用于制造石英玻璃空心柱体的方法技术

迄今为止为了制造尺寸稳定的石英玻璃空心柱体，提出了具有中轴线的起始柱体，该起始柱体借助于围绕水平旋转轴线旋转的钻机被产生内钻孔，该钻机具有钻杆和抗扭地固定在钻杆处的钻头，其中钻头占据变化的钻头位置，该钻头位置借助于测量设备连续被确定并且在偏离时引回到额定位置。但是构建成本大。因此，本发明专利技术所基于的任务是说明低成本的用于制造尺寸稳定的石英玻璃空心柱体的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】迄今为止为了制造尺寸稳定的石英玻璃空心柱体，提出了具有中轴线的起始柱体，该起始柱体借助于围绕水平旋转轴线旋转的钻机被产生内钻孔，该钻机具有钻杆和抗扭地固定在钻杆处的钻头，其中钻头占据变化的钻头位置，该钻头位置借助于测量设备连续被确定并且在偏离时引回到额定位置。但是构建成本大。因此，本专利技术所基于的任务是说明低成本的用于制造尺寸稳定的石英玻璃空心柱体的方法。【专利说明】
本专利技术涉及，其方式是，提供具有中轴线的起始柱体(Ausgangszylinder),在该起始柱体中借助于围绕水平旋转轴线旋转的钻机(Bohrer)产生与中轴线同轴延伸的最终钻孔(Endbohrung),或已有的内钻孔被展宽成最终钻孔，钻机具有钻杆(Bohrstange)和抗扭地固定在钻杆处的钻头，其中钻头占据不断变化的钻头位置，该钻头位置借助于测量设备连续被确定，并且在偏离时被引回到额定位置。
技术介绍
这样的石英玻璃空心柱体充当用于制造光学纤维的半成品和用于光学纤维的预成型件。其例如作为包套管(UmhiilIungsrohr)使用，以便用附加的包层玻璃(Mantelglas)来包覆所谓的“芯棒(Kernstab) ”。该包覆可以通过如下方式进行:使石英玻璃空心柱体的同轴布置塌陷(Kollabieren)和拉长到插入内钻孔中的芯棒上。以此方式产生预成型件，接下来由预成型件拉伸成光学纤维。还公知的是，在纤维拉伸期间，将空心柱体塌陷到芯棒上。作为反应室或套管以及作为用于拉长石英玻璃管的起始材料，由石英玻璃制成的尺寸稳定的空心柱体还应用在半导体制造的范围中。 石英玻璃空心柱体的制造常包括石英玻璃柱体的机械加工，在机械加工时通过深孔钻产生内钻孔或展宽已有的内钻孔。尤其要注意内钻孔的尺寸稳定性，因为其尽可能精确地与芯棒的外直径匹配，以便在空心柱体塌陷时、在制造预成型体或纤维时避免不可控制的塑性变形。这在空心柱体中造成与径向尺寸有关以及与长度有关的安全追加措施(Sicherheitsaufschlag),这导致材料损耗和由此产生的增加的制造成本。通过深孔钻和采用公知的珩磨和磨削方法，使具有大于10mm的外直径和2m及更长长度的石英玻璃空心柱体成为可能。 深孔钻在钻杆的垂直或水平布置中进行。为了避免在水平深孔钻时钻具由于钻头和钻杆的自重而发生偏钻(Verlaufen)，待钻削的起始柱体相对于钻机反向旋转。 由JP 2010-247340 A已知开头提及的类型的方法。通过压入包括水平取向的钻杆和安装在该钻杆处的钻头的中心钻(Kernbohrer),由合成石英玻璃制成的实心柱体的内钻孔被钻削到预先给定的大小。钻头具有围绕旋转轴线旋转的由磁性材料制成的钻心(Bohrkrone)。借助于测量设备，不断确定钻心在内钻孔内的位置。出于此目的，测量设备可移位地安放在内钻孔之外的滑座(Schlitten)上，并且以与钻机相同的进给量移动。钻机位置的测量以光学的方式、电容方式、通过无线电或借助于超声波进行。如果确定钻机与其额定位置偏离，那么钻机将再次被引回到内钻孔的中轴线中。这借助于磁场发生器作用下的磁力而发生，该磁场发生器具有四个围绕中轴线均勻分布的电磁体，这些电磁体同样装配在滑座上并且实现了非旋转对称的磁场的产生。 测量设备允许持久地检测当前钻机位置，并且有必要的话通过产生或改变非旋转对称磁场及其对磁性钻心的作用而自动地应对(Gegensteuern)。 公知的方法使得能够制造下述空心柱体:该空心柱体的特点是具有环形横截面和低尺寸偏差的精确的柱体对称性(Zylindersymmetrie)。但是构建成本高；对铁磁钻心的需要减少了合适材料的选择，并且可能导致特别不期望的杂质进入空心柱体内钻孔的壁中。
技术实现思路
