DE19635287A1

DE19635287A1 - Furnace for spinning optical fibre

Info

Publication number: DE19635287A1
Application number: DE19635287A
Authority: DE
Inventors: Mun-Hyun Do
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2016-08-31
Also published as: DE19635287C2

Abstract

An optical fibre spinning furnace is provided with (a) a heater for heating a preform introduced through the furnace entrance so that a bare fibre can be drawn out of the furnace exit; (b) a device for creating an inert gas flow from within the furnace to the furnace entrance; and (c) an inlet sleeve in which the entrance opening is provided, the sleeve inner surface having projections and/or indentations for increasing the resistance to outward inert gas flow. Also claimed is a method of joining a fibre preform to an auxiliary quartz rod by (i) connecting the preform to a smaller diameter auxiliary quartz rod; (ii) pushing an auxiliary quartz tube over the rod; and (c) placing the preform, rod and tube on a holding device of an optical fibre spinning appts.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Spinnen von Lichtleit fasernThe present invention relates to spinning light guide fibers

Fig. 4 zeigt schematisch als Blockschaltbild eine Vorrichtung zum Spinnen einer Lichtleitfaser. Nachstehend wird unter Be zugnahme auf Fig. 4 das Verfahren zum Spinnen der Lichtleit faser beschrieben. Fig. 4 shows schematically as a block diagram a device for spinning an optical fiber. The method for spinning the optical fiber will now be described with reference to FIG. 4.

Ein Lichtleitfaser-Vorformling 100 wird langsam in einen Ofen 102 durch den Positionierungsmechanismus einer Positionssteue rung 116 eingeführt. Die Temperatur innerhalb des Ofens be trägt gewöhnlich einige 1000°C, und typischerweise 2100°C bis 2300°C. Bei dieser Temperatur kann eine nackte Lichtleit faser 118 aus dem Vorformling 100 durch ein sich verjüngendes Ende herausgezogen werden. Eine Capstan-Rolle 110 sorgt für die Zugkraft, die auf die nackte Lichtleitfaser 118 einwirkt. An optical fiber preform 100 is slowly inserted into an oven 102 through the positioning mechanism of a position controller 116 . The temperature inside the oven is usually several 1000 ° C, and typically 2100 ° C to 2300 ° C. At this temperature, a bare optical fiber 118 can be pulled out of the preform 100 through a tapered end. A capstan roller 110 provides the tensile force that acts on the bare optical fiber 118 .

Ein Außendurchmesserdetektor 104 bestimmt, ob der Außendurch messer der Lichtleitfaser einem vorbestimmten Wert (typi scherweise 125 µm) entspricht, und liefert das Ergebnis an eine Durchmessersteuerung 114. Die Durchmessersteuerung 114 gesteuert die Capstan-Rolle 110 so, daß der Durchmesser der nackten Lichtleitfaser auf 125 µm gehalten wird. In Reaktion auf Steuersignale von der Durchmessersteuerung 114 dreht sich die Capstan-Rolle 110, um auf diese Weise die Zugkraft einzu stellen, die auf die Lichtleitfaser einwirkt. Eine primäre Beschichtungseinheit 106 und eine sekundäre Beschichtungsein heit 108 beschichten die hinausgehende Lichtleitfaser mit einem schützenden Acrylharz oder einem schützenden Silikon harz. Dieser Vorgang wird bei relativ kalten, nackten Licht leitfasern durchgeführt. Nach dem voranstehend geschilderten Vorgang wird die Lichtleitfaser, die durch die Zugkraft der Capstan-Rolle 110 herausgezogen wird, um eine Spule 112 her um aufgewickelt.An outer diameter detector 104 determines whether the outer diameter of the optical fiber corresponds to a predetermined value (typically 125 μm) and supplies the result to a diameter controller 114 . The diameter control 114 controls the capstan roll 110 so that the diameter of the bare optical fiber is kept at 125 μm. In response to control signals from the diameter controller 114 , the capstan roller 110 rotates to adjust the tensile force acting on the optical fiber. A primary coating unit 106 and a secondary coating unit 108 coat the outgoing optical fiber with a protective acrylic resin or a protective silicone resin. This process is carried out with relatively cold, bare light fibers. After the above-described process, the optical fiber, which is pulled out by the tensile force of the capstan roller 110 , is wound around a spool 112 .

