DE4412563A1 - Einrichtung und Verfahren zum Kühlen einer zu fertigenden Lichtleitfaser - Google Patents

Einrichtung und Verfahren zum Kühlen einer zu fertigenden Lichtleitfaser

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Waldemar Dipl Ing Engel
Matthias Ondricek
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SIECOR FERTIGUNGSGESELLSCHAFT
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen einer zu fertigenden Lichtleitfaser unter Verwendung mehrerer nach in­ nen gerichteter, in einer Struktur rings um die Faserlängs­ achse und in voneinander verschiedenen Höhenlagen angeordne­ ter Ausströmöffnungen für Kühlgasströme.
Eine derartige Kühleinrichtung ist aus der EP 0 312 081 B1 bekannt, bei der mehrere, einzelne Röhren achsparallel sowie in Abständen zueinander rings um eine zu kühlende Lichtleit­ faser herum angeordnet sind. Diese Röhren weisen nach innen hin Ausströmöffnungen für Kühlgasströme in nicht punktsymme­ trischen Positionen sowie in voneinander verschiedenen Höhen­ lagen als Ortspunkte einer gedachten Spiralwendel auf. In ei­ ner derartigen Struktur angeordnete Ausströmöffnungen tragen beim Durchlaufen einer Schleife der Spiralwendel entsprechend der Abfolge der Positionsnummern der Röhren in Umfangsrich­ tung gezählt jeweils mit einem Kühlgasstrom zur Abkühlung der Lichtleitfaser in inkrementell aufeinander folgenden Höhenla­ gen bei. Hierbei sind jeweils zwei der in Faserlängsrichtung betrachtet unmittelbar aufeinanderfolgenden Ausströmöffnungen und damit deren Kühlgasströme lediglich um einen spitzen Winkel in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet. Derartig spitzwinklig zueinander ausgerichtete Kühlgasströme üben auf die Lichtleitfaser entlang deren Längsachse Radial­ kräfte mit einer betragsmäßig sinus- bzw. schlangenlinienför­ migen Kraftverteilung bezogen auf die jeweilige Spiralwindung aus. Dadurch besteht die Gefahr, daß es zu unzulässigen Bean­ spruchungen, wie zum Beispiel Schwingungen, oder sonstigen Störungen der Lichtleitfaser kommt, wodurch die einwandfreie Kühlung und damit Fertigung der Lichtleitfaser beeinträchtigt sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kühl­ einrichtung zur Lichtleitfaserfertigung bereitzustellen, die unter einer Vielzahl praktischer Gegebenheiten einwandfrei sowie zuverlässig arbeitet. Diese Aufgabe wird bei einer Ein­ richtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß je­ weils einer ersten Ausströmöffnung der Struktur mindestens eine in der Höhenlage nächstliegende Ausströmöffnung derart zugeordnet ist, daß jeweils die Strömungsrichtungen der Kühl­ gasströme aus diesen beiden benachbarten Ausströmöffnungen möglichst weitgehend gegeneinander gerichtet sind.
Dadurch ist jeweils dem Kühlgasstrom aus einer ersten Aus­ strömöffnung der Struktur ein Gegenstrom aus mindestens einer in der Höhenlage nächstliegenden Ausströmöffnung im wesentli­ chen entgegengerichtet. Somit ist in Faserlängsrichtung be­ trachtet für eine sofortige, möglichst weitgehende Kompensa­ tion einer vom jeweiligen Kühlgasstrom auf die Lichtleitfaser herrührenden Radialkraft gesorgt. Eine ungleichmäßige Fa­ serbelastung und damit auch unzulässige Faserstörungen, wie zum Beispiel Faserschwingungen, sind dadurch weitgehend ver­ mieden, und zwar z. B. selbst bei sehr hohen Faserziehge­ schwindigkeiten, Kühlgas-Strömungsgeschwindigkeiten oder gar einer etwaig außermittigen Ziehlage der Lichtleitfaser. Ge­ genüber dem bekannten Stand der Technik ist eine wesentlich effektivere sowie zuverlässigere Abkühlung der zu fertigenden Lichtleitfaser ermöglicht. Denn durch den möglichst weitge­ henden Ausgleich der Radialkräfte, die jeweils von zwei Kühl­ gasströmen in zwei in der Höhenlage nächstliegenden Positio­ nen der Faserlängsachse auf diese ausgeübt werden, ist eine weitgehende Stabilisierung der Faserlaufruhe sichergestellt. Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung ist somit unter einer Vielzahl praktischer Gegebenheiten, wie zum Beispiel der Verwendung von Luft als Kühlgas, sehr hohen Faserziehge­ schwindigkeiten oder sehr kurzen Verweilzeiten der zu küh­ lenden Faser in der Kühleinrichtung, weit weniger störanfäl­ lig.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Kühlen ei­ ner zu fertigenden Lichtleitfaser, wobei die Lichtleitfaser jeweils von Kühlgasströmen aus mehreren, in einer Struktur rings um die Faserlängsachse angeordneten, nach innen gerich­ teten Ausströmöffnungen in voneinander verschiedenen Höhenla­ gen getroffen wird, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lichtleitfaser jeweils nach einem Kühlgasstrom aus einer ersten Ausströmöffnung der Struktur von einem in der Höhen­ lage nächstliegenden Kühlgasstrom aus einer weiteren Aus­ strömöffnung mit einer möglichst weitgehend entgegengesetzten Strömungsrichtung getroffen wird.
Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend an­ hand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch im Querschnitt eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Kühlen einer Lichtleitfaser,
Fig. 2 schematisch den Aufbau einer Fertigungslinie für Lichtleitfasern mit einer Kühleinrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 schematisch im Längsschnitt Kühlelemente der Ein­ richtung nach Fig. 1 parallel nebeneinander ange­ ordnet,
Fig. 4 schematisch im Querschnitt eine Ausströmöffnung nach Fig. 3 im Detail,
Fig. 5 schematisch im Querschnitt eine erste Abwandlung der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Fig. 1,
Fig. 6 schematisch in vergrößerter, teilweise perspek­ tivischer Darstellung eine Düse als Ausströmöff­ nung nach Fig. 3,
Fig. 7 in schematischer Gesamtdarstellung auf die zu kühlende Lichtleitfaser einwirkende Radialkräfte herrührend von Kühlgasströmen in fünf aufeinander folgenden Höhenlagen angeordnet entsprechend der Struktur der Ausströmöffnungen nach Fig. 1,
Fig. 8 mit 10 jeweils die verktorielle Summe von 2, 3, 4 sowie fünf Radialkräften nach Fig. 7 bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der Ausströmöffnungen nach Fig. 1,
Fig. 11 schematisch im Querschnitt eine zweite Abwand­ lung der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Fig. 1,
Fig. 12 schematisch im Querschnitt eine dritte Abwandlung der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Fig. 1, und
Fig. 13 schematisch eine Radialkraftverteilung in Faser­ längsrichtung betrachtet bei einer erfindungsge­ mäßen Einrichtung nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt schematisch im Querschnitt eine erfindungsgemä­ ße Kühleinrichtung KV1, die beispielhaft fünf Kühlelemente KE1 mit KE5 zur Kühlung einer vertikal, d. h. senkrecht zur Zeichenebene abgezogenen Lichtleitfaser LF aufweist. Unter Lichtleitfaser wird in diesem Zusammenhang eine blanke, nicht umhüllte (nicht gecoatete) optische Glasfaser verstanden, wie sie unmittelbar nach ihrem vertikalen Ziehprozeß aus einer Vorform (Preform) vor dem Aufbringen äußerer Umhül­ lungsschichten (primäres und sekundäres Coating) vorliegt. (vergleiche Herstellungsprozeß in Fig. 2). Die Kühlelemente KE1 mit KE5 sind jeweils in einem radialen Abstand D rings um die Längsachse der Lichtleitfaser LF herum aneinandergesetzt und zwar zum Beispiel bei Betrachtung im Gegenuhrzeigersinn in der Reihenfolge KE1, KE4, KE2, KE5 und KE3. Der räumliche Abstand D der jeweiligen Kühlelement-Innenwand von der Lichtleitfaser LF ist zweckmäßigerweise zwischen 3 und 25 mm, bevorzugt zwischen 5 und 10 mm, gewählt. Die Kühlelemente KE1 mit KE5 weisen jeweils eine axiale Erstreckung in Faser­ längsrichtung, vorzugsweise möglichst parallel zur Faser­ längsachse, auf. Vorzugsweise erstrecken sie sich in axialer Richtung auf einer Länge zwischen 500 und 8000 mm, insbeson­ dere zwischen 2000 und 5000 mm.
