CHRISTIANSEN UWE (DE)
SHINETSU QUARTZ PROD (JP)
KEILHOLZ ANDREAS (DE)
CHRISTIANSEN UWE (DE)
EP0082642A1 | 1983-06-29 | |||
GB2172885A | 1986-10-01 | |||
EP0701975A2 | 1996-03-20 | |||
DE19751919A1 | 1998-06-04 | |||
US4362545A | 1982-12-07 |
1. | Verfahren zum Entfernen eines Dorns aus einem durch Abscheiden von SiO2Partikeln auf der Zylindermantelfläche des um seine Längsachse rotierenden Dorns gebildeten, porösen SiO2Rohlings, der anschlieÃend zur Herstellung eines Rohres aus synthetischem Quarzglas gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, daà zum Entfernen des Dorns (22) ein stirnseitiges Ende (25) des Rohlings (6) in einer Aufnahme (11), die einen Durchlaà (15) und ein ortsfestes Widerlager (13) aus einer verformbaren Masse umfaÃt, fixiert und derart ausgerichtet wird, daà der Dorn (22) sich durch den Durchlaà (15) hindurch erstreckt, wobei am Dorn (22) eine in Richtung der DornLängsachse (23) wirkende Zugoder Schubkraft, mittels der das Ende (25) des Rohlings (6) gegen das Widerlager (13) gepreÃt wird, angelegt und fortlaufend erhöht wird, bis sich der Dorn (22) vom Rohling (6) löst. |
2. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daà ein Widerlager (13) aus einer elastisch verformbaren Masse eingesetzt wird. |
3. | Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das Widerlager (13) mit ei ner trichterförmigen Ãffnung (31) versehen ist, gegen deren Innenwandung das Ende (25) des Rohlings (6) gepreÃt wird. |
4. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daà der Rohling (6) mit einem, sich in einem Verjüngungsbereich (26) nach auÃen verjüngen den Ende (25), und daà die Ãffnung (31) des Widerlagers (13) mit einem sich in Wir kungsrichtung der Zugoder Schubkraft verengenden Innenkegel (27) ausgebildet wird, wobei aufgrund der auf den Dorn (22) wirkenden Zugoder Schubkraft, der Verjün gungsbereich (26) des Rohlings (6) gegen den Innenkegel (27) gepreÃt wird. |
5. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daà die Zugoder Schubkraft mittels einer in Richtung der Längsachse (23) des Dorns (22) verschiebbaren Ziehoder Schubeinrichtung (5) angelegt wird. |
6. | Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daà die Aufnahme (11) für den Rohling (6) und die Ziehoder Schubeinrichtung (5) auf einer gemeinsamen Linearführung (1) montiert werden, wobei der Rohling (6) in der Aufnahme (11) so fixiert wird, daà sich die DornLängsachse (23) in Führungsrichtung der Linearführung (1) erstreckt. |
7. | Vorrichtung zum Entfernen eines Dorns aus einem durch Abscheidung von SiO2Partikeln auf der Zylindermantelfläche des Dorn gebildeten, porösen SiO2Rohlings, gekennzeichnet durch eine Haltevorrichtung (11 ; 17) für die Fixierung und Ausrichtung des Rohlings (6), die eine Aufnahme (11) für eines der Enden (25) des Rohlings (6) um faÃt, die mit einem Widerlager (13) aus einer verformbaren Masse versehen ist, und die einen Durchlaà (15) aufweist, durch den hindurch sich der Dorn (22) erstreckt, und mit einer am Dorn (22) angreifenden und in Richtung der DornLängsachse (23) wirkenden Ziehoder Schubeinrichtung (5), mittels der das Ende (25) des mit dem Dorn (22) ver bundenen Rohlings (6) gegen das Widerlager (13) bewegbar ist. |
8. | Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daà das Widerlager (13) eine elastisch verformbare Masse umfaÃt. |
9. | Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daà die elastisch ver formbare Masse polymerisiertes Silikon enthält. |
10. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daà das Widerlager (13) eine trichterförmige Ãffnung (31) aufweist. |
11. | Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daà die Ãffnung (31) mit einem Innenkegel (27) versehen ist, der sich in Bewegungsrichtung der Ziehoder Schubein richtung (5) verengt, und gegen den mittels der Ziehoder Schubeinrichtung (5), ein sich in einem Verjüngungsbereich (26) nach auÃen verjüngendes Ende (25) eines in der Auf nahme (11) fixierten Rohlings (6) bewegbar ist. |
12. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daà das Widerlager (13) um eine Rotationsachse (30), die mit der Längsachse (23) des Dorns (22) eines in der Aufnahme (11) fixierten Rohlings (6) zusammenfällt, ro tationssymmetrisch ausgebildet ist. |
13. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daà die Halteeinrichtung (11 ; 17) und die Ziehoder Schubeinrichtung (5) auf einer gemeinsamen Linearführung (1) angeordnet sind, wobei die Ziehoder Schubein richtung (5) in Richtung der Längsachse (23) des Dorns (22) verschiebbar ist. |
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Entfernen eines Dorns aus einem durch Abscheidung von SiO2-Partikeln auf der Zylindermantelfläche des Dorn gebildeten, porösen SiO2-Rohlings.
