DE2653836B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen optischer Fasern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen optischer Fasern

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Description

55
Optische Fasern müssen, um breitbanjjige Übertragung bei niedrigen Übertragungsverlusten zu gestatten, insbesondere einen sehr gleichförmigen Aderdurchmesser haben. Die Gleichförmigkeit des Aderdurchmessers t>o hängt von den Bedingungen beim Ziehen der optischen Faser ab. Insbesondere führen Schwankungen der Schmelztemperatur zu Ungleichförmigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen von in ihren Eigenschaften möglichst gleichförmigen optischen Fasern anzugeben.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Der danach vorgesehene, den Rohling umgebende Gasvorhang bewirkt eine Stabilisierung der Temperatur im Schmelzbereich des Rohlings und verhindert eine Abhängigkeit und Beeinflussung des Schmelz- und Ziehvorgangs von den Bedingungen der Umgebung.
Eine noch bessere Stabilisierung der Temperaturverhältnisse wird gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 2 erreicht In der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach den Patentansprüchen 3 und 4 wird eine noch höhere Gleichförmigkeit des Aderdurchmessers erzielt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Patentanspruch 5 angegeben, vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung finden sich in den Patentansprüchen 6 bis 10.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. la, 2a und 3a Aufsichten auf drei verschiedene Ausgestaltungen von Gasvorhanggeräten,
F i g. Ib, 2b und 3b Querschnitte durch die Ausführungsformen nach Fig. la,2abzw.3a,
F i g. 3c eine.Unteransicht der Ausführungsform nach F i g. 3a und 3b,
Fi j. 4 bis 9 verschiedene Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Ziehen optischer Fasern mit zugehörigen Regeleinrichtungen und
Fig. 10 eine elektrische Schaltung für die Regeleinrichtung nach F i g. 9.
Gemäß Fig. 1 a bis 3c bestehen die Gasvorhanggeräte vorzugsweise aus einem hochhitzebeständigen Material, wie zum Beispiel Quarzglas, Glas mit hohem Silikaanteil, Keramik oder rostfreiem Stahl. Im folgenden soll die Verwendung von Quarzglas erläutert werden. Mit 10 ist ein ringförmiges Rohr bezeichnet, das auf seiner Innenseite 8 bis 16 Löcher 12 mit etwa 2 mm Durchmesser aufweist. Der Innendurchmesser φ des Rings ist um so viel größer gewählt als der Außendurchmesser eines Rohlings, daß dieser in keinem Fall berührt. Radiale, gestrichelte Linien auf der Oberseite und der Unterseite der jeweiligen Ausführungsform bezeichnen die Stellung der Löcher.
Mit 11 ist eine Gasleitung bezeichnet. Das über die Gasleitung 11 zugeführte Gas wird im wesentlichen gleichförmig durch die Löcher 12 gegen den Außenumfang des Rohlings und der optischen Faser geblasen. Die größe der Löcher 12 kann beliebig gewählt sein, sofern das Gas im wesentlichen gleichförmig gegen die äußeren Umfangsflächen des Rohlings und der optischen Faser geblasen wird. Die Löcher können dementsprechend auch durch Schlitze ersetzt sein. Weiterhin können die Löcher so angeordnet sein, daß das Gas vom oberen Teil des ringförmigen Rohrs 10 nach unten und/oder vom unteren Teil des ringförmigen Teiis 10 nach oben ausgeblasen wird. Im Gasvorhanggerät nach Fig.3 ist der Durchmesser eines Lochs 17 in der oberen Oberfläche etwas größer gewählt als der Außendurchmesser des Rohlings, während der Innendurchmesser des Rings 17' in der unteren Fläche noch größer ist, so daß der größere Teil des Gases nach unten strömt.
Fig. 4 zeigt eine erläuternde Darstellung der Konstruktion eines Ausführungsbeispiels einer Ziehmaschine. Ein Rohling 1 mit einem Außendurchmesser D wird mit konstanter Geschwindigkeit vp einem von einer
Heizquelle 2 beheizten Heizrohr 3 zugeführt. Das aufgeheizte und geschmolzene eine Ende des Rohlings 1 wird ausgezogen und auf einer Trommel 6 aufgewickelt. Ein von einer Motorsteuerung 8 geregelter (nicht gezeigter) Motor treibt die Trommel 6 an. Die mit konstanter Geschwindigkeit Vf aufgezogene optische Faser 9 wird so aufgenommen, daß ein vorbestimmter Wert d ihres Außendurchmessers eingehalten wird.
Der Aderdurchmesser der optischen Faser 9 wird von einem Detektor 4 erfaßt und von einer Durchmessermeßeinrichtung 5 angezeigt. Sofern Schwankungen des Aderdurchmessers der optischen Faser 9 auftreten, wird der Aderdurchmesser über ein analoges Ausgangssignal der Durchmesser-Meßeinrichtung 5 geregelt. Das Ausgangssignal wird an eine Steuerschaltung 7 abgegeben, in der es mit einer dem vorbestimmten Aderdurchmesser entsprechenden Bezugsspannung verglichen wird. Das sich ergebende Ausgangssignal der Steuerschaltung 7 wird auf die Motorsteuerung 8 zurückgekoppelt, die die Aufnahmegeschwindigkeit vy der Trommel 6 ändert.
Das Gasvorhanggerät dieser Ausführungsform ist lediglich oberhalb des Heizrohrs 3 vorgesehen. Die Strömungsgeschwindigkeit des über die Gasleitung 11 des Gasvorhanggeräts zugeführten Gases ist so gewählt, daß eine von unten her in das Heizrohr 3 eintretende Luftströmung 13 unterdrückt wird. Ein Teil des aus den Löchern des Gasvorhanggeräts ausgeblase- ' nen Gases tritt, wie durch Pfeile 14' dargestellt, nach oben hin aus, während der andere Teil, wie durch Pfeile 14 dargestellt, innerhalb des Heizrohrs 3 nach unten strömt. Wird die Strömungsgeschwindigkeit des über die Gasleitung 11 des Gasvorhanggeräts zugeführten Gases erhöht, so kann das Ausmaß der Unterdrückung des innerhalb des Heizrohrs 3 nach oben geblasenen Luftstroms 13 erhöht und die Temperaturverteilung in Längsrichtung des Heizrichtung des Heizrohrs 3 abgestuft nach unten verschoben werden.
Messungen, deren Ergebnisse in den Fig. 11 bis 14 der deutschen Offenlegungsschrift 26 53 836 im einzelnen dargestellt sind, zeigen, daß eine Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases die Durchmesserschwankungen ein wenig vergrößert. Diese Tatsache kann so gedeutet werden, daß die Menge des innerhalb des Heizrohrs 3 nach unten strömenden Gases größer wird als der nach oben geblasene Luftstrom, was umgekehrt zu Schwankungen der Schmelztemperatur führt. Auf jeden Fall sind jedoch die erhaltenen Ergebnisse offensichtlich besser als die Ergebnisse bei herkömmlichen Faserziehmaschinen. Darüber hinaus wurde sichergestellt, daß die Schwankungen des Aderdurchmessers von optischen Fasern unabhängig von Störungen, wie z. B. der Vibration des Rohlings aufgrund seiner Berührung mit der Abdeckung oder Änderungen im Luftstrom, stets klein bleiben.
Neben einer Verringerung der Schwankungen des Aderdurchmessers hat die Faserziehmaschine den Vorteil, daß sie durch besonders gut zur Regelung des Aderdurchmessers eignet. Schwankungen des Durchmessers lassen sich unterhalb ± 1 % halten.
F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Maschine zum Ziehen optischer Fasern, bei der oberhalb und unterhalb des Heizrohrs 3 Gasvorhanggeräte 15 bzw. 15' angeordnet sind. In diesem Fall wird, wie auch aus der Erläuterung des obigen Ausführungsbeispiels folgt, die Differenz zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des über die Gasleitung 1! des oberen Gasvorhanggeräts 15 zugeführten, nach unten strömenden Gases und der Strömungsgeschwindigkeit des über die Gasleitung 11' des unteren Gasvorhanggeräts 15' zugeführten, nach oben abströmenden Gases so gewählt, daß sie gleich oder größer als die Strömungsgeschwindigkeit des von umen in das Heizrohr 3 eingeblasenen Luftstroms wird. Auf diese Weise können Schwankungen der Schmelztemperatur aufgrund von Änderungen des Luftstroms verhindert werden. Dementsprechend hergestellte optische Fasern haben kleinere Schwankungen des Aderdurchmessers.
