / di imin vary approximately between 13.35 and 40 and of Xp dj max between 0.93 and 8.44.
  • the tube 1 1, 67 is defined along that in FIGS. 3 and 4
  • the radii Ri , 0 and R 1 iU and R 2i0 and R 2, u shown in FIG. 3 are determined in a first plane i and in a second plane P 2 , the planes Pi and P 2 preferably being perpendicular to one another. This can be realized, for example, by two appropriately arranged cameras 56. Only if the above conditions are met in both planes Pi and P 2 , the formed tube 1 1, 67 the required precision and can be released for the desired application.
  • the radial extension 74 is very rotationally symmetrical that the desired precision is achieved in most cases, even if the above conditions only in a plane Pi or P 2 are met, so that one
  • Measurement in one of these levels or P 2 is sufficient.
  • the measurement in the second plane P 2 is used to increase the safety, so that pipes 1 1, 67, which differ due to a manufacturing error over a certain degree of rotational symmetry, not further used, but scrapped.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtung zum Umformen eines Rohres (11), insbesondere eines Glasrohres und eines Kapillarröhrchens, in einem Umformabschnitt (66), wobei das Rohr (11) ein oder zwei offene Enden (24, 26) aufweist, umfassend eine Halteeinrichtung (12) zum Halten und Fixieren des Rohres (11), ein Heizrohr (38), welches das Rohr (11) ringförmig umschließt und mit dem das Rohr (11) erwärmbar ist, eine Gasquelle (34) zum Bereitstellen eines Gasstroms, und ein mit der Gasquelle (34) kommunizierendes Anschlussstück (28) zum Einleiten des Gasstroms in das Rohr (11) über eines der offenen Enden (24, 26). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein Computerproramm zum Umformen des Rohres (11) sowie das Rohr (11) als solches.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Umformen
eines Rohres
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtung zum Umformen eines Rohres,
insbesondere eines Glasrohres und eines Kapillarröhrchens, in einem
Umformabschnitt, wobei das Rohr ein oder zwei offene Enden aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umformen eines Rohres, insbesondere eines Rohres und eines Kapillarröhrchens sowie ein Computerprogramm zum Betreiben einer Regelungseinheit, mit dem die Vorrichtung geregelt werden kann. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch die erfindungsgemäß umgeformten Rohre, insbesondere Glasrohre und die Kapillarröhrchen. Wenn in der folgenden Beschreibung auf Rohre Bezug genommen wird, sind Glasrohre und insbesondere Kapillarröhrchen
gleichermaßen gemeint. Bei Kapillarröhrchen treten die Probleme, die mit der
Erfindung gelöst werden, in besonders starkem Ausmaß auf, wie im Folgenden näher beschrieben wird.
Die Rohre, die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens umgeformt werden, bilden das Halbzeug insbesondere für Rohrabschnitte, die im Labor oder in der industriellen Fertigung verwendet werden. Die Rohre können beispielsweise aus Kunststoff oder Glas bestehen oder diese Stoffe umfassen. Die gattungsgemäßen Rohre werden eingesetzt, wenn eine Flüssigkeit, die auch Partikel enthalten kann, in einer genau definierten Weise geführt werden muss, beispielsweise in der analytischen Chemie. Der allgemeine Trend bei Nachweistests nahezu aller Art geht dahin, das
Proben- und Reagenzvolumen so gering wie möglich zu halten, was die Nachweistests günstiger und effizienter macht. Kapillarröhrchen bieten sich hierfür besonders an. Einige Nachweistests beruhen darauf, das Proben- und Reagenzvolumen in einem Reaktionsraum zu mischen, wo sich je nach Vorhandensein einer interessierenden Eigenschaft der Probe ein Niederschlag bildet. Der Niederschlag ist der qualitative
Nachweis dafür, dass die Probe diese Eigenschaft aufweist. Allerdings kann über die Menge des sich bildenden Niederschlags auch eine Aussage darüber getroffen werden, in welcher Stärke die Eigenschaft vorliegt. Leitet man den Niederschlag vom
Reaktionsraum in ein Rohr ein, so kann der Füllstand für einen quantitativen Nachweis herangezogen werden. Insbesondere, wenn man ein Kapillarrohr zur
Füllstandsbestimmung verwendet, ist es notwendig, das Kapillarrohr mit einem trichterförmigen Abschnitt oder einer radialen Erweiterung zu versehen, um den
Niederschlag vom Reaktionsraum in das Kapillarrohr einleiten zu können. Je kleiner das Proben- und Reagenzvolumen, desto genauer muss auch die radiale Erweiterung gefertigt sein. Unebenheiten in der Oberfläche und Abweichungen von der
Rotationssymmetrie und im Bereich der Erweiterung können dafür sorgen, dass ein bestimmtes Maß des Niederschlags in der radialen Erweiterung hängen bleibt und/oder dass der gemessene Füllstand nicht der Realität entspricht. Folglich ist die Präzision der Fertigung der radialen Erweiterung insbesondere eines Kapillarröhrchens von entscheidender Bedeutung für die Aussagekraft eines mit dem Kapillarrohr
durchgeführten Nachweistests. Aber auch in anderen Anwendungen, wo ein definiertes Volumen in das Rohr eingebracht werden soll, ist die Präzision der radialen
Erweiterung hinsichtlich der Rotationssymmetrie und der Oberflächenbeschaffenheit von hoher Bedeutung. In der Glasindustrie kann die radiale Erweiterung eines Rohres auf folgende Weise gefertigt werden: Das Rohr wird an zwei Fixierabschnitten fixiert und anschließend etwa mittig zwischen den beiden Fixierabschnitten mit einem Gasbrenner im
Umformabschnitt erwärmt. Das Rohr wird an der Stelle, wo das Kapillarröhrchen erwärmt wird, weich und kann durch Einblasen von Luft radial erweitert oder expandiert werden, so dass dort eine Blase entsteht. Dieser Prozess ist in der Glasbläserei hinlänglich bekannt. Nachdem die Blase die gewünschte Größe erreicht hat, lässt man das Kapillarröhrchen abkühlen und trennt es im Bereich des maximalen Durchmessers der Blase, beispielsweise durch Ritzen, so dass zwei Kapillarröhrchen mit jeweils einer radialen Erweiterung entstehen. Aus dem Halbzeug entstehen somit zwei vereinzelte Bauteile.
Die US 5 1 12 376 zeigt eine Vorrichtung, mit der ein Glasrohr mittels eines
Ringbrenners erwärmt und durch Druckluft radial expandiert wird. Die radiale Expansion wird durch einen Formkörper mit einer zentralen Bohrung begrenzt, so dass das Glasrohr im expandierten Bereich einen definierten Außendurchmesser aufweist.
Die EP 0 992 460 A2 zeigt eine Vorrichtung, mit der ein Glasrohr erwärmt und mittels eines Kraftapplikators in seiner radialen Erstreckung verändert werden kann. Hierbei kann der Kraftapplikator einen Roller oder eine Düse aufweisen, wodurch eine radial zur Längsachse des Glasrohres gerichtete Kraft auf die äußere Oberfläche des Glasrohres aufgebracht wird. Die DE 195 27 794 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen optischer Elemente, bei denen ein geschlossenes Glasrohr erwärmt und durch Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem Druck im Glasrohr und dem
Umgebungsdruck eine radiale Expansion bewirkt wird. Die radiale Expansion wird durch Schablonen begrenzt.
In allen Fällen wird eine Kraft auf die äußere Oberfläche des Glasrohres gebracht, wodurch sich zwangsläufig unregelmäßige Abdrücke und Unebenheiten auf der äußeren Oberfläche des Glasrohres bilden. Insbesondere bei Kapillarröhrchen mit einer sehr geringen Wandstärke übertragen sich die Abdrücke und Unebenheiten auch auf die innere Oberfläche, so dass die zum Durchführen von aussagekräftigen
Nachweistests notwendige Rotationssymmetrie und die Präzision der
Oberflächenbeschaffenheit nicht gegeben ist.
Der zur Erwärmung eingesetzte Gasbrenner kann das Kapillarröhrchen über den Umfang nicht gleichmäßig erwärmen. Um dennoch eine rotationssymmetrische
Erwärmung zu erreichen, wird das Rohr während der Erwärmung um die Längsachse gedreht. Hierzu muss das Rohr an beiden Seiten des Umformabschnitts mit exakt derselben Umdrehungsgeschwindigkeit gedreht werden. Bereits kleine Differenzen in der Umdrehungszahl führen dazu, dass sich die Blase nicht rotationssymmetrisch ausbildet und einen sogenannten Twist aufweist. Im Bereich des Twists bilden sich spiralförmige Vertiefungen aus, so dass die innere Oberfläche der Blase nicht eben ist und ein Teil des Niederschlags an der Oberfläche der Erweiterung hängen bleiben kann. Der Twist und die Oberflächeneigenschaften im Bereich der Erweiterung bekannter Kapillarröhrchen führen dazu, dass die oben erwähnten Nachweistests nicht mit der notwendigen Genauigkeit durchgeführt werden können, wie bereits zuvor dargelegt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen ein Rohr, und insbesondere ein Rohr und ein
Kapillarröhrchen mit einer Erweiterung hergestellt werden können, die einen im
Vergleich zu bekannten Rohren einen deutlich verringerten Twist und eine ebenere Oberfläche aufweisen.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2; weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Halteeinrichtung zum Halten und Fixieren des Rohres, ein Heizrohr, welches das Rohr ringförmig umschließt und mit dem das Rohr erwärmbar ist, eine Gasquelle zum Bereitstellen eines Gasstroms, und ein mit der Gasquelle kommunizierendes Anschlussstück zum Einleiten des Gasstroms in das Rohr über eines der offenen Enden, wodurch im Umformabschnitt durch freies Umformen eine radiale Erweiterung mit den gewünschten Abmessungen formbar ist. Wenn im Folgenden von einem Rohr die Rede ist, beziehen sich die diesbezüglichen
Ausführungen auch auf ein Glasrohr und ein Kapillarröhrchen. Dadurch, dass das Rohr vom Heizrohr ringförmig umschlossen ist, kann das Rohr im Umformungsabschnitt rotationssymmetrisch erwärmt werden, ohne dass das Rohr um die Längsachse gedreht werden muss. Dabei ist es nicht notwendig, dass das Heizrohr geschlossen ausgebildet ist; vielmehr soll unter ringförmig auch ein segmentiertes Heizrohr verstanden werden, das beispielsweise aus zwei oder mehreren kreisringförmigen Sektoren besteht. Dabei kann auch ein bestimmter Abstand zwischen den
benachbarten Sektoren verbleiben, solange eine rotationssymmetrische Erwärmung des Rohres gegeben ist. Unter einem Umformabschnitt soll der Abschnitt des Rohres verstanden werden, der infoige der Erwärmung radial nach außen messbar expandiert. Die radiale Erweiterung gibt dem Rohr im Umformabschnitt die Form einer Blase. Allein hierdurch kann der Twist der Blase deutlich reduziert werden, so dass die so erhaltene Erweiterung deutlich rotationssymmetrischer ist und eine ebenere innere Oberfläche aufweist, was insbesondere bei Anwendungen in der analytischen Chemie die Qualität der Testergebnisse steigert.
