WO2018091234A1 - Verfahren zur herstellung von glasfläschchen mit geringer delaminationsneigung unter der einwirkung einer spülgasströmung - Google Patents

Verfahren zur herstellung von glasfläschchen mit geringer delaminationsneigung unter der einwirkung einer spülgasströmung Download PDF

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WO2018091234A1
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glass
glass vial
vial
purge gas
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Robert Frost
Ulrich Lange
Doris Moseler
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Schott Ag
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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
    • C03B23/09—Reshaping the ends, e.g. as grooves, threads or mouths
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61J—CONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
    • A61J1/00—Containers specially adapted for medical or pharmaceutical purposes
    • A61J1/05—Containers specially adapted for medical or pharmaceutical purposes for collecting, storing or administering blood, plasma or medical fluids ; Infusion or perfusion containers
    • A61J1/06—Ampoules or carpules
    • A61J1/065—Rigid ampoules, e.g. glass ampoules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/18—Re-forming and sealing ampoules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0075—Cleaning of glass

Definitions

  • This invention relates to a method of making glass vials, and more particularly to a method of making vials of low delamination susceptibility under controlled conditions under the action of a purge gas flow that predominates throughout the bottom mold of the vials.
  • the glass vial bottom is then pressed into a female mold for further shaping and then cooled.
  • the filling opening is briefly blown with a gas over its entire cross section from a pipe or a nozzle, wherein the pipe or nozzle is arranged at a comparatively large distance from the filling opening and in particular outside the glass vial. for further equipment expense, for example, for a vertical
  • the machine setter can manually set and change various machine parameters to achieve and maintain both the desired geometric specifications and the desired surface specifications of the vials. The influence of these machine parameters on the susceptibility to delamination is, however, largely unknown.
  • the object of the present invention is to develop an improved process for the production of glass vials, in particular glass vials made of borosilicate glass, wherein the process in a controlled manner glass vials of constant and high quality to be produced, which significantly reduced
  • Nitrogen or may be a noble gas, according to the invention generates a laminar purge gas flow inside the glass vial, which is such that the entering proportion of the purge gas flow according to the invention not (or at most negligible extent) interacts with the exiting portion of the purge gas flow, so that the exiting portion of the purge gas flow can leave the glass vial without resistance and without significant turbulence again.
  • the entering proportion of the purge gas flow according to the invention not (or at most negligible extent) interacts with the exiting portion of the purge gas flow, so that the exiting portion of the purge gas flow can leave the glass vial without resistance and without significant turbulence again.
  • the tube can be operated either as a blowpipe, ie for blowing the flow into the glass vials, or as a suction tube, ie for sucking the flow out of the vials, and have various embodiments, which are described in more detail below.
  • Allen tube constellations have in common that they have at least one tube outer diameter d r , a and at least one tube inner diameter d r , i and a wall thickness, which is thus given as (d r , a -d r , i) / 2 and is sufficient to guide a purge gas under the required pressure without the flow resistance for supplying the purge gas is too high.
  • the prevailing in the interior of the vials Spülgasströmung a deposition of vapors that emerge from the hot glass in the further shaping of the bottom of the glass vial due to the prevailing in the region of the very high temperatures of the hot glass, ie in particular of alkali borate or sodium cooler areas of the glass vials, in particular in an annular zone at a certain distance from the vial bottom, sufficiently prevented by the vapors are rinsed from the inside of the glass vials.
  • the tube through which the purge gas is injected into the interior of the vials or aspirated from the interior of the vials is a cylindrical tube, the purge gas being injected into the interior of the vials via a forward end of the tube or is sucked off.
  • the cylindrical tube has a constant wall thickness, in particular near the front end. The purge gas flow can thus be aligned and guided in a simple manner exactly parallel and coaxial with the glass vial at the front end of the tube, which assists in the formation of laminar flow conditions in the interior of the vial.
  • a cylindrical shape of the tube is particularly advantageous if the purge gas is sucked out of the interior of the glass vial, because so the purge gas can be sucked symmetrically from the filling opening, such as when the purge gas is to flow off-center into the glass vial and directed exactly centered and axially to be sucked out of the filling opening.
  • This can be achieved by an arrangement of the tube exactly parallel to the longitudinal axis of the glass vial and concentric with this.
  • the cylindrical tube further has at its front end a conically tapering outer profile.
  • the tube can therefore also be arranged closer to the filling opening for a comparable mass flow of the purge gas.
  • This shape of the front end of the tube is particularly suitable when using the tube as a blowpipe for blowing purge gas into the glass vial.
  • the tube is arranged at a predetermined axial distance from the filling opening outside the glass vial. This predetermined axial distance may be another important factor for the
  • the front end of the tube is basically arranged as close as possible to the vicinity of the filling opening, so that no collision with the glass vial occurs at all, thus preventing damage to the glass vial.
  • the aforementioned distance of the tube to the filling opening of the glass vial does not have to be vanishing, ie greater than 0.0 mm, but in principle may also be slightly smaller than the aforementioned lower limit of 0.1 mm. Nevertheless, a sufficiently large gap ensures a uniform discharge of the purge gas flow, which flows out of the glass vial again, radially outward, without significant repercussions on the flow conditions at the front end of the tube.
  • the tube in further forming the bottom of the vial, may be axially displaced according to a trajectory of the vial, such that the tube for generating purge gas flow at a respective processing station of the bottom machine dips the predetermined distance axially into the vial and advances the vial further a downstream processing station of the ground machine is moved back axially to a position outside the glass vial to release the trajectory of the glass vial.
  • the tube is thus expediently introduced into the glass vial per cycle of the rotor portion of the bottom machine, in order to carry out a respective machining operation, and executed again after execution of this machining operation.
  • the submerged position of the pipe is therefore not present over the entire cycle time of the respective machining operation.
  • the glass vials are so-called narrow necked glass vials, which preferably have a neck inner diameter in the range of 6.0 mm to 13.0 mm and a neck length of not more than 12.0 mm.
  • the geometry disclosed in the present application for generating the purge gas flow is of considerable advantage, in particular in such narrow-necked glass vials, because despite the very narrow inner width of the glass vials in the region of the filling opening, a suitable purge gas flow can be generated inside the glass vials for rinsing out vapors.
  • the purge gas preferably a defined laminar and coaxial purge gas flow generated in the interior of the vial so that the alkali borates and the like are detected at the bottom of the vial first of this purge gas flow and then immediately and continuously from the vial through the filling opening of the Glass vial to be rinsed out.
  • the wall thickness of the tube can be selected as required, but the tube outer diameter d r , a should always be smaller than the filling opening inner diameter d g , i, to allow sufficient leakage of the contaminated purge gas. Preference is given to using pipes with wall thicknesses in the range from 1.0 mm to 3.0 mm.
  • the tube inner diameter d r , i is limited down to keep the flow resistance sufficiently low, so that even at low pressure sufficiently high mass flows can be provided inside the glass vial and the low pressure at the same time the leakage currents in the gap-sealed inlet opening be kept small and limited to the top by the tube outer diameter minus the wall thickness.
  • the further shaping of the bottoms of the glass vials comprises a plurality of processing steps, wherein the mass flow of the purge gas flow in at least one of the plurality of processing steps is different from the other processing steps.
  • the mass flow of the purge gas flow entering the glass vials may suitably be in a range between 2.4 standard liters / min and 20 standard liters / min according to DIN 1343 or ISO 2533.
  • At least one additional gas burner which in particular can be present as a node burner, generates an additional heating power, which is preferably provided centrally, and which acts on the bottom of the glass vial.
  • This additional heat output can ensure that a desired plasticity of the glass vial bottom is maintained during the entire further processing process.
  • the heating power counteracts any unwanted cooling effect of the purge gas.
  • a method of manufacturing glass vials in particular as claimed in claim 1 or claim 2 and disclosed in connection with these claims, further comprising an additional, centered on the floors the glass vial acting heating power is provided in the further shaping of the bottoms of the vials, in particular by a gas burner, which preferably acts exactly centered and perpendicular to the bottoms of the vials to a knot of plastic glass, which forms if necessary in the bottom molding, in soften sufficiently, so that this by rotation of the Glass vial and possibly further measures can be reduced and evened (hereinafter also referred to as knot burner).
  • Knot burner Way to reach In particular, by a gas flame is also acted mechanically on the forming soil. If, for example, the purging gas flow is too strong, so that the soil would bulge up to a certain extent, this bulging can also be counteracted by the mechanical action of the gas flame.
  • this additional heating power can also vary over time, in particular be chosen differently during different processing steps in the further shaping of the bottoms of the glass vials.
  • the aforesaid gas burner is arranged and adapted to produce a gas flame acting perpendicularly or substantially perpendicularly to the bottoms of the glass vials.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the processing positions of the manufacturing method of a preferred embodiment of the present invention.
  • Fig. 3a shows a schematic representation of the cylindrical tube of the manufacturing method of a preferred embodiment of the present invention.
  • FIGS. 3b to 3d show schematic representations of further examples of pipes for generating the purge gas flow according to another embodiment of the present invention.
  • Both the ground machine BM and the parent machine MM consist of a rotor portion and a stator portion, wherein the rotor portions rotate once around its own axis during a production cycle.
  • a flange or rolling rim is formed with the filling opening at the locally heated end of the glass tube. Furthermore, the separation of the locally heated end of the glass tube takes place to form a closed bottom.
  • the spatially mutually spaced processing positions of the ground machine BM serve the further
  • one end of a glass tube is locally heated, in particular by means of gas burners, and formed by locally heating the end of a glass tube, a flange or rolling edge with the filling opening at the locally heated end of the glass tube. Furthermore, the separation of the locally heated end of the glass tube takes place to form a closed bottom.
  • the resulting glass vials 100 whose neck is already formed and whose bottom is heated, are first of a
  • the bottoms of the glass vials 100 are processed with at least one burner to roughly form the bottoms of the vials;
  • the bottoms of the glass vials 100 are further processed with at least one burner to make the bottoms of the vials 100 flat;
  • the bottoms of the glass vials 100 are pressed into a mold matrix by applying a relatively high gas pressure (preferably 0.5 to 3.0 bar) to finally form the bottoms;
  • the holding unit of the bottom machine is empty in order to receive a new glass vial 100 in the next step.
  • the bottoms of the glass vials 100 are relatively plastic, in particular in steps 2-5 (but also in step 6), ie they have a relatively low viscosity.
  • the further shaping of the bottoms of the glass vial is expediently carried out at temperatures in the region of the closed
  • Soil between 1000 ° C and 1200 ° C, more preferably at temperatures in the range of the closed soil above 1100 ° C.
  • static static pressure is generated inside the vial in some known methods.
  • Soil Forming 2-5 (but also 6) permanently applied purge gas flow which flows through the interior of the glass vials, as stated below, in addition to clean the glass vials in a controlled manner of resulting Alkaliboraten and counteract delamination.
  • purge gas streams having a higher pressure can be produced with such a pipe 220, since the conically tapering and tapered end of the pipe 220 forms a total of a nozzle.
  • the purge gas portion flowing out of the interior of the vial can efficiently flow out on the outer surface of the tube 220. Because the pipe inner diameter d r , i over the largest part of the pipe 220 is comparatively large, a comparatively low flow resistance in the pipe 220 can be achieved overall, which allows considerable advantages in the mechanical realization, in particular requires no complicated sealing measures.
  • Fig. 3c shows another embodiment of the tube in which the length over which the tube outer diameter d r , a decreases, is equal to the length in the embodiment of Fig. 3b, but the length over which the Pipe inner diameter d r , i reduced, is significantly smaller.
  • the purge gas flow in this embodiment is less gentle to a purge gas flow with a lesser Diameter shaped. However, this may be enough. In this case, the same advantages, as described above for the embodiment according to FIG. 3b, continue.
  • a cylindrical section may be formed at the outlet opening of the tube 220, as shown in FIGS. 3 b and 3 c.
  • a placement of the tube 200 is shown in the manufacturing process, in which the tube 200 is disposed at a predetermined distance A in front of the filling opening and outside of the glass vial 100.
  • the tube 200 does not penetrate into the glass vial 100 during the manufacturing process 1, and therefore, can be immovably positioned with respect to a holding unit of the ground machine BM.