Als zusätzlichen Effekt der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Ziehmaschinen soll folgender Gesichtspunkte hervorgehoben werden. Bisher wurde als Heizrohr ein Aluminiumrohr (z. B. aus Al-23) verwendet, das nach etwa zehnmaligem Gebrauch beschädigt war und ersetzt wurde. Es hat sich gezeigt, daß die Lebensdauer bei Verwendung des erfindungsgemäßen Gasvorhanggeräts fast verdoppelt wurde.
Messungen, die mit der Vorrichtung nach F i g. 5 durchgeführt wurden, sind anhand von Fig. 16 und 17 der Offenlegungsschrift 26 53 836 erläutert.
Fig.6 zeigt schematisch den Aufbau einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine zum Ziehen optischer Fasern. In dieser Ausführungsform wird die Zuführgeschwindigkeit vp eines Rohlings 21 zu einem Heizrohr 23 und die Aufnahmegeschwindigkeit Vf einer Trommel 26 konstant gehalten. In ein oberhalb des Heizrohrs 23 angeordnetes Gasvorhanggerät 30 fließt in Richtung eines Pfeils 33 ein Gas, z. B. ein Inertgas oder oxidierendes Gas, etwa Ar, N, O2 und CO2, oder ein oxidierendes Gas, das zur Bildung eines Glasfilms ein reagierendes Gas enthält. Das Gas strömt in Richtung der Pfeile 33' und 33" oder lediglich in Richtung des Pfeils 33' ab. Die Strömungsgeschwindigkeit des in Richtung des Pfeils 33' fließenden Gases wird auf einen zur Unterdrückung des von der Unterseite des Heizrohrs 23 nach oben fließenden Luftstroms ausreichenden Wert eingestellt. Der Luftstrom beträgt weniger als 6 l/min. Bei einer derartigen Einstellung wird, wenn die Schwankungen des Außendurchmessers des Rohlings 21 innerhalb ±1% liegen, ein Schwankungsverlauf des Aderdurchmessers erhalten, wie er in Fig. 19 der Offenlegungsschrift 26 53 836 dargestellt ist. Es kann also eine optische Faser 29 hergestellt werden, die im wesentlichen frei von Durchmesserschwankungen ist.
Im folgenden soll eine Steuerung erläutert werden, die die Herstellung von optischen Fasern mit gleichförmigem Durchmesser erlaubt, wenn der Aderdurchmesser der optischen Faser aufgrund von Änderungen ± Δ D0Zo des Außendurchmessers des Rohlings um ± Ad0Zo schwankt. Der Aderdurchmesser der optischen Faser 29 wird zunächst von einem Detektor 24 erfaßt. Der erfaßte Aderdurchmesser wird mittels einer Durchmessereinrichtung 25 in eine Spannung (oder einen Strom) umgewandelt, und das Ausgangssignal wird einer Steuerschaltung 27 zugeführt. Nachfolgend wird es mit einer Bezugsspannung für Δά=0 verglichen. Wenn der Aderdurchmesser der optischen Faser von diesem Bezugswert abweicht, betätigt ein Ausgangssignal der Steuerschaltung 27 eine Ventil-Öffnungs- und -Schließ-Einrichtung 32, die die Strömungsgeschwindigkeit des Gases steuert. Die Steuerung erfolgt derart, daß die Strömungsgeschwindigkeit des durch einen Strömungsmesser 31 tretenden Gases abnimmt, wenn der Aderdurchmesser der optischen Faser kleiner ist als der Bezugswert. Ist der Aderdurchmesser umgekehrt größer, so wird die Strömungsgeschwindigkeit erhöht.
Wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases geändert, so ändert sich nachfolgend der Aderdurchmesser der optischen Faser und kehrt daraufhin allmählich zu seinem ursprünglichen stetigen Wert zurück. Mit Hilfe der Erfindung wird der Aderdurchmesser in der Weise konstant gehalten, daß nach Erfassen von Durchmesserschwankungen der optischen Faser die nachfolgende Änderung des Aderdurchmessers wie obenstehend erläutert durch Ändern der Strömungsgeschwindigkeit des Gases erfolgt, wodurch die Durchmesserschwankungen ausgeglichen werden. Nachfolgend soll das Prinzip der Durchmessersteuerung in der vorliegenden Ausführungsform qualitativ erläutert werden.
