DE102018105282B4 - Vorrichtung zum Ausrichten eines Schlags einer rohrförmigen Preform eines Lichtwellenleiters sowie Verfahren zur Schlagkorrektur - Google Patents

Vorrichtung zum Ausrichten eines Schlags einer rohrförmigen Preform eines Lichtwellenleiters sowie Verfahren zur Schlagkorrektur Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Ausrichten eines Schlags einer rohrförmigen Preform eines Lichtwellenleiters mit einer Dreheinrichtung, welche die Preform um eine Rotationsachse in eine Rotation versetzt, einer Reaktivgaszuführung, welche innenliegend der Preform ein Reaktivgas zuführt, einer Brennereinrichtung, welche beweglich in einer Längsrichtung entlang der Rotationsachse der Preform zugeordnet ist und mittels einer Beschichtungsflamme eine Außenoberfläche der Preform temperiert, sodass teilweise das Reaktivgas von innen an einer Innenwand der Preform abgeschieden und zu einer transparenten Schicht aufgeschmolzen wird, und einer Schlagkorrektureinrichtung, wobei die Schlagkorrektureinrichtung in einem ersten Längsabstand entlang der Längsrichtung zur Beschichtungsflamme angeordnet ist und derart eingerichtet ist, dass mittels einer ersten Drucklufteinrichtung, insbesondere einer Druckluftdüse, mittels Druckluft auf die Außenoberfläche der Preform die Preform ausgerichtet wird, und die Vorrichtung einen Stressabbaubrenner aufweist, wobei die erste Drucklufteinrichtung in Längsrichtung zwischen der Brennereinrichtung und dem Stressabbaubrenner angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Schlags einer rohrförmigen Preform eines Lichtwellenleiters mit einer Dreheinrichtung, welcher der Preform um eine Rotationsachse eine Rotation aufprägt, einer Reaktivgaszuführung, welche innenliegend der Preform ein Reaktivgas zuführt, einer Brennereinrichtung, welche beweglich in einer Längsrichtung entlang der Rotationsachse der Preform zugeordnet ist und mittels einer Beschichtungsflamme einer Außenoberfläche der Preform eine Temperatur aufprägt, sodass teilweise das Reaktivgas von innen an einer Innenwand der Preform abgeschieden und zu einer transparenten Schicht aufgeschmolzen wird und ein Verfahren zum Schlagkorrigieren einer Preform mittels einer Drucklufteinrichtung.
  • Bei der Preformherstellung mittels MCVD-Verfahren (MCVD = Modified Chemical Vapour Deposition) wird ein Glasrohr in einer Glasmacherdrehbank eingespannt und von außen mittels eines Knallgasbrenners örtlich partiell über die Rohrlänge auf circa 1.800°C bis 2.000°C erwärmt. Dabei bewegt sich der Knallgasbrenner mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit von circa 10 bis 20 cm/min vom Rohreingang, an dem die Reaktivgase in das Rohr hineinströmen, bis zum Rohrende. Am Rohrende wird der Brenner auf eine geringere Temperatur von circa 400°C heruntergefahren und der Brenner bewegt sich mit relativ hoher Geschwindigkeit wieder zu dem Rohreingang zurück.
  • Dort wird die Brennertemperatur wieder soweit erhöht, bis die Reaktivgase reagieren und sich Glassoot bildet, welcher stromabwärts der heißen Brennerzone an der Rohrwandung mittels Thermophorese abgeschieden wird und anschließend durch die folgende heiße Zone zu einer transparenten Schicht aufgeschmolzen wird.
  • Dieser Beschichtungszyklus wiederholt sich bei der Kernabscheidung solange, bis die erforderlich Kernquerschnittsfläche abgeschieden ist. Danach wird die Brennertemperatur noch einmal deutlich auf circa 2.200°C bis 2.300°C erhöht, sodass das innenbeschichtete Rohr durch seine Oberflächenspannung zu einem massiven Stab kollabiert.
  • Während all dieser Bearbeitungsschritte rotiert das Glasrohr um seine Längsachse mit dem Ziel einer gleichmäßigen Erwärmung.
