DE102004060409A1

DE102004060409A1 - Glasrohr für technische Anwendungen und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102004060409A1
Application number: DE102004060409A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Langsdorf; Frank Dr. Büllesfeld; Ulrich Dr. Lange; Martin Zöttl
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-12-15
Also published as: DE102004060409B4; JP2006169102A; US20060141181A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Glasrohre für technische Anwendungen, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente, wie beispielsweise Reedschalter. DOLLAR A Gemäß einer ersten Ausführungsform weist das Glasrohr eine Innenbohrung (23) und zumindest eine Querschnittsverengung (X) auf, wobei zwischen der jeweiligen Querschnittsverengung (X) und dem Durchmesser (d) des Umkreises der Innenbohrung (23) die Beziehung gilt: x größer oder gleich 0,02*d, bevorzugter x größer oder gleich 0,1*d. DOLLAR A Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Glasrohr zumindest eine Innenbohrung mit zumindest einer Innenkante auf, wobei der Krümmungsradius der jeweiligen Innenkante kleiner oder gleich 0,1 mm und bevorzugt kleiner oder gleich 0,03 mm ist. DOLLAR A Das Glasrohr wird als Preform für einen nachfolgenden Wiederziehprozess verwendet. Die Preform wird durch Gießen eines schmelzflüssigen Glases in einen Schacht ausgebildet, in dessen Innenraum sich ein Formgebungsmittel zum Festlegen der Innenbohrung befindet. Dabei verhindert ein Gaspolster einen unmittelbaren Kontakt des schmelzflüssigen Glases mit der Innenumfangswand des Schachts und/oder der Außenumfangswand des Formgebungsmittels.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Glasrohre für technische Anwendungen, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente, und ein Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Glasrohre zur Verwendung als Einkapselung für sogenannte Reedschalter.
Reedschalter sind bekanntermaßen schaltende elektronische Bauelemente, deren Kontakte in einem Glasrohr unter einer Schutzgasatmosphäre, einer inerten Gasatmosphäre oder unter einem Vakuum angeschlossen sind und durch äußere magnetische Felder betätigt werden, um einen Schaltvorgang auszuführen. Zum Einschluss in der vorgenannten Schutzgasatmosphäre sind Reedschalter üblicherweise in einem Glasrohr (häufig auch als „Reedrohr" oder „Reedglas" bezeichnet) eingekapselt, dessen Enden geeignet abgeschmolzen sind.
Reedschalter der vorgenannten Art finden in großen Stückzahlen überall dort Einsatz, wo bei niedriger Schaltleistung hohe Sicherheit und Genauigkeit gefordert ist. Um eine hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer von mehr als l0⁹ Schaltzyklen zu gewährleisten, arbeiten die Kontakte in einer inerten oder reduzierenden Atmosphäre. Durch den hermetischen Verbund zwischen Kontakten (Reeds) und umhüllendem Glasrohr wird die Atmosphäre im Innern des Schalters über die gesamte Lebensdauer erhalten. Diese Anforderung schließt einen Verschluss mittels Gasflamme aus. Neben elektrischen Pt/Rh-Heizwendeln, die stellenweise noch Einsatz finden, wird der Verschluss heutzutage größtenteils mit Wolfram-Halogen-Lampen, die die Infrarotstrahlung mittels goldbeschichteter Reflektoren auf den Einschmelzbereich fokussieren, oder mit Nd:YAG-Lasern bewerkstelligt.
Reedrohre werden üblicherweise durch Ziehen direkt aus einer Glasschmelze hergestellt, beispielsweise mit dem herkömmlichen Vello-Verfahren, dem Danner-Verfahren oder mit geeigneten Down-Draw-Verfahren. Von besonderer Bedeutung sind die Glasspannungen an den Einschmelzstellen von Reedschaltern, also an den Glas-Metall-Übergängen nach dem Einschmelzen der Kontakte. Während man bei Glas-Metall-Verschmelzungen üblicherweise durch sorgfältige Kühlung Glasspannungen zu vermeiden sucht, werden die Reedeinschmelzungen zur Erzielung hoher Durchsatzraten bzw. niedriger Stückkosten sturzartig abgekühlt (kurze Taktzeiten), wobei gezielt ein komplexes Spannungsmuster aufgebaut wird.
Wichtig ist dabei eine radiale Druckspannung von ausreichender Größe, die hier für eine hermetische Abdichtung bzw. Einkapselung und für eine ausreichende mechanische Stabilität der Einschmelzung sorgt. Gleichzeitig entstehen unvermeidlich axiale und tangentiale Zugspannungen, die bei Überschreiten eines kritischen Weites zu einer Rissbildung und damit zur Zerstörung des Schalters führen.

EP 1 153 895 A1 offenbart ein Glasrohr aus einem Glas mit einem hohen Absorptionsvermögen im infraroten Spektralbereich zur Verwendung als Einkapselung für Reedschalter. Das hohe Absorptionsvermögen ermöglicht eine Einkapselung mittels Infrarot-Bestrahlung innerhalb eines kurzen Zeitraums, wobei die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung einer Innenbeschichtung des Glasrohrs durch kondensierende Glasdämpfe, die sonst zu elektrischen Fehlkontakten (ihren können, durch die gewählte Glaszusammensetzung reduziert wird. Bei einer Dicke der Glasrohrwandung von 0,5 mm ist das Transmissionsvermögen bei einer Wellenlänge von 1050 nm kleiner als 10%.

US 4,277,285 offenbart eine Glaszusammensetzung für Reedrohre mit einem Absorptionsvermögen im infraroten Spektralbereich zwischen etwa 700 nm und etwa 4000 nm von mindestens 98%, wobei ein mittlerer thermischer Ausdehnungskoeffizient im Temperaturbereich zwischen 20°C und 300°C etwa 9 × 10⁶/°C beträgt und wobei das Glas beim Schmelzen wenig flüchtig ist, um die Wahrscheinlichkeit einer Fehlkontaktierung durch kondensierende Glasdämpfe zu reduzieren. Die Glaszusammensetzung enthält im Wesentlichen kein K₂0 und kein B₂O₃.

Herkömmlichen Reedrohre weisen somit stets eine runde Geometrie auf und sind aus speziellen Glastypen gefertigt sind, wie diese beispielsweise in der US 4,277,285 und der EP 1 153895 A1 offenbart sind. Solche und andere Glasrohre, die Einsatz in magnetischen und elektrischen Anwendungen finden (z.B. Dioden), werden ferner üblicherweise durch einen Ziehprozess direkt aus der Schmelze hergestellt, beispielsweise mittels eines üblichen Vello-, Danner- oder Down-Draw-Verfahrens.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Glasrohr für technische Anwendungen, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente, beispielsweise für elektronische Bauelemente, bereitzustellen, mit dem sich Einkapselungen der vorgenannten An noch zuverlässiger, einfacher und kostengünstiger erzielen lassen. Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein entsprechendes Herstellungsverfahren.

