DE3929193A1 - Vorrichtung zum aufschmelzen eines glasrohres auf einen glasstab zur herstellung einer vorform fuer lichtwellenleiter - Google Patents

Description

Bekanntlich werden Glasfasern, die als Lichtwellen­ leiter dienen, aus einem Glasstab gezogen, der aus Mantel- und Kernmaterial besteht. Um aus dem Glasstab eine möglichst lange Glasfaser gewinnen zu können, wird nach der sogenannten Überfangtechnik über den Glasstab ein Glasrohr geschoben, welches aus dem Mantelmaterial besteht, und mit dem Glasstab verschmolzen. Durch diese Überfangtechnik wird der Durchmesser des Glasstabes, aus dem die Glasfaser gezogen wird, vergrößert, so daß für das Ziehen der Glasfaser ein dickerer Ausgangs­ körper zur Verfügung steht, der eine längere Glasfaser liefert, als dies ohne die Überfangtechnik möglich wäre.

Um nach der Überfangtechnik ein Glasrohr mit einem Glasstab verschmelzen zu können, werden gemäß der Fig. 1 der Glasstab 1 und das mit dem Glasstab zu verschmel­ zende Glasrohr 2 in eine Glasdrehbank 3 eingespannt. Das Einspannen des Glasrohres und des Glasstabes er­ folgt durch die Spannvorrichtung 4, während das Ein­ spannen des Glasstabes allein durch die Spannvorrich­ tung 5 erfolgt. Um eine einwandfreie, blasenfreie und homogene Verschmelzung von Glasstab 1 und Glasrohr 2 erzielen zu können, muß zwischen dem Glasrohr 2 und dem Glasstab 1 vor dem Verschmelzen ein Zwischenraum vor­ handen sein, der evakuiert werden muß. Wegen des er­ forderlichen Hohlraumes müssen Glasstab 1 und Glasrohr 2 getrennt voneinander in der Drehbank 3 eingespannt werden. Die Schwierigkeit besteht dabei darin, daß Glasstab 1 und Glasrohr 2 zentrisch, achsparallel und schlagfrei eingespannt werden müssen und daß dabei der Hohlraum absolut dicht gegenüber der äußeren Atmosphäre abgeschlossen sein muß, damit im Hohlraum ein zum Ver­ schmelzen erforderliches Vakuum erzielt werden kann. Die Schwierigkeit der Abdichtung des Hohlraumes ist vor allem auch darauf zurückzuführen, daß der Glasstab 1 und das Glasrohr 2 während des Verschmelzens rotiert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Aufschmelzen eines Glasrohres auf einen Glas­ stab zur Herstellung einer Vorform für Lichtwellen­ leiter anzugeben, die es ermöglicht, den Glasstab und das Überfangrohr in einfacher Weise getrennt zentrisch zu spannen und über eine Drehzuführung den Hohlraum zwischen dem Glasstab und dem Glasrohr sicher zu eva­ kuieren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungs­ beispiel erläutert.

Wie die Fig. 2 zeigt, werden der Glasstab 1 und das Glasrohr 2 mittels der Spannvorrichtung 4 eingespannt. Die Spannvorrichtung 4 ist im vorderen Teil eines Dreh­ bankspindelkopfes 30 (anstelle eines Drehbankfutters) befestigt, während die Drehdurchführung 32 (über das Rohr 31) an der Rückseite des Drehbankspindelkopfes 30 gegen Verdrehung gehalten wird. Die oben erwähnten Schwierigkeiten beim Einspannen von Rohr und Stab tre­ ten bei der Spannvorrichtung 4 auf, da diese Glasstab 1 und Glasrohr 2 getrennt voneinander genau zentrisch spannen muß und außerdem die Bedingung erfüllen muß, daß der Hohlraum 6 zwischen dem Glasstab 1 und dem Glasrohr 2 vakuumdicht abgeschlossen sein muß. Die Erfindung befaßt sich mit der Spannvorrichtung 4, in der Glasstab 1 und Glasrohr 2 gehaltert werden.

Die Fig. 3 zeigt die Spannvorrichtung 4 für das Ein­ spannen des Glasstabes 1 und das Einspannen des Glas­ rohres 2. Die Spannvorrichtung 4 besteht gemäß der Fig. 3 aus der Spannvorrichtung 4′ für das Einspannen des Glasrohres 2 und der Spannvorrichtung 4′′ für das Einspannen des Glasstabes 1.