  • Eine nicht ideale Justierung der Reitstöcke der Glasmacherdrehbank, eine nicht ideale Justierung des Brenners zur Rohrachse, Unzulänglichkeiten des verwendeten Substratrohrs (beispielsweise Bow oder Siding) oder ein nicht ideales Ansetzen des Rohres in die Glasmacherdrehbank führen dazu, dass sich während der Kernabscheidung allmählich in der heißen Zone des Brenners ein Rohrschlag ausbildet.
  • Als Rohrschlag (auch Schlag genannt) wird die Abweichung des Mittelpunktes und somit der Rotationsachse des Rohrquerschnitts an einer bestimmten axialen Position von der idealen Rotationsachse (beispielsweise die Rotationsache der Glasmacherdrehbank) bezeichnet. Diese Abweichung ist im Allgemeinen abhängig von der Längsposition, sodass sich zwischen den Stellen, an denen das Rohr eingespannt ist, beliebige axiale Schlagverläufe aufbauen können. Dieser Verlauf über die Rohrlänge kann von Preform zu Preform systematisch oder auch zufällig ausfallen.
  • Nach dem Stand der Technik wird der Rohrschlag mittels Laserscanner gemessen, auf einem Monitor angezeigt und in einer Datei aufgezeichnet. Übersteigt der Rohrschlag an einer Stelle des Substratrohres über eine definierte Rohrlänge reduziert ein Anlagenbediener den Rohrschlag manuell.
  • Dazu wird im Allgemeinen die Anlage geöffnet, wenn der Hauptbrenner am Rohreingang startet, und der Anlagenfahrer vermindert den Rohrschlag mittels Handbrenner und Graphitrollen, indem er an den Stellen des größten Rohrschlags Rollen untersetzt und am Rohranfang, am Rohrende oder bei Bedarf auch dazwischen das Rohr örtlich partiell erwärmt und den Schlag durch die Graphitrollen soweit wie möglich „herausdrückt“. Diese Prozedur zur Schlagkorrektur wird an mehreren Rohrstellen durchgeführt. Nach dem Entfernen der Graphitrollen und des Handbrenners wird die Einhausung der Glasmacherdrehmaschine geschlossen und der Beschichtungsprozess fortgesetzt.
  • Durch das Öffnen der Einhausung der Glasmacherdrehbank kühlt sich das Substratrohr stärker ab als bei geschlossener Einhausung. Dabei ändern sich die Glassoot-Abscheidebedingungen stromabwärts des Hauptbrenners und sowohl die Glassoot-Dotierung als auch die Einzelschichtdicke kann sich ändern.
  • Darüber hinaus scheiden sich während der Schlagausbildung über den Rohrumfang durch die über den Rohrumfang unterschiedlichen Temperaturen unterschiedlich dotierte und unterschiedlich dicke Einzelschichten ab. Diese in azimutaler Richtung unterschiedlichen Einzelschichten führen zu azimutalen Brechzahl- und damit zu azimutalen Profilstörungen.
  • Durch die axiale Abhängigkeit des Schlags kommt es zusätzlich zu Längsungleichmäßigkeiten des Brechzahlprofils. Diese Profilstörungen begrenzen die mit den Fasern erreichbaren Bandbreiten und verschlechtern damit deren Übertragungskapazität.
  • Weiterhin kommt es beim manuellen Richten auf die Erfahrung des Anlagenbedieners an.
  • DE 10 2012 008 848 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung von Glasfaser-Preformen auf Basis eines modifizierten chemischen Dampfabscheidungsprozesses, wobei zugeführte Reaktandengase in einer heißen Zone innerhalb eines Substratrohres umgesetzt und als Glassootschichten abgeschieden werden, eine Relativbewegung zwischen einem Hauptbrenner zur Bildung der heißen Zone und dem Substratrohr ausgeführt wird und entweder direkt vor dem Substratrohreingang am Ort der Zuführung der Reaktandengase ein stationärer und/oder in der Nähe des Hauptbrenners ein beweglicher Zusatzbrenner angeordnet ist. Der Zusatzbrenner ist derart angeordnet, dass dieser ein Flammenbild des Hauptbrenners nicht beeinflusst und dient mittels gezielten Temperierung der Reaktandengase innerhalb des Substratrohres dazu, einen Germaniumeinbau während des Beschichtungsprozesses derart zu beeinflussen, dass eine Längsabhängigkeit eines radialen Brechzahlprofils vermindert wird.