Diese und weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Glasrohr mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 7, durch ein Verfahren nach Anspruch 17 sowie durch eine Verwendung nach Anspruch 30 bzw. 31 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Glasrohr für technische Anwendungen bereitgestellt, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente, mit einer Innenbohrung und zumindest einer das Profil der Innenbohrung verengenden Querschnittsverengung, wobei zwischen der jeweiligen Querschnittsverengung (x) und dem Durchmesser (d) des Umkreises der Innenbohrung die Beziehung gilt: x größer oder gleich 0,02·d; und wobei zwischen der jeweiligen Querschnittsverengung (x) und dem Durchmesser (d) des Umkreises der Innenbohrung bevorzugter die Beziehung gilt: x größer oder gleich 0,1·d.

Durch die Querschnittsverengung wird die Zeitdauer, die beim Abschmelzen eines Reedrohrs benötigt wird, damit die Rohrwandungen eines im Wesentlichen auf eine Schmelztemperatur erwärmten Glasrohrs in gegenseitige Anlage gelangen und miteinander verschmelzen können, vorteilhaft reduziert. Durch die Querschnittsverengung können auch Glasspannungen bei Glas-Metall-Verschmelzungen wirkungsvoll gemindert oder gezielt aufgebaut werden, was für eine niedrigere Ausschussquote bei technischen Anwendungen, wie beispielsweise Reedschaltern, und einen zuverlässigeren Dauerbetrieb sorgt, da die Gefahr von Rissbildungen wirkungsvoll gemindert ist. Darüber hinaus dienen die Querschnittsverengungen als geometriedefinierende Einbauhilfen für die Reedkontakte.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Innenbohrung ein im wesentliches rechteckförmiges Profil auf, wobei die Querschnittsverengung bzw. Querschnittsverengungen auf einer Innenumfangswand des rechteckförmigen Profils ausgebildet ist bzw. sind und somit in die Innenbohrung des Glasrohrs hineinragt bzw. hineinragen. Beim Einschmelzen von Funktionselementen in die Stirnseite des Glasrohrs ist somit die von der jeweiligen Rohrwandung zum Aubilden einer hermetischen Einkapselung zurückzulegende Wegstrecke im Vergleich zu einem kreisrunden oder rechteckigen Profil kürzer, was zu geringeren Glasspannungen beim Einschmelzen bzw. Einkapseln der Funktionselemente in erfindungsgemäße Glasrohre führt.

Bevorzugt werden als Querschnittsverengung dabei stetige Konturen, die in die Innenbohrung des Glasrohrs vorstehen. Besonders spannungsarme Glas-Metall-Verschmelzungen lassen sich erfindungsgemäß dadurch erzielen, dass die jeweilige Querschnittsverengung als konvex einwärts vorstehender Meniskus ausgebildet ist. Wie nachfolgend noch näher ausgeführt werden wird, bilden sich solche Menisken automatisch und nahezu spannungsfrei dann aus, wenn das Glasrohr durch Gießen eines schmelzflüssigen Glases in eine geeignete Form ausgebildet wird, in der koaxial ein das Innenprofil des Glasrohrs geeignet vorgebendes Formgebungsmittel, beispielsweise in Form eines Dorns, angeordnet ist, über das die Glasschmelze fließt.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind zwei einander entsprechende Querschnittsverengungen auf jeweils einander gegenüberliegenden Innenumfangswandungen des Glasrohrs vorgesehen.

Gemäß einem weiteren, auch unabhängig beanspruchbaren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Glasrohr für technische Anwendungen bereitgestellt, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente, mit einer Innenbohrung, die zumindest eine Innenkante ausbildet, die sich im wesentlichen in Längsrichtung des Glasrohrs erstreckt. Dabei ist der Krümmungsradius der jeweiligen Innenkante zumindest kleiner oder gleich 0,1 mm ist und bevorzugter kleiner oder gleich 0,03 mm ist. Wie nachfolgend noch ausführlicher ausgeführt werden wird, lässt sich ein solches Glasrohr mit einem vergleichsweise eckigen Innenprofil durch einfaches Gießen eines schmelzflüssigen Glases in eine geeignete Form ausbilden, in der koaxial ein das Innenprofil des Glasrohrs geeignet vorgebendes Formgebungsmittel, beispielsweise in Form eines Dorns, angeordnet ist, über das die Glasschmelze fließt. Auf diese Weise können spannungsarme Glasrohre mit einer eckigen Innen- und/oder Außenkon tur einfach und kostengünstig hergestellt werden. Solche Glasrohre eignen sich hervorragend als technische Glasrohre mit nicht-runder Geometrie im Rahmen des SMD (surface mounted design). Insbesondere können solche Glasrohre bei der SMD-Montage, beispielsweise durch einen Lötprozess, praktisch nicht seitlich wegrollen, sind also nach Auflegen auf eine Platine oder dergleichen an einem geeigneten Ort praktisch fixiert. Dieses Herstellungsverfahren eignet sich insbesondere auch für sehr spezielle und eng tolerierte Geometrien, selbst bei kleinen und mittleren Losgrößen, weil durch geeignete Wahl einer Gussform der Aufwand zur Geometrieerreichung reduziert werden kann.

Gemäß einem weiteren auch unabhängig beanspruchbaren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Glasrohr für technische Anwendungen bereitgestellt, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente und insbesondere von der An, wie vorstehend ausgeführt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Glasrohr aus einer Preform über einen üblichen Wiederziehprozess hergestellt ist.

Da sich die Geometrie des Glasrohrs beim Wiederziehen praktisch unverändert bleibt und lediglich der Außendurchmesser bei im Wesentlichen unverändertem Außendurchmesser-zu-Wandstärke-Verhältnis reduziert wird, lässt sich die Geometrie des Glasrohrs nach dem Wiederziehen bereits durch die Geometrie der Preform präzise vorgeben.

