DE2530684B2 - Verfahren und Einrichtung zum Ziehen von Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Ziehen von Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ziehen von Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung (auch dielektrische Lichtwellenleiter genannt) aus einem Doppeltiegel.
Bei einem derartigen Verfahren wird eine ummantelte Faser aus einem Doppeltiegel gezogen. Der Doppeltiegel besteht aus einem äußeren Tiegel mit einer Ziehdüse und aus einem in ihm angeordneten inneren Tiegel, der ebenfalls mit einer Ziehdüse versehen ist. Die beiden Tiegel werden mit den beiden für den Kern bzw. für den Mantel der Lichtwellenleiter zu verwendenden Glasarten gefüllt und dann kann dsr Lichtwellenleiter aus dem Tiegel in üblicher Weise
gezogen werden. Dabei entstehen Glasblasen im Glas, was möglichst verhindert werden soll. Denn diese bewirken in dem gezogenen Lichtwellenleiter eine beträchtlich größere Absorption. Dabei karsn blasenbildendes Gas im geschmolzenen Glas im üoppeltiegel 5 schon eingeschlossen sein oder während des Ziehvorganges durch Elektrolyse entstehen, die in den Ziehdüsen des Doppeltiegels auftritt, indem die beiden vorzugsweise aus Metall bestehenden Teiltiegel des Doppeltiegels als Elektroden und das Glas dazwischen als Elektrolyt wirken bzw. wirkt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die elektrolytische Gasblasenbildung in Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung weitgehend verhindert wird.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gegeben.
Demgegenüber ist bisher lediglich noch folgender Stand der Technik bekanntgeworden:
eine Lichtleitfaser (vergleiche DE-OS 22 02 787) zur monomoden Weiterleitung von Lichtsignalen, deren Kern oder Mantel aus einem in wasser-, wasserstoff- und metallionenfreier Atmosphäre, insbesondere in reiner Stickstoff-, Sauerstoff- oder Edelgasatmosphäre, aus Siliziumhalogenid, vorzugsweise Siliziumtetrachlorid, hergestellten synthetischen Quarzglas besteht, das weniger als 5 ppm Metallionenverunreinigung, weniger als 5 ppm OH-Ionen und weniger als 12 mit dem bloßen 3» Auge sichtbare Streuzentren pro cm3 enthält, wobei insbesondere als Streuzentren und damit Extinktion verursachende Verunreinigungen Flecken, Punkte oder Einschlüsse angesprochen sind, die als artfremde Stoffe ein vom Werkstoff des Stabs oder des Kapillarrohrs, die beide zur Lichtwellenleiterherstellung verwendet werden, unterschiedliches Emissionsverhalten zeigen; dabei geht es aber nicht um das Ziehen von Lichtwellenleitern, sondern um die Herstellung von Quarzglas für den Kern oder den Mantel derartiger Lichtwellenleiter;
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von lichtleitenden Fasern oder Fäden aus Glas oder einem anderen thermoplastischen Material (vergleiche DE-AS 11 68 023), also nicht von Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung, wobei ein Glasstab, der im wesentlichen zentrisch oder senkrecht in einem Glasrohr angeordnet ist, zusammen mit diesem relativ zur Heizzone eines Heizelements fortlaufend bewegt wird, wobei die Temperatur in der Heizzone und die Relativbewegung so gesteuert werden, daß ein fortschreitendes Zusammenschrumpfen des Rohres und inniges Verschmelzen von Rohr und Stab erfolgt und anschließend die zusammengeschmolzenen Glasteile auf eine gewünschte verringerte Querschnittsgröße gezogen werden und wobei vorzugsweise während der Relativbewegung von Glasrohr mit Glasstab und Heizelement ein gesteuertes Vakuum zwischen Glasrohr und Glasstab angelegt wird, ebenso an das Äußere des Glasrohrs ein Vakuum angelegt werden kann, um jegliche Luft oder ein anderes Gas zwischen dem Stab feo und dem Rohr durch das verhältnismäßig hohe Vakuum nach außen zu drängen, so daß das Rohr in innige Schmelzberührung mit dem Stab kommt;
der nachteilige Einfluß von Lichtstreuungszentren in Form von Gaseinschlüssen, Luftblasen oder Fremdkör- hi pern im Glas oder an der Kern-Mantel-Grenzfläche von Lichtwellenleiter (vergleiche DH-OS 23 13 276); und
ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiters mit einer Außenschicht mit kleinerem Brechungsindex als der Kern (DE-OS 22 04 862), bei dem ein Stab aus homogenem Quarzglas in einer wasserfreien ionisierten Atmosphäre unter Schutzgas erweicht und auf einen Durchmesser ausgezogen wird, bei dem der ausgezogene Teil biegsam wird; der Stab wird sodann noch heiß in eine wasserhaltige Atmosphäre gebracht und abgekühlt; schließlich werden die nur teilweise oder nicht ausgezogenen Enden zu konisch in den ausgezogenen Teil übergehenden Lichteintritts- und Lichtaustrittsenden verarbeitet; damit soll ein flexibler Lichtleiter angegeben werden, durch den Laserstrahlen mit sehr hoher Intensität und bis zu 200 W Dauerleistung mit äußerst geringem Transmissionsverlust über Entfernungen bis zu 5 m übertragen werden können; um bei der Herstellung des Lichtleiters während des Erweichens durch Erhitzen Wasser von Quarz fernzuhalten und eine ionenreiche Atmosphäre aufrechtzuerhalten, erfolgt das Erweichen durch Erhitzen unter dem Schutzgas, wie z. B. Stickstoff oder Edelgas; derartige Lichtleiter sind aber im Gegensatz zu Nachrichtenübertragungs-Lichtwellenleitern zur Übertragung von Licht über größere Entfernungen nicht geeignet, zumal z. B. ein Nanosekunden-Impuls schon nach kurzer Übertragungsstrecke vollständig »zerfließen« würde.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Insbesondere kann der Gaseinschluß dadurch verringert werden, daß unter Vakuum der Doppeltiegel gefüllt und das Glas geschmolzen wird, so daß Gasblasen entweichen können.
Der Gaseinschluß kann insbesondere auch dadurch verringert weiden, daß bei der Herstellung der Lichtwellenleiter die Glasstange nur langsam in den Doppeltiegel eingeführt wird, so daß sich die Glasschmelzen-Oberfläche positiv krümmt, also an der Glasstange nach oben zieht.
Wenn schließlich die Glasstange so eingeführt wird, daß sie in die Glasschmelze immer an derselben Stelle eintaucht, also nicht wie üblich etwa spiralig wandert, kann der Gaseinschluß weiter reduziert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung seien anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt in
F i g. 1 die Vorbereitung von Glasstangen für die Verwendung zum Speisen eines Doppeltiegels,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Einrichtung mit Doppeltiegel zum Ziehen von Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung im Schnitt,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Füllvorrichtung für halb-fortlaufendes Füllen eines Doppeltiegels,
Fig.4 eine Vorrichtung zum Trocknen von Gas für die in F i g. 3 gezeichnete Vorrichtung,
Fig.5 die typische Beziehung zwischen Zähigkeit und Temperatur für Soda-Boro-Silikat-Gläser.
Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Herstellung von Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung mittels Doppeltiegels ist, das Entstehen von Gasblasen in der Glasschmelze zu verhindern. Dies erfordert beträchtliche Sorgfalt beim Einführen des Glases in den Doppeltiegel während des Ziehvorganges. Außerdem muß elektrolytische Bildung von Gasblasen verhindert werden. Anfangs kann man beide Abteile des Doppeltiegels füllen, indem man kurze stangenförmige Stücke derjenigen Glasarten, aus denen der Kern bzw. der Mantel hergestellt werden sollen, in die Abteile einführt. Natürlich sind die Stücke des Mantelglases in das äußere Abteil und die Stücke des Kernglases in das innere Abteil einzuführen. Diese Glasstiinpen hereitpt man
indem man sie aus der Glasschmelze hochzieht. Dieses Verfahren ist in F i g. 1 dargestellt.
Nachdem das geschmolzene Glas 4 etwa 24 Stunden lang im Tiegel 5 geklärt worden ist, nimmt man es aus dem Glasschmelzofen heraus und läßt es sich auf etwa 800°C (bei typischem Natron-Boro-Silikat-Glas) abkühlen; bei dieser Temperatur beträgt seine Zähigkeit 103 bis 104 Poise. Über der Schmelze wird in einem Abstand von mindestens 1 cm vom Spiegel der Schmelze ein Wasser-Ringbehälter 2 angebracht.