Ferner ist es durch die Verwendung des ringförmigen Heizrohres möglich, ein reproduzierbares, bekanntes Temperaturprofil entlang der Längsachse des Rohres einzustellen, also nicht nur eine sich zeitlich, sondern auch eine sich örtlich ändernde Temperatur. Hierdurch ist es möglich, die Form und die Abmessungen der
entstehenden radialen Erweiterung zu beeinflussen, so dass sich die radiale
Erweiterung relativ langsam entlang der Längsachse radial ausdehnt und große Steigungen vermieden werden. Hierdurch werden Toträume und Verwirbelungen verhindert, wodurch sich der bei Nachweistests entstehende Niederschlag an der inneren Oberfläche festsetzen kann, was zu einer Verfälschung des Messergebnisses führt. Wird das Rohr im Umformabschnitt radial erweitert, so ändert sich auch die Wandstärke des Rohres im Umformabschnitt. Genereil kann gesagt werden, dass die Wand- oder Materialstärke abnimmt, je mehr sich die Blase radial erweitert. Empirische Messungen haben ergeben, dass sich dieselben geometrischen Verhältnisse im Umformabschnitt und insbesondere dieselben Wandstärken einstellen, wenn das Rohr mit demselben Temperaturprofil erwärmt wird. Dies ist insofern eine wichtige
Erkenntnis, als dass es hierdurch ermöglicht wird, vom Außendurchmesser auf den Innendurchmesser zu schließen, was für die Regelung des Prozesses, wie später noch näher erläutert wird, wichtig wird.
Weiterhin kann die Gasquelle mit einem Druck beaufschlagt werden, der in einem Umformprozess zu einer Blase mit der gewünschten Größe führt. Durch Variation des Drucks wird auch die Größe der Blase verändert, wodurch sich diese Vorrichtung für Spezialanfertigungen besonders eignet. Es ist nicht notwendig, das Rohr mehrmals zu erwärmen. Dies beschleunigt einerseits den Umform- bzw. Herstellungsprozess und reduziert ferner die Ausbildung eines Twists innerhalb der Blase, da das Rohr im Umformungsabschnitt thermisch weniger stark belastet wird. Je nach Größe des Rohres muss das zweite offene Ende, über welches kein Gasstrom eingeleitet wird, nicht verschlossen sein, was den Umform- oder Herstellungsprozess weiter vereinfacht. Das Anschlussstück ist dabei so ausgestaltet, dass es den schnellen Anschluss an vorhandene Überdrucksysteme wie Druckluftleitungen usw. ermöglicht. Unter einem freien Umformen soll verstanden werden, dass das Rohr im
Umformabschnitt ausschließlich durch den im Rohr herrschenden Druck radial expandiert. Dabei sollen keine Formwerkzeuge eingesetzt werden, welche mit dem Rohr in Kontakt treten und die Form und Abmessungen der Blase beeinflussen. Es handelt sich folglich um ein kontaktfreies Umformen, wobei die Form der Blase neben dem Druck nur über die Temperatur und das Temperaturprofil, die vom Heizrohr bereitgestellt werden, veränderbar ist. Dadurch, dass das Rohr beim Umformen nicht mit einem Formwerkzeug in Kontakt tritt, entstehen auch keine Unebenheiten und Abdrücke auf den Oberflächen des Rohres, so dass die Oberflächen sehr glatt sind, weshalb die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Rohre besonders für die Verwendung für Nachweistests geeignet sind.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch Vorrichtung zum Umformen eines geschlossenen Rohres, insbesondere eines Glasrohres und eines Kapillarröhrchens, in einem
Umformabschnitt, wobei das geschlossene Rohr ein erstes und ein zweites
geschlossenes Ende aufweist und mit einem Atmosphärenüberdruck beaufschlagt ist, umfassend eine Halteeinrichtung zum Halten und Fixieren des geschlossenen Rohres, und Heizrohr, welches das geschlossene Rohr ringförmig umschließt und mit dem das geschlossene Rohr erwärmbar ist, wenn das Rohr in die Halteeinrichtung eingebracht ist, wodurch im Umformabschnitt durch freies Umformen eine radiale Erweiterung mit den gewünschten Abmessungen formbar ist, und eine Messeinrichtung zum
Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres und zum Erzeugen von
entsprechenden ersten Signalen, wobei die Vorrichtung eine Regelungseinheit aufweist, welche mit dem Heizrohr und der Messeinrichtung zum Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres verbindbar ist und die ersten Signale verarbeitet und das Heizrohr zum Erwärmen des Rohres entsprechend ansteuert. Diese Vorrichtung wird mit einem geschlossenen Rohr betrieben, welches mit einem
Atmosphärenüberdruck beaufschlagt ist. Wiederum kann mit dem Heizrohr eine rotationssymmetrische Erwärmung und ein reproduzierbares Temperaturprofil bereitgestellt werden. Der Überdruck sorgt dafür, dass sich das Rohr im
Umformabschnitt radial erweitert, bis dass sich ein Gleichgewicht einstellt und die radiale Expansion gestoppt wird. Ein großer Vorteil dieser Vorrichtung ist, dass das Rohr nicht mit Druck beaufschlagt werden muss. Eine Druckquelle und ein
Anschlussstück sind nicht erforderlich. Es können beispielsweise geschlossene Rohre mit einem, zwei oder drei bar Atmosphärenüberdruck verwendet werden, die jeweils zu Blasen mit genau definierten Dimensionen führen, ohne dass der Druck eingestellt werden muss. Die Regelungseinheit wirkt nur mit der Messeinrichtung zum Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres und mit dem Heizrohr zusammen. Ist die gewünschte radiale Erstreckung erreicht, wird das Heizrohr entsprechend
ausgeschaltet oder heruntergefahren, wobei hierbei eine gewisse Trägheit des
Zusammenwirkens zwischen dem Rohr und des Heizrohres berücksichtigt werden kann, so dass das Ausschalten oder das Herunterfahren bereits etwas vor dem
Erreichen der gewünschten radialen Erstreckung vollzogen werden kann. Durch den relativ einfachen Aufbau werden Fehlerquellen vermieden Diese Vorrichtung eignet sich zur Herstellung von Massenprodukten mit denselben Abmessungen, die dennoch eine twistfreie Erweiterung aufweisen.
Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung einen ersten Fixierabschnitt und einen zweiten Fixierabschnitt auf, wobei das Heizrohr zwischen dem ersten und dem zweiten
Fixierabschnitt angeordnet ist. Prinzipiell ist es möglich, die Halteeinrichtung mit nur einem Fixierabschnitt zu versehen, so dass das Rohr nur an einer Stelle beim
Umformen gehalten wird. Hierbei bietet es sich an, das Rohr beim Umformen senkrecht anzuordnen und es oberhalb des Umformabschnitts einzuspannen, um ein Verbiegen beim Umformen aufgrund des Eigengewichts und die hierdurch hervorgerufenen Biegemomente so gering wie möglich zu halten. Dennoch ist eine sehr genaue
Prozessführung notwendig, um das Rohr nicht soweit zu erhitzen und folglich zu erweichen, dass es sich während des Umformens biegt oder streckt. Bei der
Verwendung von zwei Fixierabschnitten, zwischen denen sich der Umformabschnitt befindet, kann das Rohr so eingespannt werden, dass beim Umformen so gut wie keine Kräfte und Biegemomente im Umformabschnitt wirken, so dass sehr gleichmäßige und rotationssymmetrische Blasen entstehen.
Unabhängig davon, ob das Rohr mit den zwei offenen Enden oder das Rohr, welches mit einem Atmosphärenüberdruck beaufschlagt ist, verwendet wird, soll nochmals auf den Umstand hingewiesen werden, dass das Rohr beim Umformen nicht gedreht werden muss. Das Rohr muss an beiden Seiten des Umformabschnitts eingespannt und dort bei bekannten Herstellungsverfahren gedreht werden. Selbst kleinste
Differenzen in der Drehgeschwindigkeit führen beim Erwärmen des Rohres zum Twist. Ein Getriebe, welches die Drehgeschwindigkeiten an den beiden Fixierabschnitten nahezu vollständig synchronisiert, ist extrem aufwendig. Verschleiß im Betrieb könnte die Synchronisierung wieder aufheben. Diese Nachteile werden erfindungsgemäß vermieden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird dadurch weitergebildet, dass zwischen der Gasquelle und dem Anschlussstück ein Ventil zum wahlweisen Freigeben oder
Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr angeordnet ist. Mit dem Gasstrom wird der Druck im Rohr eingestellt. Das Ventil ermöglicht es, den Druck zu erhöhen, wenn das Rohr eine bestimmte Zeit erwärmt worden ist, wodurch die Ausbildung eines Twists weiter verringert werden kann. Wenn eine kleinere oder größere Blase erzeugt werden soll, kann ein niedrigerer Druck im Rohr eingestellt werden, so dass mit derselben
Vorrichtung auf einfache Weise Blasen mit unterschiedlicher Größe hergestellt werden können, was die Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung steigert. Um das Totvolumen weitgehend zu reduzieren, ist dabei das Ventil so nahe wie möglich am Anschlussstück angeordnet.
Vorzugsweise ist das Ventil als Mehrwegeventil ausgestaltet, mit dem das Rohr wahlweise entlüftet werden kann. Neben den bereits für das Ventil dargelegten Vorteilen kann mit der Möglichkeit der Entlüftung zusätzlich Einfluss auf den
Herstellungsprozess der Blase genommen werden, wodurch der Herstellungsprozess schneller und zuverlässiger durchgeführt werden kann. Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Mehrwegeventil elektrisch schaltbar ist, um in einen Steuer- oder Regelkreis eingebunden werden zu können. Bei dem geschlossenen Rohr ist keine
Druckänderung möglich, so dass in der Vorrichtung zum Umformen des geschlossenen Rohres keine Ventile notwendig sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Heizrohr von einer Induktionsspule umgeben, wobei das Heizrohr aus einem Material besteht oder ein Material umfasst, welches mit der Induktionsspule erwärmbar ist. Die Verwendung einer Induktionsspule eröffnet die Möglichkeit, das Heizrohr sehr genau auf die gewünschte Temperatur zu bringen, was beispielsweise mit einem Gasbrenner nicht möglich ist. Folglich kann das Rohr auf eine Temperatur erwärmt werden, die optimal zur Ausbildung der twistfreien Blase ist. Bei der Verwendung von Gasbrennern wird in vielen Fällen das Rohr stärker erwärmt als notwendig, was insbesondere bei der Verwendung von Borosilikatgläsern einige nachteilige Effekte mit sich bringt. Die übermäßige Erwärmung sorgt für die Verdampfung von Alkaliboraten, insbesondere Natriumborat, aus dem Bereich, der über die Verdampfungstemperatur der Alkaliborate erwärmt worden ist. Einerseits diffundieren die verdampften Alkaliborate in einen etwas kühleren Bereich in den oberflächennahen Bereich des Glasrohres hinein, wodurch es zu einer Anreicherung von Alkaliboraten kommt, was Delaminationsprozesse nach sich zieht und sich kleine schuppenartige Glaspartikel abschälen. Andererseits lagern sich die Alkaliborate in deutlich kühleren Bereichen auf der Oberfläche ab und können sich mit Flüssigkeiten mischen, die durch das Glasrohr geführt werden, was insbesondere in der analytischen Chemie bei Nachweistests sehr nachteilig sein kann. Die Verwendung von
Induktionsspulen ermöglicht es, den Umformabschnitt nur soweit zu erwärmen, wie es für die Umformung notwendig ist. Die Verdampfung von Alkaliboraten wird somit auf ein unschädliches Maß reduziert. Darüber hinaus kommt es zu verstärkten
Thermospannungen innerhalb der Blase, wenn das Glasrohr sehr stark erwärmt wird, wie es bei der Verwendung von Gasbrennern der Fall ist. Die Thermospannungen führen dazu, dass bei der Vereinzelung der Halbzeuge beispielsweise durch Brechen oder Ritzen Risse auftreten können, so dass die so erhaltenen vereinzelten Bauteile Ausschuss sind. Ferner lassen sich Gasbrenner im Vergleich zu Induktionsspulen deutlich schlechter regeln, was den Vorteil bringt, dass unter Verwendung von Induktionsspulen der Prozess langsamer und folglich kontrollierter gestaltet werden kann, wodurch bessere Resultate hinsichtlich der Geometrien der Erweiterung erzielt werden. Luftströme stören bei der induktiven Erwärmung nicht.
