DE3625733C2 - - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/0253—Controlling or regulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/46—Monotoring or regulating the preform position with respect to the draw axis
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (DE-AS 20 04 955).
Lichtwellenleiter - im folgenden kurz als "LWL" bezeichnet -
sind fertige Gebilde aus Glasfasern, die ohne zusätzliche
Bearbeitung zur Übertragung von Lichtwellen geeignet sind. Sie
haben gegenüber metallischen Leitern Vorteile. Die LWL sind
sehr breitbandig und dämpfungsarm, so daß über einen Leiter
mehr Kanäle bei vergrößertem Verstärkungsabstand übertragen
werden können. Sie sind gut biegbar und haben kleine
Durchmesser, so daß der Kabelquerschnitt verringert werden
kann. Ferner treten keine Beeinflussungen durch äußere
elektrische und magnetische Störfelder auf.
Mit dem bekannten Verfahren nach der eingangs erwähnten
DE-AS 20 04 955 wird ein LWL aus einem Glasstab als Vorform
gezogen. Diese Vorform ist in der Brechzahlverteilung in ihrem
Querschnitt eine maßstäbliche Vergrößerung des späteren LWL.
Sie wird zur Herstellung des LWL in einer Vorrichtung
senkrecht derart aufgehängt, daß ihr unteres axiales Ende in
einen ringförmigen Ofen hineinragt. Durch Erwärmung im Ofen
wird das untere Ende der Vorform erweicht. Es löst sich
dadurch ein Teil des Endes in Form eines Tropfens ab. Dabei
zieht der üblicherweise als "Ziehzwiebel" bezeichnete Tropfen
fadenförmig Material hinter sich her. Dieser Faden wird
aufgenommen und mit definierter Geschwindigkeit abgezogen und
gegebenenfalls aufgewickelt. Er stellt den fertigen LWL dar.
Zu dessen fehlerfreier Herstellung müssen die Bedingungen des
Ziehvorganges sorgfältig kontrolliert werden. In enger
Abhängigkeit voneinander sind Ofentemperatur,
Ziehgeschwindigkeit, Durchmesser des LWL und räumliche Lage
des unteren Endes der Vorform innerhalb des Ofens bei
vorgegebenen Werten zu halten. Das gilt besonders für die
Eintauchtiefe der Vorform in den Ofen, weil dieselbe die
Viskosität des Glases und somit die Materialmenge beeinflußt,
die beim Ziehvorgang aus der Vorform entnommen wird. Von
wesentlicher Bedeutung für die Güte des LWL ist auch die
zentrische Lage der Vorform im ringförmigen Ofen. Eine
Abweichung der Vorform aus der zentrischen Lage kann wegen der
dann unsymmetrischen Wärmezufuhr zu Unsymmetrien im LWL-
Querschnitt führen. Eine solche Unsymmetrie ist besonders bei
Einmoden-LWL schädlich, da die zentrische Lage des LWL-Kerns
bei dem ausgeprägten Unterschied der Abmessungen zwischen LWL-
Kern und LWL-Mantel von besonderer Bedeutung für die
Verbindungstechnik zwischen zwei LWL ist. Auch bei
sorgfältiger Justierung des hier als Vorform verwendeten
Glasstabs vor Beginn des Ziehprozesses reicht das alleinige
Nachführen des Glasstabes nicht aus, um derartige Unsymmetrien
mit Sicherheit zu vermeiden. Das gilt insbesondere dann, wenn
bereits in dem Glasstab Unsymmetrien enthalten sind oder wenn
die Achse des Glasstabes nicht exakt gerade ist.
Unsymmetrien in der Vorform, aus welcher ein LWL gezogen
werden soll, sind auch bei dem aus der DE-OS 34 38 214
bekannten Verfahren nicht zu vermeiden. Die Vorform besteht
hier aus einem Rohr und aus einem in demselben angeordneten
Stab. Rohr und Stab sind relativ zueinander schwenkbar, in
vertikaler Anordnung aufgehängt. Durch eine Relativschwenkung
zwischen Rohr und Stab soll deren Konzentrizität in einer
Erhitzungszone gegebenenfalls verbessert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs
geschilderte Verfahren so weiterzubilden, daß die
konzentrische Lage des Kerns eines LWL auf einfache Weise
sichergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei Einsatz dieses Verfahrens können die bisher üblichen
Vorrichtungen zum Ziehen von Glasfasern aus einer Vorform
weiter benutzt werden. Es wird lediglich ein Steuermechanismus
benötigt, der nach Maßgabe einer von den beiden
Durchleutungseinrichtungen gelieferten Steuergröße den Halter
der Vorform jeweils so verstellt, daß das im Ofen befindliche
Ende der Vorform sich in einer zum Ofen konzentrischen
Position befindet. Die beiden Durchleutungseinrichtungen
brauchen dabei keine quantitative Messung bezüglich des
Durchmessers des LWL-Kerns durchzuführen. Es reicht vielmehr
aus, wenn gegebenenfalls festgestellt wird, daß der Kern sich
nicht in einer zentrischen Lage befindet. Die
Durchleuchtungseinrichtungen liefern bei einer Abweichung des
Kerns aus der zentrischen Lage eine Steuergröße,
beispielsweise ein elektrisches Signal, durch welche der
Halter der Vorform im Ausgleichssinne verstellt wird.