Die Kühlelemente KE1 mit KE5 stoßen im Querschnitt betrachtet in Umfangsrichtung jeweils mit ihren Seitenwänden aneinander und umgeben insgesamt die Lichtleitfaser LF konzentrisch in Form einer weitgehend geschlossenen Ringstruktur. Sie bilden somit insgesamt eine Art langgestrecktes, rotationssymmetri­ sches Kühlrohr um einen vorgebbaren Kühlabschnitt der Licht­ leitfaser LF herum. Dazu sind die fünf Kühlelemente KE1 mit KE5 bevorzugt möglichst formgleich ausgebildet. Sie weisen in Fig. 1 jeweils im wesentlichen die geometrische Gestalt ei­ nes Kreissektors bzw. -segments auf, das heißt hier im Aus­ führungsbeispiel ein Fünftel eines Vollkreises. Ihre Seiten­ wände, wie zum Beispiel SW1 beim Kühlelement KE1, verlaufen weitgehend in radialer Richtung. Sie treffen allerdings nicht im Zentrum der Kühleinrichtung KV1 von Fig. 1 zusammen, sondern enden vorher im Abstand D zur Zentralachse der Kühleinrichtung KV1. Ihre der Zentralachse zugewandte Stirn­ seite verläuft etwa tangential in Umlaufrichtung. Es ergibt sich also für das jeweilige Kühlelement näherungsweise die Form eines Trapezes, dessen Schmalseite radial nach innen hin liegt, dessen radial außen liegende Breitseite im wesentli­ chen kreisbogenförmig verläuft und das radial verlaufende Seitenwände aufweist.
Jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Kühlelemente, wie zum Beispiel KE1 und KE4, sind mit Hilfe eines Verschlußele­ ments wie zum Beispiel VE14 in Umfangsrichtung aneinander ge­ klammert. Dazu ist im radial außen liegenden Bereich zum Bei­ spiel der Kühlelemente KE1, KE4 ein Zwischenraum ZL mit einer etwa pfeilförmigen Querschnittsform vorgesehen, das heißt der Zwischenraum ZL weist das Profil eines Pfeilschaftes mit ei­ ner dazugehörigen, radial nach innen gerichteten Pfeilspitze auf. In diesen Zwischenraum ZL zwischen den beiden Kühlele­ menten KE1 und KE4 greift radial von außen das schienenartige Verschlußelement VE14 federnd ein. Es hintergreift mit Wi­ derhaken WH1, WH4 sich in Umfangsrichtung in den Zwischenraum ZL hinein erstreckende Vorsprünge VS1 und VS4 der Kühlele­ mente KE1 und KE4 am Schaftansatz des Zwischenraums ZL, das heißt im Übergangsbereich zwischen dessen Pfeilschaft und Pfeilspitze. In gleicher Weise sind jeweils auch die anderen Paare aneinandergrenzender Kühlelemente KE4/KE2, KE2/KE5, KE5/KE3, KE3/KE1 miteinander verbunden. Auf diese Weise ist eine Abdichtung der Kühleinrichtung KV1 radial nach außen weitgehend sichergestellt.
Die Kühlelemente KE1 mit KE5 bilden somit insgesamt eine im wesentlichen radial nach außen geschlossene Struktur, insbe­ sondere ein Kühlrohr, das im Zentrum einen Kühlraum KR für die Lichtleitfaser LF entlang eines Faser-Kühlabschnitts einschließt. Dieser Kühlraum KR weist im einfachsten Fall im wesentlichen die Form eines regulären Fünfecks auf. In Ver­ allgemeinerung ergibt sich für den Kühlraum KR bei ungerad­ zahlig vielen sowie formgleichen Kühlelementen insbesondere die geometrische Gestalt eines Vielecks mit einer ungeradzah­ ligen Anzahl von Ecken. In Faserlängsrichtung betrachtet ist die Lichtleitfaser LF bei den fünf Kühlelementen KE1 mit KE5 von Fig. 1 somit in einem Kühlrohr mit etwa fünfeckiger In­ nenkontur geführt.
Um die Lichtleitfaser LF nach ihrem Schmelzziehprozeß aus ei­ ner Vorform vorzugsweise aus Quarzglas in möglichst defi­ nierter Weise abkühlen zu können, durchläuft sie die Kühlkam­ mer KR möglichst zentrisch bzw. mittig positioniert. Ihre Glasoberfläche wird dort von einem Kühlgas überstrichen. Die Zuleitung dieses Kühlgases in den Kammerraum KR hinein er­ folgt jeweils über Ausströmöffnungen, die jeweils in die stirnseitigen Innenwände der Kühlelemente KE1 mit KE5 einge­ lassen sind. Diese Ausströmöffnungen sind jeweils im wesent­ lichen nach innen, bevorzugt radial, zur Zentralachse hin ge­ richtet. Sie sind in einer vorgebbaren Struktur rings um die Faserlängsachse herum sowie in voneinander verschiedenen Hö­ henlagen angeordnet bzw. positioniert. Unter Struktur der Ausströmöffnungen wird im Rahmen der Erfindung die jeweilige örtliche Verteilung bzw. das jeweilige räumliche Muster, das heißt praktisch die räumlich-geometrische Anordnung der Aus­ strömöffnungen rings um die Faserlängsachse herum verstanden.
Fig. 3 veranschaulicht die Struktur-Verteilung der Ausström­ öffnungen bei jedem einzelnen Kühlelement sowie bei Gesamtbe­ trachtung der Kühlelemente von Fig. 1. Unverändert übernom­ mene Elemente aus der Fig. 1 sind dabei in der Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In der Fig. 3 sind die fünf Kühlelemente KE1 mit KE5 von Fig. 1 zur besseren Veran­ schaulichung jeweils im Längsschnitt gemäß der Reihenfolge KE1, KE2, KE3, KE4 und KE5 parallel nebeneinander gezeichnet. Diese Reihenfolge gibt die zyklische Abfolge der Kühlelemente wieder, mit der diese aus ihren Ausströmöffnungen in Faser­ längsrichtung betrachtet sukzessive, das heißt in aufeinan­ derfolgenden Höhenlagen jeweils um eine Höhenstufe versetzt einen Kühlgasstrom in Richtung auf die Lichtleitfaser LF ab­ geben. Im einzelnen weisen die Kühlelemente KE1 mit KE5 be­ ginnend an ihrem jeweiligen, ausgangsseitigen Ende (in der linken Bildhälfte) bis zu ihrem jeweiligen einlaufseitigen Ende (in der rechten Bildhälfte gezählt) folgende zugeordnete Gruppen von Ausströmöffnungen auf: DU11 mit DU1m, DU21 mit DU2m, DU31 mit DU3m, DU41 mit DU4m, DU51 mit DU5m. Die örtli­ che Lage bzw. Position der jeweiligen Ausströmöffnung ist da­ bei jeweils mit einem entgegen der Abzugsrichtung der Licht­ leitfaser LF quergestellten Strich gekennzeichnet. Die ein­ zelnen Ausströmöffnungen DU11 mit DU1m, DU21 mit DU2m, DU31 mit DU3m, DU41 mit DU4m, DU51 mit DU5m folgen innerhalb der jeweiligen Gruppe betrachtet in Faserlängsrichtung, d. h. in axialer Richtung jeweils in äquidistanten Abständen AS auf­ einander. Die Ausströmöffnungen der jeweiligen Gruppe sind also jeweils mit dem gleichen Abstand AS voneinander als Ortspunkte einer gedachten Verbindungsgeraden in Längsrich­ tung angeordnet. Es ist somit jeweils eine sich in Faser­ längsrichtung erstreckende Reihe bzw. Kette von Ausströmöff­ nungen gebildet. Die Lichtleitfaser LF von Fig. 1 ist auf diese Weise von fünf, sich jeweils in axialer Richtung er­ streckende Reihen (Gruppenreihen) von Ausströmöffnungen DU11 mit DU1m, DU21 mit DU2m, DU31 mit DU3m, DU41 mit DU4m, DU51 mit DU5m umgeben, wobei jeweils zwei benachbarte Gruppenrei­ hen um den gleichen Winkel in Umfangsrichtung versetzt ange­ ordnet sind.