Als Alternative zu Induktionsspulen können Widerstandselemente verwendet werden, die auch eine rotationssymmetrische Beheizung ermöglichen und sich in einen
Regelkreis einbinden lassen, allerdings sind elektrische Leitungen notwendig, die hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind und den Austausch im Falle einer Fehlfunktion oder einer Reinigung erschweren.
Das verwendete Material ist vorzugsweise eine Nickel-Basislegierung. Eine Nickel- Basislegierung weist eine geringe Verzunderungsneigung und eine relativ gute
Formstabilität bei hoher Temperatur auf, so dass sich die Form des Heizrohres im Betrieb der Vorrichtung kaum verändert. Jede Veränderung der Form des Heizrohres führt auch zu ungleichmäßigen Temperaturverteilungen im Umformabschnitt, was sich wiederum negativ auf die Rotationssymmetrie der Blase auswirkt. Ferner ist es bevorzugt, die Wandstärke des Heizrohres und folglich die Wärmekapazität so gering wie möglich zu halten. Dies hat den Vorteil, dass die Temperatur schnell geändert und der Herstellungsprozess genauer und schneller ausgestaltet werden kann. Weiterhin soll das Heizrohr gut an das Hochfrequenzfeld der Induktionsspule ankoppelbar sein. Ein Beispiel einer bevorzugten Nickel-Basislegierung ist 2.4952, der in der Summe die genannten Anforderungen bei den vorherrschenden Betriebstemperaturen am besten erfüllt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Heizrohr eine innere Oberfläche und eine oder zwei im Wesentlichen senkrecht zu der inneren Oberfläche verlaufende Stirnflächen auf, wobei die innere Oberfläche über eine Fase in die eine Stirnfläche oder über eine erste Fase und eine zweite Fase in die beiden Stirnflächen übergeht. Die Ausgestaltung des Heizrohres hat einen wesentlichen Einfluss auf die
Temperaturverteilung entlang der Längsachse des Rohres beim Erwärmen. Da Glas ein schlechter Wärmeleiter ist, entstehen große Temperaturgradienten zwischen den erwärmten und nicht erwärmten Abschnitten des Rohres. Der Grad der Erwärmung ist stark abhängig vom Abstand des Heizrohres zum Rohr. Die Fasen sorgen dafür, dass das Heizrohr entlang der Längsachse des Rohres gesehen nicht abrupt aufhört, sondern dass der Abstand zum Rohr allmählich ansteigt. Folglich ist der
Temperaturgradient zwischen den erwärmten und nicht erwärmten Abschnitten des Rohres weniger groß, wodurch die Thermospannungen weniger stark sind , was die Stabilität des Rohres erhöht, was sich, wie bereits dargelegt, positiv auf den
Vereinzelungsprozess auswirkt. In einer weiteren Fortbildung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Isolierung zum thermischen Abschirmen der Vorrichtung auf. Die Isolierung stabilisiert die thermischen Verhältnisse innerhalb des Umformabschnitts und ist in der Lage, eine Temperatur von bis zu 900°C im Umformabschnitt vorzuhalten. Hierdurch wird die Energie, die zum Betreiben der Vorrichtung bzw. zum Erwärmen des Heizrohres und des Rohres benötigt wird, reduziert, so dass die Vorrichtung kostengünstiger betrieben werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Isolierung zwischen der Induktionsspule und dem Heizrohr angeordnet ist, wodurch neben der thermischen auch eine elektrische Trennung zwischen Heizrohr und Isolierung bewirkt wird. Hierdurch wird die Betriebssicherheit der Vorrichtung erhöht. Die Isolierung wird vorzugsweise aus einem keramischen Werkstoff bereitgestellt, wodurch die Isolierung auch zu
Positionierungszwecken des Heizrohres verwendet werden kann. Wie später noch dargelegt, ist es wichtig, dass sich die Position des Heizrohres relativ zum Rohr insbesondere durch die Erwärmung während des Umformprozesses nicht verändert, was durch eine keramische Isolierung gut zu erreichen ist. Ferner stört eine keramische Isolierung das Zusammenwirken zwischen der Induktionsspule und dem Heizrohr nicht.
Ferner weist die Vorrichtung eine Messeinrichtung zum Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres und zum Erzeugen von entsprechenden ersten Signalen auf. Der Umformprozess der Blase kann somit nachverfolgt werden, so dass es möglich ist, ihn genau dann zu stoppen, wenn die radiale Erstreckung der Blase ein bestimmtes Maß überschritten hat. Ferner ist es möglich, andere, für den Umformprozess wesentliche Parameter in Abhängigkeit der momentanen radialen Erstreckung der Blase zu ändern, beispielsweise den Volumenstrom oder den Druck des Gasstroms in das Rohr oder die Temperatur des Heizrohres. Die Anzahl der entstehenden Blasen mit den gewünschten Abmessungen wird erhöht, so dass der Ausschuss reduziert wird.
Vorzugsweise ist die Messeinrichtung als eine optische Messeinrichtung ausgebildet. Optische Messeinrichtungen haben sich in derartigen Einsatzgebieten bewährt und sind kostengünstig und einfach einsetzbar. Es können beispielsweise laserbasierte
Messeinrichtungen verwendet werden, die ein Höchstmaß an Genauigkeit bereitstellen. Es kann eine Art Lichtschranke realisiert sein, die registriert, ob die radiale Erstreckung der Blase ein bestimmtes Maß erreicht oder überschritten hat. Dabei ist die Messeinrichtung vorzugsweise als eine Kamera ausgebildet. Die Kamera kann dabei so gewählt werden, dass ein großer Arbeitsabstand bei einem niedrigen Betrachtungswinkel ermöglicht wird. Je niedriger der Betrachtungswinkel, desto geringer die notwendige Tiefenschärfe, so dass auch kostengünstigere Kameras eingesetzt werden können. Dabei weisen die Kameras vorzugsweise ein
telezentrisches Objektiv auf. Die Signale der Kamera können über ein
Bildbearbeitungsprogramm ausgewertet und beispielsweise in Durchmesserangaben umgerechnet werden. Wiederum bezugnehmend auf die Anwendungen der
erfindungsgemäßen Rohre im Laborbereich und insbesondere in der analytischen
Chemie ist der Verlauf des Innendurchmessers in der Erweiterung von entscheidender Bedeutung, wohingegen mit der Kamera der Außendurchmesser der Blase bestimmbar ist. Es hat sich aber herausgestellt, dass der Innendurchmesser und der
Außendurchmesser in einer festen Funktion zueinander stehen, wenn ein
reproduzierbares und definiertes Temperaturprofil im Umformabschnitt und
insbesondere entlang der Längsachse des Rohres eingestellt wird. In diesem Fall kann der von der Kamera gemessene Außendurchmesser mit einer einfachen
mathematischen Korrektur in den Innendurchmesser umgerechnet werden. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass der Abstand zwischen dem Umformabschnitt und der Kamera während des Umformprozesses immer gleich bleibt, was besonders gut mit der keramischen Isolierung erreicht werden kann.
Es ist vorteilhaft, wenn die Messeinrichtung zwei Kameras umfasst, die bezogen auf das Rohr einen Winkel einschließen. Für jede Position der Kamera ergibt sich eine Ebene, in welcher die radiale Erstreckung am genauesten gemessen werden kann. In dieser Ausgestaltung kann die radiale Erstreckung des Rohres im Umformabschnitt in zwei Ebenen gemessen werden, wodurch insbesondere die Rotationssymmetrie genauer bestimmt werden kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Winkel, den die Kameras miteinander einschließen, in etwa 90° beträgt. In diesem Bereich weisen die beiden Ebenen die größtmögliche Winkeldifferenz zueinander auf, so dass die
Rotationssymmetrie bestmöglich bestimmt werden kann. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Beleuchtungseinheit zum Bereitstellen von Licht zum Beleuchten des Rohres. Insbesondere dann, wenn die Messeinrichtung zum Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres als Kamera oder als eine andere optische Messeinrichtung ausgestaltet ist, ist es von besonderer Bedeutung, dass das Rohr zumindest an der Stelle, an welcher seine radiale Erstreckung bestimmt werden soll, gleichmäßig beleuchtet ist, ohne dass es dabei zu störenden Reflexionen kommt. Die Beleuchtungseinheit kann so ausgestaltet sein, dass die Lichtverhältnisse optimal auf die jeweils verwendete optische Messeinrichtung angepasst sind, um
gleichbleibend reproduzierbare Messergebnisse zu erhalten.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung einen Reflexionsbereich zum zielgerichteten Reflektieren des von der Beleuchtungseinheit bereitgestellten Licht innerhalb der Vorrichtung auf. Wie bereits zuvor dargelegt, umschließt das Heizrohr das Rohr ringförmig. Folglich ist es nicht ohne Weiteres möglich, das Rohr direkt im Umformabschnitt zu beleuchten, ohne dass es zu Reflexionen kommt, die vom Rohr ausgehen und die Messergebnisse verfälschen können. Mittels eines
Reflexionsbereichs kann zum einen das Rohr indirekt und dennoch ausreichend beleuchtet werden, ohne dass es zu störenden Reflexionen kommt, zum anderen kann die Beleuchtungseinheit flexibel beabstandet vom Rohr und vom Heizrohr angeordnet werden, was den Aufbau der Vorrichtung vereinfacht.
In einer besonders bevorzugen Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine
Temperaturmesseinrichtung zum Messen der Temperatur des Heizrohres oder im Umformabschnitt des Rohres oder des geschlossenen Rohres und zum Erzeugen von entsprechenden zweiten Signalen auf. Hierzu können bekannte und geeignete
Messsensoren im Heizrohr oder im Umformabschnitt angeordnet werden. Dadurch, dass eine aktuelle Information bezüglich der im Heizrohr oder im Umformabschnitt herrschenden Temperatur vorliegt, kann der Herstellungsprozess besser gesteuert oder geregelt werden. Die zweiten Signale sind derart, dass sie von einer Steuerungs- oder Regelungseinheit ausgelesen werden können. Da die Temperatur, auf welche das Rohr oder das geschlossene beim Herstellungsprozess der Blase erwärmt wird, einen wichtigen Einfluss auf die Qualität der entstehenden Blase und deren
Oberflächeneigenschaften hat, ist es in dieser Ausgestaltung besonders gut möglich, die Blasen mit der gewünschten Qualität und insbesondere mit einer hohen
Rotationssymmetrie und twistfrei herzustellen. Dabei hat sich herausgestellt, dass die Temperatur des Heizrohres besser zu messen ist als die des Rohres oder des geschlossenen Rohres im Umformabschnitt, da im letzteren Fall viele Störeinflüsse die Messergebnisse verfälschen können.
Dabei ist die Temperaturmesseinrichtung vorzugsweise als ein Pyrometer ausgebildet.
Ein Pyrometer ermöglicht die berührungslose Bestimmung der Temperatur im Rohr oder des Heizrohres aus der Ferne, so dass keine Messsensoren verwendet werden müssen, die einer starken thermischen Belastung ausgesetzt sind. Selbiges gilt auch für weitere Bauteile, welche die Messsensoren bedingen, wie elektrische Leitungen etc.
Ferner wird die Temperaturverteilung im Umformabschnitt nicht durch die zusätzlichen
Bauteile beeinflusst. Besonders bevorzugt ist es, das Pyrometer als
Quotientenpyrometer auszugestalten, wodurch der Einfluss von
Emissionsgradänderungen minimiert werden kann.
Vorzugsweise weisen die Fixierabschnitte Nuten auf, in welche das Rohr oder das geschlossene einbringbar ist und die entlang einer Längsachse des Rohres fluchten. Auf diese Weise können die Fixierabschnitte einfach und dennoch wirksam
ausgestaltet werden. Dadurch, dass die Nuten entlang der Längsachse des Rohres fluchten, wird das Rohr im fixierten Zustand so gut wie nicht auf Biegung beansprucht, was sich positiv auf die Qualität der entstehenden Blase und deren innere Oberfläche auswirkt. Dabei weisen die Fixierabschnitte je eine Klemmeinheit auf, welche so auf das Rohr einwirken, dass das Rohr in den Nuten fixierbar ist. Die Klemmeinheiten können beispielsweise eine Kraft auf das Rohr aufbringen, so dass das Rohr in die
Nuten gedrückt und aufgrund der dann entstehenden Reibung zwischen den Nuten und dem Rohr fixiert wird. Die Klemmeinheiten können beispielsweise federbelastet sein und daher eine niedrige Bauhöhe aufweisen, so dass sie den für die Kamera
erfassbaren Bereich nicht unnötig einschränken. Bevorzugt werden Prismennuten verwendet, worunter Nuten mit einem V-förmigen Querschnitt zu verstehen sind. Der Öffnungswinkel beträgt dabei typischerweise 90°. Die Prismennuten haben den Vorteil, dass sie den einzuspannenden Gegenstand, hier also das Rohr, selbst zentrieren. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine Regelungseinheit auf, welche mit dem Mehrwegeventil, dem Heizrohr, der Temperaturmesseinrichtung und der Messeinrichtung zum Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres verbindbar ist und die ersten Signale und die zweiten Signale verarbeitet und das Mehrwegeventil zum Einleiten oder Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr oder zum Entlüften und das Heizrohr zum Erwärmen des Glassrohres entsprechend ansteuert. Diese Ausgestaltung bezieht sich auf die Vorrichtung zum Umformen eines Rohres mit einem oder zwei offenen Enden. In dieser Ausgestaltung kann eine automatisierte Regelung des Herstellungsprozesses der Blase realisiert werden. Dabei kann der Außendurchmesser der Blase nahezu kontinuierlich erfasst und die zeitliche Änderung des Außendurchmessers mit Referenzwerten verglichen werden. Je nach Vergleichsergebnis kann die Temperatur des Heizrohres und/oder der Druck im Rohr durch eine entsprechende Ansteuerung des Mehrwegeventils verändert wird. Durch diese Regelung kann eine Vielzahl von Blasen mit gleichbleibender Qualität bei minimalem Ausschuss hergestellt werden. Ferner ermöglicht es die
Regelung, den Herstellungsprozess zu optimieren, beispielsweise durch Auffinden eines bestimmten Temperaturprofils, welches vom Heizrohr durchlaufen wird, so dass die Dauer des Herstellungsprozesses minimiert und somit seine Effektivität gesteigert wird. Auch kann die Regelungseinheit die Trägheit des Herstellungsprozesses berücksichtigen und einen„Bremspunkt" ermitteln. Selbst wenn zum selben Zeitpunkt der Druck im Rohr abgebaut und das Heizrohr ausgeschaltet wird, heißt dies noch nicht, dass sich der Blasendurchmesser nicht noch vergrößern kann. Um eine Blase mit einem bestimmten Durchmesser zu erlangen, ist es daher notwendig, die Erwärmung zu beenden und den Druck schon abzubauen, wenn der gewünschte Durchmesser der Blase noch nicht erreicht ist, was mit dem Begriff„Bremspunkt" beschrieben werden soll. Das Vorsehen einer derartigen Regelungseinheit ist nur für das Rohr mit den beiden offenen Enden notwendig, da sich das Rohr mit den geschlossenen Enden ohne Regelung umformen lässt. In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung, die sich auf das Umformen eines geschlossenen Rohres bezieht, ist die Regelungseinheit mit dem Heizrohr und der Temperaturmesseinrichtung verbindbar, wobei die Regelungseinheit die ersten Signale und die zweiten Signale verarbeitet und das Heizrohr zum Erwärmen des Rohres entsprechend ansteuert. Die Vorteile, die sich in dieser Ausgestaltung erzielen lassen, entsprechen denjenigen, welche für die entsprechende Ausgestaltung der Vorrichtung diskutiert worden sind, die sich auf das Umformen eines Rohres mit einem oder zwei offenen Enden bezieht.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Umformen eines Rohres, insbesondere eines Kapillarröhrchens, in einem Umformabschnitt geöst, wobei das Rohr ein oder zwei offenen Enden aufweist, umfassend folgende Schritte: - Halten und Fixieren des Rohres mit einer Halteeinrichtung, ,
Erwärmen des Rohres mit einem Heizrohr, welches das Rohr ringförmig umschließt,
Bereitstellen eines Gasstroms mittels einer Gasquelle, und
Einleiten des Gasstroms in das Rohr über mindestens eines der offenen Enden mit einem mit der Gasquelle kommunizierenden Anschlussstück zum Einstellen des Drucks im Rohr, der eine radiale Erweiterung des Rohres im
Umformabschnitt bewirkt, wobei das Rohr ausschließlich mit dem von der Gasquelle bereitgestellten Druck im Umformabschnitt mit einer radialen Erweiterung mit den gewünschten Abmessungen versehen wird.
Die Vorteile und technischen Effekte, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden, entsprechen denjenigen, die für die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind. Insbesondere ist es möglich, das Rohr ohne Drehen um die Längsachse rotationssymmetrisch zu erwärmen, wodurch das Rohr mit einer Blase versehen werden kann, die weitgehend twist- oder torsionsfrei ist und eine weitgehend ebene innere Oberfläche aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit folgenden Schritten weitergebildet:
Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres und Erzeugen von
entsprechenden ersten Signalen mittels einer entsprechend eingerichteten Messeinrichtung, - Messen der Temperatur des Heizrohres oder im Umformabschnitt des Rohres und Erzeugen von entsprechenden zweiten Signalen mittels einer
Temperaturmesseinrichtung,
- Verarbeiten der ersten Signale und der zweiten Signale mittels einer
Regelungseinheit,
- Ansteuern eines zwischen der Gasquelle und dem Anschlussstück
angeordneten Mehrwegeventils mit der Regelungseinheit und wahlweises Freigeben oder Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr oder wahlweises Entlüften des Rohres mittels des Mehrwegeventils, und
- Ansteuern des Heizrohres mit der Regelungseinheit und wahlweises Erwärmen des Rohres mit dem Heizrohr.
In dieser Ausgestaltung kann eine automatisierte Regelung des Umformprozesses des Rohres realisiert werden. Dabei kann der Außendurchmesser der Blase nahezu kontinuierlich erfasst und die zeitliche Änderung des Außendurchmessers mit
Referenzwerten verglichen werden. Je nach Vergleichsergebnis kann die Temperatur des Heizrohres und/oder der der Druck im Rohr durch eine entsprechende
Ansteuerung des Mehrwegeventils verändert werden. Durch diese Regelung kann eine Vielzahl von Blasen mit gleichbleibender Qualität bei minimalem Ausschuss hergestellt werden. Ferner ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren in dieser
Ausgestaltung, den Herstellungsprozess zu optimieren, beispielsweise durch Auffinden eines bestimmten Temperaturprofils, welches vom Heizrohr durchlaufen wird, so dass die Dauer des Umformprozesses minimiert und somit seine Effektivität gesteigert wird. Die Aufgabe wird ferner mit einem Verfahren zum Umformen eines geschlossenen
Rohres, insbesondere eines Kapillarröhrchens, in einem Umform abschnitt gelöst, wobei das geschlossene Rohr ein erstes und ein zweites geschlossenes Ende aufweist und mit einem Atmosphärenüberdruck beaufschlagt ist, umfassend folgende Schritte:
Halten und Fixieren des geschlossenen Rohres mit einer Halteeinrichtung, und Erwärmen des geschlossenen Rohres mit Heizrohr, welches das geschlossene Rohr ringförmig umschließt, Bestimmen der radialen Erstreckung des geschlossenen Rohres und Erzeugen von entsprechenden ersten Signalen mittels einer entsprechend eingerichteten Messeinrichtung,
Verarbeiten der ersten Signale mittels einer Regelungseinheit, und
Ansteuern des Heizrohres mit der Regelungseinheit und wahlweises Erwärmen des geschlossenen Rohres mit dem Heizrohr.
Ein wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens ist, dass sich die Regelung nur darauf beschränkt sicherzustellen, wann die gewünschte radiale Erstreckung des Rohres erreicht ist. Da der Atmosphärenüberdruck bereits im geschlossenen Rohr vorhanden ist, muss das geschlossene Rohr nur noch mit dem definierten, reproduzierbaren Temperaturprofil erwärmt und die Erwärmung rechtzeitig abgebrochen werden, so dass sich Blasen von derselben Größe einstellen.
Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm zum Betreiben einer Regelungseinheit gelöst, mit welcher eine Vorrichtung zum Umformen eines Rohres, insbesondere eines Kapillarröhrchens, in einem Umformabschnitt regelbar ist, wobei die Vorrichtung umfasst:
- eine Halteeinrichtung zum Halten und Fixieren des Rohres,
- ein Heizrohr, welches das Rohr ringförmig umschließt und mit dem das Rohr erwärmbar ist,
- eine Gasquelle zum Bereitstellen eines Gasstroms, und
- ein mit der Gasquelle kommunizierendes Anschlussstück zum Einleiten des Gasstroms in das Rohr über eines der offenen Enden, wodurch im
Umformabschnitt durch freies Umformen eine radiale Erweiterung mit den gewünschten Abmessungen formbar ist.
- ein Mehrwegeventil zum Einleiten oder Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr oder zum Entlüften des Rohres,
- eine Temperaturmesseinheit zum Messen der Temperatur des Heizrohres oder im Umform abschnitt des Rohres und Erzeugen von entsprechenden ersten Signalen, - eine Messeinrichtung zum Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres und Erzeugen von entsprechenden zweiten Signalen,
wobei das Computerprogramm Programmmittel zum Veranlassen eines Computers umfasst, die folgenden Schritte auszuführen, wenn das Computerprogramm auf dem Computer ausgeführt wird:
Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres und Erzeugen von
entsprechenden ersten Signalen mittels der Messeinrichtung,
Messen der Temperatur des Heizrohres oder im Umformabschnitt des Rohres und Erzeugen von entsprechenden zweiten Signalen mittels der
Temperaturmesseinrichtung,
- Verarbeiten der ersten Signale und der zweiten Signale mittels der
Regelungseinheit,
- Ansteuern des Mehrwegeventils mit der Regelungseinheit und wahlweises
Freigeben oder Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr oder wahlweises Entlüften des Rohres mittels des Mehrwegeventils, und
- Ansteuern des Heizrohres mit der Regelungseinheit und wahlweises Erwärmen des Rohres mit dem Heizrohr.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Computerprogramms kann eine automatisierte
Regelung des Umformprozesses der Blase realisiert werden. Dabei kann der
Außendurchmesser der Blase nahezu kontinuierlich erfasst und die zeitliche Änderung des Außendurchmessers mit Referenz werten verglichen werden. Über den Computer können Sollwerte für den Außendurchmesser eingegeben werden. Je nach
Vergleichsergebnis kann die Temperatur des Heizrohres geändert und/oder der Druck im Rohr eingeleitet, der Massenstrom des Gasstroms geändert oder unterbrochen oder das Rohr durch eine entsprechende Ansteuerung des Mehrwegeventils geändert wird. Durch diese Regelung kann eine Vielzahl von Blasen mit gleichbleibender Qualität bei minimalem Ausschuss hergestellt werden. Ferner ermöglicht es das erfindungsgemäße Computerprogramm, den Herstellungsprozess zu optimieren, beispielsweise durch Auffinden eines bestimmten Temperaturprofils, welches vom Heizrohr durchlaufen wird, so dass die Dauer des Herstellungsprozesses minimiert und somit seine Effektivität gesteigert wird. Es können sehr viele Daten erfasst und verarbeitet werden, so dass der Herstellungsprozess mit einem hohen Maß an Reproduzierbarkeit durchlaufen werden kann. Ferner können sämtliche durchlaufene Herstellungsprozesse vom
Computer dokumentiert und ausgewertet werden. Ein derartiges Computerprogramm ist für das geschlossene Rohr nicht notwendig, jedoch kann das Computerprogramm sinngemäß auch für das geschlossene Rohr verwendet werden mit der Ausnahme, dass kein Gasstrom in das geschlossene Rohr eingeleitet und das geschlossene Rohr nicht entlüftet werden kann. Folglich entfällt die Ansteuerung des Mehrwegventils.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Rohr und insbesondere ein Kapillarröhrchen mit einer Längsachse und einer Erweiterung, wobei die Erweiterung in einer wählbaren durch die Längsachse verlaufende ersten Ebene eine ganzzahlige Anzahl von i > 1 oberer Radien und unterer Radien aufweist und für jede Anzahl i der Wert
I , R ,
Λ',, + R.. berechnet und der maximale Wert
A*raax = MAx(ARi:rel ) gesucht wird, wobei der Wert ARmax 5% oder weniger, insbesondere 3% oder weniger beträgt. Die erste Ebene wird willkürlich gewählt und muss nur die Bedingung erfüllen, dass sie durch die Längsachse verläuft bzw. die Längsachse in der ersten Ebene verläuft. Die Messung wird einmal für jedes Rohr durchgeführt, beispielsweise mit der Kamera 56. Wenn eine Erweiterung diese Bedingung erfüllt, kann sie als im
Wesentlichen twist- oder torsionsfrei gewertet werden. Ist die Bedingung nicht erfüllt, wird das Rohr aussortiert und verschrottet. Ein Rohr mit einer idealen Erweiterung weist einen Wert von ARmax = 0% auf. Glasrohre und insbesondere Kapillarröhrchen mit einer derartigen Erweiterung eignen sich ganz besonders für den Einsatz bei in der analytischen Chemie, da sie aufgrund ihrer hohen Präzision bezüglich des Verlaufs und der Oberflächeneigenschaften der Erweiterung eine hohe Verlässlichkeit und
Genauigkeit von Nachweistests unterstützen. Dabei wird das erfindungsgemäße Rohr vorzugsweise nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, was aber nicht zwangsläufig der Fall sein muss. Zusätzlich werden der Wert ARi ;rei zusätzlich in einer zweiten Ebene berechnet, die in etwa senkrecht auf der ersten Ebene steht und die Längsachse durchläuft und der maximale Wert ARmax für die zweite Ebene gesucht, wobei der Wert ARmax 5% oder weniger, insbesondere 3% oder weniger beträgt. Die entsprechenden Messungen können mit zwei entsprechend auf das Rohr gerichteten Kameras durchgeführt werden. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens bildet sich die radiale Erstreckung sehr symmetrisch und gleichmäßig aus, so dass es ausreicht, die radiale Erstreckung nur in einer Ebene zu messen und zu prüfen ob die Bedingung erfüllt ist oder nicht. Ist sie erfüllt, kann mit hoher
Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass sie auch in jeder anderen Ebene erfüllt ist. Allerdings könnte es dennoch zu Ungleichmäßigkeiten kommen, so dass in der ersten Ebene die Bedingung erfüllt ist, nicht aber in der zweiten Ebene. In dieser Ausgestaltung kann dieser Fall identifiziert und das betreffende Rohr aussortiert werden, wodurch insbesondere die Zuverlässigkeit des Nachweistests, die
hauptsächlich von der Präzision der radialen Erweiterung des Rohres abhängt, weiter gesteigert werden.
Vorzugsweise wird das Rohr oder das geschlossene Rohr entlang einer
Vereinzelungsebene zu zwei vereinzelten Bauteilen getrennt. Hierdurch werden zwei Bauteile erzeugt, die eine Trichterform aufweisen. In dieser Ausgestaltung können die Rohre für Nachweistest verwendet werden. Es bietet sich dabei an, dass die Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse und durch den maximalen Innendurchmesser des Rohres oder des geschlossenen Rohres verläuft. Es werden zwei gleiche Bauteile geschaffen, die beispielsweise für die Nachweistests verwendet werden können, so dass das erfindungsgemäße Rohr effektiv genutzt werden kann.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das vereinzelte Bauteil eine Länge (XT) von 70 ± 35 mm, einen maximalen Außendurchmesser von 1 ,46 ± 0,73 mm und einen minimalen
Außendurchmesser von 1 ,0 ± 0,5 mm, einen maximalen Innendurchmesser (di,max) von 1 ,067 ± 0,5335 mm, minimalen Innendurchmesser (di,min) von 0,08 ± 0,04 mm und der Umformabschnitt (66) eine Länge (XF) von 3,0 ± 1 ,5 mm aufweisen. In dieser Ausgestaltung mit diesen Abmessungen ist das Rohr oder das geschlossene Rohr besonders gut für den Einsatz in Nachweistests geeignet. Vorzugsweise besteht das Rohr oder das geschlossene Rohr aus Borosiiikatglas, wobei der Umformabschnitt und die nicht umgeformten Abschnitte im Wesentlichen dieselbe Alkaliborat-Konzentration aufweisen. Mit anderen Worten weisen die erfindungsgemäßen Rohre aus Borosiiikatglas keine Zonen mit einer Verarmung oder Anreicherung von Alkaliborat auf. Dies ist insbesondere eine Folge des
erfindungsgemäßen Umformprozesses, bei welchem aufgrund der Verwendung des ringförmigen Heizrohres anstelle von Gasbrennern das Rohr nur soweit erwärmt wird, wie es für den Umformprozess notwendig ist. Die hierfür notwendige Temperaturen liegen in etwa zwischen 800 bis 900°C, also deutlich unter der
Verdampfungstemperatur der Alkaliborate, so dass es nicht oder zu keiner
wesentlichen Verarmung oder Anreicherung von Alkaliboraten innerhalb des
Glasrohres kommt. Es bildet sich keine Delaminationszone oder Kondensationszone aus, wodurch eine Abschälung von schuppenförmigen Glaspartikeln oder eine
Migration von Alkaliboraten in die im Rohr geführten Flüssigkeiten verhindert wird. Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Umformen eines Rohres anhand einer prinzipiellen Seitenansicht
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Umformen eines geschlossenen Rohres, ebenfalls anhand einer Seitenansicht,
Figur 3 einen Vergleich eines Rohres, welches einen idealen Verlauf sowohl bezüglich der Längsachse als auch bezüglich einer durch den maximalen Durchmesser verlaufenden Ebene aufweist, mit einem Rohr, das einen
Twist aufweist Figur 4 ein vereinzeltes Bauteil, der aus dem in Figur 3 dargestellten
erfindungsgemäßen Rohr hergestellt worden ist, und Figur 5 das erfindungsgemäße Rohr, dargestellt entlang der in den Figuren 3 und 4 definierten Vereinzelungsebene E.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10i zum Umformen eines Rohres 1 1 anhand einer Prinzipskizze dargestellt. Die Vorrichtung 10i umfasst eine in etwa U-förmige Halteeinrichtung 12 zum Halten und Fixieren des
Rohres 1 1 mit einem ersten Fixierabschnitt 14 und einem zweiten Fixierabschnitt 16, die jeweils eine Nut 18 aufweisen, in welche das Rohr 1 1 einbringbar ist. Die Nuten 18 sind so ausgerichtet, dass sie entlang einer Längsachse L des Rohres 1 1 so genau wie möglich fluchten, so dass das Rohr 1 1 mit einer möglichst geringen Biegebelastung fixierbar ist. Der erste Fixierabschnitt 14 umfasst ferner eine erste Klemmeinheit 20 und der zweite Fixierabschnitt 16 umfasst eine zweite Klemmeinheit 22, mit denen das Rohr 1 1 in die Nut 18 gedrückt und fixiert wird, ohne dass das Rohr 1 1 beschädigt wird. Das Rohr 1 1 weist ein erstes und ein zweites offenes Ende 24, 26 auf, wobei an dem ersten offenen Ende 24 ein Anschlussstück 28 angebracht ist, das über einen Kanal 30 mit einem Ventil 32 und einer Gasquelle 34 verbunden ist, so dass Gas von der Gasquelle 34 in das Rohr 1 1 eingeleitet werden kann. Als Gas kann ein Inertgas oder Luft verwendet werden, wobei das Gas getrocknet sein sollte, um Kondensations- und Reaktionsprozesse weitgehend zu unterbinden. Das Ventil 32 ist vorzugsweise als ein Mehrwegeventil 36 ausgeführt, so dass der Druck im Rohr 1 1 schnell geändert werden kann. Das zweite offene Ende 26 kann auf eine nicht dargestellte Weise verschlossen sein, was aber nicht zwingend erforderlich ist.