因此，本专利技术所基于的任务是，说明低成本的用于制造尺寸稳定的石英玻璃空心柱体的方法。 根据本专利技术，该任务从开头提及的类型的方法出发通过下述方式来解决:引回到额定位置包括:起始柱体围绕中轴线转动，使得钻头位置到达中轴线的上方。 钻头具有高的重量，并且钻杆常有几米的相当大的长度。在钻杆水平布置时，钻头在其重量的作用下倾向于向下移位(wegwandern)。这可通过起始柱体以相对于钻机相反方向的旋转来对抗。因此，在具有理想柱体几何形状的起始柱体的情况下，相反方向上的旋转是特别简单的措施，以便还在没有高构建成本和测量成本的情况下实现空心柱体的中心的内钻孔和均匀的壁厚。然而，起始柱体常显示出非理想的几何形状，如例如“香蕉形状(Bananenform) ”。在这些情况下,在旋转的起始柱体的情况下也可能获得径向非均勻的柱体壁(下文亦称“壁单侧性(Wandeinseitigkeit) ”)。 为了在此仍提供补救，根据本专利技术对钻头位置连续——也就是说不断或时时地一进行测量，并且基于该信息来确定钻头继续在中轴线中在其额定位置中延伸还是相对其偏移。在与额定位置偏离的情况下，起始柱体的可能的旋转中断或停止，并且待钻削的起始柱体围绕其中轴线转动得使得钻头位置位于中轴线的上方，在理想情况下正好位于中轴线的垂直上方。钻头就此而言在该平面上方占据固定或可变的中间位置，从该中间位置出发钻头再次到达其额定位置中。在继续的钻削工艺的过程中，在起始柱体继续静止或者在其它情况下少量运动的情况下，钻头由于其重量向轴线的方向向下运动。一旦起始柱体的中轴线与钻机的旋转轴线同轴延伸，就到达了钻头额定位置。 因此，在根据本专利技术的方法中，为了将钻机引回到其额定位置利用了自然的重力。用于强制重新定位钻头的昂贵的装置、如现有技术中公知的磁场发生器由此变得多余。本专利技术也未对钻头的物质构造提出特殊的权利要求，尤其是钻头或其主要部件不一定必须由磁性材料制成。 最优地利用重力用来位置校正要求具有水平延伸的中轴线的起始柱体的布置。显然，与水平布置的小偏离是本专利技术的略微降级的实施方式。 为了将从其额定位置偏离的钻头重新定位到中轴线上方的中间位置，起始柱体被转动。在最简单的情况下，为此180度或更小的小转动角就足够了。随后可停止起始柱体的转动，使得钻头保持在占据的径向中间位置处。将钻头保持在中轴线的垂直上方致使尽可能最快地将钻头位置朝向其额定位置的方向改变。 但是起始柱体还可围绕中间位置摆动地(pendelnd)来回运动，或其甚至可以围绕其中轴线以可变的速度旋转，只要钻头在中轴线上方区域内的停留时间比在其下方更长即可。这些方法致使钻头位置朝向其额定位置的方向较慢地匹配。起始柱体的某种持续运动是有利的，从而避免了钻头位置的可能导致撕裂(Abrissen)的突然改变。 钻头位置的校正持续进行或者在与钻头的额定位置和实际位置的偏离超过了给定的极限值时进行。 在最后提及的情况下，工作阶段被一个或多个校正阶段中断。在工作阶段期间一其中钻头处于其额定位置处一起始柱体可相对于钻机方向反向地旋转，而它在校正阶段期间除了前面描述的转动或可能的重新校正以外静止或摆动地或以可变的周向速度转动，如前面阐述的那样。 因此，在第一优选的处理方式中规定，最终钻孔的产生包括工作阶段和至少一个校正阶段，在校正阶段中钻头引回到其额定位置，并且起始柱体在工作阶段期间围绕中轴线相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造石英玻璃的方法，其方式是，提供具有中轴线(3)的起始柱体(2)，在该起始柱体（2）中借助于围绕水平旋转轴线(4)旋转的钻机产生与中轴线(3)同轴延伸的最终钻孔，或已有的内钻孔被展宽成最终钻孔，该钻机具有钻杆和抗扭地固定在该钻杆处的钻头(1)，其中钻头(1)占据不断变化的钻头位置，所述钻头位置借助于测量设备连续被确定，并且在偏离时引回到额定位置，其特征在于，引回到额定位置包括起始柱体(2)围绕中轴线(3)转动得使得钻头位置到达中轴线(3)的上方。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R佐瓦，
申请(专利权)人：赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE