JP2524010B2 - 中空体を工具なしで変形させる方法 - Google Patents
中空体を工具なしで変形させる方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/04—Re-forming tubes or rods
- C03B23/047—Re-forming tubes or rods by drawing
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
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- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無定形の、特にガラス
状の材料から成る管状の中空体をコラップス（中実化）
によって工具なしでロッドに変形させる方法であって、
コラップス過程の間に連続的な排気によって管状の部分
に大気圧よりも下の負圧を維持して、前記中空体に規定
された回転速度を加えながら該中空体を連続的に水平方
向で加熱ゾーンに供給し、この場所で前記中空体の粘度
を減少させて、前記負圧と、前記中空体に作用する外圧
との間の圧力差に基づき前記中空体をコラップス範囲で
コラップスしてロッドを形成し、該ロッドに規定された
回転速度を加えながら該ロッドを連続的に前記コラップ
ス範囲から引き出す形式のものに関する。
状の材料から成る管状の中空体をコラップス（中実化）
によって工具なしでロッドに変形させる方法であって、
コラップス過程の間に連続的な排気によって管状の部分
に大気圧よりも下の負圧を維持して、前記中空体に規定
された回転速度を加えながら該中空体を連続的に水平方
向で加熱ゾーンに供給し、この場所で前記中空体の粘度
を減少させて、前記負圧と、前記中空体に作用する外圧
との間の圧力差に基づき前記中空体をコラップス範囲で
コラップスしてロッドを形成し、該ロッドに規定された
回転速度を加えながら該ロッドを連続的に前記コラップ
ス範囲から引き出す形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】このような形式の方法は一般に公知であ
り、特に光導波体技術に用いられる円筒状のプリフォー
ムを製造する目的で、ドーピングされた石英ガラスから
成る中空円筒体をコラップスするために用いられる。こ
の中空円筒体は、たとえばガラス、グラファイトまたは
酸化アルミニウムから成る心棒にガラス粒子を火炎加水
分解により析出させることによって製造される。この場
合、連続気泡性の「すす体」（Ｓｏｏｔｋｏｅｒｐｅ
ｒ）が形成され、その後、このすす体は熱により圧縮さ
れる。心棒の取除きはたとえば穿孔取出し、エッチング
取出しまたは引抜きによって行われる。平滑で均質な内
部表面を得るためには、前記中空円筒体の内面が、引き
続き行う処理の前に一般に後ホーニング加工されるか、
または後研磨される。乾燥およびクリーニングの目的
で、前記中空円筒体の内部表面はコラップス過程前に、
しばしばフッ素含有ガスまたは塩素含有ガスで処理され
る。このことは、たとえばフランス国特許出願公開第２
４４０５９４号明細書に基づき公知である。この場合、
易揮発性のハロゲン化物が除去され、これによって表面
がエッチングされる。しかしながら、前記クリーニング
兼乾燥ガスはその化学反応性に基づき他の全ての表面、
たとえば炉の表面にも作用してしまい、しかも極めて有
毒である。
り、特に光導波体技術に用いられる円筒状のプリフォー
ムを製造する目的で、ドーピングされた石英ガラスから
成る中空円筒体をコラップスするために用いられる。こ
の中空円筒体は、たとえばガラス、グラファイトまたは
酸化アルミニウムから成る心棒にガラス粒子を火炎加水
分解により析出させることによって製造される。この場
合、連続気泡性の「すす体」（Ｓｏｏｔｋｏｅｒｐｅ
ｒ）が形成され、その後、このすす体は熱により圧縮さ
れる。心棒の取除きはたとえば穿孔取出し、エッチング
取出しまたは引抜きによって行われる。平滑で均質な内