Das Verfahren kann noch dadurch verbessert werden, daß die
Vorform vor dem Ziehvorgang bezüglich der Lage des Kerns
vermessen wird. Dabei wird die Lage des Kerns über die Länge
der Vorform gesehen an jeder Stelle derselben ermittelt. Das
Ergebnis kann beispielsweise einem elektronischen Speicher
zugeführt und als Basis für die Steuerung des Halters der
Vorform verwendet werden. Die Steuergröße der
Durchleuchtungseinrichtungen wird dieser Basis überlagert.
Das Verfahren nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung
erläutert.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.
Mit 1 ist eine stabförmige Vorform aus dotiertem Glas,
vorzugsweise aus Quarzglas, zur Herstellung eines LWL
bezeichnet. Wie die Vorform 1 hergestellt wurde, ist für das
vorliegende Verfahren unerheblich. Es sind dafür die
unterschiedlichsten Verfahren bekannt. Die Vorform 1 ist in
vertikaler Lage an einem Halter 2 befestigt. Sie ragt mit
ihrem einen axialen Ende in einen ringförmigen Ofen 3 hinein,
der beispielsweise durch eine elektrische Heizeinrichtung 4
beheizbar ist. Am Halter 2 ist ein Stellglied 5 angebracht,
das einerseits in einer Ebene in allen Richtungen verstellbar
ist, was durch die Pfeile 6 und 7 angedeutet sein soll.
Andererseits ist das Stellglied 5 und damit auch der Halter 2
in Richtung des Doppelpfeiles 8 verstellbar. Zur Verstellung
des Stellgliedes 5 kann ein Elektromotor 9 verwendet werden.
Stellglieder, die die geschilderten Bewegungen ausführen
können, sind an sich bekannt, so daß eine genauere Erläuterung
derselben nicht erforderlich ist.
Das Verfahren nach der Erfindung wird beispielsweise wie folgt
durchgeführt:
Nach Festlegung der Vorform 1 an dem Halter 2 wird dieselbe in
den Ofen 3 eingebracht. Danach wird die Heizeinrichtung 4 des
Ofens 3 eingeschaltet, so daß das in denselben hineinragende
Ende der Vorform 1 bis zur Erweichung des Glases erwärmt wird.
Am Ende der Vorform 1 bildet sich jetzt zunächst ein Tropfen,
der mit einer entsprechenden Vorrichtung erfaßt und gezogen
werden kann. Mit vorgegebener Geschwindigkeit und Zugkraft
wird dann nach und nach aus der Vorform 1 ein LWL 10 gezogen,
dessen Durchmesser klein ist im Verhältnis zum Durchmesser der
Vorform 1. Die Vorform 1 hat etwa eine Länge von 1 m bis 2 m,
und ihr Durchmesser liegt etwa zwischen 1 cm und 5 cm. Der
Außendurchmesser des LWL 10 kann etwa bei 125 µm liegen,
während der Kern einen Durchmesser von etwa 8 µm hat. Die
Abzugskraft kann von einem angetriebenen Rad 11 erzeugt
werden, auf welches der LWL 10 aufgewickelt wird. Er kann dazu
vorher durch eine Rolle 12 umgelenkt werden. Es ist aber auch
möglich, den LWL 10 mit einem gesonderten Abzug,
beispielsweise einem Raupenabzug, zu ziehen.