Ein Verfahren gemäà der eingangs genannten Gattung ist aus der US-PS 4,362,545 bekannt.
Danach werden für die Herstellung einer Vorform für optische Fasern mittels eines Flammhy- drolyse-Brenners auf der Zylindermantelfiäche eines mit beiden Enden in eine Drehbank ein- gespannten, um seine Längsachse rotierenden, leicht konischen Dorns schichtweise SiO2-Partikel abgeschieden. Dabei wird durch eine Hin-und Herbewegung entlang der Längs- achse des Dorns ein länglicher, poröser Rohling aus SiO2-Partikeln gebildet. Als geeignete Materialien für die Herstellung des Dorns werden Aluminiumoxid, Quarz, Graphit oder Silizium- karbid empfohlen. Vor der Weiterverarbeitung des Rohlings, beispielsweise durch Verglasen oder Kollabieren, wir der Dorn üblicherweise entfernt. Bei einem festsitzenden Dorn kann dies jedoch zu Beschädigungen der Innenwandung des Rohlings führen. Um dieses Problem zu beseitigen, wurden verschiedene MaÃnahmen vorgeschlagen, die das Entfernen des Dorns erleichtern sollen. Beispielsweise die Verwendung eines Graphit-Dorns (FR-A 2,178,177) oder die Vorab-Beschichtung eines Dorns mit Graphitpulver (US-PS 4,233,052) oder mit einer soge- nannten Stratum-Schicht aus einem Phosphor-und Germanium-dotierten Glas geringer Visko- sität (US-PS 4,298,365). Diese MaÃnahmen sind aber mit anderen Nachteilen verbunden, bei- spielsweise führt die Verwendung von Graphit zu einem Abbrand unter oxidierenden Bedingungen, und die Verwendung einer Stratum-Schicht kann Verunreinigungen im Rohling hinterlassen.
Wegen seiner mechanischen und chemischen Stabilität wird häufig Aluminiumoxid (A1203) als Werkstoff für den Dorn eingesetzt. Um die Entnahme des Dorns zu erleichtern, ist dieser leicht konisch geformt, wie dies ist auch in der eingangs genannten US-PS 4,362,545 beschrieben ist. Derartige konische Dorne aus Keramik, insbesondere aus AI203, werden durch Schleifen gefertigt. Dies erfordert einen hohen Arbeitsaufwand, insbesondere bei langen Dornen. Dar- überhinaus kann sich durch die Schleifbearbeitung die MaÃhaltigkeit des Dorns, und damit die der Rohlinge, verschlechtern. Die Fertigung von zylindrischen Dornen ist bedeutend einfacher und kostengünstiger. Zylindrische Dorne wären von daher zu bevorzugen, jedoch ist deren Entnahme, insbesondere bei langen Rohlingen, problematisch und erfordert hohe Kräfte, die leicht zu einer Beschädigung des Rohlings führen können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren für das Entfernen eines Dorns bei der Herstellung von Rohren aus Quarzglas anzugeben, das den Einsatz eines preiswerten, zylinderförmigen Dorns erleichtert, und eine geeignete Vorrich- tung für das Entfernen des Dorns bereitzustellen.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe ausgehend vondem eingangs erläuterten Ver- fahren erfindungsgemäà dadurch gelöst, daà zum Entfernen des Dorns ein stirnseitiges Ende des Rohlings in einer Aufnahme, die einen Durchlaà und ein ortsfestes Widerlager aus einer verformbaren Masse umfaÃt, fixiert und derart ausgerichtet wird, daà der Dorn sich durch den Durchlaà hindurch erstreckt, wobei am Dorn eine in Richtung der Dorn-Längsachse wirkende Zug-oder Schubkraft, mittels der das Ende des Rohlings gegen das Widerlager gepreÃt wird, angelegt und fortlaufend erhöht wird, bis sich der Dorn vom Rohling löst.