Sämtliche Ausströmöffnungen der Kühleinrichtung KV1 sind vor­ zugsweise gleichartig ausgebildet, so daß aus ihnen im we­ sentlichen gleichartige Kühlgasströme, insbesondere mit dem gleichen Strömungsdruck, gleichen Strömungsprofil, der glei­ chen Strömungsgeschwindigkeit sowie Strömungsrichtung, auf die Lichtleitfaser LF abgegeben werden.
Der Gruppe von Ausströmöffnungen DU11 mit DU1m des Kühlele­ ments KE1 ist in der Fig. 3 die Gruppenreihe von Ausström­ öffnungen DU21 mit DU2m des Kühlelements KE2 jeweils um eine Höhenstufe HS in axialer Richtung versetzt zugeordnet. Um ge­ nau die gleiche Höhenstufe HS sind weiterhin jeweils die Aus­ strömöffnungen DU31 mit DU3m des Kühlelements KE3 entgegen der Durchlaufrichtung der Lichtleitfaser LF gegenüber den Ausströmöffnungen DU21 mit DU2m des Kühlelements KE2 ver­ setzt. Gleiches gilt jeweils für die Ausströmöffnung DU41 mit DU4m des Kühlelements KE4 gegenüber den Ausströmöffnungen DU31 mit DU3m sowie für die Ausströmöffnungen DU51 mit DU5m des Kühlelements KE5 gegenüber den Ausströmöffnungen DU41 mit DU4m. Durch diese Struktur der Ausströmöffnungen entweicht entgegen der Abzugsrichtung der Lichtleitfaser LF betrachtet ein Kühlgasstrom am ausgangsseitigen Fußende der Kühleinrich­ tung KV1 als erstes aus der Ausströmöffnung DU11 des Kühl­ elements KE1. Ihm folgen sukzessive in aufeinanderfolgenden, voneinander verschiedenen Höhenlagen Kühlgasströme aus den Ausströmöffnungen DU21, DU31, DU41 und DU51 der Kühlelemente KE2, KE3, KE4 und KE5 nach. Diese Abfolge der Ausströmöffnun­ gen DU11 mit DU51 definiert einen Abkühlzyklus, zu dem jedes Kühlelement KE1 mit KE5 erst nach einem 720° Umlauf, das heißt zwei 360° Umläufen, um die Längsachse der Lichtleitfa­ ser LF von Fig. 1 genau einmal mit einem Kühlgasstrom bei­ trägt. Dieser Abkühlzyklus findet seine zyklische Fortsetzung in der Abfolge der Ausströmöffnungen DU12 mit DU52, DU13 mit DU53, DU14 mit DU54, . . . , DU1m mit DU5m. Mit anderen Worten heißt das, daß die Ausströmöffnungen DU11 mit DU51, DU12 mit DU52, DU13 mit DU53, . . . , DU1m mit DU5m jeweils entgegen der Abzugsrichtung der Lichtleitfaser LF um die gleiche Hö­ henstufe HS versetzt zueinander angeordnet sind, d. h. sie nehmen also jeweils äquidistant voneinander entfernte Höhen­ lagen ein. Die Gruppen von Ausströmöffnungen sind also je­ weils um eine Höhenstufe in Längsrichtung gegeneinander ver­ schoben, d. h. die zweite Gruppenreihe DU21 mit DU2m ist ge­ genüber der ersten Reihe DU11 mit DU1m um die Höhenstufe HS, die dritte Reihe DU31 mit DU3m gegenüber der zweiten Reihe wiederum um die Höhenstufe HS, usw . . . . versetzt. Bezugspunkt für die jeweilige Höhenlage ist für dieses Ausführungsbei­ spiel dabei das ausgangsseitige, untere Ende der Kühleinrich­ tung KV1 als fiktiver, relativer Nullpunkt. Vorzugsweise ist jeweils der Höhenabstand bzw. die Höhenstufe HS zwischen zwei Ausströmöffnungen, wie zum Beispiel DU11, DU21, nächstliegen­ der, benachbarter Höhenlage zwischen 2 und 20 mm, insbeson­ dere zwischen 5 und 10 mm, gewählt.
Im Querschnittsbild von Fig. 1 sind zusätzlich zur Ausström­ öffnung DU11 auch die vier, in der Höhe unmittelbar nachfol­ genden Ausströmöffnungen DU21 mit DU51 der übrigen Gruppen­ reihen der Struktur miteingezeichnet. Die Ausströmöffnungen DU21 mit DU51 sind also gegenüber der Ortsposition der Aus­ strömöffnung DU11 in vier inkrementell, das heißt gestuft aufeinanderfolgenden Höhenlagen HS, 2 HS, 3 HS, 4 HS ange­ ordnet. Während die Ausströmöffnung DU11 in teilweise per­ spektivischer Darstellung in der Zeichenebene von Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist, sind dabei die Aus­ strömöffnungen DU21 mit DU51 in ihren davon verschiedenen, sukzessive nachfolgenden Höhenlagen strichpunktiert angedeu­ tet. Im folgenden werden zur besseren Erläuterung der Erfin­ dung beispielhaft die beiden Ausströmöffnungen DU11, DU21 als willkürlich ausgewähltes Paar von Ausströmöffnungen nächst­ liegender Höhenlage in ihrer Beziehung zueinander näher un­ tersucht. Entsprechende Überlegungen gelten jeweils auch für beliebig andere, ausgewählte Paare von Ausströmöffnungen nächstliegender Höhenlage wie zum Beispiel DU31, DU41.
Der Ausströmöffnung DU11 des Kühlelements KE1 ist die Aus­ strömöffnung DU21 des Kühlelements KE2 in einer unmittelbar nachfolgenden, d. h. nächstliegenden Höhenlage zugeordnet und nicht etwa die um drei Höhenstufen 3 HS (vgl. Fig. 3) gegen­ über der Ausströmöffnung DU11 versetzt angeordnete Ausström­ öffnung DU41 des Kühlelements KE4. Durch das "Überspringen" des Kühlelements KE4 ist die Ausströmöffnung DU21 nächsthöhe­ rer örtlicher Lage (des nicht angrenzenden, übernächsten Kühlelements KE2) der Ausströmöffnung DU11 des Kühlelements KE1 in einer möglichst weitgehend gegenüberliegenden, das heißt diametralen Position, zugeordnet.