  • the tube 200 In order to provide an optimum purge gas flow in the vial, the tube 200 must not be too far from the fill port since in that case an insufficient mass flow M of the purge gas flow 50 would be provided.
  • the predetermined axial distance A to the filling opening may in particular be in a range between 0.1 mm to 5.0 mm, more preferably in a range between 0.1 mm to 2.0 mm, but more preferably in a range between 0, 1 mm to 1.0 mm. In any case, the predetermined axial distance A to the filling opening is greater than 0.0 mm, so not disappearing.
  • the tube 200 may in particular be designed as described above with reference to FIGS. 3 a to 3 d by way of example.
  • This embodiment is particularly advantageous for tubes which have a conically tapering outer profile at their front end, if then at least the section with the conically tapered outer profile protrudes from the surface, in particular by a length in the range of 5.0 mm to 15.0 mm, more preferably in a range of 6.0 mm to 12.0 mm, and more preferably at most 10.0 mm.
  • FIG. 4b shows a further preferred placement of the tube 200 in the production method, in which the tube 200 for generating the purge gas flow is arranged in the head region of the glass vial.
  • the tube 200 must be inserted into the glass vial 100 to some extent, necessitating an additional immersion device that axially displaces the tube 200 and dips into the vial.
  • the tube 200 is expediently introduced in each case per cycle of the rotor portion of the bottom machine BM by axial adjustment in the glass vial 100 to produce the aforementioned purge gas flow inside the vial, and again by axial adjustment after performing the respective processing operation on the processing station is performed.
  • the submerged position of the tube 200 is thus not present over the entire cycle time at the respective processing station of the ground machine BM.
  • a further preferred placement of the tube 200 is shown in the manufacturing process, in which the tube 200 is immersed into the main volume of the glass vial 100.
  • the front end of the tube 200 (or the nozzle) should have a sufficient distance from the bottom of the glass vial 100 so that the bottom is not over-cooled by the purge gas or even touched.
  • the previously described immersion device is necessary to axially displace the tube 200 and immerse it in the vial.
  • the tube 200 is expediently introduced in each case per cycle of the rotor portion of the bottom machine BM by axial adjustment in the glass vial 100 to produce the aforementioned purge gas flow inside the vial, and again by axial adjustment after performing the respective processing operation on the processing station is performed.
  • the submerged position of the tube 200 is thus not present over the entire cycle time at the respective processing station of the ground machine BM.
  • third phase 30 (see Fig. 5c): Forming an exiting Spülgasströmungs- portion 53, said emerging purge gas flow portion 53 minimally interacts with the incoming purge gas flow portion 51 and the purifying Spülgasströmungs- portion 52 and in particular forms no turbulence, so that the contaminated, hot purge gas 54 is blown out or sucked out of the glass vial 100.
  • This phase can in particular begin for the processing step 3 in FIG. 1 and stop during the entire processing steps 3-6, whereby the mass flow of the purge gas can also be varied between the individual processing steps 3-6.
  • fourth phase 40 terminate the rinse process, wherein the pressure of the inflowing purge gas 50 is reduced and the last impurities are rinsed out of the glass vial 100 out.
  • the onset of the rinsing process can either be initiated at the beginning of the separating step 2 (see Fig. 1) or shortly before.
  • the rinsing process is preferably maintained continuously, wherein the respective pressure of the rinsing gas 50 in the individual steps can certainly also be adapted and varied over time in order to achieve an overall optimum rinsing effect.
  • the rinse process is terminated at the beginning of the template bottom forming step 6.
  • the glass vial bottom will still be so hot that even alkali borates will evaporate at the bottom, so that in this case maintenance of the purge gas flow 50 is necessary even during the bottom cooling step 7.
  • the cooling effect of purge gas 50 may well be desirable in this scenario.
  • the supplied mass flow of the purge gas serves to cover the inner surface of the glass vial evenly. It must therefore be theoretically proportional to the circumference, ie proportional to the pipe diameter. In addition, it must flow sufficiently fast along the wall of the glass vial and have a sufficient layer thickness in order to absorb and dissipate all vaporizing alkali borates and other components.
  • MFC numbers refer to the machining positions 2 to 5 in Fig. 1.
  • MFC 6 refers to the machining position 6 in Fig. 1 (die bottom forming step).
  • the mounting distance of the pipe refers to the distance of the front end of the blowpipe above a flat surface, in this case above a fodder bottom, on which the
  • Blowpipe is fixedly mounted relative to the associated glass vial in the bottom machine.
  • a sufficiently large mounting distance ensures the backflow of the purge gas a piece of free axial path until it can be directed radially outward.
  • This mounting distance should always be chosen as small as possible, is preferably in a range of 5.0 mm to 15.0 mm, more preferably in a range of
  • the mass flows used primarily depend on the diameter of the vial and the diameter of the orifice.
  • the above table also shows preferred ratios and absolute values of the mass flows to the respective phases of the further soil tillage.
  • the mass flow of the purge gas flow entering the glass vials expediently lies in a range between 2.4 standard liters / min and 20 standard liters / min according to ISO 2533, a maximum value of 20 nl / min preferably not being exceeded.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the production method in which an additional heating power in the form of a gas flame 310 on the outside of the glass vial bottom is provided by at least one additional gas burner 300 during further shaping of the bottoms of the vials.
  • the gas flame 310 can act in particular perpendicularly on the glass vial bottom in order to keep the glass vial bottom sufficiently hot and plastic, and thereby in particular to counteract the cooling effect of the rinsing gas 50 in the interior of the vial.
  • the additional gas burner 300 is preferably arranged centrally above the bottom 110 of the glass vial 100 and directs the gas flame 310 centrally and coaxially on the floor 110, so that a possibly thickened bottom area formed there (also known as a node) is sufficiently heated so that it by further measures, in particular a rapid rotation of the vial, can be reduced and thereby the bottom of the vial can be formed evenly and with uniform thickness while maintaining very close tolerances.
  • a possibly thickened bottom area formed there also known as a node
  • a further embodiment can be provided to compensate for an additional cooling effect due to the purge gas flow in the further shaping of the bottoms of the glass vials at least partially an additional, off-center heating power, in particular by an eccentric arrangement of a plurality of gas burners, which at a respective Processing station are arranged distributed around the outer circumference of the glass vials around, preferably at equal angular intervals to each other, and each acting on the bottoms of the glass vials.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen mit einem flachen Boden und einer gegenüberliegenden Einfüllöffnung wird der Boden des Glasfläschchens an mehreren Bearbeitungspositionen weiter geformt. Während der gesamten weiteren Formung des Bodens wird mit Hilfe eines Spülgases, das über die Einfüllöffnung des Glasfläschchens mittig ein- oder ausströmt und außermittig aus- oder einströmt, eine Spülgasströmung im Inneren der Glasfläschchen erzeugt, um Delaminationseffekte zu reduzieren. Zum Einblasen oder Absaugen des Spülgases dient ein Rohr oder eine Düse. Verschiedene Geometrien und Anordnungen des Rohrs oder der Düse werden offenbart. Eine Vielzahl von geometrischen Konstellationen der Rohrdurchmesser und verschiedene Massestrom-Einstellungen werden offenbart.

Description

Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen mit geringer Delaminationsneigung unter der Einwirkung einer Spülgasströmung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldung 10 2016 122 061.2 „Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen mit geringer Delaminationsneigung unter der Einwirkung einer Spülgasströmung", angemeldet am 16. November 2016, deren gesamter Inhalt hiermit im Wege der Bezugnahme ausdrücklich mit aufgenommen sei.
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen mit geringer Delaminationsneigung unter kontrollierten Bedingungen unter der Einwirkung einer Spülgasströmung, die während der gesamten Formgebung der Böden der Glasfläschchen vorherrscht. Hintergrund der Erfindung
Durch die immer höheren Qualitäts- und Sicherheitsstandards werden heutzutage in medizinischen, pharmazeutischen und chemischen Betrieben Glasfläschchen von höchster Qualität und Güte benötigt. Insbesondere wird gefordert, dass Glasfläschchen eine sehr hohe chemische Beständigkeit aufweisen sollen, um eine möglichst lange Lagerung ihres
Inhaltes ohne Diffusion oder ungewollte chemische Reaktionen zu ermöglichen. Mit herkömmlichen Produktionsverfahren, die z.B. aus der US 1 700 326 A und der US 2 193 376 bekannt sind, können Glasfläschchen mit dieser Eigenschaft jedoch nicht (oder zumindest nicht mit der gewünschten Qualität) hergestellt werden.
Erst moderne Herstellungsverfahren ermöglichen die Herstellung von Glasfläschchen mit der gewünschten chemischen Beständigkeit. Heutzutage existieren zwei prinzipielle Verfahren, um Glasfläschchen mit sehr hoher chemischer Beständigkeit herzustellen, nämlich das nachträgliche Beschichten der Innenwände (z.B. mit Siliziumverbindungen) oder das direkte Herstellen von Glasfläschchen mit einer homogenen Oberfläche mittels spezieller Herstellungsverfahren.
Zum direkten Herstellen der gewünschten Glasbehälter kann insbesondere die aus der EP 2 818 454 AI der Anmelderin bekannte Vorrichtung herangezogen werden. Diese Vorrichtung umfasst eine sog. Muttermaschine und eine nachgeordnete sog. Bodenmaschine. In dem Herstellungsprozess wird zunächst ein Glasrohr an einer Halteeinheit der Muttermaschine angebracht, welches dann durch Drehen der Muttermaschine in die verschiedenen Bearbeitungspositionen gebracht wird, um vorbearbeitet zu werden. Danach wird ein lokal erwärmtes Ende eines Glasrohrs in einem Trennprozess getrennt und die sich dabei ausbildenden Glasfläschchen, die einen geschlossenen Boden aufweisen, werden an eine Halteeinheit der nachgeordneten Bodenmaschine übergeben, wo die Böden der Glasfläschchen an verschiedenen Bearbeitungspositionen der Bodenmaschine weiter bearbeitet werden. An den Bearbeitungspositionen der Bodenmaschine werden verschiedene Schritte zur geeigneten Formung des Glasfläschchen-Bodens vorgenommen. Hierbei wird, insbesondere durch verschiedene Heißformgebungsprozesse bei Temperaturen, bei denen das Glas verformbar ist, und rasche Drehung der Glasfläschchen um Ihre Längsachse, ein möglichst flacher Glasfläschchen-Boden erzeugt, welcher während des Prozesses wegen der vorherrschenden hohen Temperaturen eine vergleichsweise niedrige Viskosität aufweist. Damit der Glasfläschchen-Boden infolge dessen nicht in sich zusammensackt, wird mittels eines kurzzeitig eingeblasenen Gases im Innern des Glasfläschchens ein geeigneter Gegendruck erzeugt, um den Boden zu stabilisieren. Hierzu wird jedoch keine kontinuierliche Gasströmung verwendet. Vielmehr wird ein Gas-Druckimpuls verwendet, um einen im Wesentlichen statischen Gegendruck im Inneren der Glasfläschchen aufzubauen. Während der weiteren Bearbeitung des Bodens eines Glasfläschchens strömt praktisch kein Gas aus dem Innern des Glasfläschchens wieder aus. In den darauffolgenden Bearbeitungsschritten wird der Glasfläschchen-Boden dann zu seiner weiteren Formung noch in eine Matrizenform gepresst und anschließend abgekühlt. Zum Ausbilden des Staudrucks im Inneren der Glasfläschchen wird die Einfüllöffhung im Wesentlichen über ihren gesamten Querschnitt von einem Rohr oder einer Düse kurzzeitig mit einem Gas angeblasen, wobei das Rohr oder die Düse unter einem vergleichsweise großen Abstand zur Einfüllöffhung und insbesondere außerhalb des Glasfläschchens angeordnet ist, um weiteren apparativen Aufwand beispielsweise für eine vertikale
Verstellung des Rohrs bzw. der Düse zu vermeiden. Die Prozessbedingungen sind dabei insgesamt nur schwer zu kontrollieren, was zu Unregelmäßigkeiten bei der Herstellung der Glasfläschchen führt.