  • US 5 868 815 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Faser, bei welchem nach Abscheidung eines Glasmaterials auf einer Innenseite eines Vorformrohres das Vorformrohr unter Erwärmung zur Ausbildung einer festen Vorform kollabiert wird, welche anschließend zu einer optischen Faser gezogen wird. Hierbei wird das rotierende Vorformrohr kontinuierlich messtechnisch überwacht und während des Kollabierens wird ein Gasfluss auf eine begrenzte Region des rotierenden Vorformrohres aufgebracht, um eine Geometrie des Vorformrohres bezüglich des Kreisumfanges beim Kollabieren korrigiert.
  • EP 0 992 460 A2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Profils einer rotierenden Vorform, bei welcher unter Verwendung mindestens eines Bildaufnahmegerätes ein Bild des aufgeheizten Teils der Preform aufgenommen und eine radiale Kraft mittels eines Festkörpers oder einer Gasdüse, welche komprimiertes Gas an einer vorgegebenen Stelle auf die Glasvorform richtet, aufgebracht wird, um ein vorgegebenes Referenzprofil einzuhalten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Schlags einer rohrförmigen Preform eines Lichtwellenleiters mit einer Dreheinrichtung, welche die Preform um eine Rotationsachse in eine Rotation versetzt, einer Reaktivgaszuführung, welche innenliegend der Preform ein Reaktivgas zuführt, einer Brennereinrichtung, welche beweglich in einer Längsrichtung entlang der Rotationsachse der Preform zugeordnet ist und mittels einer Beschichtungsflamme eine Außenoberfläche der Preform temperiert, sodass teilweise das Reaktivgas von innen an einer Innenwand der Preform abgeschieden und zu einer transparenten Schicht aufgeschmolzen wird, und einer Schlagkorrektureinrichtung, wobei die Schlagkorrektureinrichtung in einem ersten Längsabstand entlang der Längsrichtung zur Beschichtungsflamme angeordnet ist und derart eingerichtet ist, dass mittels einer ersten Drucklufteinrichtung, insbesondere einer Druckluftdüse, mittels Druckluft auf die Außenoberfläche der Preform die Preform ausgerichtet wird, und die Vorrichtung einen Stressabbaubrenner aufweist, wobei die erste Drucklufteinrichtung in Längsrichtung zwischen der Brennereinrichtung und dem Stressabbaubrenner angeordnet ist.
  • Dieses Verfahren kann ohne Öffnen der Einhausung und ohne manuelles Einwirken eines Anlagenbedieners erfolgen. Zudem sind dadurch die Ergebnisse reproduzierbar und die Strahlqualität von aus der Preform gezogenen Lichtwellenleitern ist deutlich erhöht.
  • Aufgrund dessen, dass das Verfahren im Wesentlichen berührungsfrei (ohne mechanischen Kontakt) erfolgt, können Kontaminationen und Störungen der Außenoberfläche der Preform verhindert werden.
  • Folgendes Begriffliche sei erläutert:
  • Ein „Schlag“ ist insbesondere eine Abweichung der eigentlichen Rotationsachse der Preform zu der Rotationsachse der Dreheinrichtung und somit der Drehbank. Der Schlag wird gelegentlich auch als Rohrschlag bezeichnet. Dabei kann der Schlag entlang der Rotationsachse unterschiedlich stark ausgeprägt sein.
  • Unter dem „Ausrichten“ des Schlags wird verstanden, dass die reale Rotationsachse der Preform näher an die Rotationsachse der Dreheinrichtung verbracht wird. Im Idealfall entspricht nach dem Ausrichten die Rotationsachse entlang der gesamten Preform der Rotationsachse der Dreheinrichtung. Auch beim Überführen des Schlags unterhalb eines Grenzwertes wird vorliegend von einem Ausrichten gesprochen.