Eine Glas- oder Quarz-Stange wird in die Schmelze abgesenkt und dann mit gesteuerter Geschwindigkeit gehoben, so daß sie einen Strang 3 aus der Glasschmelze hochzieht. Der Wasser-Ringbehälter bewirkt, daß dieser hochgezogene Glasstrang ziemlich schnell erstarrt. Übliche Ziehgeschwindigkeit liegt zwischen 2 m/h bei dicken Strängen und 1 m/h für dünne Stränge. Natürlich ist der Durchmesser der gezogenen Stränge abhängig von der Ziehgeschwindigkeit und von der Zähigkeit des geschmolzenen Glases.
Der so bereitete und erstarrte Strang wird in Stangen gewünschter Länge geteilt, und diese Stangen werden in Quarzglas-Rohren gelagert, durch die trockener Stickstoff hindurchströmt. Der trockene Stickstoff ist gefiltert; seine Strömungsgeschwindigkeit ist üblicherweise etwa 100 Zentimeter pro Minute. Dies hält die Oberfläche der Stangen trocken und hilft zu verhindern, daß die schließlich erzeugten Lichtwellenleiter zur Nachrichtenübertragung Wasser enthalten; und es verhindert Verschmutzung der Stangen durch andere Unreinigkeiten wie z. B. Übergangsmetalle usw.
Eine der Ursachen des Entstehens von Blasen in Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung ist eine elektrolytische Reaktion, die in der Nähe der Ziehdüsen des Doppeltiegels auftritt. Diese Wirkung kann man verhindern, indem man das den Doppeltiegel umgebende Gas frei von Sauerstoff hält. Dies kann man erreichen, indem man den Doppeltiegel mit Kohlendioxid oder einem anderen inerten Gas wie z. B. Stickstoff oder Argon umgibt; auch kann man zusätzlich ein den Sauerstoff aufzehrendes Gas wie z. B. Kohlenmonoxid anwenden. Einzelheiten der Strömungsgeschwindigkeiten usw. für dieses Verfahren werden weiter unten in dieser Beschreibung erörtert werden.
Wenn dem Doppeltiegel Glas während eines Glasfaserzieh-Arbeitsvorganges zugeführt werden soll, muß sichergestellt werden, daß während des Glaszufuhr-Vorganges keine Gasblasen im Glas entstehen. Dies kann man dadurch sicherstellen, daß man das Einschließen von Gas verhindert. Man kann das Einschließen von Gas wesentlich verringern, indem man die Glasstangen in die Glasschmelze nur langsam einführt. Üblicherweise wird bei einer Stange, deren Durchmesser zwischen 3 und 10 mm, meistens 6 bis 8 mm beträgt, eine Zufuhrgeschwindigkeit von 15 bis 30 mm Stangenlänge je Minute angewendet. Bei dieser Geschwindigkeit dürfte die Oberfläche der Glasschmelze sich immer positiv krümmen, d. h. an der Stange hochziehen. Wenn man jedoch wesentlich größere Zufuhrgeschwindigkeit anwendet, kann sich die Oberfläche der Glasschmelze an der Stange nach unten verformen, und dann werden dort, wo die Glasschmelzen-Oberfläche mit der Oberfläche der Stange zusammentrifft, Gasblascn mitgerissen und eingeschlossen. Bei diesen langsamen Zufuhrgeschwindigkeiten wird die Glasstange zu der Zeit, da sie in die Glasschmelzen-Oberfläche eintaucht, im wesentlichen geschmolzen sein. Daher wird, wenn keine Vorbeugemaßnahmen getroffen werden, die Glasstange beim Eintauchen ir die Glasschmelzen-Oberfläche die Form einer Schrau benspirale anzunehmen suchen und sich über sich selbs zusammenfalten; auch dieser Vorgang wird dazu führen Gas einzuschließen. Diese Schraubenbildung kann mar verhindern, indem man Führungen vorsieht, welche die Glasstange im wesentlichen lotrecht zur Schmelzen-Oberfläche halten. Diese Führungen sind natürlich ir genügendem Abstand von der Schmelzen-Oberfläche anzuordnen.