Bei dem zuvor genannten Herstellungsverfahren dampfen aufgrund der im Bereich des Bodens vorherrschenden sehr hohen Temperaturen Alkaliborate, Natrium und dergleichen aus dem heißen Glas aus, die sich an kühleren Bereichen der Glasfläschchen unmittelbar wieder abscheiden, insbesondere in einer ringförmigen Zone unter einem gewissen Abstand zum Fläschchenboden. Dieses Phänomen ist für Borosilikatgläser unter dem Namen Delaminationsneigung bekannt und erschwert das Gewährleisten einer konstanten, optimalen Qualität der Glasfläschchen. Im heißen Bereich nahe dem Boden des Glasfläschchens ist insbesondere auch die stöchiometrische Zusammensetzung des Glases verändert. Durch das spätere Abkühlen des Glasfläschchens entsteht hierdurch eine Phasentrennung der Oberflächenschicht im Bereich des Bodens eines Glasfläschchens, die sich weiter negativ auf die chemische Beständigkeit des Glasfläschchens auswirken kann. Aufgrund der teilweise unkontrollierten Bedingungen während der Heissformgebungsprozesse führt dies zu weiteren Unregelmäßigkeiten bei der Herstellung der Glasfläschchen. Bei der Herstellung der Glasfläschchen mit dem vorgenannten Herstellungsverfahren können vom Maschineneinrichter verschiedene Maschinenparameter manuell eingestellt und geändert werden, um sowohl die gewünschten geometrischen Spezifikationen als auch die gewünschten Oberflächenspezifikationen der Glasfläschchen zu erreichen und einzuhalten. Der Einfluss dieser Maschinenparameter auf die Delaminationsneigung ist j edoch bisher weitgehend unbekannt.
Zusammenfassung der Erfindung Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen weiterzuentwickeln, insbesondere von Glasfläschchen aus Borosilikatglas, wobei mit dem Verfahren in kontrollierter Weise Glasfläschchen von konstanter und hoher Qualität hergestellt werden sollen, die eine deutlich verringerte
Delaminationsneigung aufweisen, wobei die Delaminationsneigung insbesondere einen Maximalwert nicht überschreiten soll, um eine konstante, hohe Qualität der Glasfläschchen, d.h. ohne das Vorhandensein von Qualitätsausreißern, zu ermöglichen. Gelöst wird diese Aufgabe durch das Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen (Vials) mit einem flachen Boden und einer gegenüberliegenden Einfüllöffnung bereitgestellt, mit den Schritten: lokales Erwärmen eines Endes eines Glasrohrs, Ausbilden eines Flansches oder Rollrands mit der Einfüllöffnung an dem lokal erwärmten Ende des Glasrohrs, Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs unter Ausbildung eines Glasfläschchens mit einem geschlossenen Boden, und weitere Formung des Bodens des Glasfläschchens. Dabei wird das sich ausbildende Glasfläschchen nach dem Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs von dem Glasrohr kopfüber gehalten. Während der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens bei den vorherrschenden vergleichsweise hohen Temperaturen wird das Innenvolumen des Glasfläschchens mit Hilfe eines Spülgases gespült, um Alkaliborate und dergleichen aus dem Innenvolumen des Glasfläschchens auszuspülen, wobei das Spülgas bei der weiteren Formung des Bodens des
Glasfläschchens über die Einfüllöffnung mittig ein- oder ausströmt und außermittig aus- oder einströmt, so dass eine Spülgasströmung im Inneren des Glasfläschchens erzeugt wird. Durch das Spülgas, welches insbesondere Luft, ein inertes Gas, wie beispielsweise
Stickstoff, oder ein Edelgas sein kann, wird erfindungsgemäß im Inneren der Glasfläschchen eine laminare Spülgasströmung erzeugt, die derart beschaffen ist, dass der eintretende Anteil der Spülgasströmung erfindungsgemäß nicht (oder allenfalls in einem vernachlässigbaren Umfang) mit dem austretenden Anteil der Spülgasströmung wechselwirkt, so dass der austretende Anteil der Spülgasströmung das Glasfläschchen widerstandslos und ohne wesentliche Verwirbelungen wieder verlassen kann. Insbesondere entstehen erfindungsgemäß im Inneren des Glasfläschchens keine nichtlinearen
Strömungen, d.h. Turbulenzen, wodurch der Herstellungsprozess insgesamt gut kontrollierbar ist und zu reproduzierbaren Ergebnissen führt.
Bei der Bereitstellung des Spülgases kann erfindungsgemäß insbesondere auf eine strömungsleitende Struktur verzichtet werden, da sich die entgegen gerichtet strömenden
Anteile des Spülgases zwar direkt berühren, aber keine Turbulenzen ausbilden. Jedoch ist die Verwendung einer strömungsleitenden Struktur gemäß weiteren Ausführungsformen nach der Erfindung grundsätzlich nicht ausgeschlossen, wie nachfolgend weiter ausgeführt.
Die oben erwähnte Spülgasströmung hat zur Folge, dass die für die unerwünschte Delaminationsneigung verantwortlichen Alkaliborate und dergleichen effizient aus dem Inneren des Glasfläschchens heraus gespült werden und somit Glasfläschchen mit einer kontrolliert hohen Qualität hergestellt werden können. Während der weiteren Bearbeitung des Bodens des Glasfläschchens wird somit erfindungsgemäß eine Spülgasströmung ausgebildet, die zumindest während derjenigen weiteren Bearbeitungsschritte zur weiteren Bearbeitung des Bodens des Glasfläschchens, bei denen der Boden des Glasfläschchens aufgrund seiner Viskosität noch verformbar sind und bei denen Alkaliborate, Natrium und dergleichen aus dem noch heißen Glas austreten, um sich an kühleren Bereichen der Glasfläschchen unmittelbar wieder abzuscheiden, permanent bzw. ununterbrochen vorherrscht. Die Spülgasströmung strömt somit während der gesamten weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens bevorzugt fortwährend, was eine gewisse Variation des Massenstroms während einzelner Bearbeitungsschritte, die während der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens ausgeführt werden, ausdrücklich nicht ausschließen soll. Um eine, in Bezug auf die Mittellinie des Glasfläschchens, koaxiale Strömung zu erzeugen, kann ein Rohr, über das das Spülgas zugeführt wird, vorzugsweise auf und symmetrisch zu der Glasfläschchen-Mittellinie angeordnet sein. Wichtig ist dabei nur, dass das Spülgas axial und mittig in das Glasfläschchen einströmt bzw. abgesaugt wird. Alternativ kann das Spülgas auch über eine Ringdüse oder dergleichen oder über eine Mehrzahl von entlang dem Umfang der Einfüllöffnungen verteilt angeordneten Düsen oder Rohren über die Einfüllöffnung außermittig ein- oder ausströmen und mittig aus- oder einströmen.
Aufgrund der üblicherweise rotationssymmetrischen Form von Glasfläschchen und deren Einfüllöffnungen werden dabei rotationssymmetrische Formen des Rohrs bevorzugt. Bei der Verwendung von Rohren, die eine asymmetrische Strömung erzeugen, ist grundsätzlich auch eine nicht-mittige Anordnung des Rohrs denkbar.
Das Rohr kann dabei entweder als Blasrohr, d.h. zum Einblasen der Strömung in die Glasfläschchen, oder als Saugrohr, d.h. zum Absaugen der Strömung aus den Glasfläschchen, betrieben werden und verschiedene Ausführungsformen haben, die nachfolgend ausführlicher beschrieben werden. Allen Rohrkonstellationen ist gemeinsam, dass diese mindestens einen Rohr-Außendurchmesser dr,a und mindestens einen Rohr- Innendurchmesser dr,i aufweisen und eine Wandstärke, die folglich als (dr,a-dr,i)/2 gegeben ist und ausreichend ist, um ein Spülgas unter dem erforderlichen Druck zu führen, ohne dass dabei der Strömungswiderstand zum Zuführen des Spülgases zu hoch ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ausdrücklich auch unabhängig beansprucht werden kann, wird ein Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen mit einem flachen Boden und einer gegenüberliegenden Einfüllöffnung bereitgestellt, mit den Schritten: lokales Erwärmen eines Endes eines Glasrohrs, Ausbilden eines Flansches oder Rollrands mit der Einfüllöffnung an dem lokal erwärmten Ende des
Glasrohrs, Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs unter Ausbildung eines Glasfläschchens mit einem geschlossenen Boden, und weitere Formung des Bodens des Glasfläschchens. Das sich nach dem Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs von dem Glasrohr ausbildende Glasfläschchen mit dem geschlossenen Boden wird dabei kopfüber gehalten. Während der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens wird bei Temperaturen im Bereich des geschlossenen Bodens zwischen 1000°C und 1200°C, bevorzugter jedenfalls bei Temperaturen im Bereich des geschlossenen Bodens oberhalb von 1100°C, mit Hilfe eines Spülgases eine fortwährende Spülgasströmung im Inneren des Glasfläschchens erzeugt.
Dabei soll es erfindungsgemäß ausdrücklich nicht auf die genauen Umstände ankommen, wie die Spülgasströmung im Inneren der Glasfläschchen erzeugt wird, also wie genau das Spülgas in die Glasfläschchen einströmt oder aus diesen ggf. abgesaugt wird. Wichtig ist dabei nur, dass eine ausreichend starke Spülgasströmung im Inneren des Glasfläschchens bereitgestellt wird, die eine Delamination in ausreichendem Maße verhindert. Hierzu genügt es, wenn die im Inneren der Glasfläschchen vorherrschende Spülgasströmung eine Abscheidung von Dämpfen, die bei der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens aufgrund der im Bereich das Bodens vorherrschenden sehr hohen Temperaturen aus dem heißen Glas austreten, also insbesondere von Alkaliborat oder Natrium, an kühleren Bereichen der Glasfläschchen, insbesondere in einer ringförmigen Zone unter einem gewissen Abstand zum Fläschchenboden, in ausreichendem Maße verhindert, indem die Dämpfe aus dem Inneren der Glasfläschchen ausgespült werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Rohr, über das das Spülgas in das Innere der Glasfläschchen eingeblasen oder aus dem Inneren der Glasfläschchen abgesaugt wird, ein zylindrisches Rohr, wobei das Spülgas über ein vorderes Ende des Rohrs in das Innere der Glasfläschchen eingeblasen oder abgesaugt wird. Zweckmäßig hat das zylindrische Rohr eine konstante Wandstärke insbesondere nahe des vorderen Endes. Die Spülgasströmung kann so am vorderen Ende des Rohrs in einfacher Weise exakt parallel und koaxial zum Glasfläschchen ausgerichtet und geführt werden, was die Ausbildung von laminaren Strömungsverhältnissen im Inneren des Glasfläschchens unterstützt.