Zum Entfernen des Dorns wird der Rohling in eine vorgegebene Orientierung und Lage ge- bracht. Hierzu wird mindestens eines der beiden stirnseitigen Enden des Rohlings in einer Auf- nahme fixiert und ausgerichtet. Die Aufnahme beinhaltet ein Widerlager aus einer verformba- ren Masse. Sie ist mit einem Durchlaà versehen, durch den hindurch sich der Dorn erstreckt.
Die Ãffnungsweite des Durchlasses ist gröÃer als der AuÃendurchmesser des Dorns, aber kleiner als der AuÃendurchmesser des Rohlings. Das Entfernen des Dorns aus dem Rohling kann durch Herausziehen oder durch Herausschieben erfolgen. In jedem Fall wird beim Anle- gen einer in Richtung der Dorn-Längsachse, und entgegen dem Widerlager wirkenden Zug- oder Schubkraft an den Dorn, das Ende des Rohlings gegen das Widerlager gepreÃt.
Herstellungsbedingt verjüngen sich die Enden der Rohlinge üblicherweise nach auÃen hin. In diesem Fall ist die AuÃenfläche im Bereich der sich verjüngenden Enden als Fixierungsfläche zur Ausrichtung des Rohlings in der Aufnahme geeignet, und sie kann gleichzeitig als AnpreÃ- flache dienend, gegen das Widerlager gepreÃt werden. Dem Umstand, daà die exakte Geo- metrie der Rohling-Enden variieren kann, wird dadurch Rechnung getragen, daà das Widerla- ger eine verformbare Masse umfaÃt, die sich der jeweiligen Geometrie des Rohling-Endes an- paÃt. Das Widerlager ist somit in der Lage, unterschiedlich gestaltete Rohling-Enden aufzu- nehmen. Dadurch gelingt es, daà die AuÃenflächen im Bereich der stirnseitigen Enden des Rohlings, unabhängig von deren exakter geometrischer Ausbildung als Fixierungsfläche, an denen der Rohling beim Entfernen des Dorns gehalten wird, und als AnpreÃfläche dienen kön- nen. Die verformbare Masse des Widerlagers kann elastisch oder plastisch verformbar sein.
Durch das Anlegen einer Zug-oder Schubkraft an den Dorn wird das Ende des Rohlings ge- gen die verformbare Masse des Widerlagers gedrückt. Durch die Verformung der Masse und ihre Anpassung an die jeweilige Geometrie des Rohlings wird die Kraft auf eine gröÃere Flä- che im Bereich des Rohling-Endes verteilt ; Beschädigungen des Rohlings werden so vermie- den. Die auf den Dorn wirkende Kraft wird fortlaufend erhöht, bis sich der Dorn vom Rohling lost. Unter dem Begriff"fortlaufend"wird hier eine kontinuierliche oder eine schrittweise Erhö- hung der Kraft verstanden. Das erfindungsgemäÃe Verfahren ist für das Entfernen jedes belie- big gestalteten Dorns anwendbar, insbesondere erleichtert es das Entfernen eines zylinderför- migen Dorns.
Besonders bevorzugt wird eine Verfahrensweise, bei der ein Widerlager aus einer elastisch verformbaren Masse eingesetzt wird. Gegenüber einem Widerlager aus einer plastisch ver- formbaren Masse hat diese Verfahrensweise den Vorteil, daà sich die Geometrie des Widerla- gers nach der Entnahme des Rohlings wieder zurückbildet, so daà die Ausgangsgeometrie des Widerlagers unabhängig vom vorherigen Einsatz immer gleich ist.
Als günstig hat es sich erwiesen, das Widerlager mit einer trichterförmigen Ãffnung zu verse- hen ist, gegen deren Innenwandung das Ende des Rohlings gepreÃt wird. Der Dorn erstreckt sich dabei durch die trichterförmige Ãffnung hindurch, während das stirnseitige Ende des Roh- lings an der Innenwandung der Ãffnung anliegt.