  • Eine „Preform“ (auch „Präform“ oder „Vorform“ genannt) ist insbesondere ein rohrförmiges Glaselement, beispielsweise aus Quarzglas, welches mittels MCVD-Verfahren beschichtet und anschließend kollabiert wird. Im Allgemeinen wird aus der Preform durch Ziehen ein Lichtleiter (auch als „Glasfaser“ oder „Lichtwellenleiter“ bezeichnet) gezogen, welcher beispielsweise für die optische Kommunikation eingesetzt werden kann. Die Preform weist eine „Außenoberfläche“ und eine „Innenwand“ auf.
  • Die „Außenoberfläche der Preform“ ist die Fläche der rohrförmigen Preform, welche im Wesentlichen der Beschichtungsflamme ausgesetzt ist und welche mit Druckluft zum Ausrichten beaufschlagt wird.
  • Die „Innenwand“ der Preform umschließt einen Hohlraum der Preform, welcher beim MCVD-Verfahren von einem Reaktivgas durchströmt wird. Somit bildet die Innenwand mit dem Hohlraum das Rohrinnere aus. An dieser Innenwand setzt sich beim MCVD-Verfahren der Glassoot ab und wird zu einer transparenten Schicht verschmolzen. Nach dem Kollabieren der Preform liegt weder ein Hohlraum noch eine Innenwand vor.
  • Diese Preform wird im Allgemeinen in eine „Dreheinrichtung“ (z.B. eine „Glasmacherdrehbank“) eingespannt. Die Dreheinrichtung versetzt dabei die Preform in Rotation um eine Rotationsachse der Dreheinrichtung. Dazu wird im Allgemeinen die Preform in die Dreheinrichtung eingespannt. Zusätzlich wird dabei in das Rohrinnere ein Reaktivgas gerichtet eingeführt.
  • Die „Brennereinrichtung“ ist beispielsweise ein Knallgasbrenner, welcher bei der Rotation der Preform in der Dreheinrichtung in einem definierten Abstand mit einer definierten Flammentemperatur der rotierenden Preform eine Temperatur mittels der „Beschichtungsflamme“ aufprägt. Aufgrund der Rotation, welche durch die Dreheinrichtung der Preform aufgeprägt wird, wird die Preform am Ort der Brennereinrichtung homogen erwärmt. Dabei wird das Reaktivgas erwärmt und nachgelagert als Soot an der Innenwand der rohrförmigen Preform abgeschieden. Die Brennereinrichtung ist im Allgemeinen beweglich entlang der Rotationachse der Dreheinrichtung angeordnet. Anfänglich wird der Rohranfang, an dem die „Reaktivgaszuführung“ das Reaktivgas in die rohrförmige Preform einführt wird, erwärmt und wird zum Ende der Preform bewegt. Anschließend wird die Temperatur der Brennereinrichtung reduziert und die Brennereinrichtung wieder zum Ausgangspunkt (Rohranfang) verfahren, um erneut entlang der Preform diese während einer Reaktivgaszufuhr zu erhitzen. Sobald die Brennereinrichtung über abgelagertes Soot gelangt, wird dieses Soot aufgeschmolzen, sodass eine transparente Schicht an der Innenwand der Preform gebildet wird.
  • Die „Längsrichtung“ ist eine Richtung, die im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Dreheinrichtung ausgerichtet ist. In diesem Sinne ist ein Längsabstand ein Abstand, welcher in Längsrichtung bestimmbar ist.
  • Die „Schlagkorrektureinrichtung“ ist eine Einrichtung, welche durch Beaufschlagen mit Druckluft der Preform quasi berührungsfrei und somit ohne mechanischen Kontakt eine Kraft aufprägt, sodass die reale Rotationsachse der Rotationsachse der Dreheinrichtung angenähert wird. Dies kann ohne ein Öffnen der Einhausung erfolgen, sodass die Temperaturen während des MCVD-Verfahrens definiert bleiben.
  • Die „Drucklufteinrichtung“ ist insbesondere eine Druckluftdüse, welche Im Allgemeinen ölfreies, inertes Gas, wie beispielsweise N2 auf die Außenoberfläche der Preform sprüht.
  • Die „Druckluft“ wird umgangssprachlich auch als Pressluft bezeichnet und umfasst im Allgemeinen komprimierte Luft oder ein komprimiertes Gas oder Gasgemisch. Beim Verlassen der Druckluftdüse expandiert die Druckluft, sodass einer Oberfläche in der Nähe der Druckluftdüse ein gerichteter Druck und somit eine Kraft aufgeprägt wird.