Als Preform eignen sich grundsätzlich Glasrohre mit beliebigem Innen- und Außenprofil, die grundsätzlich vor dem Wiederziehen auch weiter bearbeitet werden können, beispielsweise im kalten Zustand durch Schleifen oder dergleichen. Preformen im Sinne der Erfindung können beispielsweise aus einem Ziehprozess direkt aus der Schmelze hergestellt sein (beispielsweise mit einem Vello-Verfahren, Danner-Verfahren oder Down-Draw-Verfahren) oder können mittels eines Extrusionsprozesses, Abscheideprozesses oder mittels eines anderen bekannten Prozesses zur Herstellung von Preformen hergestellt sein. Bevorzugt wird dabei erfindungsgemäß jedoch die Verwendung eines Glasrohrs, wie vorstehend ausgeführt, als Preform für einen üblichen Wiederziehprozess.

Gemäß einem weiteren bevorzugtem Gesichtspunkt der vorliegenden wird die Preform dabei jedoch durch Gießen eines schmelzflüssigen Glases in eine geeignete Form, die bevorzugt als Schacht bzw. als sich längserstreckender Hohlraum mit einem kleinen Öffnungsweiten-zu-Länge-Verhältnis ausgebildet ist, sodass das Außenprofil des Glasrohrs durch die Form bzw. den Schacht festgelegt wird, wobei im Innern der Form bzw. des Schachts ein sich koaxial erstreckendes Formgebungsmittel, beispielsweise in Form eines Dorns, vorgesehen ist, über das das schmelzflüssige Glas fließt, sodass das Innenprofil des Glasrohrs durch das Formgebungsmittel festgelegt wird, wobei das Formgebungsmittel gekühlt ist, sodass sich das schmelzflüssige Glas in der Form bzw. in dem Schacht zu dem Glasrohr verfestigt.

Dabei kann das schmelzflüssige Glas in den Schacht mit einer Temperatur eingegossen werden, die einer Viskosität von kleiner als 10^7,5 dPas, bevorzugter einer Viskosität im Bereich von 10 dPas bis 10⁵ dPas und noch bevorzugter einer Viskosität im Bereich von 10² dPas bis 10⁵ dPas entspricht, also insgesamt signifikant niedriger ist als bei den vorgenannten herkömmlichen Ziehverfahren. Dabei wird das schmelzflüssige Glas an dem Formgebungsmittel auf eine Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Glases abgekühlt wird, sodass das Glasrohr das in den Schacht nachfließende schmelzflüssige Glas geeignet abstützt, um ein unkontrolliertes Hindurchfließen des nachfließenden schmelzflüssigen Glases durch den Schacht zu unterbinden.

Auf diese Weise lassen sich in einfacher und kostengünstiger Weise vorteilhaft homogene und präzise Glasrohre als Preform mit vergleichsweise hohen Wandstärken ausbilden, da die Wandstärke beim erfindungsgemäßen Gießen des Glasrohrs nicht mehr durch die Ziehzwiebel und die Ziehparameter von herkömmlichen Ziehverfahren limitiert ist.

Gemäß einem bevorzugten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung lässt sich insbesondere ein Glasrohr zur Verwendung als Preform mit einem Verhältnis von Außendurchmesser (AD) zu Wandstärke (WD) von kleiner oder gleich 0,1·AD/[mm] ausbilden, wobei AD bzw. WD Größen darstellen sollen, die den Außendurchmesser (AD) bzw. die Wandstärke (WD) des Glasrohrs jeweils in Millimetern angeben sollen. Dabei kann der Außendurchmesser des Glasrohrs größer oder gleich 40 mm sein.

Weil beim Gießen des Glasrohrs im Vergleich zum Ziehen aus einer Glasschmelze Oberflächenspannungseffekte einen geringeren Einfluss haben und fließdynamische Effekte von erheblich geringerer Bedeutung sind, sind somit erfindungsgemäß neue Geometrien für Glasrohre zu geringen Herstellungskosten zugänglich. Hierunter fallen insbesondere Geometrien mit scharfen Ecken sowie Geometrien mit besonders ausgeprägten konvexen Querschnittsverengungen auf der Innenseite, beispielsweise in Form von Menisken bzw. Einzügen. Denn während Ziehprozesse direkt aus einer Glasschmelze an eine vergleichsweise niedrige Ziehviskosität beispielsweise um 10⁵ dPas gebunden sind, können bei dem erfindungsgemäß bevorzugten Gießen des Glasrohrs bzw. des Preforms aus einem schmelzflüssigen Glas auch andere Viskositäten eingesetzt werden. Für den Gießprozess bieten sich hier insbesondere niedrigere Viskositäten (z.B. 10³dPas) an, da dann eine besonders gute Formausfüllung erreicht werden kann.

Für Ziehprozesse dagegen gelten andere Zusammenhänge. Bei den – im Vergleich zu Wiederziehprozessen – vergleichsweise niedrigen Viskositäten, wie diese bei herkömmlichen Ziehverfahren (beispielsweise Vello-Verfahren, Danner-Verfahren oder Down-Draw-Verfahren) eingesetzt werden, ist das Glas noch außerordentlich gut verformbar. Die gute Verformbarkeit führt hier – im Gegensatz zu Gießprozessen – dazu, dass das Glas dem Bestreben folgt, eine Minimaloberfläche (Kreisquerschnitt) anzunehmen. Hierdurch werden scharfe Kanten, auch wenn sie in der Düsen- bzw. Nadelgeometrie vorgesehen werden, stark verrundet. Darüber hinaus werden Einzüge nach innen auf der Rohrinnenseite sehr stark nach außen deformiert, bis hin zur Ausbildung eines weitgehend runden Innenraumes. Im Gegensatz dazu können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Glasrohrs auch scharfe Kanten und gleichmäßig nach innen vorstehende Querschnittsverengungen, beispielsweise in Form von Einzügen, zuverlässig und spannungsarm ausgebildet werden. Denn bei dem Wiederziehschritt sind Viskositäten von >10⁵dPas – bevorzugt sogar >l0⁷dPas – nutzbar. Beim erfindungsgemäßen Verfahren können bevorzugterweise also – im Vergleich zum Ziehprozess aus der Schmelze – für den Gießprozess besonders niedrige und für den Wiederziehprozess besonders hohe Viskositäten gewählt werden, um ein erfindungsgemäßes Glasrohr zu erhalten.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird bei dem Gießprozess ein unmittelbarer Kontakt des schmelzflüssigen Glases mit einer Innenumfangswand des Schachts und/oder mit einer Außenumfangswand des Formgebungsmittels bzw. Dorns durch Ausbilden eines Gaspolsters auf der Innenumfangswand des Schachts und/oder auf der Außenumfangswand des Formgebungsmittels bzw. Dorns verhindert ist. Dies steht im Gegensatz zu den bekannten herkömmlichen Ziehverfahren von Glasrohren aus einer Glasschmelze, bei denen immer ein direkter und in der Regel haftender Kontakt mit einer Ziehdüse und einer Innennadel besteht. Hierdurch bildet sich herkömmlich durch den Glasquerschnitt ein charakteristisches Geschwindigkeitsprofil aus, mit Minima an den Kontaktstellen zur Nadel und zur Düse, wobei sich das Geschwindigkeitsprofil nach Austritt aus der Düse signifikant verändert. Durch diese komplexe Fließbewegung kommt es bei den herkömmlichen Ziehverfahren aus der Glasschmelze selbst unabhängig von Oberflächenspannungseinflüssen zu starken Abweichungen der Geometrie des Glasrohres von der Düsengeometrie. Bei dem erfindungsgemäßen direkten Gießen treten solche komplizierten Fließbewegungen nicht auf, sodass das Glasrohr bzw. der Preform mit präziser Geometrie vorteilhaft einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.