Besonders vorteilhaft gestaltet sich das erfindungsgemäÃe Verfahren, wenn der Rohling mit einem, sich in einem Verjüngungsbereich nach auÃen verjüngenden Ende, und die Ãffnung des Widerlagers mit einem sich in Wirkungsrichtung der Zug-oder Schubkraft verengenden In- nenkegel ausgebildet wird, wobei aufgrund der auf den Dorn wirkenden Zug-oder Schubkraft, der Verjüngungsbereich des Rohlings gegen den Innenkegel gepreÃt wird. Das Rohling-Ende und das Widerlager sind hierbei besonders im Hinblick auf die Fixierung des Rohlings und die Verteilung der auf den Rohling einwirkenden Druckkräfte günstig aufeinander abgestimmt.
Denn zum einen bietet der Verjüngungsbereich eine groÃe Fläche zur Fixierung des Rohlings in der Aufnahme, und zum anderen legt sich der Verjüngungsbereich aufgrund der auf den Dorn einwirkenden Zug-oder Schubkraft und der Verformbarkeit des Widerlagers über eine groÃe Fläche an der Innenwandung des Innenkegels an, so daà die auf das Ende des Roh- lings einwirkenden Druckkräfte auf eine groÃe Oberfläche verteilt werden. Darüberhinaus trägt der Innenkegel des Widerlagers, der eine Mittelachse aufweist, die in Richtung der auf den Dorn einwirkenden Zug-oder Schubkraft erstreckt, zu einer Selbstzentrierung des Rohlings in dieser Richtung bei und verhindert so ein Verkanten beim Entfernen des Dorns.
Als besonders geeignet hat sich eine Verfahrensweise erwiesen, bei der die Zug-oder Schub- kraft mittels einer in Richtung der Längsachse des Dorns verschiebbaren Zieh-oder Schubein- richtung angelegt wird. Dadurch, daà die am Dorn angreifende Zieh-oder Schubeinrichtung exakt in Richtung der Dorn-Längsachse verschoben wird, werden die auf den Rohling wirken- den Biegekäfte möglichst gering gehalten ; Verkantungen werden vermieden. Dies kann be- sonders einfach dadurch gewährleistet werden, daà die Aufnahme für den Rohling und die Zieh-oder Schubeinrichtung auf einer gemeinsamen Linearführung montiert werden, wobei der Rohling in der Aufnahme so fixiert wird, daà sich die Dorn-Längsachse in Führungsrich- tung der Linearführung erstreckt.
Hinsichtlich der Vorichtung wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäà gelöst, durch eine Haltevorrichtung für die Fixierung und Ausrichtung des Rohlings, die eine Aufnahme für ein stirnseitiges Ende des Rohlings umfaÃt, die mit einem Widerlager aus einer verformbaren Masse versehen ist, und die einen Durchlaà aufweist, durch den hindurch sich der Dorn er- streckt, und mit einer am Dorn angreifenden und in Richtung der Dorn-Längsachse wirkenden Zieh-oder Schubeinrichtung, mittels der das Ende des mit dem Dorn verbundenen Rohlings gegen das Widerlager bewegbar ist.
Die mindestens eine Aufnahme dient zur Fixierung, Lagerung und Ausrichtung des Rohlings beim Entnehmen des Dorns. Hierzu wird mindestens eine der beiden stirnseitigen Enden des Rohlings in die Aufnahme eingeführt. Die Aufnahme beinhaltet ein Widerlager aus einer ver- formbaren Masse. Sie ist mit einem Durchlaà versehen, durch den hindurch sich der Dorn er- streckt. Die Ãffnungsweite des Durchlasses ist gröÃer als der AuÃendurchmesser des Dorns, aber kleiner als der AuÃendurchmesser des Rohlings.
Weiterhin ist eine Zieh-oder Schubeinrichtung vorgesehen, die am Dorn angreift und dabei ei- ne in Richtung der Dorn-Längsachse wirkende Zieh-oder Schubkraft erzeugt. Die Zieh-oder Schubeinrichtung greift an einem der aus dem Rohling herausragenden Dornenden an, und zwar an dem sich durch das Widerlager erstreckenden Dornende im Fall einer Ziehkraft, und am gegenüberliegenden Dornenede im Falle einer Schubkraft. Wesentlich ist, daà der Dorn, und damit der mit dem Dorn reibschlüssig verbundene Rohling, sich aufgrund der Zieh-oder Schubkraft in Richtung des Widerlagers bewegt, so daà die dem Widerlager zugewandte stirn- seitige Ende des Rohlings gegen das Widerlager gepreÃt wird.