部表面を得るためには、前記中空円筒体の内面が、引き
続き行う処理の前に一般に後ホーニング加工されるか、
または後研磨される。乾燥およびクリーニングの目的
で、前記中空円筒体の内部表面はコラップス過程前に、
しばしばフッ素含有ガスまたは塩素含有ガスで処理され
る。このことは、たとえばフランス国特許出願公開第２
４４０５９４号明細書に基づき公知である。この場合、
易揮発性のハロゲン化物が除去され、これによって表面
がエッチングされる。しかしながら、前記クリーニング
兼乾燥ガスはその化学反応性に基づき他の全ての表面、
たとえば炉の表面にも作用してしまい、しかも極めて有
毒である。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許第２８２７３０３号
明細書に基づき、中空円筒体内に負圧を加えることによ
ってコラップス過程が容易となりかつ促進されることが
知られている。負圧下でのコラップス過程ではこの負圧
によって形成された半径方向内側に向けられた力に基づ
き、管壁がコラップスゾーンにおいて加速されて互いに
重なり合うように接近するので、管ジオメトリが偶然に
非対称的であると、互いに向い合って位置する管壁が早
期にしかも非可逆的に接触してしまい、これによってロ
ッドのコア範囲に傾斜や歪みが発生してしまう。すなわ
ち、たとえば「ポラリゼーション・キャラクタリスチッ
ク・オブ・ノンサーキュラ・コア・シングルモード・フ
ァイバース（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃ
ｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｎｏｎ−ｃｉｒｃｕｌａｒ
ｃｏｒｅ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｏ ｆｉｂｅｒｓ）、
ラマスワーミ（Ｖ．Ｒａｍａｓｗａｍｙ）、フレンチ
（Ｗ．Ｇ．Ｆｒｅｎｃｈ）およびスタンドリ（Ｒ．Ｄ．
Ｓｔａｎｄｌｅｙ）著、出版社オプチクス（Ｏｐｔｉｃ
ｓ）、第１７巻、第１８号、１９７８年、第３０１４〜
第３０１７頁に記載されているように、高い負圧はコア
範囲の亜鈴形の変形を生ぜしめ、低い負圧はコア範囲の
楕円形の変形を生ぜしめる。欧州特許第００３２３９０
号明細書には、コア範囲に楕円形の横断面を有する極性
を備えた光ファイバの製造が記載されている。この場
合、楕円形のコア範囲変形を得るために、約２０ｍｍの
外径と約１７ｍｍの内径とを有するドーピングされた石
英ガラスから成る中空円筒体にコラップス過程の間、前
記中空円筒体に作用する外圧に比べて約−０．１〜−２
ミリバールの負圧が維持される。
明細書に基づき、中空円筒体内に負圧を加えることによ
ってコラップス過程が容易となりかつ促進されることが
知られている。負圧下でのコラップス過程ではこの負圧
によって形成された半径方向内側に向けられた力に基づ
き、管壁がコラップスゾーンにおいて加速されて互いに
重なり合うように接近するので、管ジオメトリが偶然に
非対称的であると、互いに向い合って位置する管壁が早
期にしかも非可逆的に接触してしまい、これによってロ
ッドのコア範囲に傾斜や歪みが発生してしまう。すなわ
ち、たとえば「ポラリゼーション・キャラクタリスチッ
ク・オブ・ノンサーキュラ・コア・シングルモード・フ
ァイバース（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃ
ｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｎｏｎ−ｃｉｒｃｕｌａｒ
ｃｏｒｅ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｏ ｆｉｂｅｒｓ）、
ラマスワーミ（Ｖ．Ｒａｍａｓｗａｍｙ）、フレンチ
（Ｗ．Ｇ．Ｆｒｅｎｃｈ）およびスタンドリ（Ｒ．Ｄ．
Ｓｔａｎｄｌｅｙ）著、出版社オプチクス（Ｏｐｔｉｃ
ｓ）、第１７巻、第１８号、１９７８年、第３０１４〜
第３０１７頁に記載されているように、高い負圧はコア