Wenn die Strömungsgeschwindigkeit des in F i g. 6 mit dem Pfeil 33 bezeichneten, in das Gasvorhanggerät 30 einströmenden Gases zunimmt, so verschiebt sich die Temperaturverteilung im Heizrohr 23 nach unten. Umgekehrt verschiebt sich die Temperaturverteilung im Heizrohr 23 nach oben, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Gases abnimmt. Sobald sich die Temperaturverteilung im Heizrohr während des Ziehvorgangs nach unten oder nach oben verschiebt, ändern sich die Viskosität η und die Elastizitätskonstanten (E: Youngscher Modul, γ: Poissonsches Verhältnis) des erhitzten und geschmolzenen Glasteils beim Verformen des Rohlings zur optischen Faser. Selbst wenn die Zuführgeschwindigkeit des Rohlings und die Aufnahmegeschwindigkeit der optischen Faser konstant sind, ändert sich aus diesem Grund die Verformungsgeschwindigkeit, mit der der Rohling in die optische Faser umgeformt wird, zeitlich. Damit kann sich nachfolgend auch die Form des deformierten Teils ändern. Der Aderdurchmesser der optischen Faser kann dementsprechend durch Erzeugen von Übergangsänderungen so gesteuert werden, daß Durchmesserschwankungen eliminiert werden.
Bei Anwendung der Maxwellschen Viskositäts-Elastizitäts-Theorie (Phil. Trans. Roy. Soc. London, 157, 1867, 49) ergibt sich für die Verformungsgeschwindigkeit des Rohlings zur optischen Faser folgende Gleichung:
dS
df ''
Hierbei bedeutet:
PA +
2 (\_+r) dPA E~ ~ dt
S: Verformungswert,
A: Querschnittsfläche des Rohlings,
P: die auf die optische Faser beim Ziehen ausgeübte Spannung.
Gleichung 1 zeigt, daß die bekannten Systeme zur Steuerung des Aderdurchmessers der optischen Faser durch Ändern der Aufnahmegeschwindigkeit der Trommel den gewünschten Aderdurchmesser d durch Ändern der Aufnahmcgschwindigkcit Vr einhalten, da für den stetigen Zustand folgende Beziehung gilt:
Unter dem Gesichtspunkt des Übergangs wird der Aderdurchmesscr durch Ändern der Zugfestigkeit Pund damit durch Ändern der Deformationsgeschwindigkeit, d. h. der Übergangsform, in der der Rohling zur optischen Faser wird, geregelt wird. Im Gegensatz hierzu ist das hier beschriebene Steuersystem dadurch gekennzeichnet, daß der Aderdurchmesser durch Andern von η, E und v, wie vorstehend erläutert, geregelt wird.
In der Ausführungsform nach Fig.7 wird der Aderdurchmesser der optischen Faser derart geregelt, daß oberhalb und unterhalb des Heizrohrs 23 Gasvorhanggeräte angeordnet sind, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des den Gasvorhanggeräten zugeführten Gases so geändert wird, daß die Bedingungen unter
κι denen der Luftstrom nach oben blasen kann, sowie die Änderungen des Luftstroms ausreichend unterdrückt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des durch einen Pfeil 34 dargestellten, dem unteren Gasvorhanggerät 30' zugeführten Gases ist so gewählt, daß das Gas in
ij Richtung der Pfeile 34' und 34" oder lediglich in Richtung der des Pfeils 34' ausfließen kann. Die Strömungsgeschwindigkeit des in Richtung 34' ausströmenden Gases ist auf einen Wert eingestellt, der zur Unterdrückung des von der Unterseite des Heizrohrs 23 nach oben geblasenen Luftstroms ausreicht.
Die Steuerung des Durchmessers der optischen Faser dieser Maschine erfolgt nach 2 Methoden. In einer ersten Methode wird die Strömungsgeschwindigkeit des dem Gasvorhanggerät 30' entsprechend dem Pfeil 34
2"> zugeführten Gases konstant gehalten, während ein Ausgangssignal einer Steuerschaltung 27, wie bei a dargestellt, zu einer Ventil-Öffnungs- und -Schließ-Einrichtung 32 zurückgeführt wird. Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit des dem Gasvorhanggerät 30 zugeführten Gases geändert und der Durchmesser der optischen Faser geregelt. Nach der anderen Methode wird umgekehrt die Strömungsgeschwindigkeit des zum Gasvorhanggerät 30 geführten Gases konstant gehalten, während das Ausgangssignal der Steuerschaltung auf eine Ventil-Öffnungs- und -Schließ-Einrichtung 32' rückgekoppelt wird. Dies ist durch eine gestrichelte Linie b dargestellt. Bei dieser Methode wird die Strömungsgeschwindigkeit des in das Gasvorhanggerät 30' einströmenden Gases geändert.