Schließlich besteht ein weiteres Verfahren, die Menge der im Glas bei der anfänglichen Füllung de: Doppeltiegels entstehenden Gasblasen zu verringern darin, das Gas im Vakuum zu schmelzen. Man ordne den Doppeltiegel in einem gasleeren Raum an und erhitzt die Glasstangen im Doppeltiegel langsam, so daG die Glasoberflächen getrocknet und entgast werden und dann läßt man die Glasstangen schmelzen. Das Schmelzen des Glases im Vakuum bewirkt, daß viele Gasblasen freigegeben werden. Aber wenn das Glas solange es noch geschmolzen ist, wieder dem Druck der äußeren Umgebung ausgesetzt wird, dann lösen sich diese Gasblasen schnell auf. Dies wirkt sich in Bildung einer wesentlich blasenfreien Schmelze aus.
Eine Einrichtung mit Doppeltiegel, in der die erörterten Verfahren ausgeführt werden können, ist in F i g. 2 dargestellt. Ein Doppeltiegel mit einem innerer Abteil 6 und einem äußeren Abteil 7 ist in einem senkrecht-zylindrischen Ofen mit einer aus Quarz bestehenden Zylinderwand 9 angeordnet. Der Doppel· tiegel ruht auf einem Zylinder 13 aus Quarz, der auf einer Bodenplatte 15 steht. Auf dem Quarz-Zylinder 13 sind sechs Quarz-Platten 10 angeordnet, deren jede in der Mitte ein Loch hat; diese Löcher nehmen zur Oberseite dieses Plattenstapels hin ab. Die zweite Platte von oben hat einen Schlitz, in dem ein Thermoelement 11 angeordnet ist, das die an der Ziehdüse 8 des Doppeltiegels herrschende Temperatur anzeigt. Oben auf dem Stapel der Platten 10 steht ein zweiter Quarz-Zylinder 12; auf diesem ruht der Doppeltiegel unmittelbar auf. Den oberen Rand des Zylinders 12 überlappt ein Flansch des Doppelticgels. Der Stapel der Platten 10 wirkt wie eine Wärmesperre, welche Wärmestrahlung nach unten verhindert; dies hilft verhüten, daß der gezogene Lichtwellenleiter zur Nachrichtenübertragung wieder schmilzt. Die Bodenplatte 15 ist auf der Ofenwand 9 mittels eines kreisrund profilierten Ringes 14 angebracht, der zwischen der Bodenplatte 15 und einer Ringplatte 16 mittels Schrauben 18 gepreßt wird. Die Bodenplatte 15 und die Ringplatte 16 sind wassergekühlt; das Wasser fließt durch Rohre 17. Oben auf dem Ofenwand-Zylinder 9 ist eine Abdeckplatte 20 befestigt mittels eines kreisrund profilierten Ringes 19, der zwischen der Abdeckplatte 20 und einer Ringplatte 21 mittels Schrauben 23 gepreßt wird. Auch diese Abdeckplatte 20 und Ringplatte 21 sind mittels Wasser gekühlt, das in Rohren 22 fließt. Durch die Abdeckplatte 20 gehen ein Gaszufuhrrohr 24 sowie zwei zur Führung der Glasstangen beim Füllen des Doppeltiegels dienende Führungsrohre 26; diese Führungsrohre sind mittels kegeliger Stopfen 25 auf kegeligen Sitzen abgedichtet. Statt dessen können Ladevorrichtungen, die weiter unten beschrieben werden, angebracht werden. Der Doppeltiegel selbst besteht vorzugsweise aus Platin, kann aber auch aus Quarz bestehen. Die Bodenplatte 15 ist in ihrer Mitte mit einem Loch 32 versehen, durch das der Lichtwellenleiter zur Nachrichtenübertragung während des Zieh
Vorganges hindurchgeht. Dieses Loch kann mittels eines Topfes 30, der mit einem kreisrund profilierten Dichtungsring 31 versehen ist, verschlossen werden. Ein Topf ist gewählt, damit etwa aus dem Doppeltiegel abtropfendes Glas im Topf aufgefangen wird und sich nicht im Loch auftürmen kann. Der Ofen wird durch Wicklungen 27 geheizt, welche die zylindrische Ofenwand 9 umgeben und aus 90% Platin und 10% Rhodium bestehen.