範囲の亜鈴形の変形を生ぜしめ、低い負圧はコア範囲の
楕円形の変形を生ぜしめる。欧州特許第００３２３９０
号明細書には、コア範囲に楕円形の横断面を有する極性
を備えた光ファイバの製造が記載されている。この場
合、楕円形のコア範囲変形を得るために、約２０ｍｍの
外径と約１７ｍｍの内径とを有するドーピングされた石
英ガラスから成る中空円筒体にコラップス過程の間、前
記中空円筒体に作用する外圧に比べて約−０．１〜−２
ミリバールの負圧が維持される。
【０００４】前記の方法では、中空円筒体の内部表面全
体がコラップス過程後に中実円筒体の中心に結集され
る。不純物、湿分または表面欠陥に基づくか、または表
面層が常に中実材料とは別の化学量論を有していること
に基づき生ぜしめられる前記中空円筒体の内部表面にお
ける不可避の妨害因子により、形成されたロッドの中心
に不均質性が生じてしまう。この場所において不均質性
は一般に特に不都合となる。
体がコラップス過程後に中実円筒体の中心に結集され
る。不純物、湿分または表面欠陥に基づくか、または表
面層が常に中実材料とは別の化学量論を有していること
に基づき生ぜしめられる前記中空円筒体の内部表面にお
ける不可避の妨害因子により、形成されたロッドの中心
に不均質性が生じてしまう。この場所において不均質性
は一般に特に不都合となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、中空
体から均質なロッド状の中実体を１つの作業行程で、し
かも工具なしで廉価に製造することのできる方法を提供
することである。
体から均質なロッド状の中実体を１つの作業行程で、し
かも工具なしで廉価に製造することのできる方法を提供
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、冒頭で述べた形式の方法におい
て、前記中空体の外寸法および内寸法と、コラップス範
囲におけるガラス状の材料の粘度と、前記負圧と外圧と
の間の圧力差と、前記負圧の高さと、前記ロッドの引出
速度と、前記中空体の供給速度と、前記ロッドの回転速
度と、前記中空体の回転速度とを適宜に設定して、前記
コラップス範囲から前記ロッドの引出方向とは逆の方向
で前記中空体の軸線に沿って、前記ロッドの横断面積寸
法よりも小さな横断面寸法を有する茎状体を形成するよ
うにした。
に本発明の方法では、冒頭で述べた形式の方法におい
て、前記中空体の外寸法および内寸法と、コラップス範
囲におけるガラス状の材料の粘度と、前記負圧と外圧と
の間の圧力差と、前記負圧の高さと、前記ロッドの引出
速度と、前記中空体の供給速度と、前記ロッドの回転速
度と、前記中空体の回転速度とを適宜に設定して、前記
コラップス範囲から前記ロッドの引出方向とは逆の方向
で前記中空体の軸線に沿って、前記ロッドの横断面積寸
法よりも小さな横断面寸法を有する茎状体を形成するよ
うにした。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、コラップス過程におい
てコラップス範囲から中空体の軸線に沿って、コラップ
スされたロッドの引出方向とは逆の方向で茎状体が形成
されるように前記中空体のジオメトリと方法パラメータ
とを調節することにより、負圧によって形成された半径
方向内側に作用する力に基づいて生ぜしめられる前記中
空体の互いに向い合って位置する内壁の早期重なりや、
ひいてはコア範囲の傾斜および歪みが阻止される。した
がって、形成された茎状体はコラップス範囲の直前で溶
融中空体の対称性を安定化して、ロッドに対する対称性
の付与を容易にする。それと同時に、中空体の内部表面
層の材料はターンさせられて、茎状体となってコラップ
ス範囲から遠ざけられる。したがって、コラップスされ
たロッドの中心は、前に表面を形成していた材料を有し
ないので、表面特性に基づく主要な全ての妨害因子や効
果が排除されている。
てコラップス範囲から中空体の軸線に沿って、コラップ
スされたロッドの引出方向とは逆の方向で茎状体が形成
されるように前記中空体のジオメトリと方法パラメータ