Herstellungsbedingt verjüngen sich die Enden der Rohlinge üblicherweise nach auÃen hin. In diesem Fall ist die AuÃenfläche im Bereich der sich verjüngenden Enden als Fixierungsfläche zur Ausrichtung des Rohlings in der Aufnahme geeignet, und sie kann gleichzeitig als AnpreÃ- fläche dienend, gegen das Widerlager gepreÃt werden. Dem Umstand, daà die exakte Geo- metrie der Rohling-Enden variieren kann, wird dadurch Rechnung getragen, daà das Widerla- ger eine verformbare Masse umfaÃt, die sich der jeweiligen Geometrie des Rohling-Endes an- paÃt. Das Widerlager ist somit in der Lage, unterschiedlich gestaltete Rohling-Enden aufzu- nehmen. Dadurch gelingt es, daà die AuÃenflächen im Bereich der stirnseitigen Enden des Rohlings, unabhängig von deren exakter geometrischer Ausbildung als Fixierungsfläche, an denen der Rohling beim Entfernen des Dorns gehalten wird, und als AnpreÃfläche dienen kön- nen. Durch die Verformung der Masse und ihre Anpassung an die jeweilige Geometrie der Rohling-Enden werden die auf die Enden wirkenden Druckkräfte auf eine gröÃere Oberfiläche verteilt ; Beschädigungen des Rohlings werden so vermieden. Die Haltevorrichtung kann für je- des stirnseitige Ende des Rohlings eine entsprechende Aufnahme aufweisen.
Die verformbare Masse des Widerlagers kann elastisch oder plastisch verformbar sein. Bevor- zugt wird aber ein Widerlager, das eine elastisch verformbare Masse umfaÃt. Ein derartiges Widerlager hat gegenüber einem Widerlager aus einer plastisch verformbaren Masse den Vor- teil, daà sich die Geometrie des Widerlagers nach der Entnahme des Rohlings wieder zurück- bildet, so daà die Ausgangsgeometrie des Widerlagers unabhängig vom vorherigen Einsatz immer gleich ist.
Als besonders geeignet hat eine elastisch verformbare Masse erwiesen, die aus polymerisier- tem Silikon besteht. Eine derartige Masse ist dauerelastisch und fest. Sie kann beispielsweise durch Vulkanisation von flüssigen Silikonkomponenten hergestellt und dabei in ihrer Geometrie einfach den Einsatzzweck angepaÃt werden.
Besonders bewährt hat sich eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der das Widerlager ei- ne trichterförmige Ãffnung aufweist. Der Dorn eines in der Aufnahme fixierten Rohlings er- streckt sich dabei durch die trichterförmige Ãffnung hindurch, während das stirnseitige Ende des Rohlings an der Innenwandung der Ãffnung anliegt. Die Ãffnung ist dabei vorteilhafterwei- se mit einem Innenkegel versehen ist, der sich in Bewegungsrichtung der Zieh-oder Schubein- richtung verengt, und gegen den mittels der Zieh-oder Schubeinrichtung, ein sich in einem Verjüngungsbereich nach auÃen verjüngendes Ende eines in der Aufnahme fixierten Rohlings bewegbar ist. Das Rohling-Ende und das Widerlager sind hierbei im Hinblick auf die Fixierung des Rohlings und die Verteilung der auf den Rohling einwirkenden Druckkräfte besonders gün- stig aufeinander abgestimmt. Denn zum einen bietet der Verjüngungsbereich eine groÃe Flua- che zur Fixierung des Rohlings in der Aufnahme, und zum legt sich der Verjüngungsbereich aufgrund der auf den Dorn einwirkenden Zug-oder Schubkraft über eine groÃe Fläche an der Innenwandung des Innenkegels an, so daà die auf den Dorn einwirkenden Druckkräfte auf ei- ne groÃe Oberfläche verteilt werden. Darüberhinaus trägt der Innenkegel des Widerlagers, der eine Mittelachse aufweist, die sich in Richtung der auf den Dorn einwirkenden Zug-oder Schubkraft erstreckt, zu einer Selbstzentrierung des Rohlings bei und verhindert so beim Ent- fernen des Dorns aus dem Rohling ein gegenseitiges Verkanten.
