DE4331170A1 - Vorrichtung zum Beschichten einer optischen Faser - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Beschichten einer optischen Faser mit einem Düsenstock, einer Einlaufdüse mit einer ersten Düsenöffnung und einer Auslaufdüse mit einer zweiten Düsenöffnung, durch die die Faser hindurchführbar ist und die in einer Aufnahmebohrung des Düsenstocks mit Abstand hintereinander angeordnet sind. Zwischen der Einlaufdüse und der Auslaufdüse ist ein Beschichtungsraum gebildet, in dem ein unter Einfluß von UV-Strahlung vernetzbares und/oder aushärtbares flüssiges Beschichtungsmaterial auf die Faser aufbringbar ist.

Eine solche Vorrichtung zum Beschichten einer optischen Faser ist in der deutschen Patentanmeldung P 42 26 343.3 vorgeschlagen worden. In dieser Patentanmeldung ist beschrieben, daß eine optische Faser aus einer Glasform gezogen und anschließend mit einem oder mehreren Überzügen beschichtet wird. Die Beschichtung erfolgt in einer Beschichtungseinheit, zwischen deren Einlaufdüse und Auslaufdüse sich ein flüssiges Beschichtungsmaterial befindet, das durch UV-Strahlung vernetzbar und/oder aushärtbar ist. Mittels eines UV-Strahlers wird das Beschichtungsmaterial dann vernetzt und/oder ausgehärtet.

Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung zum Beschichten einer optischen Faser ist ein Zutritt von Streulicht in den sich in Durchlaufrichtung der Faser vor der Einlaufdüse befindenden Bereich möglich. Dabei besteht die Gefahr, daß unter der Einwirkung von Streulicht bereits in der Düsenöffnung der Einlaufdüse eine Vorvernetzung und/oder Aushärtung von UV-empfindlichem Beschichtungsmaterial stattfindet und die so gebildeten vorvernetzten oder ausgehärteten Teilchen von der durchlaufenden Faser mitgerissen werden oder aber zu einer fortschreitenden Verengung der Düsenöffnung der Einlaufdüse führen. Auf diese Weise kann es zu sporadischen Störungen im Prozeßablauf kommen.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Beschichten einer optischen Faser derart auszubilden, daß der Streulichteinfluß auf das Beschichtungsmaterial reduziert wird.

Dieses Problem wird gelöst, indem in Durchlaufrichtung der Faser vor der Einlaufdüse eine Streulichtblende angeordnet ist, durch deren Blendenöffnung die Faser hindurchführbar ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine unerwünschte Vorvernetzung und/oder Vor-Aushärtung des für die Beschichtung der Faser verwendeten UV-empfindlichen Beschichtungsmaterials insbesondere in der ersten Düsenöffnung der Einlaufdüse nahezu ausgeschlossen und die Gefahr von Störungen im Prozeßablauf reduziert wird. Der reduzierte Streulichteinfluß ist dabei im Hinblick auf die neue Generation von hochreaktiven UV-Lacken von besonderer Bedeutung.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.

Zur Reduzierung des Streulichteinflusses ist es in Weiterführung der Erfindung von Vorteil, wenn die Streulichtblende in Durchlaufrichtung der Faser mit Abstand vor der Einlaufdüse angeordnet ist.

Vorteilhaft ist es, wenn die Streulichtblende in der Aufnahmebohrung des Düsenstocks angeordnet ist, so daß auf einfache Art und Weise ein Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit fluchtend hintereinander angeordneter Blendenöffnung der Streulichtblende und erster Düsenöffnung der Einlaufdüse bei einer genau konzentrischen Ausrichtung der Streulichtblende gegenüber der Einlaufdüse gewährleistet ist.

Für eine besonders wirkungsvolle Reduzierung des Streulichteinflusses ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Blendenöffnung der Streulichtblende an ihrer engsten Stelle kleiner ist als der Durchmesser der ersten Düsenöffnung der Einlaufdüse an ihrer engsten Stelle.