とを調節することにより、負圧によって形成された半径
方向内側に作用する力に基づいて生ぜしめられる前記中
空体の互いに向い合って位置する内壁の早期重なりや、
ひいてはコア範囲の傾斜および歪みが阻止される。した
がって、形成された茎状体はコラップス範囲の直前で溶
融中空体の対称性を安定化して、ロッドに対する対称性
の付与を容易にする。それと同時に、中空体の内部表面
層の材料はターンさせられて、茎状体となってコラップ
ス範囲から遠ざけられる。したがって、コラップスされ
たロッドの中心は、前に表面を形成していた材料を有し
ないので、表面特性に基づく主要な全ての妨害因子や効
果が排除されている。
【０００８】このような利点を得るために、中空体が位
置固定の加熱ゾーンに供給されるのか、または運動学的
にその逆で加熱ゾーンが位置固定の中空体を越えて案内
されるのかは無関係である。
置固定の加熱ゾーンに供給されるのか、または運動学的
にその逆で加熱ゾーンが位置固定の中空体を越えて案内
されるのかは無関係である。
【０００９】本発明による方法は中空円筒体を供給する
ために特に有利であることが判っている。この場合、内
径が１０〜１２０ｍｍであって、外径対内径の比が１．
５〜３であるような中空体ジオメトリが有利であると判
明した。コラップス過程をできるだけ迅速に実施したい
ので、加熱ゾーンの温度は、コラップス範囲において１
０3ｄＰａ・ｓ〜１０7ｄＰａ・ｓの範囲のガラス状材料
の粘度が得られるような高さに調節されると有利であ
る。茎状体が形成されるときの速度と、この茎状体を形
成するために付与される材料質量とを決定する管内の負
圧に関しては、最大１００８ミリバールまでの値が適当
であることが判った。この場合、前記負圧と、中空体に
作用する外圧との間の圧力差は５〜８１３ミリバールの
値で、前記中空体が加熱ゾーンの範囲で制御されて変形
させられるように設定されると有利である。材料の十分
な加熱と、コラップス範囲における十分な熱安定性にも
かかわらず、経済的な大量処理を達成するためには、コ
ラップス範囲からのロッドの引出速度が１０〜８０ｍｍ
／分に設定され、加熱ゾーンに対する中空体の供給速度
が８〜３５ｍｍ／分に設定されると有利であることが判
った。中空体とロッドとの回転に基づき、茎状体は中空
体の中心で安定化される。ロッドの回転速度が０ｒ．
ｐ．ｍ．から最大３０ｒ．ｐ．ｍ．までの値に調節され
て、中空体の回転速度が１０ｒ．ｐ．ｍ．から３０ｒ．
ｐ．ｍ．までの値に調節されると有利である。この場
合、中空体とロッドとが同じ方向で回転すると有利であ
る。
ために特に有利であることが判っている。この場合、内
径が１０〜１２０ｍｍであって、外径対内径の比が１．
５〜３であるような中空体ジオメトリが有利であると判
明した。コラップス過程をできるだけ迅速に実施したい
ので、加熱ゾーンの温度は、コラップス範囲において１
０3ｄＰａ・ｓ〜１０7ｄＰａ・ｓの範囲のガラス状材料
の粘度が得られるような高さに調節されると有利であ
る。茎状体が形成されるときの速度と、この茎状体を形
成するために付与される材料質量とを決定する管内の負
圧に関しては、最大１００８ミリバールまでの値が適当
であることが判った。この場合、前記負圧と、中空体に
作用する外圧との間の圧力差は５〜８１３ミリバールの
値で、前記中空体が加熱ゾーンの範囲で制御されて変形
させられるように設定されると有利である。材料の十分
な加熱と、コラップス範囲における十分な熱安定性にも
かかわらず、経済的な大量処理を達成するためには、コ
ラップス範囲からのロッドの引出速度が１０〜８０ｍｍ
／分に設定され、加熱ゾーンに対する中空体の供給速度
が８〜３５ｍｍ／分に設定されると有利であることが判
った。中空体とロッドとの回転に基づき、茎状体は中空
体の中心で安定化される。ロッドの回転速度が０ｒ．
ｐ．ｍ．から最大３０ｒ．ｐ．ｍ．までの値に調節され
て、中空体の回転速度が１０ｒ．ｐ．ｍ．から３０ｒ．
ｐ．ｍ．までの値に調節されると有利である。この場
合、中空体とロッドとが同じ方向で回転すると有利であ
る。
【００１０】ロッドの不本意な変形を阻止するために
は、ロッドと中空体とを引張り保持すると有利であり、
この場合、中空体の供給速度はロッドの引出速度よりも
小さく設定される。
は、ロッドと中空体とを引張り保持すると有利であり、
この場合、中空体の供給速度はロッドの引出速度よりも
小さく設定される。
【００１１】コラップス範囲において十分な熱安定性を
保証するためには、電気的な加熱装置を用いた中空体と
ロッドとの加熱が有利であることが判った。この場合、
特に、コラップス範囲を環状密に取り囲む抵抗炉が用い
られると有利である。有利な電気的な加熱の代わりに、
特に中空円筒体の寸法が小さい場合にはガスバーナを用
いた中空体とロッドとの加熱を用いることもできる。
保証するためには、電気的な加熱装置を用いた中空体と
ロッドとの加熱が有利であることが判った。この場合、
特に、コラップス範囲を環状密に取り囲む抵抗炉が用い
られると有利である。有利な電気的な加熱の代わりに、
特に中空円筒体の寸法が小さい場合にはガスバーナを用
いた中空体とロッドとの加熱を用いることもできる。
【００１２】材料の均質性を高めるためには、中空体と
ロッドとを異なる回転速度で回転させると有利であるこ
とが判った。この場合には、場合によってまだ存在して
いる気泡をロッドの周縁範囲に搬送することができる。
ロッドとを異なる回転速度で回転させると有利であるこ
とが判った。この場合には、場合によってまだ存在して
いる気泡をロッドの周縁範囲に搬送することができる。
【００１３】ロッドをコラップス過程後に焼鈍すると有
利であることが判った。この場合には、内部応力によっ
て生ぜしめられた材料の不均質性を取り除くことができ
る。本発明による方法は特に石英ガラスから成る中空体
を変形させる場合に有利であることが判っており、この
場合、石英ガラスの粘度が温度にあまり関連していない
ことに基づき制御技術的な方法実施が容易となる。
利であることが判った。この場合には、内部応力によっ
て生ぜしめられた材料の不均質性を取り除くことができ
る。本発明による方法は特に石英ガラスから成る中空体
を変形させる場合に有利であることが判っており、この
場合、石英ガラスの粘度が温度にあまり関連していない
ことに基づき制御技術的な方法実施が容易となる。
【００１４】石英ガラスから成る中空円筒体を変形させ
るためには、本発明による方法に関して次のパラメータ
が選択されると有利であることが判った。
るためには、本発明による方法に関して次のパラメータ
が選択されると有利であることが判った。
【００１５】４０〜１００ｍｍの内径と、１．７〜３の
範囲の外径対内径の比とを有するような中空体ジオメト
リが有利であることが判った。コラップス過程をできる
だけ迅速に実施したいので、コラップス範囲で１０4ｄ
Ｐａ・ｓ〜１０7ｄＰａ・ｓの範囲のガラス状材料の粘
度が得られるように加熱ゾーンの温度が調節されると有
利である。茎状体を形成する速度と、茎状体の形成のた
めに付与される材料質量とを決定する管内の負圧に関し
ては、最大９９３ミリバールまでの値が適当であること
が判った。この場合、この負圧と、中空体に作用する外
圧との間の圧力差は２０〜８１３ミリバールの値で、し
かも中空体が加熱ゾーンにおいて制御されずに変形され
てしまわないように小さく設定されると有利である。材
料の十分な加熱と、コラップス範囲における十分な熱安
定性にもかかわらず、経済的な大量処理を達成するため
には、コラップス範囲からのロッドの引出速度が１５〜
８０ｍｍ／分に設定されて、加熱ゾーンに対する中空体
の供給速度が１２〜２９ｍｍ／分に設定されると有利で
あることが判った。中空体とロッドとの回転に基づき、
茎状体は中空体の中心で安定化される。ロッドの回転速
度が最大３０ｒ．ｐ．ｍ．に設定されて、中空体の回転
速度が１０〜３０ｒ．ｐ．ｍ．の値に設定されると有利
である。
範囲の外径対内径の比とを有するような中空体ジオメト
リが有利であることが判った。コラップス過程をできる
だけ迅速に実施したいので、コラップス範囲で１０4ｄ
Ｐａ・ｓ〜１０7ｄＰａ・ｓの範囲のガラス状材料の粘
度が得られるように加熱ゾーンの温度が調節されると有
