DE19635287C2 - Ofen zum Spinnen einer Lichtleitfaser - Google Patents
Ofen zum Spinnen einer LichtleitfaserInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ofen zum Spinnen einer Lichtleitfaser
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solcher, aus der DE 42 28 955 A1 bekannter Ofen zum Spinnen einer Lichtleitfaser
umfasst eine Einlassöffnung zum Einführen eines Vorformlings und eine Auslassöffnung
zum Herausführen des durch eine Heizvorrichtung erwärmten Lichtleitfaser-Vorformlings.
Ein oberer Ofendeckel begrenzt die Einlassöffnung, und ein unterer Ofendeckel begrenzt
die Auslassöffnung. Jeweils seitlich befindet sich am oberen bzw. unteren Ofendeckel
eine Öffnung zum Einleiten von Inertgas in den Ofen und zum Herausleiten des Inertga
ses aus dem Ofen.
Fig. 1 zeigt schematisch als Blockschaltbild eine Vorrichtung zum Spinnen einer Licht
leitfaser. Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein Verfahren zum Spinnen der
Lichtleitfaser beschrieben.
Ein Lichtleitfaser-Vorformling 100 wird langsam in einen Ofen 102 durch den Positionie
rungsmechanismus einer Positionssteuerung 116 eingeführt. Die Temperatur innerhalb
des Ofens beträgt gewöhnlich einige 1000°C, und typischerweise 2100°C bis 2300°C.
Bei dieser Temperatur kann eine nackte Lichtleitfaser 118 aus dem Vorformling 100
durch ein sich verjüngendes Ende herausgezogen werden. Eine Antriebsrolle 110 sorgt
für die Zugkraft, die auf die nackte Lichtleitfaser 118 einwirkt.
Ein Außendurchmesserdetektor 104 bestimmt, ob der Außendurchmesser der Lichtleit
faser einem vorbestimmten Wert (typischerweise 125 km) entspricht, und liefert das Er
gebnis an eine Durchmessersteuerung 114. Die Durchmessersteuerung 114 steuert die
Antriebsrolle 110 so, dass der Durchmesser der nackten Lichtleitfaser auf 125 µm
gehalten wird. In Reaktion auf Steuersignale von der Durchmessersteuerung 114 dreht
sich die Antriebsrolle 110, um auf diese Weise die Zugkraft einzustellen, die auf die
Lichtleitfaser einwirkt. Eine primäre Beschichtungseinheit 106 und eine sekundäre Be
schichtungseinheit 108 beschichten die hinausgehende Lichtleitfaser mit einem schüt
zenden Acrylharz oder einem schützenden Silikonharz. Dieser Vorgang wird bei relativ
kalten, nackten Lichtleitfasern durchgeführt. Nach dem voranstehend geschilderten Vorgang
wird die Lichtleitfaser, die durch die Zugkraft der Antriebsrolle 110 herausgezogen
wird, um eine Spule 112 herum aufgewickelt.
Fig. 2 zeigt im Schnitt den Aufbau eines Ofens einer konventionellen Vorrichtung zum
Spinnen von Lichtleitfasern. Innerhalb des Ofens 60, der einen Vorformling 70 bei hoher
Temperatur verflüssigt, um eine Lichtleitfaser 90 herauszuspinnen, ist ein Heizelement
78 so angebracht, dass es durch elektrische Widerstandsheizung eine erhebliche Wär
memenge erzeugt. Um das Heizelement 78 herum ist ein Isolator 80 vorgesehen, um zu
verhindern, dass die von dem Heizelement 78 erzeugte Wärme auf die Umgebung über
tragen wird. Eine Bodenbuchse 84, die aus Graphit besteht, ist um das Bodenende in
dem Heizelement 78 herum angeordnet. An der Oberseite des Heizelements 78 ist ein
Gasdiffusor 76 vorgesehen, um Inertgase 92 zur Verfügung zu stellen. Der Gasdiffusor
76 weist ein dünnes Quarzrohr 74 auf, das an seinem oberen Ende angebracht ist, um
Inertgase 92 abzuziehen. Am Boden einer verlängerten Einheit 86, die auf dem Bode
nende des Ofens 60 angebracht ist, ist eine Irisblende 88 angebracht, um die Größe des
Lochs zu steuern, durch welches die Lichtleitfaser 90 abgezogen wird.
Die voranstehend geschilderte Vorrichtung zum Spinnen einer Lichtleitfaser verflüssigt
den Vorformling 70 bei hohen Temperaturen, normalerweise oberhalb von 2000°C, in
dem Ofen 60, um eine Lichtleitfaser 90 mit einem Durchmesser von 125 µm zu spinnen.
