DE19801699A1 - Vorrichtung zum Beschichten einer Faser - Google Patents
Vorrichtung zum Beschichten einer FaserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten einer Faser, insbesondere
einer optischen Glasfaser, mit einer Beschichtungskammer zum Aufbringen eines
Beschichtungsmaterials auf die Faser sowie wenigstens einer eine
Durchgangsbohrung zum Hindurchführen der Faser aufweisenden Düse.
Eine solche Vorrichtung zum Beschichten einer Faser ist in der DE 93 17 617 U1
beschrieben und wird beispielsweise bei der Herstellung einer aus einer
Glasvorform, einer sogenannten Preform, gezogenen optischen Glasfaser für die
Nachrichtenübertragung verwendet. Diese dünnen Glasfasern weisen eine sehr
geringe Festigkeit auf und sind mechanisch sehr empfindlich. Bereits die Führung
der Glasfaser über Umlenkrollen macht es erforderlich, die Faser mit einer
Beschichtung zu versehen, um sie so vor Beschädigungen zu schützen. Zu diesem
Zweck werden eine oder mehrere Überzüge, beispielsweise aus einem polymeren
Material, auf die Glasfaser aufgebracht, wobei beim Aufbringen mehrerer Schichten
diese sich regelmäßig in ihren mechanischen Eigenschaften unterscheiden.
Das Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf die Faser erfolgt in einer
Beschichtungskammer, die in Durchlaufrichtung der Faser gesehen an ihrem
unteren Ende durch eine eine enge Durchgangsbohrung zum Hindurchführen der
Faser und zum Abstreifen von überschüssigem Beschichtungsmaterial von der
Faser aufweisende Auslaufdüse abgeschlossen ist.
Eine in Durchlaufrichtung der Faser vor der Beschichtungskammer angeordnete
Einlaufdüse wird in der Regel ebenso wie die Auslaufdüse aus einem Hartmetall
oder aus einer Keramik ausgebildet.
Insbesondere beim Anfahren des Faserziehprozesses besteht die Gefahr, daß die
gezogene und noch nicht mit einer schützenden Beschichtung versehene Faser mit
der Düsenwandung der Einlaufdüse und auch der zunächst noch nicht mit
Beschichtungsmaterial benetzten Auslaufdüse in Berührung kommt und dabei
beschädigt wird. Bei Verwendung eines zu weichen Werkstoffes für die Düsen kann
es an der nicht oder nur in geringem Maße mit Beschichtungsmaterial benetzten
Einlaufdüse, aber auch an der beim Anfahren des Prozesses noch unbenetzten
Auslaufdüse, zu durch die durchlaufende Faser verursachten Fasereinschnitten in
der Düsenwandung kommen.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Beschichten
einer Faser zu schaffen, die die Herstellung einer Faser mit gleichbleibend guter
Qualität bei einer langen Betriebszeit der verwendeten Düsen ermöglicht.
Dieses Problem wird gelöst, indem die wenigstens eine Düse aus einem harten, von
abrasiven anorganischen Materialien freien Kunststoff ausgebildet ist.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch
die Verwendung eines solchen, ein günstiges Gleit- und Verschleißverhalten
aufweisenden Kunststoffs zur Herstellung der wenigstens einen Düse eine hohe
und gleichbleibende Qualität der beschichteten Faser gewährleistet werden kann.
Die Gefahr, daß die scharfkantige Faser in die Wandung der Düse einschneidet,
oder beim Hindurchlauf durch die Düse beschädigt wird, wird zuverlässig
vermieden. Zudem können mit aus einem harten, von abrasiven anorganischen
Materialien freien Kunststoff ausgebildeten Düsen lange Betriebszeiten der
erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt werden, ohne daß die Düsen wegen zu
hohem Verschleiß ausgetauscht werden müßten. Die Düsen eignen sich aus den
genannten Gründen insbesondere als Einlaufdüse einer Beschichtungskammer, die
auch im laufenden Beschichtungsprozeß nicht oder nur in geringem Umfang mit
schützendem Beschichtungsmaterial benetzt ist und durch die die noch
unbeschichtete Faser hindurchgeführt wird, da hier die Gefahr einer durch einen
Kontakt mit der Düsenwandung verursachten Beschädigung der Faser am größten
ist. Sie sind aber ebenfalls hervorragend als Auslaufdüse geeignet.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Düse aus einem Polyacetal ausgebildet ist.
Polyacetal ist bruchfest und weist ein sehr günstiges Gleit- und Verschleißverhalten
auf, so daß Beschädigungen von Düse oder Faser zuverlässig vermieden werden
und sich sehr lange Betriebszeiten ohne Düsenaustausch erzielen lassen. Düsen
aus Polyacetal sind darüber hinaus einfach und kostengünstig herstellbar und
haben eine gute Formbeständigkeit und eine gute Wärmestandfestigkeit.
Von Vorteil ist es, wenn die Düse aus einem mit Ruß gefüllten Kunststoff
ausgebildet ist. Die Rußpartikel verbessern die Wärmeleitfähigkeit der Düse und
den Abbau von unter Umständen an der Oberfläche der Faser vorhandenen
statischen Aufladungen. Zudem werden vagabundierende Strahlen ultravioletten
Lichts z. B. einer hinter der Beschichtungskammer angeordneten UV-Lichtquelle
absorbiert, so daß es zu keiner unerwünschten Voraushärtung von UV-reaktivem
Beschichtungsmaterial in der Beschichtungskammer kommen kann. Wegen der
amorphen Struktur von Ruß kommt es bei einer Berührung mit der Faser weder zu
Veränderungen an der Oberfläche noch zu irgendwelchen anderen
Beschädigungen der Faser.
Für eine kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einen
leichten Austausch der Düse ist es von Vorteil, wenn die Düse in einen Haltering
eingesetzt ist.
Dabei ist es für eine besonders einfache Montage und Demontage der Düse von
Vorteil, wenn der Haltering aus einem fluorhaltigen Polymer wie
Polytetrafluorethylen, Tetrafluorethylen-Perfluorpropylen-Copolymer oder
Perfluoralkoxy-Copolymer ausgebildet ist.
Für eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Düse ist es von
Vorteil, wenn sie im Spritzgußverfahren hergestellt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur vereinfacht dargestellt und in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die in der Figur beispielhaft dargestellte Vorrichtung zum Beschichten einer Faser 1,
insbesondere einer aus einer Glasvorform gezogenen optischen Glasfaser, weist
ein rohrförmiges Gehäuse 3 mit einer gestuften Durchgangsbohrung 7 auf. Ein
rohrförmig ausgebildetes Aufnahmeteil 9 ist in ein Ende dieser Durchgangsbohrung
7 in axialer Richtung teilweise eingeschoben. Konzentrisch zu der durch einen Pfeil
angedeuteten Durchlaufrichtung der Faser 1 durch die Vorrichtung weist das
Aufnahmeteil 9 eine durchgehende Längsbohrung 11 auf, in die ein rohrförmiger
Düsenhalter 13 eingesetzt ist. Auf eine an dem dem Aufnahmeteil 9 abgewandten
Ende des Gehäuses 3 gebildete Stirnseite 15 ist eine sich in der Durchlaufrichtung
der Faser 1 etwa kegelstumpfförmig erweiternde Gaskappe 17 aufgesetzt. So läuft
die zu beschichtende Faser 1 durch eine sich kegelstumpfförmig erweiternde
Durchgangsbohrung 19 der Gaskappe 17 in die Vorrichtung ein und tritt an dem der
Gaskappe 17 abgewandten Ende des Gehäuses 3 aus der Vorrichtung im
beschichteten Zustand aus. Zum Beispiel an dem der Gaskappe 17 zugewandten
Ende des Gehäuses 3 ist ein Gaszufuhrstutzen 21 in eine sich durch die Wandung
des Gehäuses hindurch erstreckende Gewindebohrung 23 eingeschraubt. Durch
den Gaszufuhrstutzen 21 ist ein Gas in die Durchgangsbohrung 7 des Gehäuses 3
zuführbar, mit dessen Hilfe die von der Faser 1 mitgeführte Luft sowie
gegebenenfalls an der Faser anhaftende Partikel im Gegenstromverfahren
abgestreift werden.