Hierzu trägt auch bei, daà die Halteeinrichtung und die Zieh-oder Schubeinrichtung auf einer gemeinsamen Linearführung angeordnet sind, wobei die Zieh-oder Schubeinrichtung in Rich- tung der Längsachse des Dorns verschiebbar ist. Dadurch können die beim Entfernen des Dorns auf den Rohling wirkenden Biegekäfte gering gehalten und Verkantungen vermieden werden. Durch die gemeinsame Linearführung für die Haltevorrichtung des Rohlings einer- seits, und für die Zieh-oder Schubeinrichtung andererseits, läÃt sich besonders einfach und reproduzierbar eine Zug-oder Schubkraft an den Dorn anlegen, die exakt in Richtung der Dorn-Längsachse wirkt. insbesondere im Hinblick auf eine gleichmäÃige Verteilung der Kräfte, die beim Entfernen des Dorns auf einen in der Aufnahme fixierten Rohling einwirken, hat es sich bewährt, das Wider- lager um eine Rotationsachse, die mit der Längsachse des Dorns zusammenfällt, rotations- symmetrisch auszubilden. Dies ermöglicht eine rotationssymmetrische Verteilung der auf den Rohling einwirkenden Kräfte.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Patentzeich- nung näher erläutert. In der Patentzeichnung zeigen im einzelnen in schematischer Darstellung Figur 1 eine erfindungsgemäÃe Vorrichtung in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Figur 2 die Vorrichtung nach Figur 1 in einer Draufsicht, Figur 3 eine Seitenansicht einer Aufnahme für den Rohling zur Verwendung bei der erfindungsgemäÃen Vorrichtung in einem Schnitt, und Figur 4 eine Vorderansicht der Aufnahme gemäà Figur 3, in Richtung des Richtungspfeiles "X"gesehen.
Basisteil der Vorrichtung nach Figur 1 ist ein Linearmodul 1, bei dem drei Aufspanntische 2,3,4 in einer Reihe hintereinander angeordnet sind. Der vordere Aufspanntisch 2 nimmt ein Spannwerkzeug 5 für einen Rohling 6 auf. Das Spannwerkzeug 5 umfaÃt eine geschlitzte Zugspann-zange 7, eine Mutter 8 und eine mit einem Hohlkegel versehene Spannzangenauf- nahme 9. Durch das Anziehen der Mutter 8 wird die Zugspannzange 7 in den Hohlkegel der Spannzangenaufnahme 9 gezogen. Bei der Zugspannzange 7 handelt es sich um eine Spannzange nach DIN 6341. Der vordere Aufspanntisch 2 ist über eine Spindel mit einem Handrad 10 verbunden und äÃt sich durch Drehen am Handrad 10 verfahren.
Auf dem mittleren Aufspanntisch 3 ist starr eine linke Aufnahme 11 für den Rohling 6 montiert.
Die Aufnahme 11 besteht aus einem Edelstahlgehtiuse 12, in das eine einteilige Silikonspann- form 13 eingehaust ist. Die Silikonspannform 13, deren konstruktive Details aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich sind, ist mit einer trichterförmigen Ãffnung 31 ausgebildet, die in einem Durchlaà 15 des Edeistahigehäuses 12 mündet. Dabei ist die Silikonspannform 13 so ausge- richtet, daà die Mittelachsen von trichterförmiger Ãffnung 31 und Durchlaà 15 parallel zur Füh- rungsrichtung 16 des Linearmoduls 1 verlaufen.
Auf dem hinteren Aufspanntisch 4 ist eine rechte Aufnahme 17 für den Rohling 6 montiert.
Diese ist genauso wie die linke Aufnahme 11 ausgebildet, wobei in einem Edelstahigehäuse 18 eine Silikonspannform 19 eingehaust ist, deren Form, MaÃe und Herstellung weiter unten anhand der Figuren 3 und 4 näher erläutert werden. Die beiden Silikonspannformen 13 wer- den in ihrem jeweiligen Edelstahigehäuse 12,18 so montiert, daà sich ihre Maximalöffnungen gegenüberliegen und die Durchtässe 15,20 der Edelstahlgehäuse 12,18 voneinander wegweisen. Der hintere Aufspanntisch 4 ist über eine Spindel mit einem Handrad 21 verbun- den und damit in Führungsrichtung 16 des Linearmoduls 1 verfahrbar.