Für eine wegen der kleinen Durchmesser der Blendenöffnung der Streulichtblende, der ersten Düsenöffnung der Einlaufdüse und der zweiten Düsenöffnung der Auslaufdüse erforderliche genaue Ausrichtung der Streulichtblende, der Einlaufdüse und der Auslaufdüse zueinander ist es von Vorteil, wenn die Streulichtblende, die Einlaufdüse sowie die Auslaufdüse sich an einem gemeinsamen Halteabsatz der Aufnahmebohrung des Düsenstocks abstützen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die in der Fig. beispielhaft dargestellte Vorrichtung zum Beschichten einer optischen Faser 1, z. B. einer aus einer Glasvorform gezogenen optischen Glasfaser, weist ein Gehäuse 3 auf. Das Gehäuse 3 besteht beispielsweise aus einem rohrförmigen Zylinderteil 5 mit einer gestuften Durchgangsbohrung 7. In ein Ende dieser gestuften Durchgangsbohrung 7 ist ein rohrförmiges, an seinem Umfang z. B. gestuft ausgebildetes Aufnahmeteil 9 in axialer Richtung zumindest teilweise eingeschoben. Beispielsweise konzentrisch zu der Durchlaufrichtung der optischen Faser 1 durch die Vorrichtung weist das Aufnahmeteil 9 eine durchgehende Längsbohrung 11 auf, in der ein rohrförmiger Düsenstock 13 angeordnet ist. An einer an dem dem Aufnahmeteil 9 abgewandten Ende des Zylinderteils 5 gebildeten Stirnseite 15 ist beispielsweise ein ringförmiges Trägerteil 17 mit einer die Durchgangsbohrung 7 des Zylinderteils 5 abschließenden Irisblende 19 angeordnet. Dabei läuft die zu beschichtende optische Faser 1 durch eine z. B. konzentrisch zu der durchlaufenden Faser 1 ausgebildete Irisöffnung 21 der Irisblende 19 in die Vorrichtung ein und tritt an dem der Irisblende 19 abgewandten Ende des Gehäuses 3 aus der Vorrichtung im beschichteten Zustand heraus.

Z. B. an dem der Irisblende 19 zugewandten Ende des Zylinderteils 5 ist ein Gaszufuhrstutzen 23 in eine sich durch die Wandung des Zylinderteils 5 hindurch erstreckende Gewindebohrung 24 eingeschraubt. Durch den Gaszufuhrstutzen 23 ist beispielsweise ein Gas geringer kinematischer Viskosität in die Durchgangsbohrung 7 des Zylinderteils 5 zuführbar. Durch das zugeführte Gas werden die von der optischen Faser 1 mitgeführte Luft sowie gegebenenfalls an der Faser 1 anhaftende Partikel im Gegenstromverfahren abgestreift.

Der Düsenstock 13 weist eine sich z. B. konzentrisch zu der Durchlaufrichtung der Faser 1 erstreckende durchgehende gestufte Aufnahmebohrung 25 auf. An ihrem der Irisblende 19 zugewandten Ende hat die Aufnahmebohrung 25 einen sich in Durchlaufrichtung der Faser 1 kegelstumpfförmig verjüngenden Trichterabschnitt 27 und einen sich daran in Durchlaufrichtung der Faser 1 anschließenden Parallelabschnitt 29. In Durchlaufrichtung der optischen Faser 1 zwischen dem Trichterabschnitt 27 und dem Parallelabschnitt 29 ist in der Aufnahmebohrung 25 ein in radialer Richtung nach innen weisender Halteabsatz 44 ausgebildet. In dem Parallelabschnitt 29 der Durchgangsöffnung 25 ist eine Einlaufdüse 31 mit einer ersten Düsenöffnung 32 angeordnet. In Durchlaufrichtung der Faser 1 mit Abstand hinter der Einlaufdüse 31 ist eine Auslaufdüse 33 mit einer zweiten Düsenöffnung 34 vorgesehen, wobei die erste Düsenöffnung 32 und die zweite Düsenöffnung 34 miteinander fluchten. In axialer Richtung zwischen der Einlaufdüse 31 und der Auslaufdüse 33 ist eine Beschichtungskammer 35 gebildet. In diese kann über einen in eine gestufte Gewindebohrung 36 des Aufnahmeteils 9 eingeschraubten Lackzufuhrstutzen 37 ein zur Beschichtung der optischen Faser 1 dienendes und unter Druck stehendes flüssiges Beschichtungsmaterial in Form eines unter Einfluß von UV-Strahlung vernetzbaren und/oder aushärtbaren Kunststofflackes zugeführt und auf die Faser 1 aufgebracht werden. Zum gleichmäßigen Einbringen des Beschichtungsmaterials in die Beschichtungskammer 35 sind in dem Düsenstock 13 z. B. in radialer Richtung verlaufende Kanäle 39 ausgebildet. In axialer Richtung zwischen der Einlaufdüse 31 und der Auslaufdüse 33 ist eine Ringdüse 38 angeordnet, deren Zufuhröffnungen 40 sowohl über eine am Umfang des Düsenstocks 13 ausgebildete Ringnut 42 mit den Kanälen 39 als auch mit der Beschichtungskammer 35 in Verbindung stehen.

In Durchlaufrichtung der Faser 1 durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem vergleichsweise kleinen Abstand von z. B. etwa 2 bis 7 mm vor der Einlaufdüse 31 ist beispielsweise in dem Parallelabschnitt 29 der gestuften Aufnahmebohrung 25 des Düsenstockes 13 eine Streulichtblende 41 angeordnet. Durch deren zur Durchlaufrichtung der Faser 1 konzentrische, sich in Durchlaufrichtung verjüngende Blendenöffnung 43 läuft die zu beschichtende optische Faser 1 hindurch. Die Streulichtblende 41 liegt z. B. mit ihrer der Einlaufdüse 31 abgewandten Stirnseite an dem Halteabsatz 44 der Aufnahmebohrung 25 an.

