DE2025921A1 - Gerät zur Herstellung einer Glasröhre mit radial abgestufter Zusammensetzung - Google Patents

Gerät zur Herstellung einer Glasröhre mit radial abgestufter Zusammensetzung

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DE2025921A1
DE2025921A1 DE19702025921 DE2025921A DE2025921A1 DE 2025921 A1 DE2025921 A1 DE 2025921A1 DE 19702025921 DE19702025921 DE 19702025921 DE 2025921 A DE2025921 A DE 2025921A DE 2025921 A1 DE2025921 A1 DE 2025921A1
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Alec Harley; Drake Cyril Francis; Harlow Essex Reeves (Großbritannien)
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Description

Patentanwalt
7 Stuttgart - j5O
Kurze Strasse 8
A.H. Reeves - CP. Drake 9I-36
INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK
Gerät zur Herstellung einer Glasröhre mit radial abgestufter Zusammensetzung
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Herstellung einer Glasröhre mit radial abgestufter Zusammensetzung, aus der dann Glasstäbe oder Glasfasern mit radial abgestufter Zusammensetzung gezogen werden können.
Derartige Glasstäbe oder Glasfasern weisen demzufolge einen radial abgestuften Brechungsindex auf und werden vorwiegend zur Lichtübertragung verwendet/Es ist bekannt, daß eine Glasfaser mit einem quadratisch abgestuften Brechungsindex nach der Gleichung η = η (1 - kr ) als Multimode-Hohlleiter verwendet werden kann. In der Gleichung ist η der Brechungsindex an der Achse und k eine positive Konstante. Ein derartiger Hohlleiter weist die Eigenschaft auf, daß der Anteil der optischen Energie, die an der Wand der Glasfaser aufprallt, beträchtlich verringert 1st im Verhältnis zu einem Multimode-Hohlleiter, der aus einer normalen Glasfaser aufgebaut ist. Diese Verringerung wirkt sich in einer Erniedrigung der Dämpfung der Glasfaser aus, die durch die Verluste gegeben ist, die durch Unregelmäßigkeiten in der Glasfaserwand bedingt sind.
Vo/Or
22. Mai 1970 009849/ UtO
A.H. Reeves 91-36
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zur Herstellung einer Glasrohre mit radial abgestufter Zusammensetzung zu schaffen, das leicht zu bedienen ist und mit dem die radiale Zusammensetzung der Glasröhre einstellbar ist. Das Gerät zur Herstellung einer Glasrohre mit radial abgestufter Zusammensetzung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelztiegel für geschmolzenes Glas eine in den Boden eingesetzte Metallröhre trägt, daß Heizgeräte zum Schmelzen des Tiegelinhaltes und zur Temperatureinstellung an.dem aus dem Boden des Schmelztiegels ragenden Teil der Metallröhre vorgesehen sind und daß dem Schmelztiegel in gesteuerten Raten neues Material für die Schmelze zuführbar ist. Der an der Innenwand der Metallwand fließende Glasfluß härtet nur teilweise aus und es bildet sich eine mehrschichtige Glasrohre, aus der in Ziehvorgängen die Glasfaser mit dem gewünschten Durchmesser und der gewünschten radial abgestuften Zusammensetzung gezogen werden kann, wie sie als Multimode-Hohlleiter verwendet wird.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch das Gerät zur Herstellung einer
Glasröhre mit radial abgestufter Zusammensetzung
und
Fig. 2 schematisch, wie aus einer Glasröhre nach Fig. eine massive, zylindrische Faser gezogen wird.
Das Gerät zur Herstellung einer Gl&srSta® mit radial abgestufter Zusammensetzung n&ofc Fig. 1 fo©s%©!rt aus ®ineia 3ohm©lifelegel X, aa dessin B©ö©n ©im© Iteföallrötiye 2
A.H. Reeves 91-36
angebracht ist. Der Schmelztiegel 1 wird von einem Heizgerät 3 umgeben, das den Inhalt des Schmelztiegels beheizt. Ein weiteres System von Heizgeräten 4 umgibt den Teil der Metallröhre 2, der über den Boden des Schmelztiegels 1 herausragt. >
Wenn das Gerät in Betrieb genommen wird, dann wird der Schmelztiegel 1 mit geschmolzenem Glas 5 gefüllt. Die Füllhöhe liegt gerade über der Oberkante der Metallröhre 2, so daß ein kleiner Glasfluß aus dem Schmelztiegel an der · Innenwand der Metallröhre 2 hinunterfließt. Dieser Glasfluß wird über die Oberflächenspannung an der Wand der Metallröhre gehalten. Der Glasverlust im Schmelztiegel wird durch Zufuhr von neuem Material zur Schmelze 5 in gesteuerten Raten ausgeglichen. Das System der Heizgeräte 4 wird so gesteuert, daß die gewünschten Temperaturbedingungen einge- · halten sind, so daß sich nur ein Teil des Glasflusses in eine dünne röhrenförmige Schicht 6 mit gleicher Dicke auf der Innenwand der Metallröhre 2 verfestigt, während der übrige Teil 7 geschmolzen bleibt und am unteren Ende der Metallröhre 2 bei 8 herausfließt. Dann wird auf dieser verfestigten Schicht eine neue Schicht aufgebracht, wobei die Zusammensetzung der Schmelze 5 im Schmelztiegel 1 und die Temperatur der Metallröhre 2 geändert werden. Auf diese Weise können nacheinander getrennte Schichten in unterschiedlicher Zusammensetzung aufgebaut werden. Die Temperatur der Metallröhre 2 und die Zusammensetzung der Schmelze 5 können jedoch auch kontinuierlich geändert werden. Um eine Glasrohre herzustellen, deren Brechungsindex zur Mitte hin zunimmt, die dann in einem folgenden
JO Ziehvorgang in eine quadratisch abgestufte Paser umgewandelt wird, hat die Schmelze zu Beginn 15 %y Na3O, 10 % CaO
009&Z.9/ 1 A 10
A.H. Reeves 91-J56
und 75 % si02* Diese Schmelze ändert ihre Zusammensetzung durch Zufuhr neuen Materials allmählich in 20 % Na2O, 10 % CaO und 70 % SiOp. Diese Änderung in der Zusammensetzung des Glasflusses führt zu einem Anstieg des Brechungsindex.
Wenn der Hohlzylinder aus verfestigtem Glas, der durch die Ablagerung von aufeinander folgenden Schichten gebildet wurde, die gewünschte Zusammensetzung und Wandstärke erreicht hat, dann wird der Glasfluß abgestellt und die Metallröhre 2 mit dem Glashohlzylinder an seiner Innenwand aus dem Schmelztiegel 1 herausgenommen. Dann wird in geeigneter Weise die Metallröhre 2 von dem Glaszylinder gelöst. Dazu kann Plußsäure verwendet werden, die die Glasoberfläche, die mit der Metallröhre verbunden und daher durch Metallionen verunreinigt ist, auch angreift.
Die so hergestellte Glasrohre kann dann gezogen werden, um * eine massive zylindrische Glasfaser zu erzeugen. Die Röhre wird in eine senkrecht stehende Glasziehmaschine eingesetzt und daraus ein Glasstab mit kleinerem Durchmesser hergestellt, wobei sich die Bohrung der Röhre in dem Verjüngungsbereich schließt, wie in Pig. ·2 schematisch gezeigt ist. Die Fig. zeigt die Glasrohre 20, die Verjüngungs- und Flußzone 21 und den massiven, zylindrischen Glasstab 22. Wenn es nötig ist, kann der Durchmesser des Glasstabes durch einen weiteren Ziehvorgang verringert werden, bis eine Glasfaser mit dem gewünschten Durchmesser erhalten wird.
5 Patentansprüche
1 Bl. Zeichnungen, 2 Fig.
0 0 9 B k 9 / 1 U 1 0