Konzentrisch zu der Durchlaufrichtung der Faser 1 erstreckt sich bei diesem
Ausführungsbeispiel in dem Düsenhalter 13 eine durchgehende, gestufte
Aufnahmebohrung 25. An ihrem der Gaskappe 17 zugewandten Ende hat die
Aufnahmebohrung 25 einen sich in Durchlaufrichtung der Faser 1
kegelstumpfförmig verjüngenden Trichterabschnitt 27 sowie der Gaskappe 17
abgewandt einen Parallelabschnitt 29. In Durchlaufrichtung der optischen Faser 1
zwischen dem Trichterabschnitt 27 und dem Parallelabschnitt 29 ist in der
Aufnahmebohrung 25 ein in radialer Richtung nach innen weisender, eine kleinere
lichte Weite als der Parallelabschnitt 29 aufweisender Halteabsatz 31 ausgebildet.
In dem Parallelabschnitt 29 der Aufnahmebohrung 25 des Düsenhalters 13 sind
eine eine Durchgangsbohrung 35 zum Hindurchführen der Faser 1 aufweisende
Einlaufdüse 33 sowie eine eine Durchgangsbohrung 45 zum Hindurchführen der
Faser 1 aufweisende Auslaufdüse 43 angeordnet. In axialer Richtung zwischen der
Einlaufdüse 33 und der Auslaufdüse 43 ist eine Beschichtungskammer 51 zum
Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf die Faser 1 gebildet.
Sowohl die Einlaufdüse 33 als auch die Auslaufdüse 43 sind bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel jeweils in einen äußeren Haltering 39 bzw. 47 eingesetzt, die
z. B. aus einem elastischen Kunststoff mit niedriger Gleitreibungszahl wie
Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen. Mit diesen beiden Halteringen 39 und 47
sind die beiden Düsen 33 und 43 in den Parallelabschnitt 29 der Aufnahmebohrung
25 eingesetzt, beispielsweise eingepreßt, wobei der Haltering 39 mit seiner einen
Stirnseite 37 an dem Halteabsatz 31 der Aufnahmebohrung 25 anliegt. Einlaufdüse
33 und Auslaufdüse 43 wie in dem hier vorliegenden Fall in Form von
Düseneinsätzen auszubilden, die in Halteringe eingesetzt werden, vereinfacht die
Montage und Demontage der beiden Düsen. Die Elastizität der Halteringe 39 und
47 gewährleistet eine gute Abdichtung in radialer Richtung zwischen dem Umfang
der Einlaufdüse 33 bzw. der Auslaufdüse 43 und der Wandung der
Aufnahmebohrung 25. Es ist aber ebenfalls möglich, die Halteringe 39 und 47
beispielsweise aus einem Stahl auszubilden oder auf die Halteringe zu verzichten
und die Einlaufdüse 33 sowie die Auslaufdüse 43 unmittelbar in die
Aufnahmebohrung 25 des Düsenhalters 13 einzusetzen.