Fig. 3 zeigt im Schnitt den Aufbau eines Ofens einer konven tionellen Vorrichtung zum Spinnen von Lichtleitfasern. Inner halb des Ofens 60, der einen Vorformling 70 bei hoher Tempe ratur verflüssigt, um eine Lichtleitfaser 90 herauszuspinnen, ist ein Heizelement 78 so angebracht, daß es durch elektri sche Widerstandsheizung eine erhebliche Wärmemenge 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 übertragen wird. Eine Bodenbuchse 78, die aus Graphit besteht, ist um das Bodenende in dem Heizele ment 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 Ein heit 86, die auf dem Bodenende des Ofens 60 angebracht ist, ist eine Irisblende 88 angebracht, um die Größe des Lochs zu steuern, durch welches die Lichtleitfaser 90 abgezogen wird. Fig. 3 shows in section the structure of a furnace of a conventional device for spinning optical fibers. Inside the furnace 60 , which liquefies a preform 70 at high temperature to spin out an optical fiber 90 , a heating element 78 is mounted so that it generates a significant amount of heat by electrical resistance heating. To the heating element 78 around an insulator 80 is provided to prevent the heat generated by the heating element 78 is transferred to the environment. A bottom bushing 78 , which consists of graphite, is arranged around the bottom end in the heating element 78 around. A gas diffuser 76 is provided on the top of the heating element 78 to provide inert gases 92 . The gas diffuser 76 has a thin quartz tube 74 attached at its upper end to withdraw inert gases 92 . At the bottom of an elongated unit 86 , which is attached to the bottom end of the furnace 60 , an iris 88 is attached to control the size of the hole through which the optical fiber 90 is withdrawn.

Die voranstehend geschilderte Vorrichtung zum Spinnen einer Lichtleitfaser verflüssigt den Vorformling 70 bei hohen Tem peraturen, 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.The optical fiber spinning apparatus described above liquefies the preform 70 at high temperatures, usually above 2000 ° C, in the oven 60 to spin an optical fiber 90 with a diameter of 125 microns. A graphite resistance furnace 60 is normally used. However, the graphite resistance furnace 60 produces graphite powder at high temperatures and this could adversely affect the mechanical properties of the optical fiber 90 .

Aus diesem Grund ist der Graphitwiderstandsofen 60 mit dem Gasdiffusor 76, 77 versehen. Der Gasdiffusor 76, 77 veranlaßt Inertgas 92, beispielsweise Argon oder Helium, in den Ofen 60 hineinzufließen, um eine Lichtleitfaser 90 mit gleichmäßiger Qualität zu erhalten. 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 inner halb des Ofens 60, der durch die zugeführten Inertgase 92 hervorgerufen wird, und einem gleichmäßigen Fluß der Inert gase 92 sollten sich stabile Zustände in dem Ofen 60 einstel len. Um diese Bedingungen zu erzielen, wird ein dünnes Quarz rohr 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.For this reason, the graphite resistance furnace 60 is provided with the gas diffuser 76 , 77 . The gas diffuser 76 , 77 causes inert gas 92 , for example argon or helium, to flow into the furnace 60 in order to obtain an optical fiber 90 of uniform quality. Then the inert gases leave the furnace through a first gap 72 , which is present between the thin quartz tube 74 and the preform 70 , which is located on the upper side of the furnace 60 . At a typical pressure within the furnace 60 , which is caused by the supplied inert gases 92 , and a uniform flow of the inert gases 92 , stable conditions should be set in the furnace 60 . To achieve these conditions, a thin quartz tube 74 is attached to the top of the furnace 60 so that the preform 70 is inserted through the quartz tube 74 and moves to the center of the furnace 60 while the gap between the quartz tube 74 and the Preform 70 is held at about 1 mm.

In dem Ofen 60 mit dem voranstehend geschilderten Aufbau ändern sich die Bedingungen innerhalb des Ofens 60 drastisch, wenn ein Vorformling 70 mit einem geringfügig geänderten Durchmesser durch den oberen Abschnitt des Ofens 60 hindurch geht. Dies liegt daran, daß die Inertgase 92 den Ofen verlas sen, ohne daß ihr Fluß wesentlich eingeschränkt wird, und führt zu einer Beeinträchtigung der Qualität der hergestell ten Lichtleitfasern 90.In the furnace 60 having the above structure, the conditions inside the furnace 60 change drastically when a preform 70 with a slightly changed diameter passes through the upper portion of the furnace 60 . This is because the inert gases 92 leave the furnace without significantly restricting their flow, and result in deterioration in the quality of the optical fibers 90 manufactured .

Wenn ein Vorformling 70 mit großem Durchmesser zum Spinnen einer Lichtleitfaser 90 verwendet wird, muß der Vorformling 70 in einer Aufspannvorrichtung 62 einer Vorrichtung zum Spinnen einer Lichtleitfaser montiert werden. Zumindest 200 mm des Vorformlings 70 werden nicht zum Spinnen von Licht leitfasern 90 verwendet, infolge der Länge, die zur Montage in der Aufspannvorrichtung 62 benötigt wird (annähernd 50 mm) und der Entfernung zwischen dem Quarzrohr 74 an der Oberseite und dem Schmelzbereich 76 des Vorformlings (annähernd 150 mm). Zur vollen Ausnutzung eines teuren Vorformlings wird daher bei der konventionellen Vorgehensweise eine Hilfsquarzstange, die durch die Bezugszeichen 66a und 66b bezeichnet ist, an einem Ende eines Vorformlings befestigt, wie in den Fig. 2A, 2B und 2C gezeigt ist.When a large diameter preform 70 is used to spin an optical fiber 90 , the preform 70 must be mounted in a jig 62 of an optical fiber spinning device. At least 200 mm of the preform 70 are not used for spinning optical fibers 90 due to the length required for mounting in the jig 62 (approximately 50 mm) and the distance between the quartz tube 74 on the top and the melting area 76 of the preform (approximately 150 mm). Therefore, for full utilization of an expensive preform, in the conventional procedure, an auxiliary quartz rod by the reference numerals 66 a and b denotes 66, fixed to one end of a preform, as shown in Figs. 2A, 2B and 2C.