In Fig. 1 sind die Ausströmöffnungen wie zum Beispiel DU11, DU21 durch bevorzugt kreiszylinderförmige Düsen gebildet. Diese sind bezüglich ihrer Längserstreckung in etwa radialer Richtung auf die Faserlängsachse ausgerichtet. Die Kühl­ gasströme aus den Ausströmöffnungen DU11 mit DU51 weisen des­ halb jeweils eine Hauptabstrahlungsrichtung im wesentlichen in radialer Richtung und damit senkrecht zur Faserlängsachse auf. Die Kühlgasströme aus den beiden einander zugeordneten Ausströmöffnungen DU11 und DU21 sind jeweils mit strichpunk­ tiert eingezeichneten Vektorpfeilen GS11 sowie GS21 gekenn­ zeichnet. Diese Vektorpfeile repräsentieren jeweils die Hauptabstrahlungsrichtungen der beiden Kühlgasströme GS11 so­ wie GS21. Die beiden Kühlgasströme GS11 sowie GS21 treffen auf die Längsachse der Lichtleitfaser LF in zwei unmittelbar aufeinander folgenden, das heißt nächstliegenden Höhenlagen mit möglichst weitgehend entgegengerichteten Strömungsrich­ tungen auf. Dabei sind die Ausströmöffnungen wie zum Beispiel DU11, DU21 bevorzugt gleichartig ausgebildet, d. h. sie strah­ len damit praktisch gleichartige bzw. im Idealfall identische Kühlgasströme GS11, GS21 auf die Lichtleitfaser LF ab. Die beiden Ausströmöffnungen DU11, DU21 nächstliegender Höhenlage und damit ihre Kühlgasströme GS11, GS21 sind bevorzugt um einen vorgebbaren stumpfen Winkel SW in Umfangsrichtung betrachtet versetzt bzw. verdreht zueinander positioniert. Zweckmäßigerweise ist der stumpfe Winkel SW für zwei einander zugeordnete Ausströmöffnungen wie z. B. DU11, DU12, entsprechend Fig. 1 höchstens um etwa ± 60°, insbesondere höchstens um etwa ± 36°, vom Idealwinkel 180° abweichend ge­ wählt. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel mit fünf form­ gleichen Kühlelementen KE1 mit KE5 ergibt sich insbesondere ein stumpfer Versetzungswinkel SW von etwa 144° zwischen je­ weils zwei einander zugeordneten Gruppenreihen von Ausström­ öffnungen wie z. B. DU11 mit DU1m/DU21 mit DU2m. Auf diese Weise wirkt der Kühlgasstrom GS21, der in der nächstfolgenden Höhenlage nach dem Gasstrom GS11 auf die Lichtleitfaser trifft, zu diesem als eine Art Gegenstrom. Aufgrund der rota­ tionssymmetrischen Anordnung bei ungeradzahlig vielen Grup­ penreihen von Ausströmöffnungen sind natürlich die Ausström­ öffnungen inkrementell aufeinander folgender Höhenlagen in Umfangsrichtung betrachtet jeweils um den gleichen stumpfen Winkel SW gegeneinander versetzt angeordnet.
Radialkräfte, die gegebenenfalls durch den jeweiligen Gas­ druck der Kühlgasströme GS11, GS21 in zwei aufeinander fol­ genden Höhenlagen an der Lichtleitfaser LF wirksam werden, sind aufgrund ihrer möglichst entgegengesetzt gerichteten Strömungsrichtungen insgesamt, das heißt zusammengenommen be­ trachtet, vorteilhaft zumindest teilweise kompensierbar. Es ist vorzugsweise also dafür gesorgt, daß eine vom jeweiligen Kühlgasstrom wie zum Beispiel GS11 herrührende Radialkraft auf die Lichtleitfaser LF bereits eine Höhenstufe HS (vergleiche Fig. 3) weiter sofort wieder durch eine radiale Gegenkraft vom nächstliegenden Kühlgasstrom wie zum Beispiel GS21 möglichst weitgehend ausgeglichen wird. Die auf die Lichtleitfaser LF in zwei unmittelbar, inkrementell aufeinan­ derfolgenden Höhenlagen insgesamt ausgeübte, resultierende Radialkraft wird somit minimiert. Auf diese Weise ist insbe­ sondere vermieden, daß sich die von zwei unmittelbar benach­ barten Kühlgasströmen, wie zum Beispiel GS11, GS21, auf die Lichtleitfaser LF ausgeübten Radialkräfte betragsmäßig auf­ summieren bzw. aufakkumulieren, das heißt in der Summe be­ tragsmäßig größer als eine einzelne Radialkraft werden. Denn bereits eine Höhenstufe weiter wird die von einem ersten Kühlgasstrom, wie zum Beispiel GS11, herrührende Radialkraft von einer möglichst weitgehend entgegengerichteten Radialkr­ aft eines zweiten, in der Höhenlage nächstliegenden Kühlgass­ tromes, wie zum Beispiel GS21, in ihrer Wirkung möglichst aufgehoben. Zusammen mit dem Höhenversatz zweier in Längs­ richtung unmittelbar aufeinander folgender Kühlgasströme sind dadurch die beiden einander zugeordneten Kühlgasströme GS11, GS21 weitgehend voneinander entkoppelt. Es ist also weitge­ hend vermieden, daß sich diese gegenseitig störend beeinflus­ sen. Indem die resultierende Radialkraft, die jeweils von zwei in der Höhenlage nächstliegenden Kühlgasströmen her­ rührt, möglichst zu Null gemacht wird, ist auch eine un­ gleichmäßige, mechanische Belastung der Lichtleitfaser LF entlang deren Längsachse weitgehend vermieden. Durch die mög­ lichst diametrale Anordnung zweier entlang der Faserlängs­ achse nächstliegende Ausströmöffnungen wird jeweils ein Kräf­ tegleichgewicht bevorzugt derart eingestellt, daß die Licht­ leitfaser LF im wesentlichen nicht einseitig belastet oder gar zu Faserschwingungen quer zur Faserlängsachse angeregt wird. Vielmehr wird eine gezielte, vordefinierbare seitliche Führung, das heißt aktive Stabilisierung des Ziehweges der Lichtleitfaser LF vorteilhaft ermöglicht und zwar im wesent­ lichen geradlinig in vertikaler Ziehrichtung, das heißt mög­ lichst arm an unzulässigen Auslenkungen quer, insbesondere senkrecht zur Faserlängsachse.
Unzulässige Faserbeanspruchungen, Faserstörungen wie zum Bei­ spiel Faserschwingungen oder Vibrationen sowie sonstige Stö­ rungen des Faserziehprozesses, wie zum Beispiel auf im Zieh­ prozeß integrierte Messungen der Faserziehgeschwindigkeit, des Faserdurchmessers usw. sind damit weitgehend reduziert. Dies gilt insbesondere selbst bei hohen Faserziehgeschwin­ digkeiten, Kühlgasströmgeschwindigkeiten, oder einer etwaig außermittigen Lage der Lichtleitfaser in der Kühleinrichtung. Vielmehr ist eine weitgehende Stabilisierung der Faser­ laufruhe unter vielfältigen praktischen Gegebenheiten sicher­ gestellt. Dies erlaubt vorteilhaft besonders kurze Verweil­ zeiten der Lichtleitfaser LF in der erfindungsgemäßen Kühl­ einrichtung. Insbesondere sind Verweilzeiten kleiner als 1 sec ermöglicht. Die Lichtleitfaser LF kann vorzugsweise mit einer Ziehgeschwindigkeit von mindestens 8 m/s, insbesondere zwischen 10 und 25 m/s, bevorzugt um etwa 18 m/s, ohne unzu­ lässige Beeinträchtigungen abgezogen werden.
Es sind durch diese erfindungsgemäße Verteilungs-Struktur der Ausströmöffnungen insbesondere hohe Strömungsgeschwindigkei­ ten des jeweiligen Kühlgases relativ zur Lichtleitfaser er­ möglicht. Deshalb kann eine ausreichende Kühlleistung selbst mit Kühlgasen relativ geringer Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Luft, erreicht werden, was gegenüber Kühlmedien hö­ herer Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Helium, eine we­ sentlich kostengünstigere Alternative ist. Gleichzeitig kann vorzugsweise der Durchsatz des Kühlgases durch die Kühlein­ richtung KE1 erheblich gesteigert werden, so daß eine beson­ ders effektive Kühlung der Lichtleitfaser LF ermöglicht ist.