Vorteilhaft ist ferner, dass die übliche mitunter aufwendige Auslegung der Düsengeometrie bei einem herkömmlichen Ziehverfahren nicht mehr notwendig ist, um enge Spezifikationen einzuhalten. Erfindungsgemäß lassen sich somit für das Glasrohr bzw. die Preform nahezu beliebige Innengeometrien erzielen, insbesondere auch vergleichsweise enge Kantenradien und starke Inneneinzüge nach innen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich für das Glasrohr bzw. die Preform im Prinzip beliebige Geometrien der Innenbohrung erzielen, insbesondere auch Innenbohrungen mit einer nicht-runden Geometrie. Während die Außengeometrie des Glasrohrs bzw. der Preform mit der Innengeometrie im Wesentlichen übereinstimmt, wenn das Glasrohr während des Gießens bzw. Ziehens gedreht wird, kann das Glasrohr bzw. die Preform selbstverständlich auch ohne Drehen gegossen bzw. gezogen werden, in welchem Fall das Außenprofil des Glasrohrs bzw. der Preform auch von dem Innenprofil abweichen kann. Auf diese Weise lassen sich erfindungsgemäß Glasrohre bzw. Preformen mit beliebigem Innen- und/oder Außenprofil ausbilden.

Insbesondere lässt sich so eine Preform bzw. ein Glasrohr mit einer nicht einheitliche Wanddicke erzielen. Wie vorstehend ausgeführt, werden die Konturen der Preform mit den Konturen des Glasrohrs nach dem Wiederziehprozess weitgehend übereinstimmen. Somit können bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Glasrohre Optimierungszyklen überflüssig sein, da eine definierte Beziehung von beispielsweise. der vorgefertigten Gießform zur Preform (Rohr aus dem das spätere Glasrohr entsteht) und dann zum hergestellten Glasrohr vorliegen kann.