Die beste Verbindung für den Spinnvorgang für die Lichtleit faser wird erzielt, wenn die Quarzstange 66a und der Vorform ling 70 denselben Durchmesser aufweisen und glatt miteinander verbunden sind, wie dies bei "68a" gezeigt ist. Bei Vorform lingen 70 mit großem Durchmesser, also 40 mm bis 80 mm, ist es allerdings äußerst schwierig, eine Hilfsquarzstange 66a mit demselben Durchmesser glatt an dem Vorformling 70 wie bei "68a" anzuschließen. Selbst wenn die Verbindung möglich ist, nimmt der Verbindungsvorgang viel Zeit in Anspruch, und wird der Durchmesser der Verbindung zwischen dem Vorformling 70 und der Hilfsquarzstange häufig ungleichmäßig, wie bei "68b" gezeigt ist, und ist die Verbindung um den Umfang des Vorform lings 70 herum nicht gleichförmig, so daß der Vorformling in dem Verbindungsbereich leicht abbricht, wenn sich der Vor formling bewegt. Diese Probleme treten häufiger auf, wenn der Durchmesser des Vorformlings 70 zunimmt.The best connection for the spinning process for the optical fiber is achieved if the quartz rod 66 a and the preform ling 70 have the same diameter and are connected together smoothly, as shown at " 68 a". In the case of preforms 70 with a large diameter, ie 40 mm to 80 mm, it is extremely difficult, however, to connect an auxiliary quartz rod 66 a with the same diameter to the preform 70 as with " 68 a". Even if the connection is possible, the connecting operation takes a lot of time, and the diameter of the connection between the preform 70 and the auxiliary quartz rod is often uneven, as in "68 b" is shown, and the connection around the periphery of the preform 70 around not uniform, so that the preform breaks off easily in the connection area when the preform moves. These problems are more common as the preform 70 increases in diameter.

Eine weitere Vorgehensweise nach dem Stand der Technik ver wendet eine Quarzstange 66b, deren Durchmesser kleiner ist als jener des Vorformlings 70, wie in Fig. 2C gezeigt. Die erhebliche Durchmesseränderung, wie bei "68c" gezeigt, führt jedoch zu einer Änderung des Drucks und der Flußgeschwindig keit der Inertgase 92 in dem Ofen 60, sobald der Verbindungs abschnitt in den Ofen 60 hineingelangt, so daß sich die Qua lität der erzeugten Lichtleitfaser infolge von Änderungen der Geschwindigkeit und der Spannung beim Spinnen der Licht leitfaser und des Faserdurchmessers verschlechtert.Another prior art approach uses a quartz rod 66 b, the diameter of which is smaller than that of the preform 70 , as shown in FIG. 2C. The significant change in diameter, as shown at " 68 c", however, leads to a change in the pressure and the flow rate of the inert gases 92 in the furnace 60 as soon as the connecting section enters the furnace 60 , so that the quality of the optical fiber produced deteriorated due to changes in the speed and the tension when spinning the optical fiber and the fiber diameter.

Um daher einen Vorformling 70 bei einem Graphitwiderstands ofen 60 einzusetzen, sollte die Verbindung zwischen dem Vor formling und den Hilfsquarzstangen 66a und 66b ebenso wie der Durchmesser des Vorformlings 70 entlang seiner gesamten Länge, gleichmäßig sein, ohne abrupte Änderungen. Da es al lerdings schwieriger wird, glatt den Vorformling 70 mit den Hilfsquarzstangen 66a und 66b zu verbinden, wenn der Durch messer des Vorformlings 70 zunimmt, weisen die Lichtleit fasern 90, die von dem Vorformling 70 innerhalb von 200 mm von dessen Ende aus gesponnen werden, unregelmäßige Durchmes ser auf, und dies führt zu Lichtleitfasern 90 mit schlechte rer Qualität.Therefore, in order to use a preform 70 in a graphite resistance furnace 60 , the connection between the preform and the auxiliary quartz rods 66 a and 66 b, as well as the diameter of the preform 70 along its entire length, should be uniform without abrupt changes. However, since it becomes more difficult, however, to connect the preform 70 smoothly with the auxiliary quartz rods 66 a and 66 b when the diameter of the preform 70 increases, the optical fibers 90 have the preform 70 within 200 mm of its end are spun irregular diameters, and this leads to optical fibers 90 with poorer quality.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Mini malisierung der Druckänderung in dem Ofen selbst dann, wenn eine lokale Durchmesseränderung vorhanden ist, die zwischen einem Lichtleitfaser-Vorformling und einer Hilfsquarzstange auftritt. Ein weiterer Vorteil besteht in der Minimalisierung der Flußgeschwindigkeitsänderungen der Inertgase in einem Ofen. An advantage of the present invention is the mini malification of the pressure change in the furnace even if there is a local change in diameter between an optical fiber preform and an auxiliary quartz rod occurs. Another advantage is the minimization the flow velocity changes of the inert gases in one Oven.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der einfache ren Verbindung eines Vorformlings für Lichtleitfasern an ei ner Hilfsquarzstange. Ein weiterer Vorteil der Erfindung be steht in der Verbesserung der Qualität einer Lichtleitfaser.Another advantage of the invention is that it is simple Ren connection of a preform for optical fibers on egg an auxiliary quartz rod. Another advantage of the invention be stands in the improvement of the quality of an optical fiber.