Fig. 13 veranschaulicht schematisch das entlang der Faser­ längsachse eingestellte Kräftegleichgewicht für die Struktur­ verteilung der Ausströmöffnungen nach Fig. 1. Der zeichneri­ schen Einfachheit halber wurden dazu die an der Lichtleitfa­ ser LF ausgeübten Radialkräfte in einer gemeinsamen Längs­ schnitt-Bildebene eingezeichnet, ohne Rücksicht ihrer tat­ sächlichen Versetzungswinkel gegeneinander in Umfangsrich­ tung. Jede zweite Radialkraft ist dabei der linken Bildhälfte zugeordnet, die übrigen Radialkräfte der rechten Bildhälfte. Für die fünf Kühlgasströme der fünf direkt in Faserlängsrich­ tung aufeinander folgenden Ausströmöffnungen DU11 mit DU51 von Fig. 1 ergibt sich beispielhaft folgende Zuordnung. Dem Kühlgasstrom GS11 mit seiner Radialkraft RK11 rechtsseitig der Faserlängsachse ist linksseitig die vom Kühlgasstrom GS21 ausgeübte, gleichgroße Radialkraft RK21 in einer um die Hö­ henstufe HS in Längsrichtung entgegen der Faserabzugsrichtung versetzten Position entgegengerichtet. Um die gleiche Höhenstufe HS (vergleiche Fig. 3) versetzt greift eine gleich große Radialkraft RK31, die vom Kühlgasstrom aus der Ausströmöffnung DU31 herrührt, in der rechten Bildhälfte an der Lichtleitfaser LF an. Alternierend bezüglich der Faser­ längsachse liegen um die Höhenstufe HS versetzt jeweils die weiteren, betragsmäßig gleich großen Radialkräfte RK41 und RK51, die von den Kühlgasströmen der Ausströmöffnungen DU41, DU51 herrühren. Dabei ist die Radialkraft RK41 links von der Faserlängsachse und RK51 rechts davon plaziert. Nach dem gleichen, alternierenden Schema üben jeweils auch die übrigen Kühlgasströme Radialkräfte auf die Faserlängsachse entlang deren Kühl-Abschnitt aus. Da die Kühlgasströme in Faser­ längsrichtung betrachtet jeweils um die gleiche Höhenstufe HS gegeneinander versetzt angeordnet sind sowie jeweils mög­ lichst diametral einander entgegengerichtete Strömungsrichtun­ gen aufweisen, kann es weit weniger oder gar nicht zu einer störenden Beeinflussung zweier Kühlgasströme nächstliegender Höhenlage kommen. Die Kühlgasströme tragen somit vorteilhaft weitgehend unabhängig voneinander zur Kühlung der Lichtleit­ faser bei.
Auf diese Weise sind durch die möglichst entgegengesetzte, diametrale Strömungszuordnung jeweils zweier benachbarter Kühlgasströme, wie zum Beispiel GS11, GS21, unzulässige Schwingungen, Vibrationen oder sonstige Störungen der Lauf­ ruhe (Stabilität) der Lichtleitfaser LF reduziert oder weit­ gehend vermieden.
Den Ausströmöffnungen der Kühlelemente KE1 mit KE5 von Fig. 1 wird das Kühlgas jeweils über Kühlkanäle LK1 mit LK5 zuge­ führt, die sich parallel zur Faserlängsachse erstrecken. Diese Kühlkanäle LK1 mit LK5 sind im jeweiligen Kühlelement KE1 mit KE5 vorzugsweise kreiszylinderförmig ausgebildet so­ wie symmetrisch eingelassen. Ihnen sind jeweils radial weiter außen Längskanäle WK1 mit WK5 in Durchlaufrichtung zugeord­ net. In diesen ist eine Kühlflüssigkeit (wie zum Beispiel Wasser) zur Temperierung der Anordnung, das heißt zur Wärme­ abfuhr vorgesehen.
Die beiden Kühlgasströme GS11, GS21 von Fig. 1 bewirken eine Abkühlung der Lichtleitfaser LF durch Wärmekonvektion beim Auftreffen auf die Glasoberfläche der Lichtleitfaser LF. Um unerwünschte, unkontrollierbare Reflexionen der Kühlgasströme GS11, GS21 an den Innenwänden des fünfeckigen Kühlraums KR und damit Beeinrächtigungen bzw. Störungen des Faserdurch­ laufs besonders zuverlässig zu vermeiden, ist den Ausström­ öffnungen DU11, DU21 zweckmäßigerweise jeweils eine Beruhi­ gungskammer bzw. Beruhigungszone BZ1, BZ2 in einer etwa dia­ metral, das heißt um 180° gegenüberliegenden Position zuge­ ordnet. Die jeweilige Beruhigungszone wie z. B. BZ1, BZ2 er­ streckt sich im Querschnittsbild von Fig. 1 betrachtet, im wesentlichen radial nach außen. Vorzugsweise weist die Beru­ higungszone, wie z. B. BZ1, eine größere, insbesondere 2 bis 10 mal größere radiale Erstreckung als die Strömungszone des jeweiligen Kühlgasstromes, wie z. B. GS11, von dessen Aus­ strömöffnung, wie z. B. DU11, bis zur Faserlängsachse auf.
Zweckmäßigerweise erstreckt sich die jeweilige Beruhigungszo­ ne auf einer Länge zwischen 10 und 100 mm, insbesondere zwischen 40 und 80 mm, radial von innen nach außen. In Faserlängsrichtung betrachtet, sind die Beruhi­ gungszonen, wie zum Beispiel BZ1, als etwa rechteckförmige, radial nach innen- zur Kühlkammer KR hin offene Längskanäle zwischen jeweils zwei benachbarten Kühlelementen der ungerad­ zahligen Gesamtmenge von Kühlelementen vorgesehen. So er­ strecken sich beispielsweise die beiden Beruhigungszonen BZ1, BZ2 jeweils zwischen zwei aneinandergrenzenden Kühlelementen, wie zum Beispiel KE2, KE5 sowie KE1, KE3 sternförmig radial nach außen und sitzen damit in den Ecken des gedachten Fünfecks der Kühlkammer KR. Der Kühlgasstrom GS11 trifft so­ mit nicht unmittelbar auf die gedachte Wandecke des Kühlkam­ merfünfecks zwischen den beiden Kühlelementen KE2 und KE5, sondern er kann eine zusätzliche Laufstrecke radial nach au­ ßen zurücklegen. Entlang dieser zusätzlichen Beruhigungszone kann somit seine Strömungsgeschwindigkeit und damit sein Strömungsdruck vorteilhaft so weit abnehmen, daß unzulässige Rückwirkungen auf die Lichtleitfaser durch Reflexionen an den Innenwänden des Kühlraumes KR weitgehend vermieden sind. Die Kühlgasströmung GS11 läuft also entlang der radialen Er­ streckung der Beruhigungskammer bzw. -zone BZ1 vorzugsweise soweit aus, bis seine ursprüngliche Strömungsgeschwindigkeit möglichst stark abgebaut ist. Reflektierte Anteile des Kühl­ gasstromes GS11, Rückstreuungen oder sonstige auf die Positi­ on bzw. Lage der Lichtleitfaser LF rückwirkende Strömungsan­ teile oder Wirbel des Kühlgasstromes GS11 sind dadurch weit­ gehend vermieden. Aufgrund dieser kontrollierten Beruhigung z. B. des Kühlgasstromes GS11 aus der Ausströmöffnung DU11 auf der radial gegenüberliegenden Seite kann vorteilhaft mit be­ sonders hohen Strömungsgeschwindigkeiten gearbeitet werden, was eine sehr effektive Kühlung der Lichtleitfaser ermög­ licht. Vorteilhaft können die Strömungsgeschwindigkeiten der Kühlgasströme zwischen 52 m/s, insbesondere zwischen 10 und 30 m/s gewählt sein.