Für den Wiederziehprozess kann die Preform in eine Haltevorrichtung eingespannt werden, kann die Preform dann partiell bzw. abschnittsweise erhitzt werden und dann zu einem Glasrohr mit dem gewünschten Durchmesser gezogen werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder gleichwirkende Elemente. Im Einzelnen zeigt:
1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Glasrohrs mit ausgeprägtem Inneneinzug X;
2 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Glasrohrs mit Innenrechteck und definiertem Kantenradius r; und
3 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen einer Preform zum Herstellen eines Glasrohrs gemäß der vorliegenden Erfindung mittels eines Wiederziehprozesses.
Gemäß der 1 weist das Glasrohr 21 ein im Wesentlichen rechteckförmiges Außenprofil auf, das von vier Rohrwandungen ausgebildet wird. Die beiden seitlichen Rohrwandungen sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel flach und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander über die gesamte Höhe des Glasrohrs 21. Die einander gegenüberliegende obere und untere Rohrwandung weisen auf ihrer jeweiligen Innenumfangswand eine Querschnittsverengung auf, welche die Innenbohrung 23 des Glasrohrs 21 verengt.
Gemäß der 1 sind die beiden einander entsprechenden Querschnittsverengungen als konvex einwärts vorstehende Wölbungen in Form von Menisken ausgebildet. Die Querschnittsverengungen weisen in Richtung der Breite des Glasrohrs 21 einen stetigen, nicht sprunghaften Verlauf auf. Die Querschnittsverengungen schneiden die beiden Seitenwandungen an jeweiligen Eckpunkten der Innenbohrung 23 bzw. des Innenprofils. Diese vier Eckpunkte legen den mit gestrichelten Linien schematisch eingezeichneten Umkreis 24 fest, dessen Durchmesser mit der Größe d bezeichnet ist. Wie der 1 ohne weiteres entnehmbar ist, befinden sich sämtliche Innenumfangswandungen des Glasrohrs 21 innerhalb des so festgelegten Umkreises 24. Diese verdeutlicht die erhebliche Abweichung von der üblichen kreisrunden Geometrie der Innenbohrung herkömmlicher Reedrohre.
Gemäß der 1 sind die Querschnittsverengungen auf zwei einander gegenüberliegenden Innenumfangswandungen des Glasrohrs 21 angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Geometrie beschränkt. Vielmehr kann auch nur eine Querschnittsverengung auf einer einzelnen Innenumfangswand vorgesehen sein oder können Querschnittsverengungen auf mehr als zwei Innenumfangswänden ausgebildet sein.
Mit der Größe x wird in der 1 diejenige Strecke bezeichnet, um die die jeweilige Querschnittsverengung relativ zu der von den zugeordneten Eckpunkten festgelegten Basislinie (durch die obere durchgezogene Linie angedeutet) in die Innenbohrung 23 vorsteht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Glasrohr 21 so ausgebildet, dass zwischen dem Inneneinzug X und dem Durchmesser d des Umkreises die nachfolgende Beziehung erfüllt ist: X größer oder gleich 0,02·d. Noch bevorzugter wird dabei erfindungsgemäß die nachfolgende Beziehung erfüllt: X größer oder gleich 0,1·d.
Wenn entsprechende Querschnittsverengungen bzw. Einzüge auch auf den beiden Seitenwänden des Glasrohrs 21 vorhanden sind, so können für diese Querschnittsverengungen bzw. Einzüge erfindungsgemäß entsprechende Beziehungen erfüllt sein.
Insgesamt wird somit der Querschnitt der Innenbohrung 23 erheblich reduziert, was das spannungsarme Einschmelzen von Funktionselementen in Glasrohre, wie dieses beispielsweise bei elektrischen oder magnetischen Bauelementen, wie beispielsweise Reedschaltern, unter einer Schutzgasatmosphäre oder unter Vakuumbedingungen erforderlich ist, erheblich erleichtert.
Die 2 zeigt ein Glasrohr gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß der 2 weist das Glasrohr ein im Wesentlichen rechteckförmiges Innen- und Außenprofil auf, wobei die Innenumfangswandungen im Wesentlichen glatt und parallel zueinander verlaufend ausgebildet sind, also ohne Querschnittsverengungen, wie vorstehend anhand der 1 beschrieben. Mit dem Kreis sei dabei der Innenradius r der Innenkanten 25 der Innenbohrung 23 angedeutet.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist der Krümmungsradius r der Innenkante 25 kleiner oder gleich etwa 0,1 mm und noch bevorzugter kleiner oder gleich etwa 0,03 mm.
Selbstverständlich können gemäß der vorliegenden Erfindung auch Glasrohre hergestellt werden, welche die vorstehend anhand der 1 und 2 beschriebenen Merkmale miteinander vereinen.
Die erfindungsgemäßen Glasrohre können für beliebige technische Anwendungen verwendet werden, beispielsweise als Hüllrohre für Reedschalter bzw. Reedrelais oder als Hüllrohre für vergleichbare elektrische oder magnetische Bauelemente.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Glasrohr, wie vorstehend anhand der 1 und 2 beschrieben, als Preform, d.h. als vorgeformtes, hohles Ausgangsmaterial, für einen nachfolgenden Wiederziehprozess zur Herstellung von Glasrohren mit kleineren Außendurchmessern verwendet. Bekanntermaßen ändert sich bei einem üblichen Wiederziehprozeß das Verhältnis von Außendurchmesser zu Wandstärke im Wesentlichen nicht, während der Außendurchmesser deutlich reduziert werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann mittels eines Druckunterschiedes zwischen der Rohrinnenseite und der Rohraußenseite auch ein anderes AD/WD-Verhältnis (Außendurchmesser zu Wandstärke) eingestellt werden.
Zum Wiederziehen wird das gegossene Rohr in eine Haltevorrichtung eingespannt, partiell erhitzt und dann auf den gewünschten Außendurchmesser gezogen.
Nachfolgend soll anhand der 3 ein bevorzugtes Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines als Preform für den vorstehend beschriebenen Wiederziehprozess verwendeten Glasrohrs beschrieben werden. Die 3 zeigt dabei einen Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Glasrohren.
Gemäß der 3 umfasst die Vorrichtung einen länglichen und vergleichsweise schlanken Schacht 9 und einen als Formgebungsmittel wirkenden Dorn 10, der sich im Inneren des Schachts befindet und koaxial zum Schacht 9 erstreckt. Die Schachtwand umfasst bevorzugt ein hochtemperaturstabiles Material, beispielsweise Grafit, BN, SiC und/oder Stahl.
Gemäß der 3 ist der Schacht 9 in einem Druckbehälter 11 aufgenommen, sodass in dem Ringspalt zwischen dem Schacht 9 und der Innenumfangswand des Druckbehälters 11 ein Spülgas aufgenommen werden kann, um den Schacht 9 zu umgeben.
Von oben ist in den Schacht 9 zentrisch ein koaxialer und konzentrischer Dorn 10 eingebracht, der als Formgebungsmittel zum Festlegen des Innenprofils des Glasrohrs 1 wirkt. Der Dorn 10 kann aus dem Schacht 9 entnommen werden, beispielsweise zum Hochfahren der Vorrichtung. Der Dorn 10 umfasst bevorzugt ein hochtemperaturstabiles Material wie beispielsweise Grafit, BN, SiC und/oder Stahl oder ist aus diesem ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Dorn 10 ein Grafitdorn. Der Dorn 10 wird koaxial von einem Kühlmittel durchflossen. Kühlmittel können beispielsweise ein Gas, eine Flüssigkeit wie Wasser oder ein Gas-Füssigkeits-Gemisch sein.
Der Dorn ist gemäß der 3 leicht konisch ausgeführt, wobei der untere bzw. stromabwärtige Durchmesser kleiner als der obere bzw. stromaufwärtige Durchmesser ist. Ist der Konus zu klein, kann die Gefahr bestehen, dass das Glas auf den Dorn aufschrumpft und der Prozess gestoppt werden muss.
Die Umfangswand des Schachts 9 kann ein poröses Material enthalten, sodass das Spülgas aus dem Inneren des Druckbehälters 11 durch die Umfangswand des Schachts 9 hindurch treten kann, um auf der Innenumfangswand des Schachts 9 ein Gaspolster auszubilden. Die Ausbildung eines Gaspolsters mithilfe eines porösen Wandungsmaterials wird beispielhaft in der US 4,546,811 beschrieben, deren Inhalt hiermit im Wege der Bezugnahme ausdrücklich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen sei. Poröses Material im Sinne der Erfindung kann poröses Grafit, poröses Metall, poröse Keramik und andere Hochtemperaturfeste poröse Materialien sein.
Gemäß einer Ausführungsform verhindert das Gaspolster einen direkten Kontakt zwischen dem Glas bzw. Glasrohr und dem Schachtmaterial. Bevorzugt wird das Gaspolster mit einem Überdruck ausgebildet. Zu diesem Zweck kann Spülgas kontinuierlich über die Spülgas-Einlässe 4 in den Druckbehälter 11 einströmen und können die Spülgas-Auslässe 5 zumindest teilweise versperrt sein, so dass in dem Druckbehälter 11 ein gewisser Überdruck ausgebildet wird, der sich durch die Umfangswand des Schachts 9 auf das Gaspolster überträgt.
Der Schacht 9 kann prinzipiell jede Form einnehmen. Bevorzugt ist der Schacht 9 konisch oder zylindrisch ausgeführt. Im Falle eines zylindrischen Schachts wird somit ein Glasrohr mit einem kreisförmigen Außenprofil ausgebildet.
Das schmelzflüssige Glas wird gemäß der 3 aus einer Schmelzrinne, Schmelzwanne oder einem vergleichbaren Behälter oder Glasspeisungsmittel (nicht abgebildet) durch eine Düse 8 am oberen Rand des Schachts 9 in den Schacht 9 eingebracht. Wie in der 3 schematisch dargestellt ist, kann das schmelzflüssige Glas in den Schacht 9 frei hineingegossen werden, sodass unterhalb der Düse 8 und am oberen Rand des Schachts 9 ein freier Meniskus ausgebildet sein kann. Bevorzugt wird für die Unterdrückung von Kühlwellen mit möglichst hoher Temperatur gearbeitet. Die Temperatur darf aber auch nicht zu hoch sein, da das Glas nach der Ausformung dann nicht fest genug ist und sich nach der Formung weiter verformen kann. Die Glasschmelze hat beim Eingießen in den Schacht 9 vorzugsweise eine Temperatur, die einer Viskosität von 10–10⁵ dPas, vorzugsweise 10² bis 10⁵ dPas, entspricht und somit niedriger ist als eine Viskosität von etwa 10^7,5 dPas, die einer Erweichungstemperatur des Glases entspricht.
Um den Prozess zu starten, kann ein dem Glasrohr in der Form angepasster Anfänger (nicht gezeigt) benutzt werden, der als flächiges Verschluss-Element zum vorübergehenden Verschließen des Schachts 9 wirkt. Dieser Anfänger kann in eine Dreh- und Verschiebeeinrichtung so eingespannt sein, dass er von unten in den Schacht hineinragt. Dieser Anfänger verhindert, dass das Glas zu Beginn des Prozesses, beispielsweise beim Hochfahren der Vorrichtung, durch den Schacht hindurchfließt, ohne diesen zu füllen.
Sobald sich ein ausreichender Glasfilm auf dem Anfänger gebildet hat, wird dieser kontinuierlich abgesenkt, sodass der Auflaufmeniskus des Glases möglichst konstant bleibt. Sobald das Glasrohr lang genug ist, um von der Vorschub- und Rotationseinrichtung aufgenommen zu werden, kann der Anfänger entfernt, beispielsweise seitlich herausgezogen, werden. Im Anschluss kann der Prozess dann kontinuierlich betrieben werden. Dabei durchläuft das Glasrohr 1 den Schacht 9 in der durch den Pfeil 6 angedeuteten Vorschubrichtung. Hierzu ist es nicht unbedingt erforderlich, das Glas aus dem Schacht 9 heraus zu ziehen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, wenngleich ein Ziehen, beispielsweise zur Beschleunigung des Prozesses, durchaus angewendet werden kann. Wie durch den Pfeil 7 angedeutet, kann das Glasrohr 1 bei runden Geometrien während der vorstehend beschriebenen Formgebung auch um seine Längsache kontinuierlich gedreht werden.
Während des Herstellungsprozesses fließt aus dem Speiserohr, das mit der Düse 8 kommuniziert, kontinuierlich Glas auf das Glasrohr bzw. rotierende Glasrohr auf. Das kontinuierlich erzeugte Rohr kann danach in Teilstücke mit der gewünschten Länge abgelängt werden.
Bei der Verwendung des hier beschriebenen Verfahrens durchläuft das Glas in sehr kurzer Zeit den für die Kristallbildung und das Kristallwachstum kritischen Temperaturbereich. Es ist daher möglich auch Röhren aus leicht kristallisierenden Gläsern mit diesem Verfahren herzustellen.
Die Anwendung des Verfahrens ist nicht auf runde Querschnittsgeometrien beschränkt. So können mit diesem Verfahren beispielsweise auch Rohre mit rechteckiger oder ovaler oder beliebiger freier Querschnittsform hergestellt werden. In diesem Fall ist allerdings auf die Rotation des Glasrohres zu verzichten.
Während des Prozesses ist dabei sicherzustellen, dass sich der Querschnitt des als Form wirkenden Schachts möglichst vollständig und gleichmäßig füllt. Dies kann im Fall von nichtrunden Querschnittsformen auch durch eine geeignete Form des Speisers bzw. der Düse 8 oder durch eine Rotation und Translation des Schachtes 9 und des gegossenen Rohres 1 erfolgen.
Wie durch den mit dem in der 2 mit dem Dreieck dargestellten beispielhaften Messpunkt angedeutet, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Glasrohre mit Verhältnissen AD/WD von kleiner als etwa 0,1·AD/[mm] erzielen, wobei AD und WD in der vorstehend anhand der 2 eingeführten Konvention Größen repräsentieren, die den Außendurchmesser (AD) bzw. die Wandstärke (WD) des gegossenen Glasrohrs in Millimetern angeben. Weitere Versuchsreihen der Erfinder, die in der 2 aus Ubersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt sind, haben diese Beobachtung bestätigt.
Die mit dieser Vorrichtung hergestellten Glasrohre eignen sich besonders zur Verwendung als Preformen (geeignet vorgeformte Ausgangsmaterialien), um mittels eines zusätzlichen Wiederziehprozesses Rohre mit kleinerem Durchmesser herzustellen. Dabei kann mittels eines Druckunterschiedes zwischen der Rohrinnenseite und der Rohraußenseite auch ein anderes AD/WD-Verhältnis (Außendurchmesser zu Wandstärke) eingestellt werden.