Ein Lichtleitfaser-Spinnofen gemäß der Erfindung, der mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung versehen ist, weist auf:
eine Heizvorrichtung, die zur Erhitzung eines Lichtleitfaser- Vorformlings ausgebildet ist, der durch die Einlaßöffnung zugeführt wird, damit eine nackte Lichtleitfaser durch die Auslaßöffnung abgezogen werden kann;
eine Vorrichtung, die einen Fluß von Inertgas von innerhalb des Ofens aus der Einlaßöffnung heraus verursacht: und
eine Einlaßmuffe, in welcher die Einlaßöffnung vorgesehen ist, wobei die Innenoberfläche der Einlaßmuffe Vorsprünge und/oder Einbuchtungen aufweist, die den Flußwiderstand der Muffe in bezug auf das nach außen gehende Inertgas erhöhen.An optical fiber spinning furnace according to the invention, which is provided with an inlet opening and an outlet opening, has:
a heater configured to heat an optical fiber preform that is fed through the inlet port so that a bare optical fiber can be withdrawn through the outlet port;
a device which causes a flow of inert gas from inside the furnace out of the inlet opening: and
an inlet sleeve in which the inlet opening is provided, the inner surface of the inlet sleeve having protrusions and / or indentations which increase the flow resistance of the sleeve with respect to the outward inert gas.

Vorzugsweise ist zumindest eine Nut um den Innenumfang der Einlaßmuffe herum vorgesehen. Die Nut kann gleichmäßig um den Umfang herum ausgebildet sein, mit einer regelmäßigen Tiefe. Vorzugsweise beträgt die Tiefe der Nut zumindest 0,5 mm, die Breite der Nut zumindest 1 mm, und die Axiallänge der Einlaßmuffe zumindest 10 mm. Wenn mehr als eine derarti ge Nut vorgesehen ist, beträgt die Entfernung zwischen den Nuten zumindest 1 mm.Preferably, at least one groove is around the inner circumference of the Inlet sleeve provided around. The groove can turn around evenly be trained around the perimeter with a regular Depth. The depth of the groove is preferably at least 0.5 mm, the width of the groove is at least 1 mm, and the axial length the inlet sleeve at least 10 mm. If more than one of these ge groove is provided, the distance between the Grooves at least 1 mm.

Vorzugsweise sind die Axiallänge und der Innendurchmesser der Einlaßmuffe gleich 450 mm bzw. 53 mm, beträgt die Tiefe jeder Nut 1,5 mm, die Breite jeder Nut 5 mm, und die Entfernung zwischen Nuten 5 mm. The axial length and the inner diameter are preferably Inlet sleeve equal to 450 mm or 53 mm, the depth of each 1.5 mm groove, the width of each groove 5 mm, and the distance between grooves 5 mm.

Alternativ hierzu kann die Einlaßmuffe zumindest zwei der artige Nuten mit unterschiedlichen Tiefen aufweisen.Alternatively, the inlet sleeve may have at least two of the have like grooves with different depths.

Die Heizvorrichtung kann ein elektrisches Heizelement auf weisen, und von einem Isolator umgeben sein, um zu verhin dern, daß von dem Heizelement erzeugte Wärme in die Umgebung entweicht.The heating device can be an electric heating element point, and be surrounded by an insulator to prevent that the heat generated by the heating element into the environment escapes.

Eine Graphitbodenmuffe kann so vorgesehen sein, daß sie von dem Heizelement umgeben ist, und in der Nähe der Auslaßöff nung angeordnet ist.A graphite bottom sleeve can be provided so that it is is surrounded by the heating element, and in the vicinity of the outlet opening is arranged.

Die Vorrichtung zur Erzeugung eines Flusses von Inertgas kann einen Gasdiffusor aufweisen, der in der Nähe der Ein laßmuffe angeordnet ist, und in der Nähe des Bodens des Heizelements.The device for generating a flow of inert gas can have a gas diffuser located near the inlet lassmuffe is arranged, and near the bottom of the Heating element.

Vorzugsweise wird die Auslaßöffnung durch eine einstellbare Irisblende gebildet, die in einer verlängerten Einheit vor gesehen ist.Preferably, the outlet opening is adjustable Iris formed in an elongated unit in front is seen.

Vorzugsweise ist der Innendurchmesser der Einlaßmuffe größer als der Durchmesser des Vorformlings, und zwar um zumindest 0,5 mm, jedoch nicht mehr als 8 mm.Preferably, the inside diameter of the inlet sleeve is larger than the diameter of the preform, at least by 0.5 mm, but not more than 8 mm.