Die Einlaufdüse 33 und die Auslaufdüse 43 sind bei diesem Ausführungsbeispiel
beide aus einem mit Ruß gefüllten Polyacetal (POM) ausgebildet. Durch diese
Maßnahme wird die Faser 1 im Fall einer Berührung der Wandung der Einlaufdüse
33 oder der Auslaufdüse 43, wie sie sich insbesondere beim Einfädeln der Faser 1
zu Beginn des Herstellungsprozesses nicht immer vermeiden läßt, wirkungsvoll vor
mechanischen Beschädigungen geschützt. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die
Einlaufdüse 33 von großer Bedeutung, da die Wandung ihrer Durchgangsbohrung
35 auch im laufenden Prozeß nicht oder nur in geringem Maße mit
Beschichtungsmaterial benetzt ist und zudem die Faser 1 selbst noch keine
schützende Schicht aufweist. Fasereinschnitte in den Wandungen der
Durchgangsbohrungen 35 und 45 der beiden Düsen 33 und 43 werden zuverlässig
vermieden. Zudem wird die von der Faser 1 abgegebene Wärme gut abgeleitet und
statische Aufladungen an der Faseroberfläche werden sicher abgebaut. Darüber
hinaus wird ultraviolettes Licht, das beispielsweise von zur Aushärtung des auf die
Faser 1 aufgebrachten Beschichtungsmaterials verwendeten UV-Lampen
abgestrahlt wird, sicher absorbiert, so daß es zu keiner unerwünschten
Voraushärtung von Beschichtungsmaterial in der Beschichtungskammer 51
kommen kann.
Das zur Beschichtung der Faser 1 dienende und unter Druck stehende flüssige
Beschichtungsmaterial, z. B. ein unter Einfluß von UV-Strahlung vernetzbarer
und/oder aushärtbarer Lack, wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in die
Beschichtungskammer 51 über einen in eine Gewindebohrung 53 des
Aufnahmeteils 9 eingeschraubten Lackzufuhrstutzen 55 eingebracht. Zur
gleichmäßigen Zufuhr des Beschichtungsmaterials in die Beschichtungskammer 51
sind in dem Düsenhalter 13 z. B. vier in radialer Richtung verlaufende Kanäle 57
ausgebildet. An dem Umfang des Düsenhalters 13 ist im Bereich der Kanäle 57
eine mit der Gewindebohrung 53 in Verbindung stehende umlaufende Ringnut 59
vorgesehen. In axialer Richtung zwischen der Einlaufdüse 33 und der Auslaufdüse
43 ist in der Beschichtungskammer 51 eine Ringdüse 61 mit mit den Kanälen 57 in
Verbindung stehenden Zufuhrbohrungen 63 angeordnet. Durch die
Gewindebohrung 53, die Ringnut 59, die Kanäle 57 und die Zufuhrbohrungen 63
der Ringdüse 61 gelangt das flüssige Beschichtungsmaterial in die
Beschichtungskammer 51.
Zwischen dem Aufnahmeteil 9 und dem Gehäuse 3 ist bei diesem
Ausführungsbeispiel eine Kammer 65 vorgesehen, die die Temperierung des
Beschichtungsmaterials mittels eines flüssigen Mediums und damit das Einhalten
eines vorgegebenen Temperaturniveaus des Beschichtungsmaterials in der
Beschichtungskammer 51 ermöglicht.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Beschichten einer Faser (1), insbesondere einer optischen
Glasfaser, mit einer Beschichtungskammer (51) zum Aufbringen eines
Beschichtungsmaterials auf die Faser (1) sowie wenigstens einer eine
Durchgangsbohrung (35; 45) zum Hindurchführen der Faser (1) aufweisenden
Düse (33; 43), dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Düse
(33; 43) aus einem harten, von abrasiven anorganischen Materialien freien
Kunststoff ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in
Durchlaufrichtung der Faser (1) vor der Beschichtungskammer (51)
angeordnete Einlaufdüse (33) aus hartem, von abrasiven anorganischen
Materialien freiem Kunststoff ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Düse (33; 43) aus einem Polyacetal ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (33; 43) aus einem mit Ruß gefüllten Kunststoff ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (33; 43) in einen Haltering (39; 47) eingesetzt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering
(39; 47) aus einem fluorhaltigen Polymer ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering
(39; 47) aus Metall ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (33; 43) im Spritzgußverfahren hergestellt ist.
Priority Applications (1)
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DE19801699A Withdrawn DE19801699A1 (de) | 1998-01-17 | 1998-01-17 | Vorrichtung zum Beschichten einer Faser |
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Country | Link |
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DE (1) | DE19801699A1 (de) |
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