Claims (1)

  1. A.H. Reeves - CP. Drake 91-26
    Patentansprüche
    (l./ Gerät zur Herstellung einer Glasröhre mit radial abgestufter Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelztiegel (1) für geschmolzenes Glas eine in den Boden eingesetzte Metallröhre (2) trägt, daß Heizgeräte (j5, 4) zum Schmelzen des Tiegelinhaltes (5) und zur Temperatureinstellung an dem aus dem Boden des Schmelztiegels (l) ragenden Teil der Metallröhre (2) vorgesehen sind und daß dem Schmelztiegel (1) in gesteuerten Raten neues Material für die Schmelze (5) zuführbar ist.
    2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Glas zur Bildung von radial abgestuften Schichten unter der Schwerkraft in bestimmten Mengen an der Innenwand der Metallröhre (2) herunterfließt, wobei die Menge in Verbindung mit einer Änderung der Zusammensetzung des Glasflusses und der Temperatur an der Metallröhre (2) so festgelegt wird, daß sich nacheinander auf der Innenwand der Metallröhre (2) im wesentlichen gleich starke Schichten aus verfestigtem Glas bilden.
    Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der so gefertigte Glashohlzylinder (20) von der Metallröhre (2) durch Ätzung gelöst wird, z.B. mit Plußsäure.
    Vo/Or
    22. Mai. 1'//O
    Q.UOiH'J/ Uli)
    A.H. Reeves 91-56
    4. Gerät nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet , daß aus dem Glashohlzylinder (20) durch einen öder mehrere Ziehvorgänge ein Glasstab (22) mit bestimmtem Durchmesser gezogen wird.
    5. Gerät nach Anspruch K, dadurch gekennzeichnet, daß sich die öffnung des Glaszylinders (20) bei diesem Ziehvorgang im Verjüngungs- und Pließbereich (21) schließt.
    009849/U10
DE19702025921 1969-05-29 1970-05-27 Gerät zur Herstellung einer Glasröhre mit radial abgestufter Zusammensetzung Pending DE2025921A1 (de)

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FR2043777A7 (de) 1971-02-19
GB1223805A (en) 1971-03-03
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