In etwa mittig zwischen den beiden Fixierabschnitten 14, 16 ist ein Heizrohr 38 angeordnet, welches das Rohr 1 1 ringförmig umschließt. Das Heizrohr 38 weist eine innere Oberfläche 40, die zum Rohr 1 1 hinzeigt, und zwei Stirnflächen 42 auf, die im
Wesentlichen senkrecht zur inneren Oberfläche 40 verlaufen. Die innere Oberfläche 40 geht über jeweils eine Fase 44 in die zwei Stirnflächen 42 über. Im dargestellten Beispiel weist die Fase 44 einen Fasenwinkel von ca. 45° auf. Alternativ kann auch eine Abrundung vorgesehen sein, mit welcher die innere Oberfläche 40 in die
Stirnflächen 42 übergeht. Das Heizrohr 38 umfasst ein Material oder besteht aus diesem, welches von einer Induktionsspule 43 erwärmt werden kann, die das Heizrohr 38 radial umschließt. Zwischen der Induktionsspule 43 und dem Heizrohr 38 ist eine Isolierung 46 angebracht, die das Heizrohr 38 vollumfänglich umgibt und das Heizrohr 38 in Richtung der Längsachse L des Rohres teilweise überlappt (vgl. Figur 2).
Ferner umfasst die Vorrichtung 10T eine Temperaturmesseinrichtung 48 zum Messen der Temperatur des Heizrohres oder des Rohres 1 1 . 1m dargestellten Beispiel ist die Temperaturmesseinrichtung 48 als Pyrometer 50 ausgestaltet, so dass die Temperatur des Heizrohres oder des Rohres 1 1 berührungslos und über einen bestimmten Abstand hinweg ermittelt werden kann. Auf der dem Pyrometer 50 gegenüberliegenden Seite der Vorrichtung 10i ist eine Messeinrichtung 52 zum Bestimmen der radialen
Erstreckung des Rohres 1 1 angeordnet, die als eine optische Messeinrichtung 54 und konkret als Kamera 56 ausgebildet ist. Die Kamera 56 ist so angeordnet, dass sie einen möglichst geringen Winkel zur Längsachse L des Rohres 1 1 einschließt, um den Außendurchmesser des Rohres 1 1 möglichst genau bestimmen zu können. Hierzu weist die Kamera 56 ein telezentrisches Objektiv auf. Ferner ist die zweite
Klemmeinheit 22, der auf derselben Seite der Vorrichtung 10i angeordnet ist wie die Kamera 56, besonders flach ausgeführt, um das Rohr 1 1 bezüglich der Kamera 56 so wenig wie möglich zu verdecken.
Darüber hinaus weist die Vorrichtung 10-ι eine Beleuchtungseinheit 58 zum
Bereitstellen von Licht zum Beleuchten des Rohres 1 1 auf, damit die Kamera 56 die radiale Erstreckung und insbesondere den Durchmesser des Rohres 1 gut erfassen kann. Ferner ist am ersten Fixierabschnitt 14, welcher der Kamera 56 gegenüber liegt, ein Reflexionsbereich 60 angebracht, auf den die Beleuchtungseinheit 58 gerichtet ist und der mit einer hellen Farbe versehen ist. Somit wird das Rohr 11 indirekt beleuchtet, so dass keine störenden Reflexionen auf dem Rohr 1 entstehen. Ferner erhöht die helle Farbe den Kontrast, so dass die Kamera 56 den Durchmesser des Rohres 1 1 gut erfassen kann. Des Weiteren ist eine Regelungseinheit 62 vorgesehen, die über elektrische Leitungen 64 mit der Kamera 56, der Induktionsspule 43, dem Pyrometer 50 und dem
Mehrwegeventil 36 verbunden ist und mit welcher der Umformungsprozess des Rohres 1 1 geregelt werden kann. Falls vorteilhaft, kann auch eine drahtlose Verbindung zwischen der Kamera 56, der Induktionsspule 43, dem Pyrometer 50, dem
Mehrwegeventil 36 und der Regelungseinheit 62 vorgesehen werden. Der
Umformungsprozess verläuft folgendermaßen:
Das Rohr 1 1 wird in die Nuten 18 eingebracht und mit den Klemmeinheiten 20, 22 in den beiden Fixierabschnitten 14, 16 fixiert. Anschließend wird die Induktionsspule 43 aktiviert, so dass sich das Heizrohr 38 und folglich auch das Rohr 1 1 erwärmt. Das Mehrwegeventil 36 wird in eine Stellung gebracht, so dass der Gasstrom von der Gasquelle 34 in das Rohr 1 1 freigegeben und der Druck im Rohr 1 1 geändert wird. Die Temperaturen des Heizrohres 38 und/oder des Rohres 11 werden mit dem Pyrometer 50 überwacht, wobei das Pyrometer 50 erste Signale erzeugt, welche der gemessenen Temperatur entsprechen. Die radiale Erstreckung und insbesondere der Durchmesser des Rohres 1 werden mit der Kamera 56 ermittelt, wozu die von der Kamera 56 aufgenommenen Bilder von einer Bildbearbeitungssoftware ausgewertet und in zweite Signale umgewandelt werden, die dem Außendurchmesser des Rohres 1 1
entsprechen.
Mit zunehmender Erwärmung wird das Rohr 1 1 immer weicher und vom Druck radial nach außen expandiert, so dass eine Blase entsteht. Der Bereich, der vom Druck expandiert wird und in welchem sich der Innendurchmesser d, (vgl. Figur 4) des Rohres 1 1 ändert, soll als Umformabschnitt 66 definiert werden. Die Kamera 56 ist so ausgerichtet, dass sie den maximalen Außendurchmesser der Blase erfasst.
Die dem Außendurchmesser der Blase entsprechenden ersten Signale und die der Temperatur des Heizrohres oder des Rohres 1 1 im Umformabschnitt 66
entsprechenden zweiten Signale werden an die Regelungseinheit 62 übermittelt und dort ausgewertet. Das Heizrohr 38 wird solange von der Induktionsspule 43 aktiviert, bis dass eine erste Temperatur erreicht ist. Dann prüft die Regelungseinheit 62, ob die Blase einen ersten maximalen Außendurchmesser erreicht hat. Ist dies noch nicht der Fall, wird die erste Temperatur weiter gehalten. Ist der erste maximale Durchmesser erreicht, wird die Induktionsspule 43 ausgeschaltet und der Druck im Rohr 1 1 durch eine entsprechende Ansteuerung des Mehrwegeventils auf Umgebungsdruck abgebaut. Aufgrund der Trägheit des Systems wird sich der maximale Durchmesser weiter erhöhen, bis nach einer bestimmten Wartezeit ein zweiter maximaler
Durchmesser erreicht wird. Dann werden der Druck wieder erhöht und unterbrochen sowie die Induktionsspule 43 aktiviert und ausgeschaltet, bis dass der von der Kamera 56 ermittelte maximale Außendurchmesser weniger als ein vorgebbares Maß vom gewünschten maximalen Außendurchmesser abweicht. Dann wird der
Umformungsprozess beendet und die ermittelten Daten archiviert.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 02 dargestellt, mit welcher aber nur geschlossene Rohre 67 mit einem ersten und einem zweiten geschlossenen Ende 68, 70 bearbeitet werden können. Der wesentliche Aufbau der Vorrichtung 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel 10i . Da aber die geschlossenen Rohre 67 bereits mit einem Atmosphärenüberdruck beaufschlagt sind und aufgrund der geschlossenen Enden 68, 70 mittels eines Gasstroms kein Einfluss auf den Druck im geschlossenen Rohr 67 genommen werden soll und kann, wird keine Gasquelle 34 und folglich kein
Anschlussstück 28 benötigt. Wie bereits erwähnt, stellt sich automatisch eine Blase mit einer bestimmten radialen Erstreckung ein, wenn ein definiertes, reproduzierbares Temperaturprofil vom Heizrohr 38 bereitgestellt wird. Insofern ist es ferner nicht notwendig, eine Messeinrichtung 52 zum Bestimmen der radialen Erstreckung des geschlossenen Rohres 67 vorzusehen. Im dargestellten Beispiel umfasst die
Vorrichtung 102 die Temperaturmesseinrichtung 48, die als Kontrolle dafür dient, die Solltemperatur mit der Isttemperatur des Heizrohres 38 unter Verwendung der
Regelungseinheit 62 zu vergleichen und gegebenenfalls einzugreifen. Wie gesagt, umfasst die Vorrichtung 10i nach dem ersten Ausführungsbeispiel dieselben
Komponenten wie die Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel 102, weist aber noch die oben diskutierten zusätzlichen Komponenten auf. Insofern ist es auch möglich, ein geschlossenes Rohr 67 mit der Vorrichtung 10i nach dem ersten
Ausführungsbeispiel umzuformen, wozu das Anschlussstück 28 nicht mit dem geschlossenen Rohr 67 verbunden wird und die Regelungseinheit 62 entweder ganz ausgeschaltet oder so eingestellt wird, dass sie nur die Temperatur im Heizrohr 38 überwacht und gegebenenfalls korrigiert.