Eine zylindrische Form des Rohrs ist insbesondere auch von Vorteil, falls das Spülgas aus dem Inneren des Glasfläschchens abgesaugt wird, weil so das Spülgas symmetrisch aus der Einfüllöffnung abgesaugt werden kann, etwa wenn das Spülgas außermittig in das Glasfläschchen einströmen soll und exakt mittig und axial gerichtet aus der Einfüllöffnung abgesaugt werden soll. Dies kann durch eine Anordnung des Rohrs exakt parallel zur Längsachse des Glasfläschchens und konzentrisch zu diesem erzielt werden. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das zylindrische Rohr weiterhin an seinem vorderen Ende ein sich kegelförmig verjüngendes Außenprofil. Durch das Außenprofil kann eine Rückströmung, die aus dem Glasfläschchen wieder ausströmt, gleichmäßig und symmetrisch radial nach außen abgeleitet werden, sodass ein Rückstau, der die Strömungsverhältnisse im Innern des Glasfläschchens unerwünscht beeinflussen könnte, wirkungsvoll vermieden werden kann. Das Rohr kann deshalb für einen vergleichbaren Massestrom des Spülgases auch näher an der Einfüllöffnung angeordnet werden. Diese Form des vorderen Ende des Rohres eignet sich insbesondere bei der Verwendung des Rohres als Blasrohr zum Einblasen von Spülgas in das Glasfläschchen. Aufgrund der Verjüngung des Rohrs an seinem vorderen Ende kann das Rohr durchaus auch über die Einfüllöffnung in das Innenvolumen des Glasfläschchens eintauchen, insbesondere nur bis in einen Kopfbereich des Glasfläschchens hinein, und dabei dennoch eine ausreichend gleichmäßige Ableitung des Spülgases ermöglichen, das aus dem Innenvolumen des Glasfläschchens wieder ausströmt. Im Vergleich zu Rohren mit konstantem Außendurchmesser ist aufgrund des Außenprofils auch das Risiko einer Kollision mit dem Glasfläschchen und somit eine Beschädigung des Glasfläschchens geringer.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat das zylindrische Rohr an seinem vorderen Ende weiterhin ein sich kegelförmig verjüngendes Innenprofil. Durch die Verjüngung des Innenprofils entsteht hierbei eine Düse, welche es ermöglicht, eine Strömung mit einem höheren Druck und einer geringeren Querschnittfläche bereitzustellen. Diese Ausführungsform des Rohres eignet sich insbesondere bei der Verwendung des Rohres als Blasrohr. Durch die kegelförmig zulaufende Form kann dabei insbesondere eine exakte Führung der Spülgasströmung in das Innere der Glasfläschchen und somit in einfacher Weise eine laminare Spülgasströmung erzielt werden. Dabei läuft das Rohr bevorzugt nur nahe dem offenen Ende kegelförmig zu, sodass insgesamt ein vergleichsweise geringer Strömungswiderstand erzielt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat das zylindrische Rohr an seinem vorderen Ende weiterhin einen Abschnitt mit einem zylindrischen Innenprofil. Bevorzugt bildet dieser Abschnitt mit dem zylindrischen Innenprofil unmittelbar die Austrittsöffnung des Rohrs aus. Dieser Abschnitt kann weiter die Funktion einer Düse ausüben, wie vorstehend erläutert, dabei jedoch die austretende Spülgasströmung weiter ausrichten und führen, und zwar bevorzugt exakt parallel koaxial zur Längsachse des Glasfläschchens, was den Aufbau von laminaren Strömungsverhältnissen im Innern des Glasfläschchens weiter begünstigt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat das zylindrische Rohr an seinem vorderen Ende weiterhin einen Abschnitt mit einem zylindrischen Außenprofil. Bevorzugt bildet dieser Abschnitt mit dem zylindrischen Außenprofil unmittelbar die Austrittsöffnung des Rohrs aus. Er kann dabei mit einem geringeren Außendurchmesser auch vom Rest des Rohrs vorstehen, etwa wenn das Rohr davor mit einem sich kegelförmig verjüngenden Außenprofil ausgebildet ist. So kann der Abschnitt mit dem zylindrischen Außenprofil zumindest abschnittsweise in das Innenvolumen des Glasfläschchens eintauchen, insbesondere nur bis in einen Kopfbereich des Glasfläschchens hinein. Der sich dem Abschnitt mit dem zylindrischen Außenprofil anschließende Abschnitt mit einem sich kegelförmig verjüngenden Außenprofil kann dabei dennoch eine ausreichend gleichmäßige Ableitung des Spülgases ermöglichen, das aus dem Innenvolumen des Glasfläschchens wieder ausströmt. Im Vergleich zu Rohren mit konstantem Außendurchmesser ist aufgrund des Außenprofils auch das Risiko einer Kollision mit dem Glasfläschchen und somit eine Beschädigung des Glasfläschchens geringer.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Rohr unter einem vorbestimmten axialen Abstand zu der Einfüllöffnung außerhalb des Glasfläschchens angeordnet. Dieser vorbestimmte axiale Abstand kann ein weiterer wichtiger Faktor für die
Spülleistung sein und wird in den nachfolgenden Abschnitten im Detail diskutiert. Dieser Abstand ermöglicht insbesondere eine gleichmäßige Ableitung der Spülgasströmung, die aus dem Glasfläschchen wieder ausströmt, radial auswärts, ohne wesentliche Rückwirkung auf die Strömungsverhältnisse am vorderen Ende des Rohrs. Weil das Rohr bei dieser Ausführungsform außerhalb des Glasfläschchens angeordnet ist, ist eine ortsfeste Position des Rohrs ermöglicht, sodass das Rohr nicht bei jedem Takt des Rotor- Anteils der Bodenmaschine in das Glasfläschchen eingefahren und wieder ausgefahren werden muss. Der vorbestimmte axiale Abstand des Rohrs zu der Einfüllöffnung liegt dabei bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 5,0 mm, bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 2,0 mm und noch bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 1,0 mm. Mit anderen Worten: das vordere Ende des Rohrs wird grundsätzlich so nahe wie möglich in der Nähe der Einfüllöffnung angeordnet, sodass gerade keine Kollision mit dem Glasfläschchen auftritt und somit Beschädigungen des Glasfläschchens ausgeschlossen sind. Hierzu muss der vorgenannten Abstand des Rohrs zu der Einfüllöffnung des Glasfläschchens nicht verschwindend sein, also größer als 0,0 mm, kann jedoch grundsätzlich auch geringfügig kleiner sein als der vorgenannten untere Grenzwert von 0,1 mm. Gleichwohl sorgt ein ausreichend dimensionierter Spalt für eine gleichmäßige Ableitung der Spülgasströmung, die aus dem Glasfläschchen wieder ausströmt, radial auswärts, ohne wesentliche Rückwirkung auf die Strömungsverhältnisse am vorderen Ende des Rohrs.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Rohr auf einer Oberfläche angeordnet, wobei das vordere Ende des Rohrs unter einem vorbestimmten Abstand zur Oberfläche angeordnet ist, der in einem Bereich von 5,0 mm bis 15,0 mm liegt. Diese Oberfläche kann die Oberseite eines Spannfutters sein, an dem das Rohr befestigt ist und das während der weiteren Bearbeitungsschritte zur Bodenformung relativ zu dem Glasfläschchen ortsfest angeordnet ist, beispielsweise zu einem Spannfutter oder einer Halterung, womit das Glasfläschchen während der weiteren Bearbeitungsschritte zur Bodenformung gehalten ist. Die aus dem Glasfläschchen austretende Spülgasströmung prallt auf diese Oberfläche auf und muss zuvor in ausreichendem Maße radial auswärts gerichtet abgeleitet werden, um einen unerwünschten Einfluss auf die
Strömungsverhältnisse im Innern des Glasfläschchens aber auch in der Umgebung der Einfüllöffnung zu vermeiden. Dies kann durch geeignete Wahl des Abstands des vorderen Endes des Rohrs zu dieser Oberfläche in einfacher Weise eingestellt werden. Von besonderem Vorteil ist diese Ausführungsform insbesondere für Rohre, die an ihrem vorderen Ende ein sich kegelförmig verjüngendes Außenprofil aufweisen, wenn dann zumindest der Abschnitt mit dem sich kegelförmig verjüngenden Außenprofil von der Oberfläche vorsteht, weil nur so der Einfluss des Außenprofils auf die Führung der austretenden Spülgasströmung voll zum Tragen kommt. Über den vorgenannten Abstand des vorderen Endes des Rohrs zu dieser Oberfläche können darüber hinaus auch die thermischen Verhältnisse im Bereich des vorderen Ende des Rohrs günstig beeinflusst werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform liegt der vorgenannte vorbestimmte axiale Abstand noch bevorzugter in einem Bereich von 6,0 mm bis 12,0 mm und beträgt noch bevorzugter minimal 10,0 mm.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei das Rohr außerhalb des Glasfläschchens unter einem vorbestimmten axialen Abstand vor der Einfüllöffnung angeordnet. Aufwändige Untersuchungen der Erfinder haben zwar gezeigt, dass dabei die Spülwirkung im Wesentlichen exponentiell mit zunehmendem Abstand des Rohres von der Einfüllöffnung des Glasfläschchens oder mit abnehmendem Massenstrom M des Spülgases abnimmt. Allerdings wird aus den vorgenannten Gründen eine Anordnung des Rohrs außerhalb des Glasfläschchens grundsätzlich bevorzugt, weil keine aufwändige axiale Verstellung des Rohrs notwendig ist, sodass bei einer solchen Ausführungsform vergleichsweise geringe Abstände bevorzugt werden, wie vorstehend ausgeführt.
Außerdem sinkt die Spülwirkung signifikant mit zunehmendem Rohr-Innendurchmesser dr,i, da hier in Relation zu der Querschnittfläche eine geringere Strömungsgeschwindigkeit vorliegt. Untersuchungen der Erfinder haben dabei gezeigt, dass die Spülwirkung nicht vom Rohr- Außendurchmesser dr,a abhängig ist, solange dieser nicht grösser als etwa 2/3 des Einfüllöffnungs-Innendurchmessers dg,i ist. Normalerweise wird das Rohr hierbei unter einem vorbestimmten Abstand in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 5,0 mm angeordnet. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Anordnung unter einem axialen Abstand zur Einfüllöffnung des Glasfläschchens in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 2,0 mm, bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 1,0 mm. Die genannte Ausführungsform ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil das Rohr nicht in das Glasfläschchen eingetaucht (und wieder herausgezogen) werden muss, sodass eine axiale Verstellung des Rohrs nicht erforderlich ist, was den apparativen Aufwand zur Ausführung der weiteren Bearbeitungsschritte reduzieren hilft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Rohr auch über die Einfüllöffnung eine vorbestimmte Distanz (A) axial in das Glasfläschchen eintauchen. Durch dieses leichte Eintauchen kann sich eine verbesserte Spülwirkung ergeben. Jedoch muss dann eine zusätzliche Eintauchvorrichtung bzw. Vorrichtung zur axialen Verstellung des Rohrs vorgesehen sein, die das Rohr für die weiteren Bearbeitungsschritte geeignet axial verstellt, insbesondere zu einem geeigneten Zeitpunkt ausreichend weit in die Einfüllöffnung bzw. das Glasfläschchen eintaucht und zu einem anderen geeigneten Zeitpunkt wieder zurück fährt. Hierdurch kann zwar der Herstellungsprozess erschwert und der apparative Aufwand zur Ausführung der weiteren Bearbeitungsschritte erhöht sein, was jedoch durch eine günstigere Vorgabe der Strömungsverhältnisse im Hauptvolumen des Glasfläschchens mehr als kompensiert werden kann. Bei dieser Ausführungsform kann das Rohr bei der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens entsprechend einer Bewegungsbahn des Glasfläschchens axial verstellt werden, sodass das Rohr zur Erzeugung der Spülgasströmung an einer jeweiligen Bearbeitungsstation der Bodenmaschine die vorbestimmte Distanz axial in das Glasfläschchen eintaucht und zum Weitertransport des Glasfläschchen zu einer stromabwärts befindlichen Bearbeitungsstation der Bodenmaschine in eine Stellung außerhalb des Glasfläschchens axial zurückgefahren wird, um die Bewegungsbahn des Glasfläschchens freizugeben. Das Rohr wird somit zweckmäßig jeweils je Takt des Rotor- Anteils der Bodenmaschine in das Glasfläschchen eingeführt, um einen jeweiligen Bearbeitungsvorgang auszuführen, und nach Ausführung dieses Bearbeitungsvorgangs wieder ausgeführt. Die eingetauchte Position des Rohrs ist also nicht über die gesamte Taktzeit des jeweiligen Bearbeitungsvorgangs vorhanden.
Dabei kann das Rohr insbesondere auch im Hauptvolumen des Glasfläschchens angeordnet sein, also bis jenseits eines verengten Halsbereichs der Glasfläschchen hinaus in das Hauptvolumen des Glasfläschchens eintauchen. Dabei wird das Rohr zweckmäßig derart angeordnet, dass es einen ausreichenden Abstand zu dem Boden des Glasfläschchens hat. Um eine unerwünschte zu starke Abkühlung an dem Boden des Glasfläschchens zu vermeiden, ist der vorbestimmte Abstand in der Regel geeignet einzustellen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Strömungsrate des Spülgases dabei so gewählt, dass eine unerwünscht starke Abkühlung im Bereich des Bodens des Glasfläschchens vermieden ist. Hierzu kann die Strömungsrate des Spülgases auch während der weiteren Bearbeitungsschritte zur Bodenformung variiert werden, bevorzugt abhängig vom jeweiligen Bearbeitungsschritt, wie nachfolgend näher ausgeführt.
Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausführungsform handelt es sich bei den Glasfläschchen um sogenannte Enghals-Glasfläschchen, die bevorzugt einen Hals- Innendurchmesser im Bereich von 6,0 mm bis 13,0 mm und eine Halslänge von maximal 12,0 mm haben. Die in der vorliegenden Anmeldung offenbarte Geometrie zur Erzeugung der Spülgasströmung ist insbesondere bei solchen Enghals-Glasfläschchen von erheblichem Vorteil, weil trotz der sehr engen Innenweite der Glasfläschchen im Bereich der Einfüllöffnung dennoch im Inneren der Glasfläschchen eine geeignete Spülgasströmung zum Ausspülen von Dämpfen erzeugt werden kann. Dabei sind die hohen Taktfrequenzen zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten bei der weiteren Formung der Böden der Glasfläschchen zu berücksichtigen, die bedingen, dass aufwändige axiale Verstellungen von Rohren und/oder Ringdüsen zur Erzeugung der Spülgasströmung nach Möglichkeit vermieden werden sollten.
In den Bearbeitungsschritten, die zur weiteren Formung des Glasfläschchen-Bodens dienen, liegt insbesondere am Boden des Glasfläschchens extrem heißes Glas vor, so dass am Boden vermehrt Alkaliborate und weitere Stoffe ausdampfen. Durch das zuvor erwähnte Einblasen des Spülgases wird erfindungsgemäß bevorzugt eine definierte laminare und koaxiale Spülgasströmung im Inneren des Glasfläschchens derart erzeugt, dass die Alkaliborate und dergleichen am Boden des Glasfläschchens zunächst von dieser Spülgasströmung erfasst werden und dann unmittelbar und fortwährend aus dem Glasfläschchen über die Einfüllöffnung des Glasfläschchens heraus gespült werden. Die Spülgasströmung wird dabei vorzugsweise bereits unmittelbar vor dem eigentlichen Trennschritt zum Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs von einem Glasrohr, also bereits vor dem Einsetzen einer verarbeitungstemperaturbedingt heftigen Alkaliborat- Verdampfung, eingeschaltet und zumindest während des gesamten weiteren Formgebungsprozesses des Bodens aufrecht erhalten, so dass sich eine stabile Spülgasströmung bereits in einem frühen Stadium der Formung der Böden der Glasfläschchen aufbauen kann, insbesondere bereits während der Ausbildung eines geschlossenen Bodens beim Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs, und sich während der weiteren Bearbeitungsschritte zur weiteren Formung der Böden keine gasförmigen Alkaliborate oder dergleichen im Inneren des Glasfläschchens anreichern und in kühleren Bereichen wieder abscheiden können. Unter bestimmten Umständen wird die Spülgasströmung zusätzlich auch in weiteren Verfahrensschritten aufrechterhalten. Insbesondere ist dies der Fall bei der Herstellung von größeren Glasfläschchen, also Glasfläschchen mit einer größeren Länge, bei der vergleichsweise hohe Temperaturen des
Glases auch nach dem Bodenformungsprozess über eine längere Zeit noch fortbestehen, was eine Spülgasströmung auch während der nachfolgenden Abkühlschritte erforderlich machen kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung gilt für den Einfüllöffnungs-Innendurchmesser dg,i, den Rohr- Außendurchmesser dr,a und den Rohr-Innendurchmesser dr,i die Relation (dg,i)2- (dr,a)2>(dr,i)2. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Querschnittfläche des ausströmenden Anteils des Spülgases mindestens genau so groß ist, wie die des einströmenden Anteils des Spülgases, so dass genügend Spülgas in das Glasfläschchen geleitet werden kann und die entgegen gerichteten Spülgasströmungen sich nicht gegenseitig beeinflussen. Die Wandstärke des Rohres kann dabei nach Bedarf gewählt werden, wobei jedoch der Rohr- Außendurchmesser dr,a immer kleiner als der Einfüllöffnungs-Innendurchmesser dg,i sein sollte, um ein ausreichendes Ausströmen des verunreinigten Spülgases zu ermöglichen. Bevorzugt werden Rohre mit Wandstärken im Bereich 1,0 mm - 3,0 mm verwendet. Der Rohr-Innendurchmesser dr,i ist nach unten begrenzt, um den Strömungswiderstand genügend gering zu halten, so dass bereits bei geringem Druck ausreichend hohe Masseströme im Inneren des Glasfläschchens bereitgestellt werden können und durch den geringen Druck gleichzeitig die Leckströme in der nur spaltgedichteten Einfüllöffnung gering gehalten werden und nach oben durch den Rohr- Außendurchmesser abzüglich der Wandstärke begrenzt werden. In noch einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung umfasst die weitere Formung der Böden der Glasfläschchen mehrere Bearbeitungsschritte, wobei der Massestrom der Spülgasströmung in zumindest einem der mehreren Bearbeitungsschritte verschieden zu den anderen Bearbeitungsschritten ist. Hierdurch kann die benötigte Spülwirkung in Relation zu der auftretenden Alkaliborat-Menge, unter Berücksichtigung der entstandenen ungewollten Kühlwirkung geeignet gesteuert werden. Der Massestrom der in die Glasfläschchen eintretenden Spülgasströmung kann hierbei zweckmäßig in einem Bereich zwischen 2,4 Normliter/min und 20 Normliter/min nach DIN 1343 oder ISO 2533 liegen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird durch das Rohr ein Spülgas aus dem Inneren des Glasfläschchens heraus abgesaugt, wobei das Rohr unter dem vorgenannten vorbestimmten axialen Abstand zu der Einfüllöffnung des Glasfläschchens innerhalb des Hauptvolumens des Glasfläschchens angeordnet ist. Das Rohr kann dabei auch vergleichsweise tief in das Glasfläschchen eingetaucht sein. Ein Vakuumsystem, insbesondere in Form einer Pumpe, erzeugt einen geeigneten Unterdruck, um das Spülgas, welches außermittig in das Glasfläschchen einströmt, mittig aus diesem abzusaugen. Das besagte Vakuumsystem kann mit einer Filtereinrichtung versehen sein, die das eingesaugte Spülgas filtert, um Schäden in dem Vakuumsystem zu verhindern. Dabei kann das Spülgas außermittig durch eine Ringdüse oder eine Mehrzahl von Düsen oder Rohren, die entlang dem Innenumfang der Einfüllöffnungen der Glasfläschchen verteilt angeordnet sind, in das Innere der Glasfläschchen mit einem geeigneten Massestrom, wie vorstehend ausgeführt, eingeblasen werden. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung beträgt der
Rohr-Innendurchmesser mindestens 1 ,5 mm. Hierdurch kann eine ausreichende Saugkraft gewährleistet werden, wobei kein Staudruck in dem Rohr entsteht, sondern eine ausreichende, im Wesentlichen permanent vorherrschende Spülgasströmung ausgebildet wird, um die Alkaliborat-Gase effizient abzusaugen.
In noch einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung gilt für den Zusammenhang des Rohr-Außendurchmessers dr,a und den Einfüllöffnungs- Innendurchmesser dg,i der Zusammenhang dr,a< dg,i-2,0 mm. Hierdurch wird gewährleistet, dass genügend Spülgas in das Glasfläschchen einströmen kann, so dass kein unerwünschter Unterdruck entsteht, der den Boden des Glasfläschchens ansaugt und dessen Formgebung negativ beeinträchtigt oder sogar kollabieren lässt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zur Kompensation einer zusätzlichen Kühlwirkung aufgrund der Spülgasströmung bei der weiteren Formung der Böden der Glasfläschchen zumindest abschnittsweise eine zusätzliche, außermittig einwirkende Heizleistung bereitgestellt, insbesondere durch eine außermittige Anordnung einer Mehrzahl von Gasbrennern, die jeweils auf die Böden der Glasfläschchen einwirken. Die Heizleistung kann dabei geeignet auf den Massestrom der Spülgasströmung abgestimmt werden, um die zusätzliche Kühlwirkung aufgrund der Spülgasströmung zu kompensieren.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erzeugt mindestens ein zusätzlicher Gasbrenner, der insbesondere als Knotenbrenner vorliegen kann, eine zusätzliche Heizleistung, die bevorzugt mittig bereitgestellt wird, und die auf den Boden des Glasfläschchens einwirkt. Durch diese zusätzliche Heizleistung kann gewährleistet werden, dass eine gewünschte Plastizität des Glasfläschchen-Bodens während des gesamten weiteren Bearbeitungsprozesses aufrecht erhalten wird. Die Heizleistung wirkt dabei einer etwaigen unerwünschten Kühlwirkung des Spülgases entgegen.
Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausführungsform, die ausdrücklich auch unabhängig beansprucht werden kann, wird ein Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen bereitgestellt, insbesondere wie in Anspruch 1 oder Anspruch 2 beansprucht und im Zusammenhang mit diesen Ansprüchen offenbart, bei dem weiterhin eine zusätzliche, mittig auf die Böden der Glasfläschchen einwirkende Heizleistung bei der weiteren Formung der Böden der Glasfläschchen bereitgestellt wird, insbesondere durch einen Gasbrenner, der bevorzugt exakt mittig und senkrecht auf die Böden der Glasfläschchen einwirkt, um einen Knoten aus plastischem Glas, der sich bei der Bodenformgebung ggf. ausbildet, in ausreichendem Maße zu erweichen, sodass dieser durch Rotation des Glasfläschchens und ggf. weitere Maßnahmen abgebaut und vergleichmäßigt werden kann (nachfolgend auch als Knotenbrenner bezeichnet).
Mit einem solchen Brenner lässt sich erfindungsgemäß insbesondere die zusätzliche Kühlwirkung aufgrund der in das Innere der Glasfläschchen einströmenden Spülgasströmung bei der weiteren Formung der Böden der Glasfläschchen kompensieren. Strömt die Spülgasströmung mittig in die Glasfläschchen ein, so tritt die Kühlwirkung im Wesentlichen in der Mitte des sich ausbildenden Bodens auf. Strömt die Spülgasströmung dagegen außermittig in die Glasfläschchen ein, so tritt die vorgenannte Kühlwirkung im Wesentlichen in einem ringförmigen Bereich nahe der Mitte des sich ausbildenden Bodens auf. In beiden Fällen kann die zusätzliche Kühlwirkung in ausreichendem Maße kompensiert werden, wenn die Heizleistung ausreichend aufgeweitet ist, also nicht punktuell sondern in einem gewissen Flächenbereich auf den sich ausbildenden Boden einwirkt, was sich durch einen Gasbrenner, insbesondere einen sog. Knotenbrenner, in vorteilhaft einfacher Weise erreichen lässt. Insbesondere durch eine Gasflamme wird auch mechanisch auf den sich ausbildenden Boden eingewirkt. Ist die Spülgasströmung beispielsweise zu stark gewählt, sodass der Boden durch diese in gewissem Maße aufgewölbt würde, so kann diesem Aufwölben auch durch die mechanische Wirkung der Gasflamme entgegengewirkt werden. Selbstverständlich kann diese zusätzliche Heizleistung auch zeitlich variieren, insbesondere während unterschiedlicher Bearbeitungsschritte bei der weiteren Formung der Böden der Glasfläschchen verschieden gewählt werden.
In noch einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist der zuvor genannte Gasbrenner angeordnet und ausgelegt, um eine Gasflamme zu erzeugen, die senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht auf die Böden der Glasfläschchen einwirkt.
Das vorgenannte Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Glasfläschchen (Vials) aus Borosilikatgläsern, wie diese zur Aufbewahrung von Substanzen für pharmazeutische oder medizinische Zwecke verwendet werden. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden die Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen kurz beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Bearbeitungspositionen des Herstellungsverfahrens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Glasfläschchens, das mit einem Herstellungsverfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 3a zeigt eine schematische Darstellung des zylindrischen Rohres des Herstellungsverfahrens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figuren 3b bis 3d zeigen schematische Darstellungen von weiteren Beispielen für Rohre zur Erzeugung der Spülgasströmung gemäß weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4a zeigt eine schematische Darstellung des Platzierens eines Rohres vor der Einfüllöffnung eines Glasfläschchens, während des Herstellungsverfahrens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4b zeigt eine schematische Darstellung des Platzierens eines zylindrischen Rohres im Kopfbereich eines Glasfläschchens, während des Herstellungsverfahrens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4c zeigt eine schematische Darstellung des Platzierens eines zylindrischen Rohres im Hauptvolumen eines Glasfläschchens, während des Herstellungsverfahrens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Figuren 5a-5d zeigen eine schematische Darstellung von vier Phasen des Ausblasprozesses des Herstellungsverfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines zusätzlichen Gasbrenners des
Herstellungsverfahrens in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleichwirkende Elemente oder Gruppen von Elementen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In Fig. 1 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Herstellung von Glasfläschchen gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Dargestellt ist eine sog. Muttermaschine MM und eine nachgeordnete sog.