Wie schon erwähnt, wird elektrolytische Blasenbildung an der Düse 8 des Doppeltiegels dadurch verhindert, daß dieser von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid umgeben ist. Das Gas wird dem Doppeltiegel durch das Rohr 24 zugeführt, das mit der in Fig.4 dargestellten Gasversorgungsleitung verbunden ist. Es werden das Kohlendioxid von einer Flasche 33 über ein Ventil 35 und einen (nicht gezeichneten) Mengenzähler und das Kohlenmonoxid von einer Flasche 34 über ein Ventil 36 und einen (nicht gezeichneten) Mengenzähler in eine Leitung 37, in der sich diese Gase mischen, und von dort durch ein Molekularsieb 38 und danach durch ein mit Quarzwelle gefülltes Rohr 48 geführt. Dieses Rohr wird in einem Ofen 39 auf etwa 300° C erwärmt. Das Gas strömt dann durch einen Filter von 0,25 μίτι Porengröße und von dort in das Gaszufuhrrohr 24 der in F i g. 2 gezeigten Einrichtung. Das Molekularsieb wird vor Betriebsbeginn durch trockenen Stickstoff, der in umgekehrter Stromrichtung durch das Sieb geführt wird, aufgeheizt. Das Gas hat, nachdem es durch das Molekularsieb geströmt ist, einen Wassergehalt, der einem Taupunkt von etwa —60°C entspricht. Der Zweck des beheizten Rohres 48 ist, Carbonyle, die im Kohlenmonoxid vorhanden sein könnten, zu entfernen. Diese Carbonyle entstehen durch Wechselwirkung zwischen Übergangsmetallen, wie z. B. Nickel, und Kohlenmonoxid unter Druck.
Wenn die in F i g. 2 gezeigte Einrichtung in Betrieb ist, dann ist es wichtig, daß die Bodenplatte 15 und die Abdeckplatte 20 nicht gleichzeitig zur Außenluft hin offen sind. Andernfalls würde das im Ofenrohr 9 ίο befindliche inerte Gas sehr schnell durch Kaminwirkung verlorengehen. Z. B. ergeben, wenn die Stopfen 25 in Geschlossen-Stellung sind und die Bodenplatte offen, d. h. der Topf 30 weggenommen ist, im Ofenrohr 9 ein Kohlendioxid-Strom von 1600 ml/min ein Gas von 150 ppm Sauerstoff, aber ein Kohlendioxid-Strom von 500 ml/min ein Gas von 1500 ppm Sauerstoff. Wenn einem Kohlendioxidstrom von 500 ml/min 5% Kohlenmonoxid beigemischt wird, dann wird im Ofen 9 ein Sauerstoff-Teildruck von 10~9at Sauerstoff erzielt. Wenn unter diesen Bedingungen, d. h. bei 5% Kohlenmonoxid im Kohlendioxid-Strom von 500 ml/min und bei offenem Boden, das Einfüll-Loch in der Abdeckplatte 20 halb offen, d. h. einer der Stopfen 25 abgenommen ist, dann enthält das im Ofenrohr 9 befindliche Gas 18,5% Sauerstoff; wenn die Abdeckplatte 20 wieder verschlossen wird, sinkt der Sauerstoffgehalt wieder auf einen Teildruck von 10-9at. Aus diesen Zahlen ist zu erkennen, wie wesentlich es ist, daß die Bodenplatte 15 und die Abdeckplatte 20 des Ofens 9 nicht gleichzeitig offen sein sollen.
Wenn die Bodenplatte und die Abdeckplatte beide geschlossen sind und ein Kohlendioxid-Strom von 1600 ml/min und ein Kohlenmonoxid-Strom von etwa 50 ml/min verwendet werden, dann ist der Sauerstoff- <>5 Teildruck etwa 10-15 at.
Während der Doppeltiegel gefüllt wird, ist die Abdeckplatte 20 offen und die Bodenplatte 15 geschlossen. Während dieses Betriebsabschnittes beträgt der Gasstrom 2 l/min Kohlendioxid und 50 ml/min Kohlenmonoxid.
Während eine Faser aus dem Doppeltiegel gezogen wird, ist die Abdeckplatte 20 der in Fig.2 gezeigten Einrichtung geschlossen und der Topf 30 weggenommen. Bei diesem Betriebszustand wird ein Strom von 500 ml/min Kohlendioxid verwendet, der 5% Kohlenmonoxid enthält.