Normalerweise wird ein Graphitwiderstandsofen 60 verwendet. Allerdings erzeugt bei
hohen Temperaturen der Graphitwiderstandsofen 60 Graphitpulver, und dieses könnte
die mechanischen Eigenschaften der Lichtleitfaser 90 negativ beeinflussen.
Aus diesem Grund ist der Graphitwiderstandsofen 60 mit dem Gasdiffusor 76, 77 verse
hen. Der Gasdiffusor 76, 77 veranlasst Inertgas 92, beispielsweise Argon oder Helium, in
den Ofen 60 hineinzufließen, um eine Lichtleitfaser 90 mit gleichmäßiger Qualität zu er
halten. Dann verlassen die Inertgase den Ofen über einen ersten Spalt 72, der zwischen
dem dünnen Quarzrohr 74 und dem Vorformling 70 vorhanden ist, der sich an der Ober
seite des Ofens 60 befindet. Bei einem typischen Druck innerhalb des Ofens 60, der
durch die zugeführten Inertgase 92 hervorgerufen wird, und einem gleichmäßigen Fluss
der Inertgase 92 sollten sich stabile Zustände in dem Ofen 60 einstellen. Um diese Be
dingungen zu erzielen, wird ein dünnes Quarzrohr 74 auf der Oberseite des Ofens 60
angebracht, so dass der Vorformling 70 durch das Quarzrohr 74 eingeführt wird, und
sich zum Zentrum des Ofens 60 bewegt, während der Spalt zwischen dem Quarzrohr 74
und dem Vorformling 70 auf etwa 1 mm gehalten wird.
In dem Ofen 60 mit dem voranstehend geschilderten Aufbau ändern sich die Bedingun
gen innerhalb des Ofens 60 drastisch, wenn ein Vorformling 70 mit einem geringfügig
geänderten Durchmesser durch den oberen Abschnitt des Ofens 60 hindurchgeht. Dies
liegt daran, dass die Inertgase 92 den Ofen verlassen, ohne dass ihr Fluss wesentlich
eingeschränkt wird, und führt zu einer Beeinträchtigung der Qualität der hergestellten
Lichtleitfasern 90.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Ofen so zu verbes
sern, dass bei sich änderndem Durchmesser des in den Ofen eingeführten Vorformlings
die Qualität der hergestellten Lichtleitfaser nicht beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angege
benen Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß ist entlang des Innenumfangs der Einlassmuffe mindestens eine Nut
ausgebildet, die zur Erhöhung des Widerstandes gegen den Fluss des nach außen
strömenden Inertgases wirkt. Der Innendurchmesser der Einlassmuffe ist 0,5 mm bis 8 mm
größer als der Durchmesser des Vorformlings. Obwohl der Vorformling damit einen
vergleichsweise großen Toleranzbereich des Durchmessers aufweisen kann, bzw. ver
schieden dimensionierte Vorformlinge durch die Einlassöffnung eingebracht werden
können, wird eine übermäßiges Herausströmen des Inertgases durch eine Einlassöff
nung der Nut auf eine einfache und sichere Weise verhindert.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 ein allgemeines Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Spinnen einer Licht
leitfaser;
Fig. 2 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Ofens einer konventionellen Vor
richtung zum Spinnen einer Lichtleitfaser nach dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine Schnittansicht des Aufbaus des Ofens einer Vorrichtung zum Spinnen
einer Lichtleitfaser gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4A und 4B jeweils schematische Schnittansichten des Aufbaus der Einlass
muffe, die auf der Oberseite des Ofens gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht
ist.
Nunmehr wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im einzel
nen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
Fig. 3, Fig. 4A und 4B sind Schnittansichten des Ofens und der Einlassmuffe zum Spin
nen einer Lichtleitfaser gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein Heizelement
24 zur Erzeugung hoher Temperaturen durch elektrische Widerstandsheizung in einem
Ofen 10 vorgesehen ist.