Zwischen den beiden Aufnahmen 11,17 erstreckt sich der Rohling 6. Der Rohling 6 liegt in Form eines sogenannten porösen Sootkörpers mit einer Länge von ca. 100 cm und einem Au- Ãendurchmesser von ca. 10 cm vor, wobei sich die beiden Enden des Rohlings 6 nach auÃen hin verjüngen. Das der Aufnahme 11 zugewandte Ende ist in Figur 1 mit der Bezugsziffer 25 bezeichnet, der Verjüngungsbereich des Endes mit der Bezugsziffer 26. Der Rohling 6 wird auf einem zylinderförmigen Trägerrohr 22 aus Aluminiumoxid gehalten, das im Ausführungs- beispiel einen AuÃendurchmesser von 8 mm aufweist, und das beiderseits aus dem Rohling 6 herausragt. Rohling 6 und Trägerrohr 22 haben die gleiche Mittelachse 23. Das konische Ende 25 des Rohlings 6 ragt in die Spannformen 13 derart hinein, daà der Verjüngungsbereich 26 an einer Innenwandung der Ãffnung 31 anliegen. Entsprechend wird auch das gegenüberlie- gende Ende des Rohlings 6 in der Aufnahme 17 gehalten. Die Enden des Trägerrohres 22 er- strecken sich durch die jeweiligen Durchlässe 15,20. Das linke Ende des Trägerrohres 22 wird in der Zugspannzange 7 gehalten, wobei die Spannachse 24 der Zugspannzange 7 exakt koa- xial zur Mittelachse 23 des Trägerrohres 22 verläuft.
Aus der Draufsicht gemäà Figur 2 ist ersichtlich, daà die Mittelachse 23 des Trägerrohres 6 parallel zur Führungsrichtung 16 des Linearmoduls 1 verläuft, und daà sie darüberhinaus mit der Spannachse 24 der Zugspannzange 7 übereinstimmt.
Figur 3 zeigt Details der Aufnahme 11 in einer Seitenansicht. Die Aufnahme 11 umfaÃt das becherförmige Edelstahigehäuse 12, innerhalb dem die Silikonspannform 13 angeordnet ist.
Das Edetstahtgehäuse 12 ist rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei die Rotationsachse in Figur 3 mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet ist. Der Gehäuse-lnnendurchmesser liegt bei 180 mm und die Höhe beträgt 160 mm. Der Boden 28 des Edetstahtgehäuses 12 ist mittig mit dem Durchlaà 15 mit einem Durchmesser von 45 mm versehen. Die Silikonspannform 13 liegt an den Innenwandungen des Edetstahtgehäuses 12 an. Sie weist eine trichterförmige Ãffnung 31 auf, die koaxial zur Rotationsachse 30 verläuft, und die in Richtung der Rotationsachse 30 gesehen in drei Bereiche unterteilt ist. In einem vorderen, dem Rohling (in Figur 3 nicht darge- stellt) zugewandten, zylindrischen Bereich 32, weist die Ãffnung 31 mit 100 mm ihren gröÃten Durchmesser auf. Der zylindrische Bereich 32 erstreckt sich über eine Länge von 50 mm und geht in einen mittleren Bereich über, der in Form eines Innenkegels 27 ausgebildet ist. Der In- nenkegel 27 verjüngt sich über eine Strecke vo2n 50 mm auf einen Innendurchmesser von 60 mm in Richtung auf einen hinteren, zylinderförmigen Bereich 29, der einen Durchmesser von 60 mm aufweist. Die Aufnahme 11 ist über Winkel 33 mit dem mittleren Aufspanntisch 3 fest verbunden.
Aus der Vorderansicht von Figur 4 ist erkennbar, daà die Aufnahme 11 insgesamt, und insbe- sondere die Silikonspannform 13, radialsymmetrisch um die Rotationsachse 30 ausgebildet sind. Diese Ausbildung trägt zu einer radialsymmetrischen Verteilung der auf den Rohling ein- wirkenden Kräfte beim Herausziehen des Trägerrohres bei.