Der Durchmesser der zu der ersten Düsenöffnung 32 der Einlaufdüse 31 fluchtenden Blendenöffnung 43 der Streulichtblende 41 ist an ihrer engsten Stelle beispielsweise kleiner als der Durchmesser der ersten Düsenöffnung 32 an ihrer engsten Stelle, aber größer als der Durchmesser der zweiten Düsenöffnung 34 der Auslaufdüse 33 an ihrer engsten Stelle. So kann z. B. der Durchmesser der ersten Düsenöffnung 32 der Einlaufdüse 31 an ihrer engsten Stelle 500 µm, der Durchmesser der Blendenöffnung 43 der Streulichtblende 41 an ihrer engsten Stelle 400 µm und der Durchmesser der zweiten Düsenöffnung 34 der Auslaufdüse 33 an ihrer engsten Stelle 300 µm betragen. Durch eine solche Durchmesserstaffelung der Düsenöffnungen 32 und 34 sowie der Blendenöffnung 43 wird gewährleistet, daß am äußeren Rand der ersten Düsenöffnung 32 der Einlaufdüse 31 kein Streulicht auftritt und eine Berührung und eine dabei mögliche Verletzung der optischen Faser 1 beim Durchlauf durch die Blendenöffnung 43 sicher vermieden wird. In der ersten Düsenöffnung 32 ist die Strömungsgeschwindigkeit des zur Beschichtung der Faser 1 dienenden, in der ersten Düsenöffnung 32 stehenden UV-empfindlichen flüssigen Beschichtungsmaterials annähernd null und somit die Gefahr einer unerwünschten Vorvernetzung und/oder Vor- Aushärtung von Beschichtungsmaterial besonders groß.

In Durchlaufrichtung der Faser 1 zwischen der Einlaufdüse 31 und der Streulichtblende 41 ist ein Abstandsring 45 angeordnet, der eine Verschmutzung der Streulichtblende 41 bei eventuell auftretenden Prozeßproblemen verhindert. Auf diese Weise stützen sich die Streulichtblende 41, die Einlaufdüse 31 über den Abstandsring 45 sowie die Auslaufdüse 33 über die Ringdüse 38 in axialer Richtung der Durchlaufrichtung der Faser 1 entgegengerichtet an dem Halteabsatz 44 ab. Zwischen dem Aufnahmeteil 9 und dem Zylinderteil 5 des Gehäuses 3 ist z. B. eine Kammer 47 angeordnet, die die Temperierung des Beschichtungsmaterials mittels eines flüssigen Mediums und damit das Einhalten eines vorgegebenen Temperaturniveaus des Beschichtungsmaterials in der Beschichtungskammer 35 ermöglicht.

Die Integration der Streulichtblende 41 in den Düsenstock 13 ermöglicht einen einfachen und reproduzierbaren Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem die Blendenöffnung 43, die erste Düsenöffnung 32 sowie die zweite Düsenöffnung 34 sicher und zuverlässig miteinander fluchten. Die Reinigung des Düsenstocks 13, der Einlaufdüse 31 und der Auslaufdüse 33 wird durch die zusätzlich vorgesehene Streulichtblende 41 nicht erschwert.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Beschichten einer optischen Faser mit einem Düsenstock, einer Einlaufdüse mit einer ersten Düsenöffnung und einer Auslaufdüse mit einer zweiten Düsenöffnung, durch die die Faser hindurchführbar ist und die in einer Aufnahmebohrung des Düsenstocks mit Abstand hintereinander angeordnet sind, sowie einem zwischen der Einlaufdüse und der Auslaufdüse gebildeten Beschichtungsraum, in dem ein unter Einfluß von UV- Strahlung vernetzbares und/oder aushärtbares flüssiges Beschichtungsmaterial auf die Faser aufbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchlaufrichtung der Faser (1) vor der Einlaufdüse (31) eine Streulichtblende (41) angeordnet ist, durch deren Blendenöffnung (43) die Faser (1) hindurchführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Streulichtblende (41) in Durchlaufrichtung der Faser (1) mit Abstand vor der Einlaufdüse (31) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Streulichtblende (41) in der Aufnahmebohrung (25) des Düsenstocks (13) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Blendenöffnung (43) der Streulichtblende (41) an ihrer engsten Stelle kleiner ist als der Durchmesser der ersten Düsenöffnung (32) der Einlaufdüse (31) an ihrer engsten Stelle.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Blendenöffnung (43) der Streulichtblende (41) an ihrer engsten Stelle größer ist als der Durchmesser der zweiten Düsenöffnung (34) der Auslaufdüse (33) an ihrer engsten Stelle.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchlaufrichtung der Faser (1) zwischen der Streulichtblende (41) und der Einlaufdüse (31) ein Abstandsring (45) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Streulichtblende (41), die Einlaufdüse (31) sowie die Auslaufdüse (33) sich an einem gemeinsamen Halteabsatz (44) der Aufnahmebohrung (25) des Düsenstocks (13) abstützen.