Ein Verfahren zum Verbinden eines Lichtleitfaser-Vorformlings mit einer Hilfsquarzstange gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgende Schritte auf:
Verbinden des Vorformlings mit einer Hilfsquarzstange mit geringerem Durchmesser;
Einführen eines Hilfsquarzrohres über die Hilfsquarzstange mit geringerem Durchmesser; und
Anbringen des Vorformlings und der Quarzstange und des Rohrs an einer Aufspannvorrichtung einer Vorrichtung zum Spinnen einer Lichtleitfaser.A method of connecting an optical fiber preform to an auxiliary quartz rod in accordance with the present invention comprises the following steps:
Connecting the preform to an auxiliary quartz rod of smaller diameter;
Inserting an auxiliary quartz tube over the auxiliary quartz rod with a smaller diameter; and
Attaching the preform and the quartz rod and the tube to a jig of an optical fiber spinning device.

Vorzugsweise wird das Hilfsquarzrohr so über die Hilfsquarz stange mit dem kleineren Durchmesser aufgeschoben, daß das Quarzrohr an den Vorformling anstößt.The auxiliary quartz tube is preferably placed over the auxiliary quartz with the smaller diameter that the Quartz tube abuts the preform.

Ein Spalt von zwischen 0,5 mm und 4 mm wird vorzugsweise zwischen dem Innendurchmesser des Hilfsquarzrohrs und dem Außendurchmesser der Hilfsquarzstange ausgebildet.A gap of between 0.5 mm and 4 mm is preferred between the inside diameter of the auxiliary quartz tube and the Outside diameter of the auxiliary quartz rod is formed.

Der Außendurchmesser des Hilfsquarzrohres kann im wesentli chen ebenso groß sein wie jener des Vorformlings. Vorzugs weise unterscheidet sich der Außendurchmesser des Hilfsquarz rohrs von jenem des Vorformlings um höchstens ± 0,5 mm.The outer diameter of the auxiliary quartz tube can essentially as large as that of the preform. Preferential the outer diameter of the auxiliary quartz differs tube from that of the preform by a maximum of ± 0.5 mm.

Die Länge des Hilfsquarzrohrs kann größer als 50 mm sein. Zu mindest zwei Quarzrohre von weniger als 50 mm können zusam men eingesetzt werden, um ein Verbundquarzrohr auszubilden das eine Nettolänge von mehr als 50 mm aufweist.The length of the auxiliary quartz tube can be greater than 50 mm. To at least two quartz tubes of less than 50 mm can be together men can be used to form a composite quartz tube which has a net length of more than 50 mm.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:The invention is illustrated below with reference to drawings illustrated embodiments, from which further advantages and features emerge. It shows:

Fig. 4 ein allgemeines Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Spinnen einer Lichtleitfaser; Fig. 4 is a general block diagram of an apparatus for spinning an optical fiber;

Fig. 2A, 2B und 2C schematisch den Aufbau eines Lichtleit faser-Vorformlings, wenn der Vorformling mit einer Hilfsquarzstange gemäß dem Stand der Technik ver bunden ist; Fig. 2A, 2B and 2C schematically is the construction of a light guide fiber preform when the preform with an auxiliary quartz rod ver according to the prior art connected;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Ofens einer konventionellen Vorrichtung zum Spinnen einer Licht leitfaser nach dem Stand der Technik; Fig. 3 is a sectional view showing the structure of a furnace of a conventional apparatus for spinning a leitfaser light according to the prior art;

Fig. 1 eine Schnittansicht des Aufbaus des Ofens einer Vor richtung zum Spinnen einer Lichtleitfaser gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a sectional view of the structure of the furnace of a device for spinning an optical fiber according to the present invention;

Fig. 5A und 5B jeweils schematische Schnittansichten des Aufbaus der Einlaßmuffe, die auf der Oberseite des Ofens gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist; FIGS. 5A and 5B are schematic sectional views showing the structure of the inlet sleeve, which is in accordance with the present invention mounted on the top of the furnace;

Fig. 6 den Aufbau der Basis von Lichtleitfasern, wenn ein Vorformling mit einer Hilfsquarzstange und einem Hilfsquarzrohr gemäß der vorliegenden Erfindung ver bunden ist; und Fig. 6 shows the structure of the base of optical fibers, when a preform is connected to an auxiliary quartz rod and an auxiliary silica tube according to the present invention ver; and

Fig. 7A und 7B den bei der vorliegenden Erfindung verwende ten Aufbau, der zur Aufrechterhaltung der Durchmes ser eines Hilfsquarzrohrs und eines Vorformlings für eine Lichtleitfaser mit demselben Durchmesser eingesetzt wird. FIGS. 7A and 7B to be used in the present invention th structure which is used to maintain the ser diam an auxiliary quartz tube, and a preform for an optical fiber having the same diameter.

Nunmehr wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegen den Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beige fügten Figuren beschrieben.A preferred embodiment of the will now be presented the invention in detail with reference to the beige added figures described.