Die Silikonspannform 13 besteht aus einem Silikonkautschuk, der aus einer Zwei-Komponen- tenmischung hergestellt wird, die unter der Bezeichnung RTV-ME 622 (Fa. Wacker Chemie GmbH, München) im Handel erhältlich ist. Zur Herstellung der Silikonspannform 13 werden die beiden Komponenten im Verhältnis von 9 : 1 gemischt. Die flieÃfähige Mischung wird in eine GieÃform eingefüllt, in der ein GieÃkern entsprechend der trichterförmigen Ãffnung 31 der Sili- konspannform 13 angeordnet ist. Vorteilhafterweise wird das Edelstahigehäuse 12 selbst als GieÃform eingesetzt, so daà die MaÃhaltigkeit und PaÃgenauigkeit der Silikonspannform 13 nach der Polymerisation gewährleistet ist.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäÃe Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert : Der poröse Rohling 6 wird nach dem bekannten VAD-Verfahren (Vapour Outside Deposition) durch Flammenhydrolyse einer siliziumhaltigen Verbindung (SiCl4) und Abscheiden von SiO2-Partikeln auf der Zylindermantelfläche des Trägerrohres 22 hergestellt.
AnschieÃend wird das Trägerrohr 22 entfernt. Hierzu wird der Rohling 6 mitsamt dem Träger- rohr 22 in die Vorrichtung eingespannt, wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist. Nach einer groben Einstellung des Abstandes zwischen der rechten und der linken Aufnahme 11,17 wird der Rohling 6 zunächst in die Silikonspannform 13 der linken Aufnahme 11 eingeführt, wobei das linke, frei Ende des Trägerrohres 22 aus dem Durchlaà 15 mit einer Länge von etwa 15 cm herausragt. AnschlieÃend wird entsprechend mit dem anderen Ende des Rohlings 6 und der rechten Aufnahme 17 verfahren, wobei der Rohling 6 durch Verschieben der rechten Aufnahme 17 mittels Drehung am Handrad 21 zunächst horizontal ausgerichtet und anschlie- Ãend die konischen Rohling-Enden zwischen den beiden Silikonspannformen 13,19 erfaÃt werden und somit der Rohling 6 elastisch und sicher gespannt wird. Die Elastizität der Sili- konspannformen 13,19 gewährleistet dadurch ein schonendes, nahezu beschädigungsfreies Lagern und Fixieren des Rohlings 6. Ein Zurückfedern der Silikonspannform 19 durch die Kompression des Silikons beim Einspannen des Rohlings 6 wird durch einen Sperrmechanis- mus an der Spindel verhindert.
Der Aufspanntisch 2 mit dem darauf befestigten Spannwerkzeug 5 wird daraufhin an das linke, freie Ende des Trägerrohres 22 herangefahren, indem das Handrad 10 entsprechend betätigt wird. Dabei nimmt die Zugspannzange 7 das Ende des Trägerrohres 22 auf. AnschlieÃend wird durch ein Drehen an der Mutter 8 die Zugspannzange 7 in den Kegel der Spannzan- genaufnahme 9 eingezogen, wodurch das freie Ende des Trägerrohres 22 fest eingespannt wird.
AnschlieÃend wird der Aufspanntisch 2 durch Drehen am Handrad 10 solange vom einge- spannten Rohling 6 weggefahren, bis sich das Trägerrohr 22 vom Rohling 6 lost. Dabei wird der Verjüngungsbereich 26 des Rohlings 6 gegen den Innenkegel 27 der Silikonspannform 13 gepreÃt. Aufgrund der Elastizität der Silikonspannform 13 wird eine Beschädigung des Roh- lings 6 verhindert. Dazu trägt vorallem auch bei, daà die trichterförmige lnnenwandung des In- nenkegels 27 sich durch elastische Verformung an den Verjüngungsbereich 26 des Rohlings 6 anpaÃt, dabei den gesamten Umfang des Rohlings 6 in diesem Bereich umschlieÃt, und so die auf das Rohling-Ende 25 wirkenden Druckkräfte auf eine gröÃere Fläche verteilt werden.
Durch die Anordnung der Aufspanntische 2,3 und 4 auf einem gemeinsamen Linearmodul 1 und durch die Ausrichtung des Rohlings 6 wird sichergestellt, daà die Mittelachse 23 des Trä- gerrohres 22 und die Spannachse 24 der Zugspannzange 7 koaxial zueinander verlaufen.
Dies gewährleistet, daà beim Verfahren des Aufspanntisches 2 die an das Trägerrohr 22 an- gelegte Kraft genau in Richtung der Mittelachse 23 des Trägerrohres 22 wirkt und so eine Bie- gebeanspruchung des Rohlings 6 vermieden wird.
Aus dem so hergestellten Rohling 6 wird durch Sintern bei einer Temperatur um 1500 °C ein dichtes, transparentes Quarzglasrohr gefertigt.