Bodenmaschine BM, mit verschiedenen Bearbeitungspositionen, wobei eine Vielzahl von Brennern B1-B15 an bestimmten Bearbeitungspositionen angeordnet sind. Sowohl die Bodenmaschine BM als auch die Muttermaschine MM bestehen aus einem Rotor-Anteil und einem Stator-Anteil, wobei sich die Rotor-Anteile während eines Produktionszyklus einmal um die eigene Achse drehen. Bei der Übergabe von der Muttermaschine MM zu der nachgeordneten Bodenmaschine BM wird durch lokales Erwärmen eines Endes eines Glasrohrs ein Flansch oder Rollrand mit der Einfüllöffnung an dem lokal erwärmten Ende des Glasrohrs ausgebildet. Weiterhin erfolgt das Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs unter Ausbildung eines geschlossenen Bodens. Die räumlich zueinander beabstandeten Bearbeitungspositionen der Bodenmaschine BM dienen der weiteren
Formung der Böden der von dem Glasrohr abgetrennten Glasfläschchen 100 (siehe Fig. 2) und umfassen mindestens einen Trennschritt 2, an dem die eigentliche Trennung eines lokal erwärmten Endes des Glasrohrs unter Ausbildung des geschlossenen Bodens erfolgt, einen ersten Bodenformungsschritt 3, einen zweiten Bodenformungsschritt 4, einen dritten Bodenformungsschritt 5, einen Matrizen-Bodenformungsschritt 6, einen Bodenkühlungs-
Schritt 7, einen Entnahme- Schritt 8 und einen Leer-Schritt 9. In allen zuvor genannten Bearbeitungsschritten werden die Glasfläschchen 100 kopfüber gehalten. Die Glasfläschchen 100 werden in der Bodenmaschine BM mittels des Rotor- Anteils getaktet von einer stromaufwärts befindlichen Bearbeitungsposition zu einer stromabwärts befindlichen Bearbeitungsposition entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn bewegt. Dabei erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform keine Höhenverstellung der Glasfläschchen 100, sodass der Rollrand bzw. Flansch der Glasfläschchen 100 sich in der
Bodenmaschine BM stets auf dem gleichen Höhenniveau befindet.
Im Einzelnen werden in den zuvor beschriebenen Schritten die folgenden Bearbeitungsvorgänge getaktet nacheinander ausgeführt:
- Im Trennschritt 2 wird ein Ende eines Glasrohrs lokal erwärmt, insbesondere mittels Gasbrennern, und durch lokales Erwärmen des Endes eines Glasrohrs ein Flansch oder Rollrand mit der Einfüllöffnung an dem lokal erwärmten Ende des Glasrohrs ausgebildet. Weiterhin erfolgt das Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs unter Ausbildung eines geschlossenen Bodens. Die entstehenden Glasfläschchen 100, deren Hals schon geformt ist und deren Boden erhitzt ist, werden zunächst von einer
Haltevorrichtung der Bodenmaschine BM kopfüber aufgenommen;
Im ersten Bodenformungsschritt 3 werden die Böden der Glasfläschchen 100 mit mindestens einem Brenner bearbeitet, um die Böden der Glasfläschchen grob zu formen;
Im zweiten Bodenformungsschritt 4 werden die Böden der Glasfläschchen 100 mit mindestens einem Brenner weiter bearbeitet, um die Böden der Glasfläschchen 100 flach zu formen;
Im dritten Bodenformungsschritt 5 werden die Böden der Glasfläschchen 100 mit mindestens einem Brenner weiter bearbeitet, um die schon geformten Böden der Glasfläschchen 100 weiter zu verfeinern;
- Im Matrizen-Bodenformungsschritt 6 werden die Böden der Glasfläschchen 100, unter Aufwenden eines relativ hohen Gasdrucks (bevorzugter Weise 0,5 bis 3,0 bar) in eine Formmatrix gepresst, um die Böden final zu formen;
Im Bodenkühlungs-Schritt 7 werden die Böden der Glasfläschchen 100 abgekühlt;
Im Entnahme-Schritt 8 werden die fertigen Glasfläschchen 100 entnommen aus der Bodenmaschine BM; und
Im Leer-Schritt 9 ist die Halteeinheit der Bodenmaschine leer, um im nächsten Schritt wieder ein neues Glasfläschchen 100 aufzunehmen. In dem zuvor beschriebenen Herstellungsverfahren 1 sind die Böden der Glasfläschchen 100 insbesondere in den Schritten 2-5 (aber auch im Schritt 6) relativ plastisch, d.h. sie weisen eine relativ geringe Viskosität auf. Die weitere Formung der Böden der Glasfläschchen erfolgt zweckmäßig bei Temperaturen im Bereich des geschlossenen
Bodens zwischen 1000°C und 1200°C, bevorzugter jedenfalls bei Temperaturen im Bereich des geschlossenen Bodens oberhalb von 1100°C. Damit die Böden nicht in die Glasfläschchen hineinfallen (d.h. kollabieren), wird bei einigen bekannten Verfahren ein statischer Staudruck im Inneren des Glasfläschchens erzeugt. Nach der vorliegenden Erfindung wird dagegen eine zumindest während der weiteren Bearbeitungsschritte zur
Bodenformung 2-5 (aber auch 6) permanent einwirkende Spülgasströmung erzeugt, welche das Innere der Glasfläschchen durchströmt, wie nachfolgend ausgeführt, um die Glasfläschchen zusätzlich in kontrollierter Weise von entstehenden Alkaliboraten zu reinigen und einer Delamination entgegen zu wirken.
In Fig. 2 ist ein Glasfläschchen 100 als Produkt des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das Glasfläschchen weist einen flachen Boden, eine zylindrische, glatte Seitenwand, einen sich verjüngenden Nackenabschnitt, einen sich diesem anschließenden verengten Halsabschnitt und ein oberes Ende mit einer Einfüllöffnung und einem Flansch mit einem Rollrand oder einem angeformten
Außengewinde auf. Das Glasfläschchen weist dabei eine Gesamthöhe hg auf, wobei das Glasfläschchen-Hauptsegment eine Höhe hv aufweist, und wobei das Glasfläschchen- Kopfsegment eine Höhe hk aufweist, und wobei der Glasfläschchen-Rollrand eine Höhe hr aufweist. Des Weiteren hat das Glasfläschchen 100 einen Einfüllöffnungs- Außendurchmesser dg,a und einen Einfüllöffnungs-Innendurchmesser dg,i. Im mittleren
Bereich des Glasfläschchen-Bodens ist in der Fig. 2 ein knotenförmiger Bereich aus Glas dargestellt, der während des Trennschritts 2 entstehen kann und in den darauffolgenden Bodenformungsschritten 3-5 abgebaut und vergleichmäßigt wird, um einen möglichst flachen Boden auszubilden.
In Fig. 3 a ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Rohres 200 zum Einblasen oder Absaugen des Spülgases dargestellt, das bei dem Herstellungsverfahrens eingesetzt wird, wobei das Rohr 200 nach dieser Ausführungsform als ein zylindrisches Rohr 210 mit einem vorderen offenen Ende ausgebildet ist. Das zylindrische Rohr 210 weist dabei einen konstanten Rohr- Außendurchmesser dr,a, einen konstanten Rohr-Innendurchmesser dr,i und eine konstante Rohr- Wandstärke dr,a auf. Das zylindrische Rohr 210 kann insbesondere in Bezug zu einer Halteeinheit der Bodenmaschine BM angeordnet sein, um ein Spülgas in ein Glasfläschchen 100 hineinzub lasen oder herauszusaugen. Je nach Druck- oder Hitzebeanspruchung kann die Rohr- Wandstärke dr,a des zylindrischen, oben offenen Rohres 210 variieren.
In Fig. 3b ist eine weitere Ausführungsform des Rohres dargestellt, das bei einer weiteren Ausführungsform des Herstellungsverfahrens eingesetzt wird, wobei das Rohr 220 nach dieser Ausführungsform als ein Rohr mit kegelförmig zulaufendem und sich verjüngendem Ende ausgebildet ist. Genauer gesagt weist das Rohr 220 einen sich verjüngenden Rohr- Innendurchmesser dr,i auf, wobei der Rohr-Außendurchmesser dr,a im Wesentlichen über die gesamte Länge des Rohrs konstant ist, jedoch nahe dem vorderen Ende kegelförmig zuläuft. Die Länge, über die der Rohr-Innendurchmesser dr,i sich verringert, ist erheblich größer als die Länge, über die sich der Rohr- Außendurchmesser dr,a verringert. Mit einem solchen Rohr 220 können insbesondere Spülgasströme mit höherem Druck erzeugt werden, da das kegelförmig zulaufende und sich verjüngende Ende des Rohres 220 insgesamt eine Düse ausbildet. Außerdem kann der aus dem Inneren des Glasfläschchens ausströmende Spülgas-Anteil effizient auf der Außenoberfläche des Rohres 220 abströmen. Weil der Rohr-Innendurchmesser dr,i über den größten Teil des Rohrs 220 vergleichsweise groß ist, kann dabei insgesamt ein vergleichsweise geringer Strömungswiderstand im Rohr 220 erzielt werden, was erhebliche Vorteile bei der mechanischen Realisierung ermöglicht, insbesondere keine aufwändige Abdichtungsmaßnahmen erfordert.
Die Fig. 3c zeigt eine weitere Ausführungsform des Rohrs, bei der die Länge, über die sich der Rohr-Außendurchmesser dr,a verringert, gleich der Länge bei der Ausführungsform nach der Fig. 3b ist, jedoch die Länge, über die sich der Rohr-Innendurchmesser dr,i verringert, deutlich kleiner ist. Zwar wird die Spülgasströmung bei dieser Ausführungsform weniger sanft zu einer Spülgasströmung mit einem geringerem Durchmesser geformt. Dies kann jedoch ausreichend sein. Dabei bestehen die gleichen Vorteile, wie vorstehend zur Ausführungsform nach der Fig. 3b beschrieben, fort.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 3b und 3c kann an der Austrittsöffnung des Rohrs 220 ein zylindrischer Abschnitt ausgebildet sein, wie in den Figuren 3b und 3c gezeigt.
Die Fig. 3d zeigt eine weitere Ausführungsform des Rohrs, bei der dieser zylindrische Abschnitt am vorderen Ende mittels einer Hülse mit einem Innendurchmesser dr,d in axialer Richtung verlängert ist, um die austretende Spülgasströmung geeignet zu formen. Auch bei dieser Ausführungsform bestehen die gleichen Vorteile, wie vorstehend zur Ausführungsform nach der Fig. 3b beschrieben, fort.
In Fig. 4a ist eine Platzierung des Rohres 200 in dem Herstellungsverfahren dargestellt, in der das Rohr 200 unter einem vorbestimmten Abstand A vor der Einfüllöffnung und außerhalb des Glasfläschchens 100 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform dringt das Rohr 200 während des Herstellungsprozesses 1 nicht in das Glasfläschchen 100 ein und kann daher unbeweglich bezüglich einer Halteeinheit der Bodenmaschine BM angeordnet sein. Um einen optimalen Spülgasstrom in dem Glasfläschchen bereitzustellen, darf das Rohr 200 nicht zu weit von der Einfüllöffnung entfernt sein, da in diesem Falle ein unzureichender Massestrom M der Spülgasströmung 50 bereitgestellt würde. Der vorbestimmte axiale Abstand A zu der Einfüllöffnung kann insbesondere in einem Bereich zwischen 0, 1 mm bis 5,0 mm liegen, bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 2,0 mm liegen, besonders bevorzugt jedoch in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 1,0 mm. Jedenfalls ist der vorbestimmte axiale Abstand A zu der Einfüllöffnung größer als 0,0 mm, also nicht verschwindend. Das Rohr 200 kann insbesondere so ausgebildet sein, wie vorstehend anhand der Figuren 3 a bis 3 d beispielhaft beschrieben.