Analog zu den Kühlgasströmen GS11, GS21 sind in der Fig. 1 auch die Hauptabstrahlungsrichtungen der Kühlgasströme GS31, GS41 und GS51 aus den Ausströmöffnungen DU31 mit DU51 strich­ punktiert eingezeichnet. Diesen Kühlgasströmen ist dort in gleicher Weise wie den Gasströmen GS11, GS21 jeweils eine Be­ ruhigungskammer BZ3 mit BZ5 diametral gegenüberliegend zuge­ ordnet. Läuft man gedanklich entgegen der Faserabzugsrichtung auf der Lichtleitfaser LF weiter, so trifft nach dem Kühl­ gasstrom GS21 nicht der (bei Betrachtung im Gegenuhrzeiger­ sinn) in Umfangsrichtung folgende Kühlgasstrom GS51 auf die Lichtleitfaser, sondern der in Umfangsrichtung übernächste Kühlgasstrom GS31 aus der Ausströmöffnung DU31 des übernäch­ sten Kühlelements KE3 bzw. dessen Gruppenreihe DU31 mit DU3m. Bei fünf Gruppenreihen von Ausströmöffnungen DU11 mit DU1m, DU21 mit DU2m, DU31 mit DU3m, DU41 mit DU4m sowie DU51 mit DU5m um die Faserlängsachse herum trägt somit allgemein aus­ gedrückt jede zweite Gruppenreihe bei einem 360° Umlauf um die Faserlängsachse herum mit einem Kühlgasstrom zur Abküh­ lung bei. Die Gruppenreihe von Ausströmöffnungen DU31 mit DU3m und damit deren Ausströmöffnung DU31 befindet sich also in einer Position, die in Umfangsrichtung betrachtet gegen­ über der Ausströmöffnung DU21 um den gleichen Versetzungswin­ kel SW wie diese gegenüber der Ausströmöffnung DU11 versetzt ist. Damit ergibt sich bei der Betrachtung dieser beiden Kühlgasströme GS21, GS31 (analog zu den Kühlgasströme GS11, GS21) zumindest teilweise eine Kompensation deren hervorgeru­ fenen Radialkräfte. Die Ausströmöffnungen, wie z. B. DU11 mit DU51, nehmen somit Plätze ein, die bei einem 720° Umlauf, d. h. zwei 360° Umläufen auf der Ortskurve einer gedachten, gestuften Wendeltreppe um die Lichtleitfaser sitzen.
Bei diesem ersten gedanklichen Umlauf von 360° um die Licht­ leitfaser LF tragen im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 jeweils die drei Kühlgasströme GS11, GS21 sowie GS31 in drei inkrementell aufeinanderfolgenden Höhenstufen zur Ab­ kühlung bei. Nach dem Kühlgasstrom GS31 trifft in einer dar­ auffolgenden Höhenlage um eine weitere Höhenstufe HS versetzt der Kühlgasstrom GS41 aus der Ausströmöffnung DU41 des Kühl­ elements KE4 auf die Lichtleitfaser LF. Dabei sind die beiden Ausströmöffnungen DU31, DU41 mit den Kühlgasströmen GS31 so­ wie GS41 wiederum in zwei nächstliegenden Höhenlagen sowie möglichst in entgegengesetzter Richtung, das heißt diametral zueinander angeordnet. Nach diesem aufgezeigten Schema sind schließlich auch die Ausströmöffnungen DU41 sowie DU51 posi­ tioniert, deren Gasströme GS41, GS51 in den nächsten beiden Höhenlagen auf die Lichtleitfaser LF treffen. Damit tragen die beiden Kühlgasströme GS41, GS51 während eines zweiten 360° Umlaufes zur Abkühlung der Lichtleitfaser LF bei. Insge­ samt ergibt sich somit nach zwei 360° Umläufen ein Abkühlzy­ klus, zu dem jeweils jedes Kühlelement KE1 mit KE5 und damit jede der fünf Gruppenreihen von Ausströmöffnungen genau ein­ mal einen Kühlgasstrom GS11 mit GS51 auf die Lichtleitfaser LF richtet.
In Fig. 7 sind unter der Annahme fünf gleichartiger Kühl­ gasströme GS11 mit GS51 von Fig. 1 deren jeweils zugeordnete Radialkräfte F1 mit F5 jeweils schematisch mit betragsmäßig gleich großen Vektorpfeilen in einer gemeinsamen Zeichenebene eingetragen.
In Fig. 8 ist die vektorielle Summe der beiden gleich großen Radialkräfte F1 und F2 von Fig. 7 gebildet, die durch das Paar der Kühlgasströme GS11, GS21 von Fig. 1 an der Licht­ leitfaser LF in zwei, um eine Höhenstufe HS gegeneinander versetzten Höhenlagen wirksam werden. Die resultierende Kraft auf die Lichtleitfaser LF ist in Fig. 8 mit F12 bezeichnet. Sie ist betragsmäßig kleiner als die jeweilige Einzel-Radial­ kraft F1 bzw. F2. Durch die paarweise, möglichst weitgehend entgegengesetzte bzw. diametrale Ausrichtung jeweils zweier in der Höhenlage nächstliegender Kühlgasstrahlen wird die be­ tragsmäßige Aufaddierung deren Radialkräfte auf einen Be­ tragswert größer als der Einzelbetrag eines Kühlgasstromes vermieden.
Gleiches gilt auch für die vektorielle Summe der drei gleich großen Radialkräfte F1, F2 und F3 von Fig. 7, die von den drei Kühlgasströmen GS11, GS21 sowie GS31 in drei aufeinander folgenden Höhenlagen hervorgerufen werden. Die vektorielle Summe dieser drei Radialkräfte F1, F2 und F3 ist in Fig. 9 mit F13 bezeichnet, wobei ihr Betrag dem der resultierenden Kraft F12 von Fig. 8 entspricht.
In Fig. 10 sind schließlich die Radialkräfte F1 mit F4 der Kühlgasströme GS11 mit GS41 von Fig. 1 vektoriell aufad­ diert. Ihre vektorielle Summe F14 weist denselben Betrag wie eine einzelne Radialkraft F1 mit F5 auf, das heißt es ergibt sich auf keinen Fall eine betragsmäßige Aufsummierung der Einzelbeträge der Radialkräfte über den Betrag einer einzel­ nen Radialkraft hinaus. Die vektorielle Summe der Radial­ kräfte mindestens zweier in Längsrichtung aufeinander folgen­ der Kühlgasströme bleibt also stets betragsmäßig kleiner oder höchstens gleich dem Radialkraftbetrag eines einzelnen Kühl­ gasstromes. Nach einem vollständigen Abkühlzyklus, das heißt also zum Beispiel nach den fünf Kühlgasströmen GS11 mit GS51 von Fig. 1 in fünf aufeinander folgenden Höhenlagen, ergibt sich schließlich für deren Radialkräfte F1 mit F5 in der vek­ toriellen Summe eine vollständige Kompensation, das heißt ei­ ne Resultierende von null. Dies ist in Fig. 10 dadurch ange­ deutet, daß dem Vektorpfeil F14 der Vektorpfeil für die Ra­ dialkraft F5 des Kühlgasstromes GS51 um genau 180° entgegen­ gesetzt soweit betragsmäßig gleich groß ist.
Auf diese Weise ermöglicht es die erfindungsgemäße Struktur bzw. Verteilung der Ausströmöffnungen gemäß den Fig. 1 und 3, daß sich bereits zwei, an der Lichtleitfaser um eine Hö­ henstufe voneinander entfernt wirksam werdende Radialkräfte, wie zum Beispiel F1 und F2, von Fig. 8 möglichst weitgehend kompensieren. Deren insgesamt auf die Lichtleitfaser LF aus­ geübte resultierende Kraft F12 ist betragsmäßig kleiner als ihr Einzelbetrag. Dies gilt auch für drei, d. h. mehr als zwei Radialkräfte, wie zum Beispiel F1, F2 und F3, dreier aufein­ ander folgender Kühlgasströme wie zum Beispiel GS11, GS21, GS31 von Fig. 1. Selbst die Radialkräfte F1, F2, F3 und F4 der vier aufeinander folgenden Kühlgasströme GS11, GS21, GS31 und GS41 nach Fig. 1 sind in ihrer vektoriellen Summe nicht größer als der Betrag einer Einzelkraft, wie zum Beispiel F1. Bei der Erfindung ist also stets sichergestellt, daß es zu keiner betragsmäßigen Aufaddierung der Radialkräfte größer als der Betrag einer einzelnen Radialkraft wie zum Beispiel F1 kommt, das heißt die vektorielle Summe mindestens zweier in Längsrichtung aufeinanderfolgender Radialkräfte ist stets kleiner oder höchstens gleich dem Betrag einer einzelnen Ra­ dialkraft.