Bei Benutzung der beschriebenen Einrichtung wird für das Ziehen der Lichtwellenleiter zur Nachrichtenübertragung meistens eine Ziehgeschwindigkeit von 0,1 bis 0,2 m/sec angewendet; jedoch kann man die Ziehgeschwindigkeit zwischen 0,05 m/sec und 7 m/sec verändern. Die Glas-Zähigkeit ist meistens für das Mantelglas IO3 bis 105 Poise und für das Kernglas 102 bis 105 Poise. In F i g. 5 sind für Natron-Bor-Silikatgläser die meist verwendeten Zähigkeiten in Abhängigkeit von der Temperatur für drei Glasarten dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß übliche Betriebstemperaturen für den Doppelkegel im Bereich von 800°C bis 900°C liegen.
Wenn das Glas in den Doppeltiegel eingefüllt und geschmolzen ist, kann man einen Faserzieh-Vorgang beginnen. Das geschieht, indem man einen Glasklumpen sich bilden und von selbst infolge der Schwerkraft sich absondern läßt; dieser Tropfen wird ausgezogen und an eine Trommel angeheftet, die mit geeigneter Geschwindigkeit, welche die gewünschte Ziehgeschwindigkeit ergibt, gedreht wird. Oder aber es geschieht, indem man einen aus Quarz bestehenden Ziehstab in den Mund des Doppeltiegels einsteckt und wieder herauszieht; mit ihm bringt man einen Faden geschmolzenen Glases heraus, und dieser wird wieder an eine sich drehende Trommel angeheftet.
Nach Gebrauch der Einrichtung muß der Doppeltiegel, ehe er mit einem anderen Glasarten-Satz benutzt wird, gründlich gereinigt werden. Das Verfahren dieser Reinigung besteht aus folgenden Schritten:
1) Man hält den Doppeltiegel in der in Fig.2 gezeigten Einrichtung auf seiner Temperatur und läßt das Glas aus ihm heraustropfen;
2) dann nimmt man den Tiegel aus der in Fig.2 gezeigten Einrichtung heraus, kehrt ihn um und setzt ihn in einen heißen Ofen, so daß weiteres Glas aus ihm herauslaufen kann;
3) dann entfernt man das restliche Glas, indem man den Doppeltiegel mit einur kochenden Mischung von etwa 80% Schwefelsäure und etwa 20% Flußsäure ausätzt;
4) alle Quarz-Gegenstände reinigt man durch Beizen in verdünnter Flußsäure;
5) alle Einrichtungsgegeinstände, die vom Laboratoriumspersonal gehandhabt werden müssen, faßt man nur mit Handschuhen an;
6) schließlich wäscht man alle gereinigten Gegenstände in entionisiertem Wasser und trocknet sie in einem Ofen.
Um die Glasstangen in den Doppeltiegel — sei es unter Vakuum, sei es unter inertem Gas — ohne Unterbrechung einfüllen ü:u können, kann man die in Fig.3 gezeigte Füllvorrichtung benutzen. Diese Vorrichtung besteht aus einem langen zylindrischen Rohr 40, das mit einem Anschlußrohr 41 versehen ist, welches entweder zur Zufuhr von Gas oder zur Entleerung der Kammer dient. Das untere Ende des Zylinders weist einen kegeligen Rohransatz 42 auf, der auf irgendeinen
der kegeligen Sitze für die Stopfen 25 aufgesetzt werden kann. Das obere Ende des Zylinders ist mit einem gasdicht aufsetzbaren Deckel 43 versehen, der eine Gleit-Stoffbuchse 44 mit kreisrund profiliertem Dichtring enthält. Die in den Doppeltiegel einzuführende Glasstange 45 ist an einer durch die Stopfbuchse 44 hindurchgehenden Stange 46 befestigt. An dieser ist eine Platte 47 angebracht, welche etwaige Fremdkörper, die von der Stopfbuchse 44 herabfallen, auffangen soll.