Die Spannvorrichtung 4′ zum Einspannen des Glasrohres 2 besteht gemäß der Fig. 3 aus einem Spannfutter 7, einer Spannzange 8 und einem Spannkörper 9. Die Spann­ zange 8 ist gemäß der Fig. 4 eine Doppelkonus-Spann­ zange, die aus einem Hohlkörper mit zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten Konusflächen 10 und 11 besteht. Die Konusflächen 10 und 11 werden durch La­ mellen 10′ bzw. 11′ gebildet, die zur Erzielung der Konusfläche angephast sind und somit einen sich ver­ jüngenden Querschnitt aufweisen. Der Hohlkörper 8, der zusammen mit seinen Lamellen (10′, 11′) die Doppel- Spannzange zum Einspannen des Glasrohres 2 bildet, weist in seiner Mitte eine Nut 12 auf, so daß die Wand­ stärke des Lamellenkörpers 8 im Bereich der Nut 12 ge­ ringer ist als die Dicke der Lamellen in dem an die Nut angrenzenden Lamellenbereichen. Die Nut 12 in der Mitte des Lamellenkörpers erhöht die Federkraft der Lamellen.

Die Lamellen 10′ verjüngen sich konisch in Einschub­ richtung der Spannzange 8 in das Spannzangenfutter 7. Der Spannzangenfutterkörper (Spannzangenaufnahme) 7, der als Hohlkörper ausgebildet ist, weist in seinem Innern eine der Konusfläche 11 der Spannzange 8 ent­ sprechende konische Spannfläche auf, die sich in Achs­ richtung verjüngt, und zwar in der Richtung, die der Einschubrichtung der Spannzange 8 entgegengesetzt ist. Die Konusfläche des Spannfutters 7 wird gemäß der Fig. 5 durch einen Hohlring 13 mit konischer Innenfläche 13′ gebildet, der in das Zangenfutter 7 zusammen mit einem Dichtring 14 eingesetzt wird.

Das Spannen der Spannvorrichtung 4′ erfolgt durch Auf­ schrauben des Spannkörpers 9 auf das Spannfutter 7. Der Spannkörper 9 hat die Form einer Überwurfmutter. Um den Spannkörper 9 auf das Spannzangenfutter 7 aufschrauben zu können, ist das Spannzangenfutter 7 mit einem Außen­ gewinde 15 und der Spannkörper 9 mit einem Innengewinde 16 versehen (Fig. 5). Beim Aufschrauben des Spannkör­ pers 9 auf das Spannzangenfutter 7 wird der Spannkörper 9 axial in Richtung Spannzangenfutter 7 verschoben. Dabei werden die Lamellen 10′ und die Lamellen 11′ nach innen gedrückt und dadurch das im Lamellenkörper 8 befindliche Glasrohr 2 gespannt. Das Zusammendrücken der Lamellen 10′ erfolgt dadurch, daß die Konusfläche 10 der Lamellen 10′ beim Aufschrauben des Spannkörpers 9 auf das Spannfutter 7 an einer Konusfläche 17 des Spannkörpers 9 entlanggleitet, die der Konusfläche 10 des Lamellenkörpers (Spannzange) 8 entspricht. Während sich die Lamellen 11′ in Einschiebrichtung verjüngen, verjüngen sich die Lamellen 10′ in einer Richtung, die der Einschiebrichtung der Spannzange 8 in das Spann­ futter 7 entgegengesetzt ist. Das einzuspannende Glas­ rohr 2 wird sowohl durch die Lamellen 10′ als auch durch die Lamellen 11′ gespannt (Doppelspannzange). Mit dem Aufschrauben des Spannkörpers 9 auf das Spannzan­ genfutter 7 wird gleichzeitig über den Ring 13 ein O-Ring 14 in den Konus 18 des Spannzangenfutters ge­ preßt und dadurch das Glasrohr 2 gegen die äußere Atmosphäre abgedichtet.

Das Einspannen des Glasstabes 1 erfolgt durch die Spannvorrichtung 4′′ (Fig. 6). Die Spannvorrichtung 4′′ besteht aus dem Spannfutter 19, der Spannzange 20 und dem Spannkörper 7′, der Teil des Spannzangenfutters 7 für die Spannvorrichtung 4′ ist. Der Hohlkörper 7 ist also gleichzeitig Spannzangenfutter für die Spannvor­ richtung 4′ (für das Glasrohr) und Spannkörper für die Spannvorrichtung 4′′.