Die mit den Vorrichtungen nach Fig.6 und 7 erzielten Ergebnisse sind im einzelnen anhand der Fig. 21 bis 27 der Offenlegungsschrift 26 53 836 erläutert.
Die Durchmesserschwankungen der optischen Fasern erreichen in Fällen, in denen die Änderung des Außendurchmessers des Rohlings ±2 bis ±4% betragen, +8% bis 32%, wenn der Ziehvorgang ohne Steuerung der Änderungen des Außendurchmessers durchgeführt wird. Sofern die Schwankungen des Aderdurchmessers durch das vorstehend erläuterte Durchmessersteuerverfahren geregelt werden, muß die Strömungsgeschwindigkeit des dem Heizrohr zugeführten Gases um nicht mehr als etwa ±200 l/h geändert werden. Die zuerst einzustellende Strömungsgeschwindigkeit F des Gases am Strömungsmesser 31 muß deshalb einen Änderungsbereich der Strömungsgeschwindigkeit des Gases von ±200 l/h enthalten, der zur Steuerung von Durchmesserschwankungen aufgrund Änderungen des Außendurchmessers des RoIi-
Wi lings erforderlich ist. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases muß außerdem zur Unterdrückung der von Störungen hervorgerufenen Durchmesserschwankungen ausreichen. Soll jedoch die Gasströmung durch den Strömungsmesser 31 um etwa ± 200 l/h mit Hilfe der die
h1; Strömungsgeschwindigkeit des Gases steuernden Ventil-Öffnungs- und -Schließ-Einrichtung 32 bei einer derartig großen strömenden Gasmenge geändert werden, so ist eine hochgenauc Regelung der Strö-
mungsgeschwindigkeit des Gases schwierig. Für eine hochgenaue Regelung nach diesem Verfahren muß die Ventil-Öffnungs- und -Schließeinrichtung 32 einen Präzisionsmechanismus aufweisen, der eine Feinjustierung der Strömungsgeschwindigkeit über einen weiten Strömungsgeschwindigkeitsbereich zuläßt. Dies ist äußerst kostspielig. In Fällen, in denen die Strömungsgeschwindigkeit F des Strömungsmessers 31 zuerst fälschlicherweise auf einen Wert eingestellt wurde, der geringfügig größer als der zur Steuerung der vorstehend erläuterten Strömungsgeschwindigkeit des Gases (200 l/h) erforderliche Wert ist, existiert ein Zustand bei dem die Menge des durch den Strömungsmesser 31 tretenden Gases gering und dicht bei 0 ist. In einem derartigen Zustand können von Störungen hervorgerufene Durchmesserschwankungen nicht unterdrückt werden. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Gases Null ist, nehmen dementsprechend Durchmesserschwankungen aufgrund von Störungen zu. Diese Durchmesserschwankungen können jedoch nur schwer entstehen, wenn Änderungen des Luftstroms im Heizrohr unterdrückt und bei zunehmender Gasgeschwindigkeit im Inneren des Heizrohrs ein laminarer Strömungszustand aufrechterhalten wird. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit F des Gases zunächst aufgrund des Ergebnisses der Durchmesserregelung irrtümlich zu klein eingestellt wurde, können Durchmesserschwankungen aufgrund von Störungen entstehen. Damit können Schwierigkeiten bei einer hochexakten Regelung und bei der Herstellung eines gleichförmigen Aderdurchmessers auftreten. In der nachstehend erläuterten Maschine zum Ziehen optischer Fasern werden die obenerwähnten Probleme vermieden; mit ihrer Hilfe können optische Fasern mit gleichmäßigen und hoher Präzision geregeltem Durchmesser zuverlässig hergestellt werden.