利である。茎状体を形成する速度と、茎状体の形成のた
めに付与される材料質量とを決定する管内の負圧に関し
ては、最大９９３ミリバールまでの値が適当であること
が判った。この場合、この負圧と、中空体に作用する外
圧との間の圧力差は２０〜８１３ミリバールの値で、し
かも中空体が加熱ゾーンにおいて制御されずに変形され
てしまわないように小さく設定されると有利である。材
料の十分な加熱と、コラップス範囲における十分な熱安
定性にもかかわらず、経済的な大量処理を達成するため
には、コラップス範囲からのロッドの引出速度が１５〜
８０ｍｍ／分に設定されて、加熱ゾーンに対する中空体
の供給速度が１２〜２９ｍｍ／分に設定されると有利で
あることが判った。中空体とロッドとの回転に基づき、
茎状体は中空体の中心で安定化される。ロッドの回転速
度が最大３０ｒ．ｐ．ｍ．に設定されて、中空体の回転
速度が１０〜３０ｒ．ｐ．ｍ．の値に設定されると有利
である。
【００１６】材料の均質性を高めるためには、中空体と
ロッドとを異なる回転速度で回転させると有利であるこ
とが判った。この場合には、場合によってまだ存在して
いる気泡を外側のロッド範囲に搬送することができる。
ロッドとを異なる回転速度で回転させると有利であるこ
とが判った。この場合には、場合によってまだ存在して
いる気泡を外側のロッド範囲に搬送することができる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
説明する。
【００１８】図１には符号１２で電気的な抵抗加熱装置
が示されており、この抵抗加熱装置は加熱ゾーン１を取
り囲んでいる。この加熱ゾーンはコラップスしたい石英
ガラス管２の区分と、既にコラップスされたロッド３の
区分とを取り囲んでいる。加熱ゾーン１の内側では、石
英ガラス管２の内壁４がコラップス範囲５で重なり合っ
ており、この場合、茎状体６が形成されて、ロッド３の
引出方向とは逆の方向でコラップス範囲５から引き出さ
れる。
が示されており、この抵抗加熱装置は加熱ゾーン１を取
り囲んでいる。この加熱ゾーンはコラップスしたい石英
ガラス管２の区分と、既にコラップスされたロッド３の
区分とを取り囲んでいる。加熱ゾーン１の内側では、石
英ガラス管２の内壁４がコラップス範囲５で重なり合っ
ており、この場合、茎状体６が形成されて、ロッド３の
引出方向とは逆の方向でコラップス範囲５から引き出さ
れる。
【００１９】ロッド３の引出方向は方向矢印７で、また
茎状体の引出方向は方向矢印８でそれぞれ示されてい
る。石英ガラス管２はその前記コラップス範囲５とは反
対の側の端面で栓体１０によって閉鎖されている。石英
ガラス管２の内部では、変形過程の間、真空ポンプ９に
よって９００ミリバールの負圧が保持される。前記真空
ポンプは栓体１０を通る真空密な貫通案内部を介して石
英ガラス管２に接続されている。１２０ｍｍの外径と６
０ｍｍの内径とを有する石英ガラス管２は水平方向に位
置調整されて、２０ｒ．ｐ．ｍ．で連続的に回転させら
れながら２３ｍｍ／分の供給速度で加熱ゾーン１に供給
され、この場所で２１００℃の温度にまで加熱される。
このとき、石英ガラスはコラップス範囲５において１０
5ｄＰａ・ｓの平均粘度を有している。コラップス過程
の間に、真空ポンプ９は石英ガラス管２の内部に９００
ミリバールの負圧を維持するので、外部で石英ガラス管
表面に接触する大気圧に比べて１１３ミリバールの圧力
差が維持される。ロッド３の引出速度は２３．５ｍｍ／
分であり、したがって石英ガラス管２の供給速度よりも
若干高くなる。これによって石英ガラス管２と、石英ガ
ラスから成るロッド３とは常に引張り保持される。ロッ
ド回転速度は５ｒ．ｐ．ｍ．で設定されており、したが
って石英ガラス管２の回転速度よりも若干低く設定され
ている。これによって、コラップス範囲５で石英ガラス
の密な混合と均質化とが得られる。
茎状体の引出方向は方向矢印８でそれぞれ示されてい
る。石英ガラス管２はその前記コラップス範囲５とは反
対の側の端面で栓体１０によって閉鎖されている。石英
ガラス管２の内部では、変形過程の間、真空ポンプ９に