Die Stange 46 wird im Betrieb mit solcher Geschwindigkeit herabgeschoben, daß die Glasstange 45 in den Doppeltiegel mit der erforderlichen Geschwindigkeit eintritt. Dieses Herabschieben findet statt, solange die Faser gezogen wird; so wird völlig stetiges Ziehen ermöglicht.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (24)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Ziehen von Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung aus einem Doppeltiegel, dadurch gekennzeichnet, daß unter nichtoxidierendem Gas gezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß das nichtoxidierende Gas Kohlendioxid enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtoxidierende Gas Stickstoff enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtoxidierende Gas Kohlenmonoxid enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtoxidierende Gas 5% bis 90% Kohlenmonoxid enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtoxidierende Gas 5% bis 20% Kohlenmonoxid enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtoxidierende Gas vor Gebrauch getrocknet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4—7, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtoxidierende Gas vor Gebrauch zwecks Beseitigung von Carbonylen erhitzt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die im Doppeltiegel befindliche Glasschmelze eine Glasstange so langsam eingeführt wird, daß an ihrer Eintrittsstelle in die Glasschmelze kein Gas in letztere mitgerissen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstange in die Glasschmelze mit einer Geschwindigkeit von weniger als 30 mm/min eingeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstange mit einem ίο Durchmesser von3bisl0mm verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstange mit einem Durchmesser von 6 bis 8 mm verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstange mit einer Geschwindigkeit von mehr als 15 mm/min in die Glasschmelze eingeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9—13, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstange vor w ihrer Einführung in den Doppeltiegel in einem Quarz-Rohr in trockenem Inertgas gelagert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9—14, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschmelze im Doppeltiegel gebildet wird, indem der Doppeltiegel vakuumbeaufschlagt wird und die Glasstangen in Vakuum geschmolzen werden, und dem Doppeltiegel Gas zugeführt wird, bis das den Doppeltiegel umgebende Gas im wesentlichen den Druck der Außenluft hat.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9—15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfuhr-Geschwindigkeit der Glasstange nur so groß ist, daß die Oberfläche der Glasschmelze um die Glasstange herum nicht herabgedrückt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9—16, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstange in die Glasschmelze so langsam und so eingeführt wird, daß die Achse der Glasstange die Oberfläche der Glasschmelze an einem Punkt durchstößt, der im wesentlichen ortsfest bei einer Bewegung quer zur Oberfläche liegt.
18. Einrichtung zum Ziehen von Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung mit einem beheizten Doppeltiegel, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppeltiegel (5) in einem Behälter (9) untergebracht ist, der durch Vorrichtungen (14—18; 19—23; 30—31) gasdicht abgeschlossen ist, daß Führungen. (26) vorgesehen sind, die eine seitliche Bewegung der in den Doppeltiegel (5) einzuführenden Glasstangen verhindern, und daß ein Rohr (24) für die Gaszufuhr in den Behälter (9) vorgesehen ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ein zylindrisches Rohr (9) ist, und daß die Vorrichtungen für gasdichten Abschluß des Behälters (9) aufweisen: eine wassergekühlte Bodenplatte (15), die am unteren Rand des zylindrischen Rohres (9) mittels eines kreisrunden Dichtings (14) gasdicht anliegt, und eine wassergekühlte Deckplatte (20), die am oberen Rand des zylindrischen Rohres (9) mittels eines kreisrunden Dichtrings (19) gasdicht anliegt.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppeltiegel (5) auf einer Tragvorrichtung (10—13) ruht, die eine Wärmesperre (10) zur Verhinderung von Wärmeübertragung nach unten enthält.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 — 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen aus zwei an der Deckplatte (20) befestigten Rohren (26) bestehen.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das ganze Führungsrohr (24) an Quellen (33,34) von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid über ein Filter (49), ein mit Quarzwolle gefülltes beheiztes Rohr (48) und ein Molekularsieb (38) angeschlossen ist.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18—22, gekennzeichnet durch eine gasdichte Luftschleuse (40—44), die an den Behälter (9) so angeschlossen ist, daß die Gleitstangen (45) in den Doppeltiegel ohne dessen Beaufschlagung mit Außenluft einführbar sind.
24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschleuse eine durch eine Stopfbuchse (44) hindurchgehende Antriebsstange (46) enthält, mittels der die Glasstange (45) mit gesteuerter Geschwindigkeit in den Doppeltiegel einführbar ist.
DE2530684A 1974-07-10 1975-07-09 Verfahren und Einrichtung zum Ziehen von Lichtwellenleitern zur Nachrichtenübertragung Expired DE2530684C3 (de)

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