DE2533040A1

DE2533040A1 - Verfahren zur querschnittsreduzierung eines beschichteten traegerrohrs

Info

Publication number: DE2533040A1
Application number: DE19752533040
Authority: DE
Inventors: John Philip Dr Dakin
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-07-24
Filing date: 1975-07-24
Publication date: 1977-02-10

Description

"Verfahren zur Querschnittsreduzierung eines beschichteten Trägerrohrs Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Querschnittsruduzierung einer aus einem innen beschichteten Trägerrohr bestehenden Ausgangsvorrichtung zur Herstellung von Lichtleitfasern, bei dem das einen kreisringförmigen Querschnitt aufweisende beschichtete Trägerrohr in einen kreiszylinderförmigen Stab mit einem festen Kern und diesen Kern konzentrisch umgebende Mantelzonen überführt wird.
Ein derartiges Verfahren ist ein Zwischenschritt in einem Herstellungsprozeß zur Erzeugung von dämpfungsarmen Lichtleitfasern, die als Vbertragungsmedium in breitbandigen optischen Nachrichtenubertragungssgstemen Anwendung finden.
Aus der DU-OS 2 434 717, die ein Verfahren zur Herstellung optischer Fasern und deren Vorstufen betrifft, ist es bekannt, ein beschichtetes Rohr in einem "Zussmmenfallgerät" in einen kreiszylinderförmigen Stab mit einem festen Kern zu verwandeln.
Dazu wird das Rohr an beiden Enden gehalten und rotiert um seine Achse, während eine Knallgasflamme die gesamte Rohrlänge entlangstreicht. Dabei wird das Rohr so weich, daß das Innere zusammenfällt.
Bei aus reinem Siliciumdioxid bestehenden Trägerrohren ist die für diesen Zweck anzuwendende Temperatur so hoch, daß während des Erhitzungsvorgangs aus den Dotierungsmittelanteile enthaltenden Beschichtungen erhebliche Anteile der Dotierungsmittelsubstanz verdampfen, insbesondere wenn die für die guten optischen Eigenschaften der Lichtleitfaser vorteilhaften, relativ leichtflüchtigen Substanzen wie P2O oder GeO2 verwendet werden.
Dies führt in nachteiliger Weise zu einer Veränderung des Brechzahlprofils in der fertigen Lichtleitfaser, die im wesentlichen durch den Gehalt an Dotierungsmittelanteilen in den verschiedenen Bereichen der Lichtleitfaser bestimmt ist.
Trotz der vorsorglich angewandten Rotation des Xrägerrohrs kann bei herkömmlichen Verfahren zur Querschnittsreduzicirung eines beschichteten Trägerrohrs weiterhin häufig festgestellt werden, daß sich das Trägerrohr während des Zusammenfallens verbiegt,wodurch die Symmetrie des Schichtaufbaus gestört wird.
Diese Störung überträgt sich aber maßstäblich auf die beim Ausziehvorgang aus einer derartigen Vorform entstehende Lichtleitfaser und führt dort bei ffbertragung von Licht zu höheren Verlunten. Unregelmäßigkeiten an den Grenzflächen im SchihtauNbau eines Lichtleiters haben insbesondere einen Anstieg der Lichtverluste durch Streuung zur Folge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zwischenschritt in einem Prozeß zur Herstellung von Lichtleitfasern, bei dem ein beschichtetes Rohr in einen Stab mit festem Kern tib4rführt wird, dahingehend zu verbessern, daß die Ausdampfrate von Dotierungsmittelanteilen aus auf dem Trägerrohr befindlichen Schichten wesentlich verringert wird, und daß gleichzeitig die Symmetrie des Schichtaufbaus auch beim Zusammenfallen des Rohrs zu einem festen Stab im wesentlichen erhalten bleibt.
Diese Probleme werden bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Trägerrohr erhitzt und zusätzlich einem Druck ausgesetzt wird, der im wesentlichen radial gerichtet axialsymmetrisch auf der Mantelfläche des Trägerrohrs lastet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung erläutert. Dabei zeigt: Figur 1: Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem das beschichtete Trägerrohr in einem dieses koaxial umfassenden weiteren Rohr unter gleichzeitiger Druckanwendung erhitzt wird, Figur 2: Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem das beschichtete Trägerrohr erhitzt und gleichzeitig durch eine im wesentlichen sich konisch verjüngende Formvorrichtung gepreßt wird.