Weil das Rohr 200 bei der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens 100 außerhalb des Glasfläschchens 100 angeordnet ist, ist grundsätzlich keine
Versteileinrichtung zum axialen Verstellen des Rohrs 200 erforderlich. Somit ist eine ortsfeste Position des Rohrs 200 außerhalb des Glasfläschchens 100 ermöglicht. Das Rohr 200 braucht nicht bei jedem Takt des Rotor- Anteils der Bodenmaschine BM in das Glasfläschchen 100 einfahren und wieder ausgefahren werden, was die weitere Formung des Bodens des Glasfläschchens 100 erheblich vereinfachen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform (nicht gezeigt) ist das Rohr 200 auf einer Oberfläche angeordnet bzw. befestigt, beispielsweise einem Spannfutter mit einer planen Oberfläche, wobei das vordere Ende des Rohrs 200 unter einem vorbestimmten Abstand zur Oberfläche angeordnet ist, der in einem Bereich von 5,0 mm bis 15,0 mm liegt. Diese Oberfläche ist während der weiteren Bearbeitungsschritte zur Bodenformung relativ zu dem Glasfläschchen 100 ortsfest angeordnet, beispielsweise zu einem Spannfutter oder einer Halterung, womit das Glasfläschchen während der weiteren Bearbeitungsschritte zur Bodenformung gehalten ist. Somit dreht sich das Spannfutter bzw. die Halterung in der Bodenmaschine BM synchron zu dem jeweils zugeordneten Glasfläschchen entlang der Bewegungsbahn an den Bearbeitungsstationen der Bodenmaschine BM entlang. Die aus dem Glasfläschchen austretende Spülgasströmung prallt auf diese Oberfläche auf und muss zuvor in ausreichendem Maße radial auswärts gerichtet abgeleitet werden, um einen unerwünschten Einfluss auf die Strömungsverhältnisse im Innern des Glasfläschchens aber auch in der Umgebung der Einfüllöffnung zu vermeiden. Dies kann durch geeignete Wahl des Abstands der vorderen Endes des Rohrs zu dieser Oberfläche in einfacher Weise eingestellt werden.
Von besonderem Vorteil ist diese Ausführungsform insbesondere für Rohre, die an ihrem vorderen Ende ein sich kegelförmig verjüngendes Außenprofil aufweisen, wenn dann zumindest der Abschnitt mit dem sich kegelförmig verjüngenden Außenprofil von der Oberfläche vorsteht, insbesondere um eine Länge in einem Bereich von 5,0 mm bis 15,0 mm, bevorzugter in einem Bereich von 6,0 mm bis 12,0 mm liegt und noch bevorzugter maximal 10,0 mm beträgt.
In Fig. 4b ist eine weitere bevorzugte Platzierung des Rohres 200 in dem Herstellungsverfahren dargestellt, in der das Rohr 200 zur Erzeugung der Spülgasströmung im Kopfbereich des Glasfläschchens angeordnet ist. Durch diese Ausführungsform lässt sich eine besonders vorteilhafte Spülwirkung im Inneren des Glasfläschchens 100 erzielen. Jedoch muss das Rohr 200 in das Glasfläschchen 100 in einem gewissen Maße eingeführt werden, was eine zusätzliche Eintauch- Vorrichtung, die das Rohr 200 axial verstellt und in das Glasfläschchen eintaucht, notwendig macht. Hierzu wird das Rohr 200 zweckmäßig jeweils je Takt des Rotor- Anteils der Bodenmaschine BM zunächst durch axiale Verstellung in das Glasfläschchen 100 eingeführt, um im Inneren des Glasfläschchens die vorgenannte Spülgasströmung zu erzeugen, und nach Ausführen des jeweiligen Bearbeitungsvorgangs an der Bearbeitungsstation durch axiale Verstellung wieder ausgeführt wird. Die eingetauchte Position des Rohrs 200 ist also nicht über die gesamte Taktzeit an der jeweiligen Bearbeitungsstation der Bodenmaschine BM vorhanden.
In Fig. 4c ist eine weitere bevorzugte Platzierung des Rohres 200 in dem Herstellungsverfahren dargestellt, in der das Rohr 200 bis in das Hauptvolumen des Glasfläschchens 100 eingetaucht ist. Bei dieser Ausführungsform sollte das vordere Ende des Rohres 200 (bzw. der Düse) einen ausreichenden Abstand zum Boden des Glasfläschchens 100 haben, damit der Boden durch das Spülgas nicht zu stark abgekühlt wird oder dieser gar berührt wird. Auch nach dieser Ausführungsform ist die zuvor beschriebene Eintauch- Vorrichtung notwendig, um das Rohr 200 axial zu verstellen und in das Glasfläschchen einzutauchen. Hierzu wird das Rohr 200 zweckmäßig jeweils je Takt des Rotor-Anteils der Bodenmaschine BM zunächst durch axiale Verstellung in das Glasfläschchen 100 eingeführt, um im Inneren des Glasfläschchens die vorgenannte Spülgasströmung zu erzeugen, und nach Ausführen des jeweiligen Bearbeitungsvorgangs an der Bearbeitungsstation durch axiale Verstellung wieder ausgeführt wird. Die eingetauchte Position des Rohrs 200 ist also nicht über die gesamte Taktzeit an der jeweiligen Bearbeitungsstation der Bodenmaschine BM vorhanden.
In den Figuren 5a-5d sind vier Phasen eines Spülvorgangs des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Im Folgenden werden die einzelnen Phasen während der weiteren Formung der Böden der Glasfläschchen beschrieben:
erste Phase 10 (vgl. Fig. 5a): Start des Spül-Prozesses, wobei in dieser Phase zunächst eine Spülgasströmung 50 im Inneren des Glasbehälters 100 aufgebaut wird, und wobei das dabei aus dem Rohr 200 ausströmende Spülgas mit einem angemessenen Druck in das Innere des Glasfläschchens 100 geblasen wird, so dass dieser eintretende Spülgasströmungs-Anteil 51 zunächst gegen das heiße Gas 54 an der Bodenzone des Glasbehälters 100 drückt. Der Start des Spül-Prozesses erfolgt bevorzugt bereits beim Abtrennen des lokal erwärmten Endes von dem Glasrohr, also in der Fig. 1 an der Position 2, oder auch kurz zuvor.
zweite Phase 20 (vgl. Fig. 5b): Ausbilden eines reinigenden Spülgasströmungs- Anteils 52, wobei sich dieser reinigende Spülgasströmungs-Anteil 52 zwischen dem heißen Gas 54 an der Bodenzone des Glasbehälters 100 und dem eintretenden Spülgasströmungs- Anteil 51 in der Nähe des Glasfläschchen-Bodens halbkreisförmig ausbildet. Diese Phase beginnt unmittelbar nach der ersten Phase 10, was insbesondere von dem Druck des einströmenden Spülgases und den geometrischen Verhältnissen in der Umgebung des vorderen Endes des Rohrs und der Einfüllöffnung abhängt. Diese Phase kann insbesondere im Übergang zwischen den Bearbeitungsschritten 2 und 3 in der Fig. 1 einsetzen.
dritte Phase 30 (vgl. Fig. 5c): Ausbilden eines austretenden Spülgasströmungs- Anteils 53, wobei dieser austretende Spülgasströmungs-Anteil 53 allenfalls minimal mit dem eintretenden Spülgasströmungs-Anteil 51 und dem reinigenden Spülgasströmungs- Anteil 52 wechselwirkt und insbesondere keine Turbulenzen ausbildet, so dass das verunreinigte, heiße Spülgas 54 aus dem Glasfläschchen 100 herausgeblasen oder abgesaugt wird. Diese Phase kann insbesondere zum Bearbeitungsschritt 3 in der Fig. 1 beginnen und während der gesamten Bearbeitungsschritte 3-6 anhalten, wobei zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten 3-6 der Massenstrom des Spülgases auch variiert werden kann.
vierte Phase 40 (vgl. Fig. 5d): Beenden des Spül-Prozesses, wobei der Druck des einströmenden Spülgases 50 vermindert wird und die letzten Verunreinigungen aus dem Glasfläschchen 100 heraus gespült werden.
Das Einsetzen des Spülvorganges kann entweder zu Beginn des Trennschrittes 2 (vgl. Fig. 1) oder kurz davor in Gang gesetzt werden. Während der verschiedenen Bodenformungsschritte 3 bis 5 wird der Spülvorgang bevorzugt kontinuierlich aufrechterhalten, wobei der jeweilige Druck des Spülgases 50 in den einzelnen Schritten durchaus auch angepasst und zeitlich variiert werden kann, um insgesamt eine optimale Spülwirkung zu erzielen. Bei kleinen bis mittleren Glasfläschchen- Volumina wird der Spülprozess zu Beginn des Matrizen-Bodenformungsschrittes 6 beendet. Im Falle einiger Glasfläschchen mit größeren Volumina ist der Glasfläschchen-Boden jedoch auch nach dem Matrizen-Bodenformungsschritt 6 noch so heiß, dass weiterhin Alkaliborate am Boden verdampfen, so dass in diesem Fall ein Aufrechterhalten der Spülgasströmung 50 auch während des Bodenkühlungs-Schrittes 7 notwendig ist. Die kühlende Wirkung des Spülgases 50 kann in diesem Szenario durchaus erwünscht sein.
Weitere Überlegungen zum Massenstrom des Spülgases
Der zugeführte Massenstrom des Spülgases dient dazu, die innere Mantelfläche des Glasfläschchens gleichmäßig zu überstreichen. Er muss daher theoretisch proportional zum Umfang sein, also proportional zum Rohrdurchmesser. Zudem muss er genügend schnell an der Wand des Glasfläschchens entlang strömen und eine genügende Schichtdicke aufweisen, um alle verdampfenden Alkaliborate und weitere Anteile aufnehmen und abführen zu können.
Die verwendeten Massenströme sind abhängig von den Vorgängen an den einzelnen Bearbeitungsstationen, da während der Bodenformung immer die benötigte Stützwirkung erreicht werden muss, die Kühlwirkung einen gewissen Grad aber nicht überschreiten soll. Die nachstehende Tabelle zeigt hierfür mögliche Werte, wobei die Masseströme in Normliter/min (nl/min) nach ISO 2533 angegeben sind:
Figure imgf000030_0001
Tabelle zu bevorzugten Masseströmen In der vorstehenden Tabelle beziehen sich die MFC-Nummern auf die Bearbeitungspositionen 2 bis 5 in der Fig. 1. MFC 6 bezieht sich auf die Bearbeitungsposition 6 in der Fig. 1 (Matrizen-Bodenformungsschritt). Der Montageabstand des Rohrs bezieht sich auf den Abstand des vorderen Endes des Blasrohrs über einer ebenen Oberfläche, in diesem Fall über einem Futterboden, auf dem das
Blasrohr ortsfest relativ zu dem zugeordneten Glasfläschchen in der Bodenmaschine montiert ist. Ein ausreichend großer Montageabstand gewährleistet der Rückströmung des Spülgases ein Stück freien axialen Wegs, bis sich diese radial nach außen richten kann. Dieser Montageabstand sollte grundsätzlich möglichst klein gewählt werden, liegt bevorzugt in einem Bereich von 5,0 mm bis 15,0 mm, bevorzugter in einem Bereich von
6,0 mm bis 12,0 mm liegt und beträgt noch bevorzugter maximal 10,0 mm.
Man kann der vorstehenden Tabelle entnehmen, dass sich die verwendeten Massenströme (und die anderen Parameter) primär nach dem Durchmesser des Fläschchens und dem Durchmesser der Mündungsöffnung richten. Man kann der vorstehenden Tabelle auch bevorzugte Verhältnisse und Absolutwerte der Masseströme zu den jeweiligen Phasen der weiteren Bodenbearbeitung entnehmen.
