DE3903466A1 - Heizofen fuer die innenbeschichtung von vorformen fuer lichtwellenleiter - Google Patents

Description

Lichtwellenleiter bestehen bekanntlich aus einem Kern und einem Mantel. Der Lichtwellenleiterkern hat einen größeren Brechungsindex als der Lichtwellenleiter­ mantel. Für die Herstellung von Lichtwellenleitern wird zunächst eine Vorform benötigt, aus der eine Glasfaser durch Ziehen hergestellt wird. Bei der Herstellung von Vorformen für Lichtwellenleiter unterscheidet man das sogenannte Innenbeschichtungsverfahren und das soge­ nannte Außenbeschichtungsverfahren. Beim Innenbeschich­ ten wird zum Beispiel die innere Oberfläche eines Sub­ stratrohres zunächst mit Mantelmaterial beschichtet und anschließend wird das mit Mantelmaterial innenbeschich­ tete Substratrohr mit Kernmaterial innenbeschichtet. Die Innenbeschichtung erfolgt mittels des CVD-Verfahrens.

Bei der Innenbeschichtung nach dem CVD-Verfahren wird ein Reaktionsgas durch das innenzubeschichtende Sub­ stratrohr geleitet und im Substratrohr durch entsprechen­ de Erhitzung zur chemischen Reaktion gebracht. Als Reaktionsprodukt entsteht bei der chemischen Reaktion in Abhängigkeit vom eingeführten Reaktionsgas Mantel­ material bzw. Kernmaterial. Die erforderliche Erhitzung des Substratrohres bzw. des durch das Substratrohr ge­ leiteten Reaktionsgases erfolgt durch einen bewegbaren Widerstandsofen, der in seiner Mitte eine Öffnung auf­ weist, durch die das innenzubeschichtende Substratrohr geführt wird. Während der Innenbeschichtung des Sub­ stratrohres wird der Heizofen längs der äußeren Ober­ fläche des innenzubeschichtenden Substratrohres bewegt.

Als Heizquellen zur Erzielung der erforderlichen Reak­ tionstemperatur werden entweder Knallgasbrenner oder elektrische Widerstandsöfen verwendet. Der elektrische Ofen hat den Vorteil, daß in reduzierter Atmosphäre gearbeitet und damit ein Verdampfen von Quarzglas ver­ hindert wird. Im Fall des Widerstandsofens bestehen die Heizelemente vorzugsweise aus Graphit. Um das Eindringen der äußeren Atmosphäre in das heiße Innere des Ofens zu verhindern, wird der Zwischenraum zwischen dem Substrat­ rohr und dem Heizofen mit einem Edelgas wie z.B. Argon gespült. Bei ungenügender Abdichtung nach außen entsteht ein Kamineffekt und damit die Gefahr, daß die äußere Atmosphäre von unten her in den Zwischenraum zwischen Substratrohr und Heizofen gepreßt wird. Gelangt die äußere Atmosphäre in das Ofeninnere, so besteht zum einen die Gefahr, daß die Lebensdauer der Heizelemente reduziert wird, zum anderen wird die komplette Thermik des Ofens unkontrollierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heiz­ ofen zur Innenbeschichtung von Substratrohren für Licht­ wellenleiter anzugeben, bei dem eine vollkommene Ab­ dichtung des Zwischenraumes zwischen dem Substratrohr und dem Heizofen gewährleistet ist und dadurch ein Ein­ dringen der äußeren Atmosphäre zwischen Substratrohr und Heizofen verhindert wird. Außerdem soll durch die Erfindung eine automatische Abdichtung des Zwischen­ raums ohne manuelle Nachstellung auch dann gewährleistet sein, wenn das Substratrohr infolge der Wärmebehandlung dünner wird oder gar zu einem Stab kollabiert. Diese Aufgabe wird bei einem bewegbaren Heizofen zur Innen­ beschichtung von Substratrohren für Lichtwellenleiter nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen elektrischen Widerstandsofen 1, der in der Mitte eine Öffnung aufweist, in der das innenzubeschichtende Substratrohr 2 steckt. Bei der Innenbeschichtung des Substratrohres 2 wird der Wider­ standsofen 1 längs der Oberfläche des Substratrohres 2 bewegt, damit nicht das gesamte Substratrohr 2 gleich­ zeitig erhitzt wird, sondern nur jeweils ein begrenzter Bereich. Wenn der Spalt zwischen dem Substratrohr 2 und der Innenwand des Ofens 1 im oberen Ofenbereich nicht ordentlich abgedichtet ist, entsteht der bereits er­ wähnte Kamineffekt, der bewirkt, daß in unerwünschter Weise die Außenatmosphäre in den Spalt zwischen dem Substratrohr 2 und der Innenwand des Ofens 1 gelangt.