Die Spannzange 20 ist genauso ausgebildet wie die Spannzange 8. Eine dem Konusbereich 11 der Spannzange 20 entsprechende Konusfläche, an der der Konusbereich 11 beim Spannen entlanggleitet, weist das Spannfutter 19 in Gestalt eines Innenkonus 22 auf. Eine dem Konus­ bereich 10 der Spannzange 20 entsprechende Konusfläche, an der der Konusbereich 10 entlanggleitet, weist der Hohlkörper 7 in seinem Bereich 7′ in Gestalt des Innen­ konus 23 auf. Um den Spannkörper 7 auf das Spannfutter 19 aufschrauben zu können, ist das Spannfutter 19 mit einem Außengewinde 24 und der Spannkörper 7′ mit einem Innengewinde 25 versehen. Beim Aufschrauben des Spann­ körpers 7′ auf das Spannfutter 19 werden nicht nur die Lamellen 10′ und 11′ des Lamellenkörpers 20 zusammen­ gedrückt, sondern gleichzeitig erfolgt durch einen Dichtring 26 auch eine Abdichtung zwischen dem Spann­ körper 7′ und dem Spannfutter 19.

Als axialer Anschlag für den Stab 1 dient die Stirn­ fläche 27 im Spannfutter 19. Diese Stirnfläche ist mit Schlitzen 28 versehen, mit deren Hilfe das Evakuieren des erforderlichen Hohlraumes 6 zwischen dem Glasstab 1 und dem Glasrohr 2 erfolgt. Die Nut 12 und die Schlitze 29 im Lamellenkörper 8 dienen nicht nur zum Spannen, sondern sorgen gleichzeitig auch dafür, daß die Luft aus dem Hohlraum 6 zwischen Glasstab und Glasrohr ab­ gesaugt und dadurch dieser Hohlraum evakuiert werden kann. Das Evakuieren erfolgt über die Drehvorrichtung 5, die mit der Spannvorrichtung 4 durch das Rohr 31 verbunden ist.

Die Fig. 7 zeigt im wesentlichen die auf dem Glasrohr 2 befindliche Spannzange 8 und die auf dem Glasstab 1 befindliche Spannzange 20.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Aufschmelzen eines Glasrohres auf einen Glasstab zur Herstellung einer Vorform für Licht­ wellenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spann­ zange, ein Spannfutter und ein Spannkörper zum Einspan­ nen des Glasrohres und eine Spannzange, ein Spannfutter und ein Spannkörper zum Einspannen des Glasstabes vor­ gesehen sind, daß das Spannfutter zum Einspannen des Glasrohres und der Spannkörper zum Einspannen des Glas­ stabes eine Einheit bilden und daß Dichtringe vorge­ sehen sind, die beim Spannen den Hohlraum zwischen dem Glasstab und dem Glasrohr gegen die äußere Atmosphäre abdichten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzangen Doppelkonus-Spannzangen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannzangen Hohlkörper mit zu beiden Seiten des Hohlkörpers angeordneten Lamellen sind und daß die Lamellen die konusförmigen Bereiche bilden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dicke der Wand des Hohl­ körpers der Spannzangen geringer als die Dicke der Lamellen im nichtkonusförmigen Bereich ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung zum Einspannen des Glasrohres einen ringförmigen Körper aufweist, dessen Innenfläche konisch verläuft und der die Spannfläche für einen der beiden konusförmigen Bereiche der Spannzange bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des ringförmigen Körpers ein Dichtungsring vorgesehen ist, der beim Spannen eine Abdichtung des zwischen dem Glasstab und dem Glasrohr bestehenden Hohlraumes bewirkt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung für den Glas­ stab einen Dichtungsring aufweist, der beim Spannen eine Abdichtung des zwischen dem Glasstab und dem Glasrohr bestehenden Hohlraumes bewirkt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper, der als Spannfutter für die Spannvorrichtung zum Einspannen des Glasrohres und als Spannkörper für die Spannvorrichtung zum Ein­ spannen des Glasstabes dient, auf das Spannfutter der Spannvorrichtung zum Einspannen des Glasstabes aufge­ schraubt ist.