  • In einer Ausführungsform weist die Schlagkorrektureinrichtung eine zweite Drucklufteinrichtung, eine dritte Drucklufteinrichtung, eine vierte Drucklufteinrichtung und/oder weitere Drucklufteinrichtungen auf, wobei insbesondere die Drucklufteinrichtungen äquidistant radial um die Rotationsachse der Dreheinrichtung angeordnet sind.
  • Insbesondere bei der radial äquidistanten Anordnung der Drucklufteinrichtung kann während des Beschichtungsvorgangs kontinuierlich die Preform ausgerichtet werden. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Drucklufteinrichtungen in einem definierten Längsabstand zur Brennereinrichtung angeordnet sind und quasi während des Beschichtungsvorgangs mit der Beschichtungsflamme und somit der Brennereinrichtung gekoppelt ist. Die Kopplung kann dabei mechanisch beispielsweise durch das gemeinsame anordnen auf einen Verfahrschlitten erfolgen.
  • Beim Verwenden von vier Drucklufteinrichtungen ist jede Drucklufteinrichtung um 90° zur nächsten Drucklufteinrichtung versetzt angeordnet. Sofern diese vier Drucklufteinrichtungen eine konstante Druckluft der rotierenden Preform aufprägen, wirken diese Drucklufteinrichtungen quasi als fixierende „Lagerung“.
  • Sofern ein Schlag besteht, befindet sich beim Rotieren die Außenoberfläche der Preform „näher“ an einer Drucklufteinrichtung und erfährt somit einen intensiveren Druck, sodass eine gerichtete Kraft entsteht, welche den Schlag der Preform vermindert. Somit ist eine einfache konstruktive Ausgestaltung zur Schlagverminderung realisierbar.
  • In einer Ausführungsform sind die Drucklufteinrichtungen in einem Abstand zwischen 1 mm und 20 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 6 mm, zu einer Idealoberfläche der Preform ausgerichtet.
  • Dabei ist die Idealoberfläche insbesondere die Außenoberfläche der Preform bei keinem Schlag, sodass die Rotationsachse der Dreheinrichtung und die Rotationsachse der Preform identisch sind.
  • Um etwaige Glasspannungen, welche durch die Drucklufteinrichtungen der Preform aufgeprägt werden, zu kompensieren, weist die Vorrichtung erfindungsgemäß einen Stressabbaubrenner auf, wobei die erste Drucklufteinrichtung, die weiteren Drucklufteinrichtungen oder sämtliche Drucklufteinrichtungen in Längsrichtung zwischen der Brennereinrichtung und dem Stressabbaubrenner angeordnet ist oder sind. Somit kann eine spannungsfreie Preform hergestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Kopplungseinrichtung, insbesondere einen Verfahrschlitten, auf, wobei mittels der Kopplungseinrichtung die Brennereinrichtung, die Schlagkorrektureinrichtung und der Stressabbaubrenner in Längsrichtung zueinander definiert positionierbar sind. Dies kann beispielsweise durch eine rein mechanische Kopplung über einen Verfahrschlitten oder auch jeweils durch einzelne Verfahrschlitten realisiert werden, welche beispielswiese mittels einer Steuerung oder Regelung über Antriebe zueinander eingestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform prägt oder prägen die erste Drucklufteinrichtung, die weiteren Drucklufteinrichtungen oder sämtliche Drucklufteinrichtungen einen zeitlich kontinuierlichen Druckluftstrahl oder einen gepulsten Luftdruckstrahl der Außenoberfläche der Preform auf. Somit kann ein unterschiedliches Druckluftprofil mittels der Drucklufteinrichtungen der Außenoberfläche der Preform aufgeprägt werden.
  • Zudem kann ein durch eine der Drucklufteinrichtungen oder durch mehrere Drucklufteinrichtungen erzeugter Luftstrahl unterschiedliche Intensität und/oder Form aufweisen und der Preform aufprägen.