Aus den so erzeugten Rohren lassen sich in einem anschließenden Wiederziehschritt Rohre mit kleinerem AD und einem AD/WD-Verhältnis von größer oder gleich dem entsprechenden Verhältnis der Preform herstellen. Um dies zu erreichen, wird das gegossene Glasrohr in eine Haltevorrichtung eingespannt, partiell erhitzt und dann auf den gewünschten Durchmesser AD gezogen. Dabei ändert sich das Verhältnis AD/WD in der Regel nicht. Das Verhältnis AD/WD lässt sich aber über eine Druckbeaufschlagung im Inneren des Rohres beeinflussen. So ist es beispielsweise möglich mit einem Innendruck pi, der größer ist als der Außendruck pa, aus einem Preformrohr mit AD/WD < 0,1·AD/[mm] ein Glasrohr mit einem AD/WD Verhältnis größer oder gleich 0,1·AD/[mm] zu erzeugen.
Ausführungsbeispiel
In einen mit Argon umspülten leicht konischen Grafitschacht (Innendurchmesser (ID) oben = 71 mm, ID unten = 72 mm) wird ein konischer Grafitdorn (Außendurchmesser (AD) oben = 23 mm, AD unten = 18 mm) zentrisch eingebracht. Der Grafitdorn sitzt auf einer koaxial gekühlten Halterung aus Edelstahl. Diese wird mit einem Gemisch aus Luft und vernebeltem Wasser gekühlt. Das SCHOTT-Glas 8250 wird in einem Edelmetalltiegel erschmolzen. An den Boden des Tiegels ist ein beheizbares Edelmetallrohr angeschweißt, das in einer ebenfalls separat beheizbaren Düse mündet. Beim Einfüllen des Glases 8250 in den Schacht werden die in Tabelle 1 gezeigten Parameter eingestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Für das in diesem Beispiel beschriebene Glas 8250 erweist sich eine Temperatur von 1230°C als vorteilhaft.
Die so erhaltenen Rohre werden in einer Wiederziehanlage wiedergezogen. Dabei wird der Außendurchmesser AD und das Verhältnis AD/WD über den Innendruck und die Ziehgeschwindigkeit eingestellt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Preformrohr wie oben hergestellt. Diese werden in einer Wiederziehanlage wiedergezogen. Dabei wird durch den Innendruck ein neues AD/WD Verhältnis für die gezogenen Rohre eingestellt. Das Produkt wird dabei ferner über 2 Walzen in der Verformungszone zu einem Rechteckrohr umgeformt. Um eine Schädigung der Oberfläche des Glasrohres zu vermeiden bestehen, die Walzen aus hexagonalem BN oder Grafit.
Tabelle 1: Parameter
Tabelle 2: Ergebnisse
Grundsätzlich eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für beliebige Glassorten. Für technische Anwendungen, bei denen Funktionselemente in ein Glasrohr eingeschmolzen werden sollen, werden jedoch Glassorten mit einem vergleichsweise hohen Absorptionskoeffizienten für zum Schmelzen bzw. Einkapseln verwendetes infrarotes Licht, beispielsweise für Licht im Wellenlängenbereich zwischen etwa 700 nm und etwa 4000 nm, bevorzugt. Solche Glassorten sind beispielsweise in EP 1 153 895 A1 und US 4,277,285 beschrieben, deren Inhalte hiermit im Wege der Bezugnahme ausdrücklich in der vorliegenden Anmeldung enthalten seien.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung einer Preform gemäß der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben werden.
Bei dem Verfahren wird ein schmelzflüssiges Glas in einen Schacht (9) eingegossen, um das Außenprofil des Glasrohrs (1) festzulegen, wobei das schmelzflüssige Glas über ein sich koaxial im Inneren des Schachts erstreckendes Formgebungsmittel (10) fließt, um das Innenprofil des Glasrohrs (1) festzulegen, und wobei das Formgebungsmittel (10) gekühlt wird, sodass sich die Glasschmelze in dem Schacht zu dem Glasrohr (1) verfestigt.
Bei diesem Verfahren kann das schmelzflüssige Glas frei in den Schacht (9) hineinfließen, sodass der Schacht zumindest abschnittsweise vollständig von dem schmelzflüssigen Glas ausgefüllt wird, um das Außenprofil des Glasrohrs (1) festzulegen.
Bei diesem Verfahren kann das schmelzflüssige Glas in den Schacht (9) mit einer Temperatur eingegossen werden, die einer Viskosität von kleiner als 10^7,5 dPas, bevorzugter einer Viskosität im Bereich von 10 dPas bis 10⁵ dPas und noch bevorzugter einer Viskosität im Bereich von 10² dPas bis 10⁵ dPas entspricht, wobei das schmelzflüssige Glas an dem Formgebungsmittel (10) unterhalb der Erweichungstemperatur des Glases abgekühlt wird, sodass das Glasrohr (1) die in den Schacht nachfließende Glasschmelze abstützt.
Bei dem Verfahren kann auf einer Innenumfangswand des Schachts (9) ein Gaspolster ausgebildet, werden, um einen unmittelbaren Kontakt zwischen der Innenumfangswand des Schachts (9) und einer Außenumfangswand des Glasrohrs (1) zumindest abschnittsweise zu verhindern. Dabei kann das Gaspolster auf der Innenumfangswand des Schachts (9) mit einem Überdruck ausgebildet wird. Ferner kann bei dem Verfahren der Überdruck des Gaspolsters durch Einströmen eines Spülgases in einen den Schacht (9) aufnehmenden Druckbehälter (11) eingestellt werden.
Bei dem Verfahren kann zumindest ein Spülgas-Auslass (5) des Druckbehälters (11) zumindest teilweise verschlossen sein, um diesen Überdruck des Gaspolsters auszubilden.
Bei dem Verfahren kann das Spülgas durch eine zumindest abschnittsweise porös ausgebildete Umfangswand in das Innere des Schachts hindurch treten, um den Überdruck des Gaspolsters auszubilden.
Bei dem Verfahren kann das Formgebungsmittel (10) von einem Kühlmittel (3) durchströmt und gekühlt werden, um zu gewährleisten, dass sich das schmelzflüssige Glas ausreichend rasch, d.h. am unteren Rand oder in unmittelbarer Nähe des Formgebungsmittels, abkühlt.
Bei dem Verfahren kann ein Spülgas durch eine zumindest abschnittsweise poröse Außenumfangswand des Formgebungsmittel (10) hindurch treten, um zwischen einer Innenumfangswand des Glasrohrs (1) und einer Außenumfangswand des Formgebungsmittels (10) ein vorzugsweise unter einem Überdruck stehendes Gaspolster auszubilden und einen direkten Kontakt zwischen der Innenumfangswand des Glasrohrs (1) und der Außenumfangswand des Formgebungsmittels (10) zumindest abschnittsweise zu verhindern.
Das Verfahren kann fern den Schritt eines axialen Absenkens eines einer Form des Glasrohrs (1) angepassten Verschluss-Elements und eines Entnehmens des Verschluss-Elements aus dem Schacht nach dem Schritt des Absenkens umfassen.
Bei dem Verfahren kann ein Glasrohr zur Verwendung als Preform im Sinne dieser Anmeldung so ausgebildet werden, dass ein Verhältnis von Außendurchmesser (AD) zu Wandstärke (WD) kleiner oder gleich 0,1·AD/[mm] ist, wobei AD bzw. WD den Außendurchmesser bzw. die Wandstärke des Glasrohrs (1) in Millimetern bezeichnen und wobei der Außendurchmesser größer oder gleich 40 mm ist. Solche Glasrohre können mit den vorstehend genannten herkömmlichen Ziehprozessen zum Ziehen eines Glasrohrs aus einer Glasschmelze nicht hergestellt werden.
Ein so gegossenes Glasrohr (1) wird somit erfindungsgemäß als Preform verwendet, wobei der Außendurchmesser des gegossenen Glasrohrs (1) mittels eines zusätzlichen Wiederziehschritts verkleinert wird.
Beim Wiederziehen kann das gegossene Glasrohr (1) in eine Haltevorrichtung eingespannt, partiell erhitzt und dann auf den gewünschten Außendurchmesser gezogen werden.
Beim Wiederziehen können dabei in der Verformungszone seitliche Kräfte auf das Glas wirken, die zu einer Änderung der Querschnittsform führen. Dabei können die seitlichen Kräfte durch eine oder mehrere Rollen aufgebracht werden.