Wie in Fig.8 dargestellt ist, wird beim Ziehvorgang Gas mit festgelegter Strömungsgeschwindigkeit (vorzugsweise mehr als etwa 500 l/h) bei 57 über einen Strömungsmesser 56 sowie einem Gasmischer 55 einem Gasvorhanggerät 50 zugeführt. Hierdurch werden Schwankungen der Schmelztemperatur aufgrund von Unzulänglichkeiten der Rohlingsstruktur und von äußeren Störungen vermieden. Dem Gasvorhanggerät 50 wird darüber hinaus bei 53 eine geregelte Gasströmung (die nach Fig.24 zu bestimmen ist) in einem zur Regelung von Durchmesserschwankungen der optischen Faser aufgrund von Außendurchmesseränderungen des Rohlings ausreichendem Maß zugeführt. Die Gasströmung wird hierbei über eine die Strömungsgeschwindigkeit steuernde Ventil-Öffnungsund -Schließ-Einrichtung 52, einen Strömungsmesser 51 und dem Gasmischer 55 dem Gasvorhanggerät 50 zugeführt. Ein von einem Detektor 44 erfaßtes Signal wird über eine Durchmesser-Meßeinrichtung 45 sowie eine Steuerschaltung 47 auf die Einrichtung 52 zurückgekoppelt. Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit des durch den Strömungsmesser 51 fließenden Gasstroms geändert und der Aderdurchmesscr geregelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das dem Gasvorhanggeräl 50 zugeführtc Gas parallel aufgeteilt. Die Durchsatzmengen in den aufgeteilten Strömen können somit so klein wie möglich gehalten werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases kann somit mit höherer Genauigkeit geregelt werden, was zu optischen Fasern mit gleichförmigem Aderdurchmesser führt. Die Erfindung ist jedoch in dieser Beziehung nicht auf das Ausführungsbeispiel nach F i g. 28 beschränkt. Beispielsweise muß die Anzahl der in dem Gasmischer 55 zuströmenden Gasanteile nicht 2 betragen, sondern es können auch drei und mehr sein. Mit Hilfe dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung können Durchmesserschwankungen aufgrund von Störungen beinahe vollkommen durch die Strömungsgeschwindigkeit des bei 57 zugeführten Gases unterdrückt werden. Die Aufgabe der Aderdurchmesserregelung bleibt somit lediglich auf Schwankungen des Aderdurchmessers beschränkt, die sich aus den Änderungen des Außendurchmessers des Rohlings ergeben. Der Bereich, Innerhalb dem die Ventil-Öffnungs- und -Schließ-Einrichtung 52 die Strömungsgeschwindigkeit steuern kann, kann somit enger als im Fall der Fig. 18 gehalten werden, womit auch die Genauigkeit der Regelung der Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird.
In Fig.9 bezeichnet 58 ein Untersetzungsgetriebe, das mit einer Öffnungs- und -Schließ-Einrichtung 52 für ein die Strömungsgeschwindigkeit eines Gases steuerndes Ventil kombiniert ist. Die Zahl 59 bezeichnet einen Gleichstrommotor, dessen Abtriebswelle mit dem Untersetzungsgetriebe 58 gekuppelt ist. Mit 60 ist eine Steuerschaltung bezeichnet, die einen Bezugsspannungs-Generatorkreis 61 sowie eine Komparatorschaltung 62 enthält. Die Komparatorschaltung 62 vergleicht eine vom Generatorkreis 61 abgegebene Bezugsspannung mit einem analogen Ausgangssignal einer Durchmesser-Meßeinrichtung 45. Wird aufgrund des Vergleichs ein Fehlersignal erzeugt, so wird dies verstärkt und treibt den Gleichstrommotor 59 an. Die Zahl 63 bezeichnet ein Aufzeichnungsgerät.