  • So kann beispielsweise ein kegelförmiger Luftstrahl, welcher aus einer Luftdruckdüse austritt, ein definiertes Druckprofil entsprechend einem vorliegenden Schlag der Außenoberfläche der Preform aufprägen, da sich bei einem Schlag bei einer Rotation die Außenoberfläche der Preform der Luftdruckdüse nähert, sodass dadurch ein höherer Druck an der Beaufschlagungsstelle auf die Außenoberfläche wirkt.
  • Um insbesondere einen gepulsten Luftdruckstrahl beispielsweise oberhalb der Preform der Außenoberfläche der Preform aufzuprägen, kann eine Schlagmesseinrichtung vorgesehen sein, welche den Schlag der rotierenden Preform ermittelt und anhand der von der Schlagmesseinrichtung ermittelten Messwerte die Drucklufteinrichtung beispielsweise mittels gepulster Druckluftstrahlen jeweils zum richtigen Zeitpunkt der Außenoberfläche der Preform einen Druck aufprägen, sodass der Schlag vermindert wird.
  • Unter einem „Steuern“ wird das setzen eines vorgegebenen Wertes verstanden. Beim „Regeln“ wird insbesondere ein Messwert zurückgekoppelt und jeweils ein Stellwert, wie beispielsweise die Intensität, Pulsdauer oder Pulswinkel des Luftdruckstrahls, eingestellt. Somit kann eine Vorrichtung bereitgestellt werden, mit der höchste Qualitätsanforderungen an einen Lichtwellenleiter realisiert werden können. Insbesondere können hochgenaue Brechzahlverläufe innerhalb der Faser erzeugt werden.
  • In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Schlagkorrigieren einer Preform mittels einer zuvor beschriebenen Vorrichtung, wobei mittels der Druckluft ein Schlag verhindert oder korrigiert wird.
  • Somit kann erstmals berührungsfrei - ohne mechanischen Kontakt - der Schlag einer Preform korrigiert werden.
  • In einer diesbezüglichen Ausführungsform des Verfahrens, weist die Schlagkorrektureinrichtung eine einzelne Drucklufteinrichtung auf und diese Drucklufteinrichtung prägt der Preform aufgrund des Messwertes der Schlagmesseinrichtung einen rotationsabhängigen gepulsten oder intensitätsgeänderten Luftdruckstrahl auf.
  • Somit können hochqualitative Lichtwellenleiter mit definiertem Brechzahlprofil hergestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Schlagkorrektureinrichtung zwei oder mehr Drucklufteinrichtungen auf, welche radial und insbesondere äquidistant um die Preform angeordnet sind und die Drucklufteinrichtung der Preform jeweils kontinuierlich einen Luftdruckstrahl aufprägen.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
    • 1 eine schematische Schnittdarstellung einer in eine Glasmacherdrehbank eingespannten Preform mit einem dargestellten Seitenschlag und angeordneten Luftdüsen zur Schlagkorrektur,
    • 2 eine schematische Seitenansicht einer Glasmacherdrehbank mit einer Schlagkorrektureinrichtung, und
    • 3 eine schematische Schnittdarstellung einer in einer Glasmacherdrehbank eingespannten Preform mit einem dargestellten Vertikalschlag und oben angeordneter Impulsluftdüse.
  • Eine MCVD-Vorrichtung 200 umfasst eine Glasmacherdrehbank 202. In dieser Glasmacherdrehbank 202 ist ein rohrförmiges Quarzglas 201 eingespannt. Dieses rohrförmige Quarzglas bildet die zu beschichtende Preform. Am Reaktivgaseinlass 232 wird in Strömungsrichtung 233 ein reaktives Gas durch die rohrförmige Preform geführt. Auf einem Schlitten (nicht dargestellt) sind ein Hauptbrenner 221 und ein Zusatzbrenner 223 sowie zwei Luftdüsen 215 angeordnet.
  • Zum Innenbeschichten der Preform 201 wird während des Einbringens des Reaktivgases der Hauptbrenner 221 mittels einer Knallgasflamme vom Eingang des Reaktivgaseinlasses 232 in Bewegungsrichtung 231 mittels des Schlittens (nicht dargestellt) verfahren. Dabei wird die Preform örtlich partiell auf circa 1.800°C bis 2.000°C erwärmt. Die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens liegt zwischen 10 bis 20 cm/min. Am Rohrende 234 wird der Hauptbrenner 221 auf eine Temperatur von circa 400°C heruntergefahren und mittels des Schlittens zurück zum Reaktivgaseinlass 232 verfahren.