1: Glasrohr
3: Einlass und Auslass für Kühlmittel
4: Einlass für Spülgas
5: Auslass für Spülgas
6: Abziehrichtung des Glasrohrs 1
7: Rotation des Glasrohrs 1
8: Düse
9: Ringspalt
10: Formgebungsmittel/Dorn
11: Druckbehälter
12: Innenvolumen des Glasrohrs 1
21: Glasrohr
22: Rohrwand
23: Innenraum
24: Umkreis des Innenraums
25: Innenkante

Claims

Glasrohr für technische Anwendungen, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente, mit einer Innenbohrung (23) und zumindest einer Querschnittsverengung (X), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der jeweiligen Querschnittsverengung (X) und dem Durchmesser (d) des Umkreises der Innenbohrung (23) die Beziehung gilt: x ≥ 0,02·d.
Glasrohr nach Anspruch 1, wobei für die Beziehung zwischen der jeweiligen Querschnittsverengung (X) und dem Durchmesser (d) des Umkreises der Innenbohrung (23) gilt: x ≥ 0,1·d.
Glasrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenbohrung (23) einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wobei Ecken des im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitts den Umkreis (24) festlegen und wobei die Querschnittsverengungen als konvex einwärts vorstehende Menisken auf einander gegenüberliegenden Rohrwandungen ausgebildet sind.
Glasrohr für technische Anwendungen, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente, mit einer Innenbohrung (23) mit zumindest einer Innenkante (25), dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (r) der jeweiligen Innenkante kleiner oder gleich 0,1 mm ist.
Glasrohr nach Anspruch 4, wobei der Krümmungsradius (r) der Innenkante (25) kleiner oder gleich 0,03 mm ist.
Glasrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Glasrohr ein Hüllrohr für Reedschalter ist.
Glasrohr für technische Anwendungen, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente und insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasrohr aus einer Preform über einen Wiederziehprozess hergestellt ist.
Glasrohr nach Anspruch 7, wobei die Preform mittels eines Gießprozesses hergestellt ist.
Glasrohr nach Anspruch 8, wobei im Gießprozess schmelzflüssiges Glas in einen Schacht einer Vorrichtung gegeben bzw. gegossen wird, in dessen Innern sich ein Formgebungsmittel zum Festlegen der Innenbohrung (23), insbesondere ein Dorn, befindet.
Glasrohr nach Anspruch 9, wobei beim Gießprozess ein unmittelbarer Kontakt des schmelzflüssigen Glases mit einer Innenumfangswand des Schachts und/oder mit einer Außenumfangswand des Formgebungsmittels bzw. Dorns durch Ausbilden eines Gaspolsters auf der Innenumfangswand des Schachts und/oder auf der Außenumfangswand des Formgebungsmittels bzw. Dorns verhindert ist.
Glasrohr nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform eine nicht-runde Geometrie aufweist.
Glasrohr nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform eine nicht einheitliche Wanddicke aufweist.
Glasrohr nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform in den Konturen mit dem Glasrohr übereinstimmt.
Glasrohr nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wiederziehen mit einem Durchsatz von größer als lkg/h gearbeitet wird.
Glasrohr nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei der Wiederziehprozess die folgenden Schritte umfasst: a) Einspannen der Preform in eine Haltevorrichtung; b) partielles Erhitzen des Preform; und c) Ziehen der Preform zu einem Glasrohr mit dem gewünschten Durchmesser.
Glasrohr nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasrohr ein Hüllrohr für Reedschalter ist.
Verfahren zur Herstellung eines Glasrohrs für technische Anwendungen, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente, wobei das Glasrohr aus einer Preform über einen Wiederziehprozess hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Preform mittels eines Gießprozesses hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem im Gießprozess schmelzflüssiges Glas in einen Schacht einer Vorrichtung gegeben bzw. gegossen wird, in dessen Innern sich ein Formgebungsmittel zum Festlegen der Innenbohrung (23), insbesondere ein Dorn, befindet.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem beim Gießprozess ein unmittelbarer Kontakt des schmelzflüssigen Glases mit einer Innenumfangswand des Schachts und/oder mit einer Außenumfangswand des Formgebungsmittels bzw. Dorns durch Ausbilden eines Gaspolsters auf der Innenumfangswand des Schachts und/oder auf der Außenumfangswand des Formgebungsmittels bzw. Dorns verhindert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem die Preform mit einer nichtrunden Geometrie ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem die Preform mit einer nicht einheitlichen Wanddicke ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, bei dem die Preform so ausgebildet wird, dass die Preform in den Konturen mit dem Glasrohr übereinstimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei beim Wiederziehen mit einem Durchsatz von größer als lkg/h gearbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, bei dem der Wiederziehprozess die folgenden Schritte umfasst: a) Einspannen der Preform in eine Haltevorrichtung; b) partielles Erhitzen der Preform; und c) Ziehen der Preform zu einem Glasrohr mit dem gewünschten Durchmesser.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, bei dem das Glasrohr mit einer Innenbohrung (23) und zumindest einer Querschnittsverengung (X) so ausgebildet wird, dass zwischen der jeweiligen Querschnittsverengung (X) und dem Durchmesser (d) des Umkreises der Innenbohrung (23) die Beziehung gilt: x größer oder 0,02·d, bevorzugter x größer oder gleich 0,1·d.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Glasrohr so ausgebildet wird, dass die Innenbohrung (3) einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, dass Ecken des im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitts den Umkreis (24) festlegen und dass die Querschnittsverengungen als konvex einwärts vorstehende Menisken auf einander gegenüberliegenden Rohrwandungen ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, bei dem das Glasrohr mit einer Innenbohrung (23) mit zumindest einer Innenkante (25) ausgebildet wird, sodass der Krümmungsradius (r) der jeweiligen Innenkante kleiner oder gleich 0,1 mm, bevorzugter kleiner oder gleich 0,03 mm, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasrohr ein Hüllrohr für Reedschalter ist.
Verwendung des Glasrohrs nach einem der Ansprüche 1 bis 16 in einem Reedschalter.
Preform zur Herstellung von Glasrohren für technische Anwendungen, insbesondere für elektrische bzw. magnetische Bauelemente, zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 29, wobei die Preform als Glasrohr mit einem Außendurchmesser (AD) und einer Wandstärke (WD) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Außendurchmesser zu Wandstärke kleiner oder gleich 3 ist, wobei der Außendurchmesser größer oder gleich 50 mm.