Fig. 1, Fig. 5A und 5B sind Schnittansichten des Ofens und der Einlaßmuffe der Vorrichtung zum Spinnen einer Lichtleit faser gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein Heizelement 24 zur Erzeugung hoher Temperaturen durch elek trische Widerstandsheizung in einem Ofen 10 vorgesehen ist. Fig. 1, Fig. 5A and 5B are sectional views of the furnace and the inlet sleeve of the device for spinning an optical fiber according to the present invention, in which a heating element 24 is provided for generating high temperatures by electric resistance heating in a furnace 10 .

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 verhindern, daß die von dem Heizelement 24 erzeugte Wärme auf die Umgebung übertragen wird. Eine Graphitbodenmuffe 34 ist um den Innen boden des Heizelements 24 herum 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 zumin dest 0,5 mm, jedoch nicht mehr als 8 mm.The element 24 liquefies a preform 12 so that an optical fiber 40 can be spun. An insulator 30 is provided around the heating element 24 to prevent the heat generated by the heating element 24 from being transferred to the environment. A graphite bottom sleeve 34 is arranged around the inner bottom of the heating element 24 . A gas diffuser 20 and 21 for supplying inert gases 28 is provided on the top and bottom of the heating element 24 . An inlet sleeve 16 is mounted on top of the gas diffuser 20 so that it is aligned with the central axis of the heating element 24 to minimize pressure fluctuations within the heating element 24 and a change in the flow rate of the inert gases 28 . The inner diameter of the inlet sleeve 16 is larger than the diameter of the preform 12 , by more than at least 0.5 mm, but not more than 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 Innendurchmesser C der Einlaßmuffe um zumindest 1 mm die Tiefe beträgt daher zumindest 0,5 mm), die Breite D der Nut 18 beträgt zumindest 1 mm, die Entfernung E zwischen Nuten beträgt zumindest 1 mm, und die Höhe A der Einlaßmuffe 16 beträgt zumindest 10 mm. Darüber hinaus ist die Form der Einlaßmuffe 16 so gewählt, daß die Höhe A und der Innendurch messer 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 zwi schen den Nuten 18 den Wert von 5 mm hat. Zumindest zwei Nu ten 18 können mit unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen sein. The inlet sleeve 16 is provided with at least one uniform groove 18 around its inner circumference to prevent great resistance to the flow of the outgoing inert gases 28 . The inner diameter B of the groove 18 is larger than the inner diameter C of the inlet sleeve by at least 1 mm, the depth is therefore at least 0.5 mm), the width D of the groove 18 is at least 1 mm, the distance E between grooves is at least 1 mm, and the height A of the inlet sleeve 16 is at least 10 mm. In addition, the shape of the inlet sleeve 16 is chosen so that the height A and the inner diameter B of the inlet sleeve 16 have the value of 450 mm and 53 mm, the inner diameter C of the groove 18 has the value 56 mm (i.e. the depth s is 1.5 mm), the width D of the groove 18 is 0.5 mm, and the distance E between the grooves 18 is 5 mm. At least two nuts 18 can be provided with different diameters.

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 Lichtleit fasern abgezogen werden.At the bottom of an extension unit 36 , which is attached under the oven 10 , an iris 38 is provided to control the dimensions of the hole through which optical fibers are withdrawn.

Bei einem derartigen Ofen wird der Lichtleitfaser-Vorformling 12 in den Ofen 10 durch das Zentrum der Einlaßmuffe 16 hin durch 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 inner halb 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 Innenober fläche der Muffe 16 mehrere Nuten 18 mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, so daß ein großer Widerstand gegen den Fluß der Inertgase 28 vorhanden ist, wenn diese den Ofen 10 durch den ersten Spalt 14 verlassen.In such a furnace, the optical fiber preform 12 is inserted into the furnace 10 through the center of the inlet sleeve 16 and the inert gases 28 exit the furnace 10 through a first gap 14 between the preform 12 and the sleeve 16 . As the inert gases 28 exit the furnace, the effect of this process on the conditions within the furnace 10 is relatively small because the inlet sleeve 16 of the furnace 10 has a height A that is greater than that of the prior art furnace 60 , and since the inner surface of the sleeve 16 has a plurality of grooves 18 with different diameters, so that there is a large resistance to the flow of the inert gases 28 when they leave the furnace 10 through the first gap 14 .

Daher kann dieser Ofen die Beeinträchtigung der Qualität von Lichtleitfasern minimalisieren, die von der Änderung der Be dingungen innerhalb des Ofens herrührt, selbst wenn ein Vor formling mit einer Hilfsquarzstange mit unterschiedlichem Durchmesser verbunden wird. Darüber hinaus weist der Ofen eine Einlaßmuffe auf, welche Schwankungen der Flußgeschwin digkeit der Inertgase minimalisiert, und des Drucks inner halb des Ofens selbst wenn der Vorformling mit einer Hilfs quarzstange mit einigen lokalen Durchmesseränderungen verbun den wird.Therefore, this oven can affect the quality of Minimize optical fibers by changing the loading conditions inside the oven, even if there is a pre molding with an auxiliary quartz rod with different Diameter is connected. In addition, the oven points an inlet sleeve on what fluctuations in river speed minimized the inert gases, and the pressure inside half of the oven even if the preform with an auxiliary quartz rod combined with some local changes in diameter that will.