Der Massestrom der in die Glasfläschchen eintretenden Spülgasströmung liegt erfindungsgemäß zweckmäßig in einem Bereich zwischen 2,4 Normliter/min und 20 Normliter/min nach ISO 2533, wobei ein Maximalwert von 20 nl/min bevorzugt nicht überschritten wird.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des Herstellungsverfahrens dargestellt, in der bei der weiteren Formung der Böden der Glasfläschchen eine zusätzliche Heizleistung in Form einer Gasflamme 310 an der Außenseite des Glasfläschchen-Bodens durch mindestens einen zusätzlichen Gasbrenner 300 bereitgestellt wird. Die Gasflamme 310 kann dabei insbesondere senkrecht auf den Glasfläschchen-Boden einwirken, um den Glasfläschchen-Boden ausreichend heiß und plastisch zu halten, und dadurch insbesondere der kühlenden Wirkung des Spülgases 50 im Inneren des Glasfläschchens entgegenzuwirken. Bevorzugt ist der zusätzliche Gasbrenner 300 mittig oberhalb des Bodens 110 des Glasfläschchens 100 angeordnet und richtet die Gasflamme 310 mittig und koaxial auf den Boden 110, sodass ein dort ggf. ausgebildeter verdickter Bodenbereich (auch als sog. Knoten bezeichnet) ausreichend erhitzt wird, sodass dieser durch weitere Maßnahmen, insbesondere eine rasche Drehung des Glasfläschchens, reduziert werden kann und dadurch der Boden des Glasfläschchens eben und mit gleichmäßiger Dicke unter Einhaltung sehr enger Toleranzen ausgebildet werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann zur Kompensation einer zusätzlichen Kühlwirkung aufgrund der Spülgasströmung bei der weiteren Formung der Böden der Glasfläschchen zumindest abschnittsweise eine zusätzliche, außermittig einwirkende Heizleistung bereitgestellt werden, insbesondere durch eine außermittige Anordnung einer Mehrzahl von Gasbrennern, die an einer jeweiligen Bearbeitungsstation um den Außenumfang der Glasfläschchen herum verteilt angeordnet sind, bevorzugt unter gleichmäßigen Winkelabständen zueinander, und die jeweils auf die Böden der Glasfläschchen einwirken.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zur Herstellung von Glasfläschchen
2 Trennschritt
3 Erster Bodenformungsschritt
4 Zweiter Bodenformungsschritt
5 Dritter Bodenformungsschritt
6 Matrizen-Bodenformungsschritt
7 Bodenkühlungs-Schritt
8 Entnahme-Schritt
9 Leer-Schritt
10 Erste Phase (Start des Spül-Prozesses)
20 Zweite Phase (Reinigen des Glasfläschchen -Boden-Segments)
30 Dritte Phase (Reinigen des Glasfläschchen-Kopf-Segments)
40 Vierte Phase (Ende des Spül-Prozesses und Ausströmen der letzten Verunreinigungen)
50 Spülgasströmung (bzw. Spülgas)
51 Eintretender Spülgasströmungs-Anteil
52 Spülender Spülgasströmungs-Anteil
53 Austretender Spülgasströmungs-Anteil
54 Heißes Gas (mit Verunreinigungen)
100 Glasfläschchen
110 Ausbeulung des Glasfläschchen-Bodens dg,a Öffnungs-Außendurchmesser des Glasfläschchens
dg,i Einfüllöffnungs-Innendurchmesser des Glasfläschchens
hg Gesamthöhe des Glasfläschchens hv Höhe des Glasfläschchen-Hauptsegments
hk Höhe des Glasfläschchen-Kopfsegments
Höhe des Glasfläschchen-Rollrands
200 Rohr
210 Rohr mit offenem Ende
220 Kegel-Rohr mit kegelförmigem Ende dr,a Rohr-Außendurchmesser
dr,i Rohr-Innendurchmesser
dd,i Rohr-Düsen-Innendurchmesser
dr,a Rohr-Wandstärke
300 Gasbrenner
310 Gasflamme
BM Bodenmaschine
MM Muttermaschine
A Vorbestimmter Abstand des Rohres zur Einfüllöffnung
M Massestrom der eintretenden Spülgasströmung 51
AL Axiale Mittel-Linie des Glasfläschchens
NL Zur Mittel-Linie ML orthogonale Linie auf der Höhe der Glasfläschchen- Einfüllöffhung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen (100) mit einem flachen Boden und einer gegenüberliegenden Einfüllöffnung, mit den Schritten:
lokales Erwärmen eines Endes eines Glasrohrs,
Ausbilden eines Flansches oder Rollrands mit der Einfüllöffnung an dem lokal erwärmten Ende des Glasrohrs,
Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs unter Ausbildung eines Glasfläschchens mit einem geschlossenen Boden, und
weitere Formung des Bodens des Glasfläschchens, wobei:
das ausgebildete Glasfläschchen (100) nach dem Abtrennen von dem Glasrohr kopfüber gehalten wird; und
bei der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens mit Hilfe eines Spülgases, das über die Einfüllöffnung mittig ein- oder ausströmt und außermittig aus- oder einströmt, eine Spülgasströmung (50) im Inneren der Glasfläschchen erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Spülgas über ein Rohr (200) in das Innere des Glasfläschchens (100) eingeblasen oder über das Rohr (200) aus dem Inneren des Glasfläschchens (100) abgesaugt wird, wobei das Rohr (200) ein zylindrisches Rohr (210) ist und das Spülgas über ein vorderes Ende des Rohrs (200) eingeblasen oder abgesaugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das zylindrische Rohr (200) an seinem vorderen Ende ein sich kegelförmig verjüngendes Außenprofil aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das zylindrische Rohr (200) an seinem vorderen Ende ein sich kegelförmig verjüngendes Innenprofil hat.
5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zylindrische Rohr (200) an seinem vorderen Ende weiterhin einen Abschnitt mit einem zylindrischen Innenprofil hat.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das zylindrische Rohr (200) an seinem vorderen Ende weiterhin einen Abschnitt mit einem zylindrischen Außenprofil hat.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Rohr (200) unter einem vorbestimmten axialen Abstand (A) zu der Einfüllöffnung außerhalb des Glasfläschchens (100) angeordnet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Rohr (200) unter dem vorbestimmten axialen Abstand (A) zu der Einfüllöffnung ortsfest angeordnet ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der vorbestimmte axiale Abstand (A) in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 5,0 mm, bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 2,0 mm und noch bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 1,0 mm liegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Rohr (200) auf einer Oberfläche angeordnet ist, wobei das vordere Ende des Rohrs (200) unter einem vorbestimmten Abstand zur Oberfläche angeordnet ist, der in einem Bereich von 5,0 mm bis 15,0 mm liegt, bevorzugter in einem Bereich von 6,0 mm bis 12,0 mm liegt und noch bevorzugter minimal 10,0 mm beträgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Rohr (200) über die Einfüllöffnung eine vorbestimmte Distanz (A) axial in das Glasfläschchen eintaucht, wobei das Rohr bei der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens entsprechend einer Bewegungsbahn des Glasfläschchens axial verstellt wird, sodass das Rohr zur Erzeugung der Spülgasströmung (50) die vorbestimmte Distanz (A) axial in das Glasfläschchen eintaucht und zum Weitertransport des Glasfläschchen in eine Stellung außerhalb des Glasfläschchens axial zurückgefahren wird, um die Bewegungsbahn des Glasfläschchens freizugeben.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Rohr (200) in einem Kopfbereich des Glasfläschchens angeordnet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Rohr (200) bis in ein Hauptvolumen des Glasfläschchens hin eintaucht.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, wobei die Glasfläschchen (100) einen Einfüllöffnungs-Innendurchmesser (dg,i) aufweisen und das Rohr (200) einen Rohr- Außendurchmesser (dr,a) sowie einen Rohr-Innendurchmesser (dr,i) aufweist und wobei gilt:
(dg, 2-(dr,a)2>(dr, 2.
15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Spülgas (50) außermittig mit Hilfe einer Ringdüse in das Innere des Glasfläschchens (100) einströmt und durch ein mittig angeordnetes Rohr (200) aus dem Inneren des Glasfläschchens (100) abgesaugt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Ringdüse unter einem vorbestimmten axialen Abstand (A) zu der Einfüllöffnung außerhalb des Glasfläschchens (100) angeordnet ist, wobei der vorbestimmte axiale Abstand (A) in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 5,0 mm, bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 2,0 mm und noch bevorzugter in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 1,0 mm liegt.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Rohr (200) über die Einfüllöffnung eine vorbestimmte Distanz (A) axial in das Glasfläschchen eintaucht, wobei das Rohr bei der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens entsprechend einer Bewegungsbahn des Glasfläschchens axial verstellt wird, sodass das Rohr zur Erzeugung der Spülgasströmung (50) die vorbestimmte Distanz (A) axial in das Glasfläschchen eintaucht und zum Weitertransport des Glasfläschchen in eine Stellung außerhalb des Glasfläschchens axial zurückgefahren wird, um die Bewegungsbahn des Glasfläschchens freizugeben.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Innendurchmesser (dr,i) des Rohrs (200) mindestens 1 ,5 mm beträgt.
19. Verfahren nach einem Anspruch 18, wobei für den Rohr- Außendurchmesser (dr,a) der Zusammenhang dr,a< dr,i-2,0 mm gilt.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Glasfiäschchen (100) Enghals-Glas fläschchen sind, mit einem Hals-Innendurchmesser im Bereich von 6,0mm bis 13,0mm und einer Halslänge von maximal 12,0mm.
21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die weitere Formung des Bodens des Glasfläschchens mehrere Bearbeitungsschritte umfasst, wobei der Massestrom (M) der Spülgasströmung (50) in zumindest einem der mehreren Bearbeitungsschritte verschieden zu den anderen Bearbeitungsschritten ist.
22. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Massestrom (M) der in die Glasfiäschchen eintretenden Spülgasströmung (50) in einem Bereich zwischen 2,4 Normliter/min und 20 Normliter/min nach ISO 2533 liegt.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Kompensation einer zusätzlichen Kühl Wirkung aufgrund der Spülgasströmung (50) bei der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens zumindest abschnittsweise eine zusätzliche, außermittig einwirkende Heizleistung bereitgestellt wird, insbesondere durch eine außermittige Anordnung einer Mehrzahl von Gasbrennern (300), die jeweils auf den Boden des Glasfläschchens einwirken.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei weiterhin eine zusätzliche, mittig auf den Boden des Glasfläschchens einwirkende Heizleistung bei der weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens bereitgestellt wird, insbesondere durch einen Gasbrenner (300), bevorzugt durch einen Knotenbrenner.
25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Gasbrenner (300) eine Gasflamme (310) erzeugt, die senkrecht auf den Boden des Glasfläschchens einwirkt.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spülgasströmung (50) im Inneren des Glasfläschchens während der gesamten weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens bei Temperaturen im Bereich des geschlossenen Bodens zwischen 1000°C und 1200°C, bevorzugter jedenfalls bei Temperaturen im Bereich des geschlossenen Bodens oberhalb von 1100°C erzeugt wird
27. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Glasfläschchen zur Aufbewahrung von Substanzen für pharmazeutische oder medizinische Zwecke.
28. Verfahren zur Herstellung von Glasfläschchen (100) mit einem flachen Boden und einer gegenüberliegenden Einfüllöffnung mit den Schritten:
lokales Erwärmen eines Endes eines Glasrohrs,
Ausbilden eines Flansches oder Rollrands mit der Einfüllöffnung an dem lokal erwärmten Ende des Glasrohrs,
Abtrennen des lokal erwärmten Endes des Glasrohrs unter Ausbildung eines Glasfläschchens mit einem geschlossenen Boden, und
weitere Formung des Bodens des Glasfläschchens, wobei:
das ausgebildete Glasfläschchen (100) nach dem Abtrennen von dem Glasrohr kopfüber gehalten wird; und
während der gesamten weiteren Formung des Bodens des Glasfläschchens bei Temperaturen im Bereich des geschlossenen Bodens zwischen 1000°C und 1200°C, bevorzugter jedenfalls bei Temperaturen im Bereich des geschlossenen Bodens oberhalb von 1100°C, mit Hilfe eines Spülgases eine fortwährende Spülgasströmung (50) im Inneren des Glasfläschchens erzeugt wird.
PCT/EP2017/077114 2016-11-16 2017-10-24 Verfahren zur herstellung von glasfläschchen mit geringer delaminationsneigung unter der einwirkung einer spülgasströmung WO2018091234A1 (de)

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