Unmittelbar nach dem Austreten des LWL 10 aus dem Ofen 3
durchläuft derselbe zwei Meßstrecken, die als
Durchleuchtungseinrichtungen 13 und 14 ausgebildet sind. Die
beiden Durchleuchtungseinrichtungen 13 und 14 sind
rechtwinklig zueinander angeordnet. Sie liegen in einer zur
Zeichenebene rechtwinkligen Ebene. Die Darstellung in der
Zeichnung wurde der besseren Erläuterung wegen gewählt. Die
Durchleuchtungseinrichtungen 13 und 14 bestehen jeweils aus
einer Lichtquelle L und einem Empfänger E. Als Lichtquellen L
können prinzipiell alle bekannten Lichtquellen eingesetzt
werden, die Licht einigermaßen konzentriert, vorzugsweise
parallel, abstrahlen. Es können insbesondere blaues Licht
abstrahlende Lichtquellen L verwendet werden. Das Licht der
Lichtquellen L kann auch moduliert sein, um das Störlicht des
Ofens 3 unwirksam zu machen. In den Empfängern E können
beispielsweise Diodenzeilen angeordnet sein, die das
empfangene Licht in ein elektrisches Signal umsetzen. Als
Empfänger E können auch Videosysteme mit Bildprozessor
eingesetzt werden, wenn ein entsprechender Aufwand getrieben
werden soll.
Mit den Durchleuchtungseinrichtungen 13 und 14 wird die
zentrische Lage des Kerns des LWL 10 festgestellt. Wenn der
Kern aus der zentrischen Lage abweicht, wird von den
Empfangseinrichtungen E ein Fehlersignal abgegeben, bei dem es
sich beispielsweise um eine elektrische Größe handeln kann.
Das Fehlersignal wird auf einen Auswerter 15 gegeben, der ein
entsprechendes Signal an den Elektromotor 9 weitergibt. Als
Auswerter 15 kann beispielsweise ein programmierbarer Rechner
eingesetzt werden. Der Elektromotor 9 wirkt auf das Stellglied
5 in dem Sinne ein, daß der Halter 2 mit der Vorform 1 im
Ausgleichssinne verstellt wird. Abweichungen des Kerns des LWL
10 aus seiner zentrischen Lage können auf diese Weise sehr
schnell ausgeglichen werden. Es ist dabei unerheblich, woher
diese Abweichungen kommen.
Das Verfahren nach der Erfindung kann noch dadurch verbessert
werden, daß die Vorform 1 vor Beginn des Ziehverfahrens
optisch vermessen wird. Es wird dabei mit einem prinzipiell
bekannten Verfahren die Lage des Kerns in der Vorform 1 über
deren ganze Länge gemessen. Das Meßergebnis kann in einem
elektronischen Speicher 16 gespeichert und als Grundlage für
die Verstellung des Halters 2 verwendet werden. Der Speicher
16 ist dementsprechend an den Auswerter 15 angeschlossen. Die
Stellgröße der Durchleuchtungseinrichtungen 13 und 14 wird dem
Basiswert des Speichers 16 überlagert.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Lichtwellenleitern, bei dem
eine stabförmige Vorform aus dotiertem Glas, die in
vertikaler Position an einem Halter befestigt ist, mit
einem axialen Ende in einen ringförmigen Ofen
eingebracht, an diesem Ende bis zum Erweichen erwärmt,
von dem erweichten Ende kontinuierlich eine im Verhältnis
zur Vorform dünne Faser gezogen und die Vorform nach
Maßgabe der abgezogenen Glasmenge ständig in den Ofen
nachgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß während
des Ziehens der Faser die zentrische Lage des Kerns
mittels zweier rechtwinklig zueinander angeordneter
Durchleuchtungseinrichtungen (13, 14) erfaßt und bei einer
Abweichung des Kerns aus der zentrischen Lage der Halter
(2) der Vorform (1) im Ausgleichssinne verstellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorform (1) vor Beginn des Ziehvorgangs bezüglich der
Lage des Kerns über der Länge vermessen und das Ergebnis
dieser Messung elektronisch gespeichert und als Basis zur
Veränderung der Lage der Vorform (1) im Ofen verwendet
wird, der das Meßergebnis der beiden
Durchleuchtungseinrichtungen (13, 14) überlagert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Licht für die Lichtquellen (L) der
Durchleuchtungseinrichtungen (13, 14) blaues, vorzugsweise
moduliertes Licht verwendet wird.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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GB2148874B (en) * | 1983-10-22 | 1986-11-05 | Standard Telephones Cables Ltd | Optical fibre fabrication by the rod-in-tube method |
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1986
- 1986-07-30 DE DE19863625733 patent/DE3625733A1/de active Granted
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