Figur 3 zeigt einen Vergleich eines Rohres 1 1 ,, welches einen idealen Verlauf sowohl bezüglich der Längsachse L als auch bezüglich einer d urch den maximalen
Durchmesser verlaufenden Vereinzelungsebene E aufweist, mit einem Rohr 1 1 T, das einen Twist aufweist. Aus Darstellungsgründen ist d ie Wandstärke der Rohre 1 1 ], 1 1 T nicht gezeigt. Das Rohr 1 1 ,, welches einen idealen Verlauf aufweist, ist mit einer durchgezogenen Linie dargestellt, während das Rohr 1 1 T mit Twist mit einer gestrichelten Linie versehen ist. Zur Verdeutlichung ist ein bezogen auf die dargestellte Vereinzelungsebene E erster oberer Radius R1 >0, ein zweiter oberer Radius R2,0, ein erster unterer Radius Ri,u und ein zweiter unterer Radius R2,u einmal für das Rohr 1 1 , mit einem idealen Verlauf und einmal für das Rohr 1 1 T mit Twist eingezeichnet. Aus Darstellungsgründen sind die jeweiligen Radien für das Rohr mit idealem Verlauf und mit Twist 1 1 , und 1 1 T beabstandet voneinander eingezeichnet, was aber an der folgenden Aussage nichts ändert: Man erkennt, dass unabhängig vom Abstand zur Vereinzelungsebene E, welche durch den maximalen Durchmesser des Rohres 1 1 j mit idealem Verlauf der erste obere und der erste untere Radius R1 0, Ri ,u und der zweite obere und der zweite untere Radius R2,0, R2,u des Rohres 1 1 , mit idealem Verlauf jeweils gleich sind, während der erste obere und der erste untere Radius R1 i0, Ri,u und der zweite obere und der zweite untere Radius R2,0, 2,u des Rohres 1 T mit Twist teilweise stark voneinander abweichen. In Figur 3 ist ein vereinzeltes Bauteil dargestellt, welcher durch Trennen des Rohres 1 1 in der Ebene E erhalten wird , die durch den maximalen Durchmesser verläuft, erhalten wird . Man erkennt, dass es beim Rohr 1 T mit Twist schwierig wird zu entscheiden ist, wo das Rohr 1 1 getrennt werden soll, da die Vereinzelungsebene E, die durch den maximalen Durchmesser verläuft, in diesem Fall nicht senkrecht zur Längsachse L verläuft.
Das erfindungsgemäße Rohr 1 1 kann so präzise gefertigt werden, dass es zeichnerisch dem Rohr 1 1 , mit idealem Verlauf entspricht, so dass in Figur 3 nicht näher zwischen dem erfindungsgemäßen Rohr 1 1 und dem Rohr 1 , mit idealem Verlauf unterschieden wird . Das erfindungsgemäße Rohr weist dabei eine Erweiterung auf, wobei die Radien Ri,0 und RijLi folgender Bedingung genügen :
Figure imgf000030_0001
wobei
ΔΛιηίΚ = MAX{AR rel )
und ARmax 5% oder weniger, insbesondere 3% oder weniger beträgt. Die in Figur 3 dargestellten Radien Ri,0 und Ri ,u und R2,0 und R2,u verlaufen in derselben Ebene, welche durch die Längsachse verläuft, was aber nicht zwingend der Fall sein muss, aber aus messtechnischen Gründen vorteilhaft ist. Der in Figur 3 dargestellte Verlauf trifft auch auf das geschlossene Rohr 67 zu.
In Figur 4 ist ein vereinzeltes Bauteil 72 dargestellt, wie es in der Praxis überwiegend Verwendung findet, das durch Trennen des in Figur 3 dargestellten Rohres 1 1 , 67 entlang der Vereinzelungsebene E erhalten worden ist. Das Rohr 1 1 , 67 bzw. das vereinzelte Bauteil 72 weist eine radiale Erweiterung 74 auf, die definitionsgemäß auf den Innendurchmesser d, des Rohres 1 1 , 67 bezogen sein soll, wobei davon ausgegangen wird, dass das Rohr 1 1 , 67 vor der Umformung einen konstanten Innendurchmesser d, aufweist. Die radiale Erweiterung 74 soll den Bereich des Rohres 1 1 , 67 beschreiben, in dem sich der Innendurchmesser von djimin auf diimax und wieder zurück zu di,min ändert. Der Innedurchmesser di,min entspricht dem Innendurchmesser dj des Rohres 1 1 , 67 vor der Umformung. Da, wie bereits ausgeführt, das vereinzelte Bauteil 72 entlang der Vereinzelungsebene E getrennt wird, wo der Innendurchmesser seinen maximalen Wert dj,max aufweist, gilt für die radiale Erweiterung 74 des vereinzelten Bauteils 72, folglich, dass sie den Bereich beschreibt, in welchem sich der Innendurchmesser vom Wert di,mm auf den Wert d,!max ändert. Der Verlauf des
Außendurchmessers da soll bei der Definition der radialen Erweiterung 74 außer Acht gelassen werden. Das dargestellte vereinzelte Bauteil 72 weist eine Länge XT von 70 ± 35 mm, einen maximalen Außendurchmesser da,max von 1 ,46 ± 0,73 mm und einen minimalen Außendurchmesser di,min von 1 ,0 ± 0,5 mm auf. Weiterhin weist das vereinzelte Bauteil 72 einen maximalen Innendurchmesser di,max von 1 ,067 ± 0,5335 mm, minimalen Innendurchmesser diimin von 0,08 ± 0,04 mm auf, wobei der Umformabschnitt 66 eine Länge XF von 3,0 ± 1 ,5 mm aufweist. Folglich variieren die Verhältnisse von d max/diimin in etwa zwischen 13,35 und 40 und von Xp dj.max zwischen 0,93 und 8,44.
In Figur 5 ist das Rohr 1 1 , 67 entlang der in den Figuren 3 und 4 definierten
Vereinzelungsebene E dargestellt. Die in Figur 3 dargestellten Radien Ri,0 und R1 iU und R2i0 und R2,u werden in einer ersten Ebene i und in einer zweiten Ebene P2 ermittelt, wobei die Ebenen P-i und P2 vorzugsweise senkrecht aufeinander stehen. Dies kann beispielsweise durch zwei entsprechend angeordnete Kameras 56 realisiert werden. Nur wenn in beiden Ebenen Pi und P2 die oben genannten Bedingungen erfüllt sind , weist das umgeformte Rohr 1 1 , 67 die erforderliche Präzision auf und kann für die gewünschte Anwendung freigegeben werden. Wird das Rohr 1 1 , 67 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 0 und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren umgeformt, ist die radiale Erweiterung 74 sehr rotationssymmetrisch, dass die gewünschte Präzision in den meisten Fällen auch dann erreicht wird, wenn die oben genannten Bedingungen nur in einer Ebene Pi oder P2 erfüllt sind, so dass eine
Messung in einer dieser Ebenen oder P2 ausreichet. Die Messung in der zweiten Ebene P2 dient zur Erhöhung der Sicherheit, so dass Rohre 1 1 , 67, die aufgrund eines Fertigungsfehlers über ein bestimmtes Maß von der Rotationssymmetrie abweichen, nicht weiter verwendet, sondern verschrottet werden.
Bezugszeichenliste
10, 1 O L 102 Vorrichtung
1 1 Rohr
12 Halteeinrichtung
14 erster Fixierabschnitt
16 zweiter Fixierabschnitt
1 8 Nut 20 erste Klemmeinheit
22 zweite Klemmeinheit
24 erstes offenes Ende
26 zweites offenes Ende
28 Anschlussstück
30 Kanal
32 Ventil
34 Gasquelle
36 Mehrwegeventil
38 Heizrohr
40 innere Oberfläche
42 Stirnfläche
44 Fase
45 Induktionsspule
46 Isolierung
48 Temperaturmesseinrichtung
50 Pyrometer
52 Messeinrichtung
54 optische Messeinrichtung
56 Kamera 58 Beleuchtungseinheit
60 Reflexionseinheit
62 Regelungseinheit
64 elektrische Leitung
66 Umformabschnitt
67 geschlossenes Rohr
68 erstes geschlossenes Ende 70 zweites geschlossenes Ende 72 vereinzeltes Bauteil
74 radiale Erweiterung
E Vereinzelungsebene
L Längsachse
Pi erste Ebene
P2 zweite Ebene
Ri,0 erster oberer Radius
RiiU erster unterer Radius
R2,0 zweiter oberer Radius
R2,u zweiter unterer Radius

Claims

Ansprüche
Vorrichtung zum Umformen eines Rohres (1 1 ), insbesondere eines Glasrohres und Kapiliarröhrchens, in einem Umformabschnitt (66), wobei das Rohr (1 1 ) ein oder zwei offene Enden (24, 26) aufweist, umfassend
eine Halteeinrichtung (12) zum Halten und Fixieren des Rohres (1 1 ), ein Heizrohr (38), welches das Rohr (1 1 ) ringförmig umschließt und mit dem das Rohr (1 ) erwärmbar ist, wenn das Rohr ( ) in die Halteeinrichtung (12) eingebracht ist,
eine Gasquelle (34) zum Bereitstellen eines Drucks im Rohr (1 1 ), und ein mit der Gasquelle (34) kommunizierendes Anschlussstück (28) zum Einleiten des Gasstroms in das Rohr (1 ) über eines der offenen Enden (24, 26), wodurch im Umformabschnitt (66) durch freies Umformen eine radiale Erweiterung (74) mit den gewünschten Abmessungen formbar ist.
Vorrichtung zum Umformen eines geschlossenen Rohres (67), insbesondere eines Glasrohres und eines Kapiliarröhrchens, in einem Umformabschnitt (66), wobei das geschlossene Rohr (67) ein erstes und ein zweites geschlossenes Ende (68, 70) aufweist und mit einem Atmosphärenüberdruck beaufschlagt ist, umfassend
- eine Halteeinrichtung (12) zum Halten und Fixieren des geschlossenen Rohres (67) ein Heizrohr (38), welches das geschlossene Rohr (67) ringförmig umschließt und mit dem das geschlossene Rohr (67) erwärmbar ist, wenn das Rohr (67) in die Halteeinrichtung (12) eingebracht ist, wodurch im
Umformabschnitt (66) durch freies Umformen eine radiale Erweiterung (74) mit den gewünschten Abmessungen formbar ist, und
- eine Messeinrichtung (52) zum Bestimmen der radialen Erstreckung des
Rohres (1 1 ) und zum Erzeugen von entsprechenden ersten Signalen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Regelungseinheit (62) aufweist, welche mit dem Heizrohr (38) und der Messeinrichtung (52) zum
Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres (1 ) verbindbar ist und die ersten Signale verarbeitet und das Heizrohr (38) zum Erwärmen des Rohres ( 1 ) entsprechend ansteuert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (12) einen ersten
Fixierabschnitt (14) und einen zweiten Fixierabschnitt (16) aufweist, wobei das Heizrohr (38) zwischen dem ersten und dem zweiten Fixierabschnitt (14, 16) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gasquelle (34) und dem
Anschlussstück (28) ein Ventil (32) zum wahlweisen Freigeben oder
Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr (1 1 ) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (32) als Mehrwegeventil (36) ausgestaltet ist, mit dem das Rohr (1 ) wahlweise entlüftet werden kann.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (38) von einer Induktionsspule (43) umgeben ist und das Heizrohr (38) aus einem Material besteht oder ein Material umfasst, welches mit der Induktionsspule (43) erwärmbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine Nickel-Basislegierung ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (38) eine innere Oberfläche (40) und eine oder zwei im Wesentlichen senkrecht zu der inneren Oberfläche (40) verlaufende Stirnflächen (42) aufweist, wobei die innere Oberfläche (40) über eine Fase (44) in die eine Stirnfläche (42) oder über eine erste Fase (44-i) und eine zweite Fase (442) in die beiden Stirnflächen (42) übergeht.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Isolierung (46) zum thermischen Abschirmen der Vorrichtung (10) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (46) zwischen der Induktionsspule (43) und dem Heizrohr (38) angeordnet ist.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Messeinrichtung (52) zum Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres ( ) und zum Erzeugen von entsprechenden ersten Signalen aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (52) als eine optische
Messeinrichtung (54) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (52) als eine Kamera (56) ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (52) zwei Kameras (56) umfasst, die bezogen auf das Rohr (1 1 ) einen Winkel einschließen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Beleuchtungseinheit (58) zum Bereitstellen von Licht zum Beleuchten des Rohres (11 ) umfasst.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen Reflexionsbereich (60) zum zielgerichteten Reflektieren des von der Beleuchtungseinheit (58) bereitgestellten Licht innerhalb der Vorrichtung (10) aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Temperaturmesseinrichtung (48) zum Messen der Temperatur des Heizrohres (38) oder im Umformabschnitt
(66) des Rohres (1 1 ) oder des geschlossenen Rohres (67) und zum Erzeugen von entsprechenden zweiten Signalen aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung (48) als ein Pyrometer (50) ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierabschnitte (14, 16) Nuten (18) aufweisen, in welche das Rohr (1 1 ) oder das geschlossenen Rohr (67) einbringbar ist und die entlang einer Längsachse (L) des Rohres (1 1 ) oder des geschlossenen Rohres (67) fluchten.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierabschnitte (14, 16) je eine Klemmeinheit (20, 22) aufweisen, welche so auf das Rohr (1 1 ) oder auf das geschlossene Rohr
(67) einwirken, dass das Rohr (1 1 ) oder das geschlossene Rohr (67) in den Nuten fixierbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 1 1 bis 15 und einem der Ansprüche 17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Regelungseinheit (62) aufweist, welche mit dem Mehrwegeventil (36), dem Heizrohr (38), der
Temperaturmesseinrichtung (48) und der Messeinrichtung (52) zum Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres (1 1 ) verbindbar ist und die ersten Signale und die zweiten Signale verarbeitet und das Mehrwegeventil (36) zum Einleiten oder Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr (1 1 ) oder zum Entlüften und das Heizrohr (38) zum Erwärmen des Rohres (1 1 ) entsprechend ansteuert.
22. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 17 oder 18 und einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinheit (62) mit dem Heizrohr (38) und der Temperaturmesseinrichtung (48) verbindbar ist und die ersten Signale und die zweiten Signale verarbeitet und das Heizrohr (38) zum Erwärmen des Rohres (1 1 ) entsprechend ansteuert.
Verfahren zum Umformen eines Glasrohres (1 1 ), insbesondere eines
Kapillarröhrchens, in einem Umformabschnitt (66), wobei das Rohr (1 1 ) ein oder zwei offenen Enden aufweist, umfassend folgende Schritte:
- Halten und Fixieren des Glasrohres (1 1 ) mit einer Halteeinrichtung (12), ,
- Erwärmen des Glasrohres (1 1 ) mit einem Heizrohr (38), welches das Rohr (1 1 ) ringförmig umschließt,
- Bereitstellen eines Gasstroms mittels einer Gasquelle (34), und Einleiten des Gasstroms in das Rohr (1 1 ) über mindestens eines der offenen Enden mit einem mit der Gasquelle (34) kommunizierenden Anschlussstück (28) zum Einstellen des Drucks im Rohr (1 1 ), der eine radiale Erweiterung des Rohres (1 1 ) im Umformabschnitt (66) bewirkt, wobei das Rohr (1 1 ) ausschließlich mit dem von der Gasquelle (34) bereitgestellten Druck im Umformabschnitt (66) mit einer radialen Erweiterung (74) mit den gewünschten Abmessungen versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 23, weiterhin umfassend folgende Schritte:
- Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres (1 1 ) und Erzeugen von entsprechenden ersten Signalen mittels einer entsprechend eingerichteten Messeinrichtung (52),
- Messen der Temperatur des Heizrohres (38) oder im Umformabschnitt (66) des Glasrohres (1 1 ) und Erzeugen von entsprechenden zweiten Signalen mittels einer Temperaturmesseinrichtung (48),
- Verarbeiten der ersten Signale und der zweiten Signale mittels einer
Regelungseinheit (62),
- Ansteuern eines zwischen der Gasquelle (34) und dem Anschlussstück (28) angeordneten Mehrwegeventils mit der Regelungseinheit (62) und wahlweises Freigeben oder Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr ( 1 ) oder
wahlweises Entlüften des Glasrohres (1 1 ) mittels des Mehrwegeventils, und - Ansteuern des Heizrohres (38) mit der Regelungseinheit (62) und wahlweises Erwärmen des Glasrohres (1 1 ) mit dem Heizrohr (38).
Verfahren zum Umformen eines geschlossenen Rohres (67), insbesondere eines Kapillarröhrchens, in einem Umformabschnitt (66), wobei das geschlossene Rohr (67) ein erstes und ein zweites geschlossenes Ende (68, 70) aufweist und mit einem Atmosphärenüberdruck beaufschlagt ist, umfassend folgende Schritte:
- Halten und Fixieren des geschlossenen Rohres (67) mit einer Halteeinrichtung (12), , und
- Erwärmen des geschlossenen Rohres (67) mit einem Heizrohr (38), welches das geschlossene Rohr (67) ringförmig umschließt,
- Bestimmen der radialen Erstreckung des geschlossenen Rohres (67) und Erzeugen von entsprechenden ersten Signalen mittels einer entsprechend eingerichteten Messeinrichtung (52),
- Verarbeiten der ersten Signale mittels einer Regelungseinheit (62), und
- Ansteuern des Heizrohres (38) mit der Regelungseinheit (62) und wahlweises Erwärmen des geschlossenen Rohres (67) mit dem Heizrohr (38).
Computerprogramm zum Betreiben einer Regelungseinheit (62), mit welcher eine Vorrichtung (10) zum Umformen eines Rohres (1 1 ), insbesondere eines
Glasrohres und eines Kapillarröhrchens, in einem Umformabschnitt (66) regelbar ist, wobei die Vorrichtung umfasst:
- eine Halteeinrichtung (12) zum Halten und Fixieren des Rohres (1 1 )
- ein Heizrohr (38), welches das Rohr (1 1 ) ringförmig umschließt und mit dem das Rohr ( ) erwärmbar ist,
- eine Gasquelle (34) zum Bereitstellen eines Gasstroms, und
- ein mit der Gasquelle (34) kommunizierendes Anschlussstück (28) zum
Einleiten des Gasstroms in das Rohr (11 ) über eines der offenen Enden, wodurch im Umformabschnitt (66) durch freies Umformen eine radiale
Erweiterung (74) mit den gewünschten Abmessungen formbar ist,
- ein Mehrwegeventil (36) zum Einleiten oder Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr (1 1 ) oder zum Entlüften des Rohres (1 1 ), - eine Messeinrichtung (52) zum Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres (1 1 ) und Erzeugen von entsprechenden ersten Signalen,
- eine Temperaturmesseinheit zum Messen der Temperatur des Heizrohres (38) oder im Umformabschnitt (66) des Rohres (1 1 ) und Erzeugen von
entsprechenden zweiten Signalen,
wobei das Computerprogramm Programmmittel zum Veranlassen eines
Computers umfasst, die folgenden Schritte auszuführen, wenn das
Computerprogramm auf dem Computer ausgeführt wird:
- Bestimmen der radialen Erstreckung des Rohres (1 1 ) und Erzeugen von
entsprechenden ersten Signalen mittels der Messeinrichtung (52),
- Messen der Temperatur des Heizrohres (38) oder im Umformabschnitt (66) des Rohres (1 1 ) und Erzeugen von entsprechenden zweiten Signalen mittels der Temperaturmesseinrichtung (48),
- Verarbeiten der ersten Signale und der zweiten Signale mittels der
Regelungseinheit (62),
- Ansteuern des Mehrwegeventils mit der Regelungseinheit (62) und wahlweises Freigeben oder Unterbrechen des Gasstroms in das Rohr (1 1 ) oder wahlweises Entlüften des Glasrohres (1 1 ) mittels des Mehrwegeventils, und
- Ansteuern des Heizrohres (38) mit der Regelungseinheit (62) und wahlweises Erwärmen des Rohres (1 1 ) mit dem Heizrohr (38).
Rohr (1 1 ) oder geschlossenes Rohr (67), insbesondere Glasrohr und
Kapillarröhrchen, mit einer Längsachse (L) und einer radialen Erweiterung (74), wobei die radiale Erweiterung (74) in einer wählbaren durch die Längsachse (L) verlaufende ersten Ebene (Ρτ) eine ganzzahlige Anzahl von i > 1 oberer Radien und unterer Radien aufweist und l i der Wert
Figure imgf000040_0001
berechnet und der maximale Wert
A max = MAX(AR,,. J
gesucht wird, wobei der Wert ARmax 5% oder weniger, insbesondere 3% oder weniger beträgt.
28. Rohr (1 1 ) oder geschlossenes Rohr (67) nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wert ARi ;rei zusätzlich in einer zweiten Ebene (P2) berechnet wird, die in etwa senkrecht auf der ersten Ebene (P-i ) steht und die Längsachse (L) durchläuft und der maximale Wert ARmax für die zweite Ebene (P2) gesucht wird, wobei der Wert ARmax 5% oder weniger, insbesondere 3% oder weniger beträgt.
29. Rohr (1 1 ) oder geschlossenes Rohr (67) nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1 ) oder das geschlossene Rohr (67) entlang einer Vereinzelungsebene (E) zu zwei vereinzelten Bauteilen getrennt wird.
30. Rohr (11 ) oder geschlossenes Rohr (67) nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (E) im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (L) und durch den maximalen Innendurchmesser (di,max) des Rohres (1 1 ) oder des geschlossenen Rohres (67) verläuft.
31 . Rohr (1 1 ) oder geschlossenes Rohr (67) nach Anspruch 29 oder 30,
dadurch gekennzeichnet, dass das vereinzelte Bauteil eine Länge (Χτ) von 70 ± 35 mm, einen maximalen Außendurchmesser (dj,maX) von 1 ,46 ± 0,73 mm und einen minimalen Außendurchmesser (da,min) von 1 ,0 ± 0,5 mm aufweist.
32. Rohr (1 1 ) oder geschlossenes Rohr (67) nach einem der Ansprüche 29 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass das vereinzelte Bauteil einen maximalen
Innendurchmesser (di,max) von ,067 ± 0,5335 mm, minimalen Innendurchmesser (di.min) von 0,08 ± 0,04 mm aufweist.
33. Rohr nach einem der Ansprüche 29 bis 32,
dadurch gekennzeichnet, dass der Umformabschnitt (66) eine Länge (XF) von 3,0 ± ,5 mm aufweist. Rohr (11 ) oder geschlossenes Rohr (67) nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1 1 ) oder das geschlossene Rohr (67) aus Borosilikatglas besteht und der Umformabschnitt (66) und die nicht umgeformten Abschnitte im Wesentlichen dieselbe Alkaliborat-Konzentration aufweisen.
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