Das Element 24 verflüssigt einen Vorformling 12, damit eine Lichtleitfaser 40 gesponnen
werden kann. Ein Isolator 30 ist um das Heizelement 24 herum vorgesehen, um zu ver
hindern, dass die von dem Heizelement 24 erzeugte Wärme auf die Umgebung übertra
gen wird. Eine Graphitbodenmuffe 34 ist um den Innenboden des Heizelements 24 her
um angeordnet. Ein Gasdiffusor 20 und 21 zum Liefern von Inertgasen 28 ist oben und
unten auf dem Heizelement 24 vorgesehen. Eine Einlassmuffe 16 ist auf der Oberseite
des Gasdiffusors 20 so angebracht, dass sie mit der Zentrumsachse des Heizelements
24 ausgerichtet ist, um Druckschwankungen innerhalb des Heizelements 24 und eine
Änderung der Flussrate der Inertgase 28 zu minimalisieren. Der Innendurchmesser der
Einlassmuffe 16 ist größer als der Durchmesser des Vorformlings 12, und zwar um mehr
als zumindest 0,5 mm, jedoch nicht mehr als 8 mm.
Die Einlassmuffe 16 ist mit zumindest einer gleichmäßigen Nut 18 um ihren Innenumfang
herum versehen, um einen großen Widerstand gegen den Fluss der hinausgehenden
Inertgase 28 zu verhindern. Der Innendurchmesser B der Nut 18 ist größer als der In
nendurchmesser C der Einlassmuffe um zumindest 1 mm (die Tiefe beträgt daher zu
mindest 0,5 mm), die Breite D der Nut 18 beträgt zumindest 1 mm, die Entfernung E zwi
schen Nuten beträgt zumindest 1 mm, und die Höhe A der Einlassmuffe 16 beträgt zu
mindest 10 mm. Darüber hinaus ist die Form der Einlassmuffe 16 so gewählt, dass die
Höhe A und der Innendurchmesser B der Einlassmuffe 16 den Wert von 450 mm bzw.
53 mm aufweisen, der Innendurchmesser C der Nut 18 den Wert 56 mm hat (also die
Tiefe s gleich 1,5 mm ist), die Breite D der Nut 18 den Wert 0,5 mm aufweist, und die
Entfernung E zwischen den Nuten 18 den Wert von 5 mm hat. Zumindest zwei Nuten 18
können mit unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen sein.
Am Boden einer Verlängerungseinheit 36, die unter dem Ofen 10 angebracht ist, ist eine
Irisblende 38 vorgesehen, um die Abmessungen des Lochs zu steuern, durch welches
Lichtleitfasern abgezogen werden.
Bei einem derartigen Ofen wird der Lichtleitfaser-Vorformling 12 in den Ofen 10 durch
das Zentrum der Einlassmuffe 16 hindurch eingeführt, und verlassen die Inertgase 28
den Ofen 10 durch einen ersten Spalt 14 zwischen dem Vorformling 12 und der Muffe
16. Während die Inertgase 28 den Ofen verlassen, ist die Auswirkung dieses Vorgangs
auf die Bedingungen innerhalb des Ofens 10 relativ gering, da die Einlassmuffe 16 des
Ofens 10 eine Höhe A aufweist, die größer ist als jene des Ofens 60 nach dem Stand der
Technik, und da die Innenoberfläche der Muffe 16 mehrere Nuten 18 mit unterschiedli
chen Durchmessern aufweist, so dass ein großer Widerstand gegen den Fluss der Inert
gase 28 vorhanden ist, wenn diese den Ofen 10 durch den ersten Spalt 14 verlassen.
Daher kann dieser Ofen die Beeinträchtigung der Qualität von Lichtleitfasern minimalisie
ren, die von der Änderung der Bedingungen innerhalb des Ofens herrührt, selbst wenn
ein Vorformling mit einer Hilfsquarzstange mit unterschiedlichem Durchmesser verbun
den wird. Darüber hinaus weist der Ofen eine Einlassmuffe auf, welche Schwankungen
der Flussgeschwindigkeit der Inertgase minimalisiert, und des Drucks innerhalb des O
fens, selbst wenn der Vorformling mit einer Hilfsquarzstange mit einigen lokalen Durch
messeränderungen verbunden wird.
Claims (11)
1. Ofen zum Spinnen einer Lichtleitfaser (40), mit
einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung,
einer Heizvorrichtung (24, 30) zur Erwärmung eines Lichtleitfaser-Vorformlings (12), der durch die Einlaßöffnung eingeführt wird und zum Herausziehen einer nackten Lichtleit faser aus der Auslaßöffnung,
einer Vorrichtung (21, 22) zur Erzeugung eines Flusses eines Inertgases (28) von innerhalb des Ofens (10) nach außen, und
einer Einlaßmuffe (16), in der die Einlaßöffnung ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß entlang des Innenumfangs der Einlaßmuffe (16) mindestens eine Nut (18) ausge bildet ist zur Erhöhung des Widerstandes gegen den Fluß des durch die Einlaßöffnung nach außen strömenden Inertgases (28), und
daß der Innendurchmesser der Einlaßmuffe (16) 0,5 mm bis 8 mm größer als der Durch messer des Vorformlings (12) ist.
einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung,
einer Heizvorrichtung (24, 30) zur Erwärmung eines Lichtleitfaser-Vorformlings (12), der durch die Einlaßöffnung eingeführt wird und zum Herausziehen einer nackten Lichtleit faser aus der Auslaßöffnung,
einer Vorrichtung (21, 22) zur Erzeugung eines Flusses eines Inertgases (28) von innerhalb des Ofens (10) nach außen, und
einer Einlaßmuffe (16), in der die Einlaßöffnung ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß entlang des Innenumfangs der Einlaßmuffe (16) mindestens eine Nut (18) ausge bildet ist zur Erhöhung des Widerstandes gegen den Fluß des durch die Einlaßöffnung nach außen strömenden Inertgases (28), und
daß der Innendurchmesser der Einlaßmuffe (16) 0,5 mm bis 8 mm größer als der Durch messer des Vorformlings (12) ist.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (18) gleichförmig um
den Umfang herum mit gleichmäßiger Tiefe ausgebildet ist.
3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Nut (18)
zumindest 0,5 mm beträgt, die Breite der Nut (18) zumindest 1 mm beträgt, und die
Axiallänge der Einlaßmuffe (16) zumindest 10 mm beträgt.
4. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine Nut (18) vorge
sehen ist, und daß die Entfernung zwischen den Nuten (18) zumindest 1 mm beträgt.
5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallänge der Einlass
muffe (16) 450 mm und ihr Innendurchmesser 53 mm beträgt, die Tiefe jeder Nut (18)
1,5 mm beträgt, die Breite jeder Nut (18) 5 mm beträgt, und dass die Entfernung zwi
schen den Nuten (18) 5 mm beträgt.
6. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßmuffe (16) zumin
dest zwei Nuten (18) mit unterschiedlichen Tiefen aufweist.
7. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvor
richtung ein elektrisches Heizelement (24) aufweist.
8. Ofen nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Isoliervorrichtung (30), die das
Heizelement (24) umgibt, um zu verhindern, daß von dem Heizelement (24) erzeugte
Wärme in die Umgebung entweicht.
9. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Graphitboden
muffe (34), die von dem Heizelement (24) umgeben ist, und in der Nähe der Auslaßöff
nung angeordnet ist.
10. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung zur Erzeugung eines Flusses von Inertgas einen Gasdiffusor (20, 21)
aufweist, der in der Nähe der Einlaßmuffe (16) und des Bodens des Heizelements (24)
angeordnet ist.
11. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auslaßöffnung durch eine einstellbare Irisblende (38) gebildet wird, die in einer
Verlängerungseinheit (36) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19655025A DE19655025C2 (de) | 1995-09-29 | 1996-08-30 | Verfahren zur Verbindung eines Lichtleitfaser-Vorformlings mit einer Hilfsquarzstange |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950033105A KR0165211B1 (ko) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 광섬유의 인출 장치 |
DE19655025A DE19655025C2 (de) | 1995-09-29 | 1996-08-30 | Verfahren zur Verbindung eines Lichtleitfaser-Vorformlings mit einer Hilfsquarzstange |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19635287A1 DE19635287A1 (de) | 1997-04-10 |
DE19635287C2 true DE19635287C2 (de) | 2001-08-30 |
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DE19635287A Expired - Fee Related DE19635287C2 (de) | 1995-09-29 | 1996-08-30 | Ofen zum Spinnen einer Lichtleitfaser |
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Country | Link |
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DE (1) | DE19635287C2 (de) |
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CN102211864B (zh) * | 2011-04-29 | 2012-10-10 | 苏州凯西石英电子有限公司 | 一种光纤预制棒的悬挂装置 |
CN115417590A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-12-02 | 江苏亨通光导新材料有限公司 | 一种光纤预制棒延伸炉口的自动密封装置及方法 |
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---|---|---|---|---|
FR2487811A1 (fr) * | 1980-07-31 | 1982-02-05 | Lenoane Goerges | Procede et installation de fabrication de fibres optiques en continu |
DE4228955A1 (de) * | 1992-08-31 | 1994-03-03 | Rheydt Kabelwerk Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Faser |
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1996
- 1996-08-30 DE DE19635287A patent/DE19635287C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE19635287A1 (de) | 1997-04-10 |
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