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung 60 in Fig.9. Diese Steuerschaltung kann ebenso bei den in den Fig. 18 und 20 dargestellten Maschinen benutzt werden. Zum Einstellen der Bezugsspannung ist ein veränderbarer Widerstand R-£ vorgesehen. Zum Steuern der Schleifenverstärkung ist ein veränderbarer Widerstand Ri vorgesehen, während eine Treiberschaltung durch einen die Transistoren Q1 bis φ enthaltenden Schaltungsteil gebildet wird. Im folgenden soll der Verlauf der Durchmesserschwankungen einer optischen Faser erläutert werden, die unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Durchmesser-Regeleinrichtung nach F i g. 29 gezogen werden. Bei 57 wurde Sauerstoffgas mit gleichbleibender Strömungsgeschwindigkeit von 430 l/h zugeführt. Sauerstoffgas wurde gleichzeitig auch bei 53 zugeführt. Die Öffnungsund -Schließ-Einrichtung 52 des Ventils war zunächst so eingestellt, daß die Strömungsgeschwindigkeit F des Gases am Strömungsmesser 51 einen Wert von 500 l/h erreichen konnte. Der Gleichstrommotor 59 drehte sich entsprechend den Durchmesserschwankungen in Normalbzw. Rückwärtsrichtung und steuerte die Strömungsgeschwindigkeit des durch den Durchflußmesser 51 tretenden Sauerstoffgases. Es ergaben sich Durchmesserschwankungen der optischen Faser von etwa ± 15%. Die Schwankungen des Außendurchmessers des verwendeten Rohlings 41 lagen hierbei in einem Bereich von ± 1 bis 2%. Zum anderen wurde eine optische Faser
Wi nach dem Verfahren von Fig. 18 gezogen. Die öffnungs- und -Schließ-Einrichtung 32 des die Strömungsgeschwindigkeit des Gases steuernden Ventils war so eingestellt, daß der Wert der Strömungsgeschwindigkeit am Durchflußmesser 31 zunächst 930 l/h erreichen konnte. Die Strömungsgeschwindigkeit des durch den Durchflußmesscr 31 strömenden Gases wurde entsprechend den Adcrdurchmcsscrschwankun· gen geregelt. Es ergaben sich Schwankungen von etwa
±19%. Der Grund hierfür liegt in der geringen Genauigkeit der Regelung der Strömungsgeschwindigkeit, da die öffnungs- und -Schließ-Einrichtung 32 des die Strömungsgeschwindigkeit steuernden Ventils große Durchsatzmengen steuern mußte. Es wurde eine weitere Durchmesserregelung durchgeführt. Das Sauerstoffgas wurde in Fig. 18 bei 33 zugeführt. Die öffnungs- und -Schließ-Einrichtung 32 des Ventils wurde auf einen solchen Anfangswert eingestellt, daß die Strömungsgeschwindigkeit F am Durchflußmesser 31 500 l/h erreichen konnte. Es ergaben sich Durchmesserschwankungen von etwa ±51%. Das Ergebnis ist offensichtlich schlechter als die vorhergehenden Ergebnisse. Dies kann so gedeutet werden, daß die Durchmesserschwankungen aufgrund von Störungen darin enthalten sind.
Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Ziehen optischer Fasern, bei dem ein stabförmiger Rohling an seinem Vorderende geschmolzen und zu der Faser ausgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der stabförmige Rohling von einem Gasvorhang umschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß auch die gezogene Faser von einem Gasvorhang umschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über den Durchmesser der gezogenen Faser der Gasdurchsatz des Gasvorhangs geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über den Durchmesser der gezogenen Faser die Ziehgeschwindigkeit geregelt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein ringförmiges, an seiner Innenseite mit Gasaustrittsöffnungen (12) versehenes Rohr (10).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Rohr (10) an seiner einen Stirnseite eine größere öffnung (17') hat als an seiner anderen Stirnseite (F i g. 3).
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch, einen an das ringförmige Rohr (10) jn koaxial angesetzten Zylinder (3) (F i g. 4).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein an das freie Ende des Zylinders (3) koaxial angesetztes weiteres ringförmiges Rohr, das ebenfalls an seiner Innenseite mit Gasaustrittsöffnungen ir> versehen ist(Fig. 5).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Rohr (50) an einen Gasmischer (55) angeschlossen ist, der eine konstante Grund-Gasströmungsinenge (57) mit w einer über den Durchmesser der gezogenen Faser (49) geregelten Zusatz-Gasströmungsmenge (53) mischt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Regelung ·τ> der Zusatzgasströmungsmenge (53) einen Komparator (62) enthält, der das Ausgangssignal einer Faserdurchmesser-Meßeinrichtung (45) mit einer vorgebenen Bezugsspannung vergleicht und ein Steuersignal für ein in der Zuführung für die Zusatz-Gasströmungsmenge (53) vorgesehenes Ventil (52) erzeugt.
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