Die Fig. 6, 7A und 7B sind Schnittansichten, die ein Verfah ren und eine Vorrichtung zum Verbinden eines Lichtleitfaser- Vorformlings mit einer Hilfsquarzstange und einem Hilfsquarz rohr zeigen. FIGS. 6, 7A and 7B are sectional views illustrating a procedural ren and show a device for connecting an optical fiber preform with an auxiliary quartz rod and an auxiliary quartz tube.

Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 6 das Verfahren zum Verbinden des Vorformlings 12 mit einer Hilfsquarzstange 44 beschrieben.The method for connecting the preform 12 to an auxiliary quartz rod 44 will be described below with reference to FIG. 6.

Der erste Schritt besteht darin, den Vorformling mit einer Hilfsquarzstange 44 mit kleinerem Durchmesser als dem Durch messer des Vorformlings 12 zu verbinden, was einfach ausge führt werden kann, infolge des kleineren Durchmessers der Quarzstange 44.The first step is to connect the preform with an auxiliary quartz rod 44 with a smaller diameter than the diameter of the preform 12 , which can be easily performed due to the smaller diameter of the quartz rod 44th

Der zweite Schritt besteht darin, daß ein Hilfsquarzrohr 48, das aus demselben Material besteht wie der Vorformling 12, um die Quarzstange mit kleinerem Durchmesser herum angeord net wird, und dann oben auf dem Vorformling 12 aufliegt, um Probleme beim Spinnen der Lichtleitfaser 40 infolge großer Änderungen des Durchmessers zwischen der Hilfsquarzstange 44 und dem Vorformling 12 für die Lichtleitfasern zu verhindern. Der Außendurchmesser des Quarzrohrs 48 ist ebenso groß wie jener des Vorformlings 12. Der Innendurchmesser der Quarz rohranordnung ist so gewählt, daß ein zweiter Spalt 46 mit vorbestimmten Abmessungen erzeugt wird, wenn das Quarzrohr 48 die Hilfsquarzstange 44 umschließt. Der zweite Spalt ist größer als 0,5 mm und kleiner als 4 mm. Der Außendurchmesser des Quarzrohres 48 kann sich von dem Außendurchmesser des Vorformlings um ± 0,5 mm unterscheiden. Die Länge des Quarz rohres 48 beträgt mehr als 50 mm, oder es können zwei Quarz rohre mit geringerer Länge zusammen dazu verwendet werden, eine Gesamtlänge von mehr als 50 mm zur Verfügung zu stellen.The second step is that an auxiliary quartz tube 48, made of the same material as the preform 12, angeord net around the quartz rod with a smaller diameter around and rests on the preform 12 is then above to problems during spinning of the optical fiber 40 due to large To prevent changes in the diameter between the auxiliary quartz rod 44 and the preform 12 for the optical fibers. The outer diameter of the quartz tube 48 is as large as that of the preform 12 . The inner diameter of the quartz tube arrangement is chosen so that a second gap 46 is generated with predetermined dimensions when the quartz tube 48 encloses the auxiliary quartz rod 44 . The second gap is larger than 0.5 mm and smaller than 4 mm. The outside diameter of the quartz tube 48 can differ from the outside diameter of the preform by ± 0.5 mm. The length of the quartz tube 48 is more than 50 mm, or two quartz tubes of shorter length can be used together to provide a total length of more than 50 mm.

Der dritte Schritt besteht darin, den Vorformling 12, der mit der Quarzstange 44 und dem Quarzrohr 48 verbunden ist, an einer Aufspannvorrichtung 62 einer Vorrichtung zum Spin nen einer Lichtleitfaser anzubringen, und die Lichtleitfasern 40 zu spinnen. The third step is to attach the preform 12 connected to the quartz rod 44 and the quartz tube 48 to a jig 62 of an optical fiber spinning device, and to spin the optical fibers 40 .

Wenn ein Vorformling 12 wie voranstehend geschildert ausge bildet wird, wird die Verbindung zwischen dem Quarzrohr 48 und dem Vorformling 12 etwas nach innen eingedrückt ausgebil det. Dies liegt daran, daß dann, wenn ein Vorformling 12 und eine Hilfsquarzstange 44 vor ihrer Verbindung erwärmt werden, die Flamme des Brenners die scharfen Kanten des Vorformlings abrundet. Diese geringe Eindrückung fühlt dazu, daß sich die Bedingungen innerhalb eines Graphitwiderstandsofens 60 nach dem Stand der Technik in dem Moment ändern, in welchem der Spalt mit dem Durchgang durch den Ofen 60 beginnt. Wenn je doch eine Einlaßmuffe 16 in einem Ofen gemäß der vorliegen den Erfindung verwendet wird, dann hat der Spalt, der an der Verbindungsstelle 50 zwischen dem Vorformling 12 und einer Hilfsquarzstange 44 ausgebildet wird, keine Auswirkungen auf die Bedingungen innerhalb des Ofens 10.If a preform 12 is formed out as described above, the connection between the quartz tube 48 and the preform 12 is pressed out slightly inward. This is because when a preform 12 and an auxiliary quartz rod 44 are heated prior to their connection, the flame of the burner rounds off the sharp edges of the preform. This slight indentation feels cause the conditions inside a graphite resistance furnace 60 change according to the state of the art at the moment in which the gap starts with the passage through the furnace 60th However, if an inlet sleeve 16 is used in a furnace in accordance with the present invention, the gap formed at the junction 50 between the preform 12 and an auxiliary quartz rod 44 will not affect the conditions within the furnace 10 .