Die erforderliche Abdichtung zwischen dem Substratrohr 1 und der Innenwand des Ofens wird gemäß der Erfindung durch eine oder mehrere ringförmige Abdichtungen er­ zielt, von denen in der Fig. 2 eine dargestellt ist. Die in der Fig. 2 dargestellte Dichtung 3 hat in ihrer Mitte eine Bohrung 4, deren Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Substratrohres 2 ist. Der Durch­ messer der Dichtungsbohrung entspricht dem Außendurch­ messer eines aus dem Substratrohr durch Kollabieren gewonnenen Stabes. Die Dichtung 3 besteht aus elasti­ schem Material, damit sie sich an das Substratrohr 2 anschmiegen kann, wenn der Ofen 1 längs der Oberfläche des Substratrohres 2 bewegt wird. Die Dichtung 3 hat Einschnitte 5, die in radialer Richtung verlaufen. Die Einschnitte 5 verlaufen vom inneren Dichtungsrand 6 radial nach außen und enden im Abstand vom äußeren Dichtungsrand 7. Die Dichtung 3 hat die Form einer Lochscheibe.

Die Dichtung 3 besteht beispielsweise aus Graphitfilz, um der hohen Temperaturbelastung standzuhalten.

Die Dichtung 3 wird in eine Aufnahme 8 gelegt, die in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Aufnahme 8 der Fig. 2 ist tellerförmig ausgebildet und hat in ihrer Mitte eine Bohrung 9 für die Durchführung des Substratrohres 2. Die Aufnahme 8 hat einen rohrförmigen Stutzen 10, der in die Bohrung des Heizofens 1 gesteckt wird. Die Bohrung 9 der Aufnahme 8 ist kegelförmig ausgebildet, damit die Dichtung 3 in ihrem mittleren Bereich nach unten ausweichen kann.

Die Fig. 4 zeigt den Widerstandsofen 1 mit dem Sub­ stratrohr 2 sowie die Aufnahme 8 für die Dichtung(en), die mittels ihrer Rohrstutzen 10 in der Bohrung des Ofens 1 gehaltert ist.

Obwohl in der Fig. 2 der Einfachheit halber nur eine Dichtung (3) dargestellt ist, werden im allgemeinen mehrere Dichtungen verwendet, die die gleiche Struktur besitzen wie die Dichtung 3 der Fig. 2. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Bestückung der Aufnahme 8 mit zwei Dichtungen 11 und 12, die beispielsweise aus 0,5 mm dickem Kohlefaser-Kohlenstoff bestehen und eine federn­ de Rückstellkraft besitzen. Die Bohrung ist etwas größer gewählt, damit das Substratrohr nicht berührt wird.

Die Dichtungen 11 und 12 sind in der Aufnahme 8 ver­ setzt gegeneinander angeordnet, und zwar derart, daß sich die Schlitze 5 der Dichtung 11 über den zwischen den Schlitzen befindlichen Stegen der unteren Dichtung 12 befinden. Durch die versetzte Anordnung der Dich­ tungen wird die Abdichtung des Spaltes zwischen dem Substratrohr 2 und dem Heizofen 1 verbessert. Über der oberen Dichtung 12 befinden sich beim Ausführungsbei­ spiel der Fig. 5 und 6 zwei Lochscheiben 13 und 14, aus Graphitfils, die die Aufgabe haben, sich an das Substratrohr anzuschmiegen und einen dichten Abschluß zu gewährleisten.

Die Aufnahme 8 ist durch einen Deckel 15 abgeschlossen, der in seiner Mitte eine Bohrung zum Durchführen des Substratrohres 2 aufweist. Das Verschließen der Auf­ nahme 8 mittels des Deckels 13 erfolgt mit Hilfe eines Bajonettverschlusses.

Claims (8)

1. Bewegbarer Heizofen zur Innenbeschichtung von Sub­ stratrohren für Lichtwellenleiter, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Abdichtung des Zwischenraumes zwischen Substratrohr und Innenwand des Heizofens eine oder mehrere Dichtungen vorgesehen sind, die eine Öffnung für das Substratrohr aufweisen, deren Durchmesser ge­ ringer ist als der Außendurchmesser des Substratrohres, und die Schlitze aufweisen, die radial von innen nach außen verlaufen.

2. Heizofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze im Abstand vom äußeren Dichtungsrand enden.

3. Heizofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Schlitze bis zur Dichtungsöff­ nung erstrecken.

4. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen lochscheibenförmig ausgebildet sind.

5. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen aus elastischem Material bestehen.

6. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dichtungen übereinander und derart angeordnet sind, daß jeweils die Schlitze der einen Dichtung über Stege der angrenzenden Dichtungen zu liegen kommen.

7. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen in einer tellerför­ migen Aufnahme angeordnet sind, die eine Öffnung sowie einen Rohrstutzen aufweist, der zum Einführen der Auf­ nahme in die Öffnung des Heizofens dient.

8. Heizofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Aufnahme zur Öffnung im Boden trichterförmig verläuft.