  • Am Reaktivgaseinlass 232 wird die Brennertemperatur wieder auf circa 1.800°C bis 2.000°C erhöht bis Reaktivgase reagieren und sich stromabwärts Glassoot bildet, der mittels der heißen Brennerzone erwärmt und an der Rohrinnenwand aufgrund von Thermophorese abgeschieden wird und anschließend durch die folgenden heißen Zonen (und somit durch den Hauptbrenner) zu einer transparenten Schicht aufgeschmolzen wird.
  • Dieser Beschichtungszyklus wird so lange wiederholt, bis eine geforderte Kernquerschnittsfläche abgeschieden ist.
  • Anschließend wird die Brennertemperatur des Hauptbrenners 221 noch einmal auf circa 2.200°C bis 2.300°C erhöht, sodass das innenbeschichtete Quarzglasrohr durch seine Oberflächenspannung zu einem massiven Stab kollabiert.
  • Während all dieser Bearbeitungsschritte rotiert das Quarzglasrohr um seine Längsachse, sodass die Preform (Quarzglasrohr) gleichmäßig partiell örtlich erwärmt wird.
  • Eine Schlagkorrektureinrichtung 224 umfasst zwei diametral zueinander angeordnete Luftdüsen 215 und einen nachfolgend gelagerten Zusatzbrenner 223. Die Luftdüsen 215 und der Zusatzbrenner 223 sind zusammen mit dem Hauptbrenner 221 auf dem Schlitten angeordnet.
  • Vorliegend soll die Preform 303 und somit das Quarzglasrohr zu einem Zeitpunkt und Rotationsort einen Schlag aufweisen. Dabei weicht eine Rotationsachse 113, 313 des Quarzglasrohres 103, 303 von einer Rotationsachse 111, 311 der Glasmacherdrehbank 202 ab. Mittels eines Laserscanners (nicht dargestellt) wird der Schlag und somit die Abweichung der Rotationsachse des Quarzglasrohrs 103, 303 von der Rotationsachse 111, 311 der Glasmacherdrehbank bestimmt.
  • Zusätzlich werden die Luftdüsen 215 angesteuert, sodass, sofern sich die Außenoberfläche aufgrund des Schlages der jeweiligen Luftdüse 215 nähert, die Luftdüsen 215 die Quarzglasrohroberfläche anblasen. Dieser Luftstrahl bewirkt, dass sich die Rotationsachse 113, 313 des Quarzglasrohrs 103, 303, wieder der Rotationsachse 111, 311 der Glasmacherdrehbank 202 annähert und sich im Idealfall eine optimale Preform 101, 301 ausbildet.
  • Etwaige dadurch entstehende Spannungen im Quarzglas werden beim Verfahren des Schlittens durch den Zusatzbrenner 223 nachlaufend beseitigt.
  • In einer weiteren Alternative ist lediglich eine Impulsluftdüse 315 vorgesehen, welche in einem oberen Punkt angeordnet ist, sodass die Gravitation und der Impulsluftdruck gemeinsam das rotierende Quarzglasrohr 303 und somit deren Rotationsachse 313 der Rotationsachse 311 der Glasmacherdrehbank 202 annähern.
  • In einer dritten Alternative wird auf das Messen des Schlages mittels des Laserscanners verzichtet. Zudem sind drei Luftdüsen 115 um das Quarzglasrohr 101 herum angeordnet. Die Luftdüsen 115 sind jeweils in einem Abstand von 90° zueinander angeordnet, wobei auf eine obere Luftdüse verzichtet wird und somit die beiden seitlichen Luftdüsen 115 180° zueinander beabstandet sind. Vorliegend wird auf eine Luftdüse oberhalb verzichtet, da die Gravitation einen gewissen Verschiebungseffekt bewirkt.