Das voranstehend geschilderte Verfahren weist daher folgende Vorteile auf. Es ist einfach einzusetzen, da das Quarzrohr einfach an einen Vorformling für eine Lichtleitfaser und ei ner Hilfsquarzstange befestigt und von diesen entfernt werden kann. Es verringert die Herstellungskosten, infolge verbes serter Recyclingmöglichkeiten. Die Verbindung wird auf sehr einfache Weise hergestellt, wenn der Vorformling mit großem Durchmesser mit einer Hilfsquarzstange verbunden wird.The method described above therefore has the following Advantages on. It is easy to use because of the quartz tube simply on a preform for an optical fiber and egg ner quartz rod attached and removed from this can. It reduces manufacturing costs due to verbes recycling options. The connection is on very manufactured in a simple way when the preform is large Diameter is connected with an auxiliary quartz rod.

Claims

1. Oven designed for spinning an optical fiber, which has an inlet opening and an outlet opening and is provided with:
a heater which is designed to heat an optical fiber preform which is inserted through the inlet opening so that a bare optical fiber can be pulled out of the outlet opening;
a device for generating a flow of an inert gas from within the furnace from the inlet opening; and
an inlet sleeve in which the inlet opening is provided, the inner surface of the inlet sleeve having protrusions and / or indentations which increase the resistance of the inlet sleeve to the flow of the outgoing inert gas.

2. Oven according to claim 1, characterized in that at least least a groove along the inner circumference of the inlet sleeve is seen.

3. Oven according to claim 1, characterized in that the groove uniform around the circumference with uniform depth is trained.

4. Oven according to claim 2, characterized in that the tie fe of the groove is at least 0.5 mm, the width of the groove is at least 1 mm, and the axial length of the inlet sleeve is at least 10 mm.

5. Oven according to claim 2, characterized in that more is provided as such a groove, and that the Ent distance between the grooves is at least 1 mm.

6. Oven according to claim 5, characterized in that the Axial length and the inner diameter of the inlet sleeve 450 mm or 53 mm, the depth of each groove is 1.5 mm is, the width of each groove is 5 mm, and that the Distance between the grooves is 5 mm.

7. Oven according to claim 2, characterized in that the Inlet sleeve at least two such grooves with under has different depths.

8. Oven according to claim 1, characterized in that the Heater has an electric heating element.

9. Oven according to claim 8, characterized in that white thereafter an isolating device is provided which Surrounding heating element to prevent the heating element generated heat escapes into the environment.

10. Oven according to claim 8, characterized in that further back a graphite bottom sleeve is provided by the Heating element is surrounded, and near the outlet is arranged.

11. Oven according to claim 1, characterized in that the Device for generating a flow of inert gas has a gas diffuser located near the inlet sleeve and the bottom of the heating element is arranged.

12. Oven according to claim 1, characterized in that the off opening is formed by an adjustable iris diaphragm which is arranged in an extension unit.

13. Oven according to claim 1, characterized in that it for Trained using an optical fiber preform is, the inner diameter of the inlet sleeve is larger than the diameter of the preform by at least 0.5 mm is, but not more than 8 mm.

14. A method of connecting an optical fiber preform to an auxiliary quartz rod, comprising the following steps:
Connecting the preform to an auxiliary quartz rod of smaller diameter;
Sliding an auxiliary quartz tube over the auxiliary quartz rod with a smaller diameter; and
Attaching the preform and the quartz rod and the tube to a jig of an optical fiber spinning device.

15. The method according to claim 14, characterized in that the auxiliary quartz tube over the auxiliary quartz rod with the smaller diameter is pushed on, so that the quartz tube abuts the preform.

16. The method according to claim 14, characterized in that a gap of 0.5 mm to 4 mm between the inside diameter of the auxiliary quartz tube and the outer diameter of the Auxiliary quartz rod is formed.

17. The method according to claim 14, characterized in that the outer diameter of the quartz tube essentially is equal to the outside diameter of the preform.

18. The method according to claim 17, characterized in that the outer diameter of the auxiliary quartz tube differs from that Outside diameter of the preform by a maximum of ± 0.5 mm differs.

19. The method according to claim 14, characterized in that the length of the auxiliary quartz tube is greater than 50 mm.

20. The method according to claim 19, characterized in that at least two quartz tubes of less than 50 mm each Length used together to form a composite quartz pipe with a total length of more than 50 mm.