Eine erste Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in einer schematischen Schnittzeichnung in Figur 1 dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem druckfesten Behälter 2, in dem ein beschichtetes Trägerrohr 1 in der Weise angeordnet ist, daß sich an den ESStücken des Trägerrohrs 1 ein gasdichter Abschluß zwischen dem Außenmantel des Trägerrohrs 1 und dem Behälter 2 ergibt. ueber einen Anschlußstutzen 3 des Behälters 2 wird ein unter hohem Druck stehendes Gas in den Behälter 2 eingeleitet. Zweckmäßig wird ein inertes Gas, wie beispielsweise Stickstoff oder ein Edelgas verwendet. Weiterhin sind Mittel vorhanden zur Erhitzung des im Behälter 2 angeordneten Trägerrohrs. Zweckmäßig wird dazu ein vorzilgsweise elektrisch geheizter Ofen verwendet, in den die in Figur 1 dargestellteVorrichtung eingebracht wird. Als Alternative dazu kann im Behälter 2 ein in Figur 1 nicht dargestelltes Heizelement vorgesehen werden, das das Trägerrohr 1 koaxial umfaßt. Dieses Heizelement besteht vorzugsweise aus einem Graphitrohr, welches durch Stromdurchgang auf hohe Temperaturen aufgeheizt werden kann. Durch Brhitzen des Trägerrohrs 1 unter gleichzeitiger Druckeinwirkung entsteht unter Querschnittsreduzierung ein kreiszylindrischer Stab mit einem festen Kernbereich. Der Kernbereich wird durch die auf der Innenwandung des Trägerrohrs 1 aufgebrachten Beschichtungen 7 gebildet.
Infolge der zusätzlichen Druckeinwirkung gelingt eine Querschnittsreduzierung des beschichteten Trägerrohrs 1 schon bei relativ niedrigen Temperaturen. Während bei herkömmlichen Verfahren zur Querschnittsreduzierung bei aus Quarzglas bestehenden Trägerrohren Temperaturen im Bereich von etwa 18000C bis 200000 zur Anwendung gelangten, gelingt eine Querschnittsreduzierung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits schon bei Temperaturen von etwa 1400W°C bis 16000C, Weiterhin kann ein Zusammenfallen des Trägerrohrs 1 zu einem zylindrischen Stab mit einem festen Kernbereich in wesentlich kürzerer Zeit erreicht werden.
In vorteilhafter Weise kann dadurch verhindert werden, daß nennenswerte Mengen von Dotierungsbestanteilen aus den aus der Innenwandung des Trägerrohrs 1 aufgebrachten Beschichtungen 7 austreten.
Wie auch bei bekannten Verfahren zur Querschnittsreduzierung ist es selbstverständlich möglich, daß im Behälter 2 angeordnete Trägerrohr 1 zur Verhinderung der die gleichmäßige Anordnung der Beschichtungen störenden Biegungen, die beim Erhitzen auftreten könnten, in Rotation zu versetzen. Es wurde Jedoch festgestellte daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch ohne zusätzliche Rotation des Trägerrohrs 1 völlig befriedigende Ergebnisse erzielt wurden.
Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schematisch in Figur 2 dargestellt. Sie besteht aus einer Formvorrichtung 4, mit einer im wesentlichen konusförmig zulaufenden Offnung, in die unter Druckanwendung in axialer Richtunglalso in Richtung der mit 5 bezeichneten Pfeile ein beschichtetes Trägerrohr 1 eingeführt werden kann. Zusätzlich wird das Trägerrohr 1 wiederum durch in der Zeichnung nicht dargestellteMittel auf eine ausreichende Temperatur erhitzt. Gegebenenfalls erweist es sich als zweckmäßig, auch die Formvorrichtung 4 selbst aufzuheizen. Beim Durchpressen des Trägerrohrs 1 durch die Formvorrichtung 4 fällt das Trägerrohr wiederum zusammen und bildet am Ausgang der Formvorrichtung 4 einen kreiszylindrischen Stab 1' mit einem festen Kernbereich. Auch mit dieser Vorrichtung kann in relativ kurzer Zeit bei relativ niedrigen Temperaturen von etwa 1400°C bis 16000C eine Querschnittsreduzierung des Trägerrohrs 1 erreicht werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Querschnittsreduzierung einer aus einem innen beschichteten Trägerrohr bestehenden Ausgangsvorrichtung. zur Herstellung von Lichtleitfasern, bei dem das einen kreisringfömigen Querschnitt aufweisende beschichtete Trägerrohr in einen kreiszylinderförmigen Stab mit einem festen Kern und diesen Kern konzentrisch umgebende Mantelzonen überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerrohr erhitzt und zusätzlich einem Druck ausgesetzt wird, der im wesentlichen radial gerichtet axialsymmetrisch auf der Mantelfläche des Trägerrohrslastet.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,gekennzeichnet durch einen druckfesten Behälter (2), in dem ein beschichtetes Trägerrohr 1 in der Weise angeordnet werden kann, daß die Außenwandung des Trägerrohrs (1) mit dem Behälter (2) einen gasdichten Abschluß bildet, so daß bei E:inleitung eines unter hohem Druck stehenden Gases in den Behälter (2) i; Raum (6) zwischen Außenmantel des Trägerrohrs (1) und Behälterwandung ein hoher Druck aufgebaut werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, zur Aufheizung des im Behälter (2) angeordneten Trägerrohrs (1) auf eine Temperatur von mindestens 14O0C bis 160000.

40 Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine Formvorrichtung (4), die eine im wesentlichen konusförmig zulaufende Öffnung aufweist, in die unter Druckanwendung ein beschichtetes Trägerrohr (1) einpreßbar ist, so daß am Ausgang der Pormvorrichtung (4) ein kreiszylindrischer Stab (1') mit einem festen Kernbereich entsteht. Leerseite