よって９００ミリバールの負圧が保持される。前記真空
ポンプは栓体１０を通る真空密な貫通案内部を介して石
英ガラス管２に接続されている。１２０ｍｍの外径と６
０ｍｍの内径とを有する石英ガラス管２は水平方向に位
置調整されて、２０ｒ．ｐ．ｍ．で連続的に回転させら
れながら２３ｍｍ／分の供給速度で加熱ゾーン１に供給
され、この場所で２１００℃の温度にまで加熱される。
このとき、石英ガラスはコラップス範囲５において１０
5ｄＰａ・ｓの平均粘度を有している。コラップス過程
の間に、真空ポンプ９は石英ガラス管２の内部に９００
ミリバールの負圧を維持するので、外部で石英ガラス管
表面に接触する大気圧に比べて１１３ミリバールの圧力
差が維持される。ロッド３の引出速度は２３．５ｍｍ／
分であり、したがって石英ガラス管２の供給速度よりも
若干高くなる。これによって石英ガラス管２と、石英ガ
ラスから成るロッド３とは常に引張り保持される。ロッ
ド回転速度は５ｒ．ｐ．ｍ．で設定されており、したが
って石英ガラス管２の回転速度よりも若干低く設定され
ている。これによって、コラップス範囲５で石英ガラス
の密な混合と均質化とが得られる。
【００２０】上記の試験パラメータに基づき、石英ガラ
ス管２の軸線に沿って茎状体６が形成し、この茎状体は
石英ガラス管２の内壁４の表面近傍の範囲１１の材料か
ら構成されている。前記内壁はコラップス範囲５におい
て低い粘度を有しており、この場合、前記内壁は、軸方
向でしかもロッド３の引出方向とは反対の方向で茎状体
端面１３に作用するような圧力もしくは真空力によって
変形させられて、茎状体成長方向を示す方向矢印８の方
向にターンさせられる。したがって、この茎状体６によ
って表面近傍の範囲１１の汚れおよび妨害要素がコラッ
プス範囲５から取り除かれる。さらに、茎状体６の形成
に基づき、石英ガラス管２の互いに向い合って位置する
内壁４の重なりも阻止され、これによって石英ガラス管
２の対称性がコラップス範囲５の直前で安定化されて、
ロッド３に引き継がれる。
ス管２の軸線に沿って茎状体６が形成し、この茎状体は
石英ガラス管２の内壁４の表面近傍の範囲１１の材料か
ら構成されている。前記内壁はコラップス範囲５におい
て低い粘度を有しており、この場合、前記内壁は、軸方
向でしかもロッド３の引出方向とは反対の方向で茎状体
端面１３に作用するような圧力もしくは真空力によって
変形させられて、茎状体成長方向を示す方向矢印８の方
向にターンさせられる。したがって、この茎状体６によ
って表面近傍の範囲１１の汚れおよび妨害要素がコラッ
プス範囲５から取り除かれる。さらに、茎状体６の形成
に基づき、石英ガラス管２の互いに向い合って位置する
内壁４の重なりも阻止され、これによって石英ガラス管
２の対称性がコラップス範囲５の直前で安定化されて、
ロッド３に引き継がれる。
【図１】本発明の実施例を示す部分断面図である。
１ 加熱ゾーン、 ２ 石英ガラス管、 ３ ロッド、
４ 内壁、 ５ コラップス範囲、 ６ 茎状体、
７，８ 方向矢印、 ９ 真空ポンプ、 １０栓体、
１１ 範囲、 １２ 抵抗加熱装置、 １３ 茎状体端
面
４ 内壁、 ５ コラップス範囲、 ６ 茎状体、
７，８ 方向矢印、 ９ 真空ポンプ、 １０栓体、
１１ 範囲、 １２ 抵抗加熱装置、 １３ 茎状体端
面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス ライマン ドイツ連邦共和国 ローデンバッハ １ ノルトリンク10
Claims (9)
- 【請求項１】 無定形の材料から成る管状の中空体をコ
ラップスによって工具なしでロッドに変形させる方法で
あって、コラップス過程の間に連続的な排気によって管
状の部分に大気圧よりも下の負圧を維持して、前記中空
体に規定された回転速度を加えながら該中空体を連続的
に水平方向で加熱ゾーンに供給し、この場所で前記中空
体の粘度を減少させて、前記負圧と、前記中空体に作用
する外圧との間の圧力差に基づき前記中空体をコラップ
ス範囲でコラップスしてロッドを形成し、該ロッドに規