  • Die Luftdüsen 115 strömen einen kegelförmigen Luftstrahl 117 aus. Diese kontinuierlichen strömenden Luftstrahlen betten somit das rotierende Quarzglasrohr 101. Sollte sich beispielsweise ein Seitenschlag ausbilden, wodurch die Rotationsachse 113 des Quarzglasrohres von der Rotationsachse 111 der Glasmacherdrehbank 202 abweicht, so nähert sich die Oberfläche des rotierenden Quarzglasrohres 103 jeweils einer Düse 115 an. Aufgrund des kegelförmigen Luftstrahlprofils erfährt aufgrund der Annäherung der Oberfläche des Quarzglasrohres an die Luftdüse 115 das Quarzglasrohr eine größere Kraft, sodass sich die Rotationsachse 113 des Quarzglasrohres 103 der Rotationsachse 111 der Glasmacherdrehbank 202 annähert.
  • Anschließend werden die Luftdruckdüsen abgeschaltet und der Zusatzbrenner 223 ausgeschaltet und das Quarzglasrohr zu einer Preform kollabiert. Aus dieser Preform wird anschließend eine Glasfaser gezogen.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Ausrichten eines Schlags einer rohrförmigen Preform eines Lichtwellenleiters mit einer Dreheinrichtung, welche die Preform um eine Rotationsachse in eine Rotation versetzt, einer Reaktivgaszuführung, welche innenliegend der Preform ein Reaktivgas zuführt, einer Brennereinrichtung, welche beweglich in einer Längsrichtung entlang der Rotationsachse der Preform zugeordnet ist und mittels einer Beschichtungsflamme eine Außenoberfläche der Preform temperiert, sodass teilweise das Reaktivgas von innen an einer Innenwand der Preform abgeschieden und zu einer transparenten Schicht aufgeschmolzen wird, und einer Schlagkorrektureinrichtung, wobei die Schlagkorrektureinrichtung in einem ersten Längsabstand entlang der Längsrichtung zur Beschichtungsflamme angeordnet ist und derart eingerichtet ist, dass mittels einer ersten Drucklufteinrichtung, insbesondere einer Druckluftdüse, mittels Druckluft auf die Außenoberfläche der Preform die Preform ausgerichtet wird, und die Vorrichtung einen Stressabbaubrenner aufweist, wobei die erste Drucklufteinrichtung in Längsrichtung zwischen der Brennereinrichtung und dem Stressabbaubrenner angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkorrektureinrichtung eine zweite Drucklufteinrichtung, eine dritte Drucklufteinrichtung, eine vierte Drucklufteinrichtung und oder weitere Drucklufteinrichtungen aufweist, wobei insbesondere die Drucklufteinrichtungen äquidistant, radial um die Rotationsachse angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Drucklufteinrichtungen, mehrere der Drucklufteinrichtungen oder sämtliche Drucklufteinrichtungen derart angeordnet ist oder sind, dass die Drucklufteinrichtung oder die Drucklufteinrichtungen einen Abstand zwischen 1,0mm und 20mm, insbesondere zwischen 2mm und 6mm, zu einer Idealoberfläche der Preform aufweist oder aufweisen.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Drucklufteinrichtungen oder sämtliche Drucklufteinrichtungen in Längsrichtung zwischen der Brennereinrichtung und dem Stressabbaubrenner angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kopplungseinrichtung, insbesondere ein Verfahrschlitten, wobei mittels der Kopplungseinrichtung die Brennereinrichtung, die Schlagkorrektureinrichtung und/oder der Stressabbaubrenner in Längsrichtung zueinander definiert positionierbar sind.
  6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drucklufteinrichtung, die weiteren Drucklufteinrichtungen oder sämtliche Drucklufteinrichtungen einen zeitlich kontinuierlichen Luftdruckstrahl oder einen gepulsten Luftdruckstrahl der Außenoberfläche der Preform aufprägt oder aufprägen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drucklufteinrichtungen oder weitere Drucklufteinrichtungen einen Luftdruckstrahl unterschiedlicher Intensität und/oder Form der Preform aufprägt oder aufprägen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schlagmesseinrichtung, welche den Schlag einer rotierenden Preform ermittelt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung, welche derart eingerichtet ist, dass anhand eines Messwertes der Schlagmesseinrichtung die Schlagkorrektureinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird.
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