定された回転速度を加えながら該ロッドを連続的に前記
コラップス範囲から引き出す形式のものにおいて、前記
中空体（２）の外寸法および内寸法と、コラップス範囲
（５）におけるガラス状の材料の粘度と、前記負圧と前
記外圧との間の圧力差と、前記負圧の高さと、前記ロッ
ド（３）の引出速度と、前記中空体（２）の供給速度
と、前記ロッド（３）の回転速度と、前記中空体（２）
の回転速度とを適宜に設定して、前記コラップス範囲
（５）から前記ロッド（３）の引出方向とは逆の方向で
前記中空体（２）の軸線に沿って、前記ロッド（３）の
横断面積寸法よりも小さな横断面寸法を有する茎状体
（６）を形成することを特徴とする、中空体を工具なし
で変形させる方法。 - 【請求項２】 １０〜１２０ｍｍの範囲の内径と、１．
５〜３の範囲の外径対内径の比とを有する円筒状の中空
体を変形させ、コラップス範囲（５）における前記材料
の粘度を１０3ｄＰａ・ｓ〜１０7ｄＰａ・ｓの範囲内の
値に調節し、前記中空体（２）内の負圧を最大１００８
ミリバールの値に保持し、前記圧力差を５〜８１３ミリ
バールの範囲内の値に調節し、前記ロッド（３）の引出
速度を１０〜８０ｍｍ／分の範囲内の値に調節し、前記
中空体（２）の供給速度を８〜３５ｍｍ／分の範囲内の
値に調節し、前記ロッド（３）を０〜最大３０ｒ．ｐ．
ｍ．の速度で、前記中空体（２）を１０〜３０ｒ．ｐ．
ｍ．の範囲内の速度でそれぞれその長手方向軸線を中心
にして回転させる、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記ロッド（３）と前記中空体（２）と
を引張り保持する、請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 前記中空体（２）と前記ロッド（３）と
を互いに異なる速度で回転させる、請求項１から３まで
のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 前記ロッド（３）を焼鈍する、請求項１
から４までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 前記中空体（２）と前記ロッド（３）と
を加熱ゾーン（１）で電気的な加熱装置（１２）によっ
て加熱する、請求項１から５までのいずれか１項記載の
方法。 - 【請求項７】 前記加熱ゾーン（１）を抵抗炉（１２）
によって取り囲む、請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 主として石英ガラスから成る中空体
（２）を使用する、請求項１から７までのいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項９】 ４０〜１００ｍｍの範囲の内径と、１．
７〜３の範囲内の外径対内径の比とを有する円筒状の中
空体（２）を変形させ、コラップス範囲（５）における
前記材料の粘度を１０4ｄＰａ・ｓ〜１０7ｄＰａ・ｓの
範囲内の値に調節し、前記中空体（２）内の負圧を最大
９９３ミリバールの値に保持し、前記圧力差を２０〜８
１３ミリバールの範囲内の値に調節し、前記ロッド
（３）の引出速度を１５〜８０ｍｍ／分の範囲内の値に
調節し、前記中空体（２）の供給速度を１２〜２９ｍｍ
／分の範囲内の値に調節し、前記ロッド（３）を０〜最
大３０ｒ．ｐ．ｍ．の速度で、前記中空体（２）を１０
〜３０ｒ．ｐ．ｍ．の範囲内の速度でそれぞれその長手
方向軸線を中心にして回転させる、請求項２から７まで
のいずれか１項記載の方法。
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| DE4117817C2 (de) * | 1991-05-31 | 1994-02-03 | Heraeus Quarzglas | Verfahren zur Herstellung einer stabförmigen Vorform für optische Fasern |
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