Dadurch sind besonders zuverlässig Faserschwingungen oder Vi­ brationen reduziert, selbst bei sehr hohen Strömungsgeschwin­ digkeiten, was stabilere sowie effektivere Fertigungsbedin­ gungen ermöglicht. Dies wird bei der Erfindung dadurch er­ reicht, daß jeweils einer ersten Ausströmöffnung der Struktur mindestens eine in der Höhenlage nächst liegende Ausströmöff­ nung möglichst diametral gegenüberliegend zugeordnet ist.
Nachfolgende Tabelle 1 stellt exemplarisch nochmals die re­ sultierenden Kräfteverhältnisse für fünf in Längsrichtung aufeinander folgende Kühlgasströme für die Kühleinrichtung KV1 nach Fig. 1 zusammen:
Tabelle 1
Alternativ zur weitgehend radialen Ausrichtung der Ausström­ öffnungen auf die Lichtleitfaser LF von Fig. 1 kann es auch vorteilhaft sein, die Ausströmöffnungen gegenüber der Längs­ achse der Lichtleitfaser LF etwas schräg zu stellen. Die Hauptabstrahlungsrichtungen der Kühlgasströme von Fig. 1 sind dann nicht senkrecht zur Faserachse angeordnet, sondern wie in Fig. 4 mit einem spitzen Anstellwinkel SPW zur Faser­ längsachse entgegen der Durchlaufrichtung AR der Lichtleitfa­ ser LF. Dadurch weist die jeweilige Kühlgasströmung nicht nur eine Radialkomponente, sondern zusätzlich auch eine Strö­ mungskomponente in axialer Richtung entgegengesetzt zur Fa­ serziehrichtung AR auf. Dies verbessert weiterhin die Kühlung der Lichtleitfaser LF durch eine Art gegen-Wind-Effekt. Die Schrägstellung der Ausströmöffnungen ist in Fig. 3 jeweils durch einen schräg gestellten Strich angedeutet.
Fig. 4 zeigt in vergrößerter Querschnittsdarstellung bei­ spielhaft die derart schräg gestellte Ausströmöffnung DU11 von Fig. 3 beim Kühlelement KE1. Unverändert übernommene Elemente aus den Fig. 1 mit 3 sind dabei jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Ausströmöffnung DU11 ist in das zugehörige Kühlelement KE1 (vergleiche Fig. 3) unter dem spitzen Anstellwinkel SPW zur Faserlängsachse eingelas­ sen. Ihr Anstellwinkel SPW ist vorzugsweise zwischen 10 und 80°, insbesondere zwischen 45 und 75°, gewählt. Die Ausström­ öffnung DU11 ist in Fig. 4 vorzugsweise als Ausströmdüse aus­ gebildet. Dazu weist das Kühlelement KE1 eine erste kreiszy­ linderförmige Durchgangsöffnung SR1 auf, an die sich in Richtung auf die Lichtleitfaser LF zu eine im Querschnitt re­ duzierte, zweite Durchlaßöffnung SR2 in kreiszylinderförmiger Form anschließt. Der Übergang zwischen der ersten und der zweiten Durchgangsöffnung SR1, SR2 ist konisch gestaltet. Durch diese Durchmesserreduzierung der Ausströmöffnung DU11 auf den Kühlraum KR zu ergibt sich in definierter Weise eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und damit ein düsenar­ tiger Ausströmeffekt. Zweckmäßigerweise ist ihr Durchmesser am Ausgang zwischen 0,2 und 5 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 3 mm, gewählt.
Selbstverständlich kann auch eine separat hergestellte Aus­ strömdüse in eine solche Ausströmöffnung, wie zum Beispiel DU11, von Fig. 4 eingesetzt sein. Die verwendeten Düsen be­ stehen zweckmäßigerweise aus Kunststoff und werden in einem Spritzgußverfahren hergestellt. Dadurch ist eine vollkommene Formgleichheit von Teil zu Teil ermöglicht, was für die mög­ lichst exakte Kräftekompensation von Bedeutung ist. Außerdem erlaubt diese Technologie vorteilhaft weitreichende Freiheit bei der Wahl der Düsengeometrie. Auf diesem Wege können ins­ besondere strömungsgünstige Übergänge vom Luftverteilkanal, wie zum Beispiel LK1 in Fig. 1, zu der sich im Querschnitt verjüngenden, jeweiligen Ausstrahlöffnung geschaffen werden. Die vom strömenden Gas berührten Flächen der Düsen sind vor­ zugsweise glatt gestaltbar, um Wirbelbildungen zu vermeiden.
Alternativ zu dieser im Querschnitt kreisförmigen Ausström­ öffnung DU11 von Fig. 4 kann es in der Praxis zweckmäßig sein, die jeweilige Ausströmöffnung endseitig zum Kammerraum KR hin schlitzartig zu gestalten. Fig. 6 zeigt in teilweise perspektivischer Darstellung eine derartige Schlitzdüse RDU11. Sie weist eine im Querschnitt etwa rechteckförmige Austrittsöffnung SD auf. Deren Längsseite (längere Seite) LS ist im wesentlichen quer, insbesondere senkrecht zur Faser­ längsachse ausgerichtet. Auf diese Weise ist ein vergleichmä­ ßigtes, konstantes Strömungsfeld SF erzeugbar. Dieses annä­ hernd konstante, homogene Strömungsfeld SF ist in der Fig. 6 zusätzlich um 90° nach unten geklappt mittels Vektorpfeile dargestellt, die jeweils Richtung und Geschwindigkeitsbetrag des Strömungsfeldes kennzeichnen. Es ist im Unterschied zur Strahlungskeule einer kreisrunden Ausströmöffnung, wie zum Beispiel DU11 in Fig. 1, quer zur Faserlängsachse vorteil­ haft im wesentlichen konstant, das heißt homogen ausgebildet. Bei einer etwaig nicht zentrischen Lage der Lichtleitfaser kann diese dadurch dennoch von einem Kühlgasstrahl mit annähernd gleicher Strömungsrichtung sowie mit gleichem Ge­ schwindigkeitsbetrag wie in einem Punkt auf der Zentralachse der Kühlanordnung getroffen werden. Auf diese Weise ist nicht nur eine lokal begrenzte, insbesondere punktweise Kräftekom­ pensation auf der Zentralachse der Kühleinrichtung ermög­ licht, sondern auch in einem größeren Bereich um die Zentral­ achse herum. Selbst bei einem nicht zentrischen Durchlauf der Lichtleitfaser LF durch die Kühleinrichtung KV1 von Fig. 1 ist somit eine weitgehend stabile Faserabkühlung sicherge­ stellt, das heißt unzulässige Schwingungen oder Vibrationen der Lichtleitfaser LF sind selbst dann weitgehend vermieden. Zweckmäßigerweise wird die Schlitzbreite (Länge der Breit­ seite) der Schlitzdüse SD zwischen 0,6 und 10, insbesondere zwischen 1 und 6 mm gewählt. Die Spritdüse SD weist vorzugs­ weise eine Schlitzhöhe (Länge der Schmalseite) zwischen 0,2 und 2, insbesondere zwischen 0,5 und 1,5 mm auf.
Fig. 2 zeigt im Rahmen der Erfindung schematisch die verti­ kale Anordnung einer Faserzieheinrichtung FZE mit der erfin­ dungsgemäßen Kühleinrichtung KV1 von Fig. 1. Eine Vorform (preform) PF aus Quarzglaspartikeln wird mit Hilfe einer Heizeinrichtung HE so stark erhitzt, daß von dieser ein Glas­ tropfen abschmilzt, durch seine Schwerkraft vertikal nach un­ ten abtropft und dabei die blanke, ungeschützte Lichtleitfa­ ser LFC zieht. Die Schmelztemperatur liegt in diesem Bereich der Zieh-Einrichtung vorzugsweise bei etwa 2000°C. Anschlie­ ßend gelangt die derart gezogene Lichtleitfaser LF ggf. durch eine Meßeinrichtung ME1, die vorzugsweise den Faserdurchmes­ ser, die Fasergeschwindigkeit, die Faserspannung, die Faser­ temperatur sowie sonstige charakteristische Faserkenngrößen vorzugsweise berührungslos bestimmt. Die Lichtleitfaser LF wird danach durch die erfindungsgemäße, langgestreckte sowie vertikal angeordnete Kühleinrichtung KV1 von Fig. 1 hin­ durchgeführt, um diese definiert abkühlen zu können. Dies spielt insbesondere für das anschließende Aufbringen minde­ stens einer äußeren Kunststoff-Umhüllungsschicht (primäres und/oder sekundäres Coating) mit Hilfe einer der Kühleinrich­ tung KV1 nachgeordneten Beschichtungsvorrichtung CV in der Art eines trichterförmigen Beschichtungsnippels eine nicht unerhebliche Rolle. Denn derartige Umhüllungsschichten aus Kunststoff sind üblicherweise stark hitzeempfindlich. Vor­ zugsweise ist eine verbleibende Fasertemperatur von höchstens 90°C in der Praxis erlaubt, um eine einwandfreie Beschich­ tung der blanken Lichtleitfaser LF zu ermöglichen. Insbeson­ dere bei der Verarbeitung von flüssigen, organischen Kunst­ stoffen als Beschichtungsmaterial ist eine ausreichend ge­ kühlte, blanke Lichtleitfaser CLF erforderlich, um Material­ schädigungen der Kunststoffbeschichtung wie zum Beispiel durch Gasblaseneinschlüsse weitgehend zu vermeiden. Zwischen der Kühleinrichtung KV1 und der Beschichtungsvorrichtung CV ist ggf. eine weitere, zweite Meßeinrichtung ME2 positionie­ rt, mit der zum Beispiel die verbleibende Fasertemperatur be­ stimmt wird. Nach dem Aufbringen der Coating-Schichten durch­ läuft die umhüllte Lichtleitfaser, das heißt der fertige Lichtwellenleiter LW, gegebenenfalls eine Trockenvorrichtung TV. Schließlich wird der fertige Lichtwellenleiter LW auf ei­ ne Vorratstrommel AT aufgetrommelt, die durch einen Motor MO rotierend angetrieben wird.
Zur Versorgung der Kühleinrichtung KV1 in Fig. 2 mit Kühl­ gas, insbesondere mit Druckluft, ist ein Stell-Organ bzw. ei­ ne Stellvorrichtung SO, insbesondere ein Drosselventil, vor­ gesehen. Mit diesem kann aus einem Vorratsbehälter GF die pro Zeiteinheit in die Kühleinrichtung KV1 einströmende Kühlgas­ menge variiert und an die jeweilig geforderte Kühlleistung angepaßt werden. Über eine Zuführleitung ZL gelangt das Kühlgas zu einer Gasverteileinheit GV in Strömungsrichtung hinter dem Stellorgan SO. Durch die Gasverteileinheit GV wird der Gesamtgasstrom gleichmäßig auf die vorgegebene Anzahl von Kühlelementen bzw. Düsenreihen (zum Beispiel den fünf Kühl­ elementen von Fig. 1) aufgeteilt. Im einfachsten Fall ist dies ein rotationssymmetrisches Element, insbesondere eine Verteilerdose, in die das Kühlgas zweckmäßigerweise einge­ leitet und um deren Umfang durch Abtrennstege gleichmäßig aufgeteilt wird. Auf diese Weise sind Trennkammern bei der Gasverteileinheit gebildet, an denen Abgangsrohre L1 mit L5 für die Versorgung der einzelnen Kühlelemente KE1 mit KE5 an­ gebracht sind. Die Abgangsrohre bzw. Verbindungsleitungen L1 mit L5 von der Gasverteileinheit GV zu den Kühlelementen wei­ sen zweckmäßigerweise jeweils den gleichen Strömungswider­ stand auf. Durch diese Kühlgasversorgung wird vorteilhaft si­ chergestellt, daß die Gasströme, die die Faser aus den ver­ schiedenen Richtungen treffen, möglichst gleich groß sind. Auf diese Weise läßt sich die zuvor beschriebene, erfindungs­ gemäße Kräftekompensation vorteilhaft mit der erforderlichen Exaktheit realisieren. Die Verbindungsleitungen L1 mit L5 zur Kühlgaseinspeisung sind zweckmäßigerweise an einem oder beiden Enden der Kühleinrichtung KV1 vorgesehen. In Fig. 2 sind sie bevorzugt am ausgangsseitigen, vertikal unteren Ende der Kühleinrichtung KE1 angekoppelt, um relativ zur vertika­ len Faserabzugsrichtung eine Art Gegenwind erzeugen zu können und dadurch die Kühlung noch effektiver zu ermöglichen. Die Kühlgasabfuhr erfolgt zweckmäßigerweise an einem und/oder beiden Enden, vorzugsweise gegenüber dem Ort der Lufteinspei­ sung. In Fig. 2 sind zum Beispiel am eingangsseitigen Ende der Kühleinrichtung KV1 Abführleitungen AL1 mit AL5 ange­ bracht, die das aufgeheizte, gebrauchte Kühlgas dem Reservoir des Kühlgasbehälters GV zur Aufbereitung sowie zur erneuten Kühlung zuführen. Auf diese Weise ist ein geschlossener recy­ clebarer Kühlkreislauf in einfacher Weise ermöglicht.
Zur Steuerung des Kühlprozesses ist zweckmäßigerweise eine Steuervorrichtung SV vorgesehen. Diese steuert über eine Steuerleitung SL1 das Stellorgan SO an. Sie stellt jeweils dessen Durchflußquerschnitt ein, was durch einen Wirkpfeil angedeutet ist. Die Steuervorrichtung SV1 kontrolliert somit jeweils die Kühlgasmenge, die der Kühleinrichtung KV1 zuge­ führt wird. Zur Auswertung erhält die Steuervorrichtung SV Meßdaten über eine Leitung ML1 von der ersten Meßeinrichtung ME1 vor der Kühleinrichtung KV1 sowie über eine Leitung ML2 von der zweiten Meßeinrichtung ME2 nach der Kühleinrichtung KV1. Die Meßeinrichtungen ME1, ME2 liefern der Steuervorrich­ tung SV eine Vielzahl von Meßinformationen, wie zum Beispiel die aktuelle Faserspannung, Ziehgeschwindigkeit, Faserdurch­ messer, Fasertemperatur usw., aus denen sie Steuergrößen für den Kühlprozeß ableitet. So kann beispielsweise durch Rege­ lung der Antriebsgeschwindigkeit des Motors MO der Aufnahme­ trommel AT über eine Steuerleitung SL2 die Faserabzugsge­ schwindigkeit zusätzlich in gewünschter Weise eingestellt werden. Neben der Regelung der zugeführten Kühlgasmenge, ins­ besondere deren Gasdruckes, ist somit der Kühlprozeß in wei­ ten Grenzen steuerbar.
Als Kühlgas kann besonders bevorzugt Luft verwendet werden, die erheblich billiger als Edelgase wie zum Beispiel Helium zur Verfügung steht. Dies spielt insbesondere bei sehr hohen Faserziehgeschwindigkeiten eine nicht unbedeutende Rolle, da dort der Gasbedarf stark ansteigt, um eine Abkühlung der Lichtleitfaser durch Wärmekonvektion in gewünschter Weise er­ zielen zu können. Die Anwendung von Gasen mit hoher Wärme­ leitfähigkeit ist hingegen mit wirtschaftlichen Nachteilen (zum Beispiel bei hohen Anteilen an Helium, hohe Gestehungs­ kosten) bzw. technischen Problemen (bei wasserstoffhaltigen Gemischen Brennbarkeit/Explosionsgefahr) verbunden. Demgegen­ über erlaubt die erfindungsgemäße Einrichtung zum Kühlen ei­ ner zu fertigenden Lichtleitfaser auch das Arbeiten mit wohl­ feilen Gasen geringerer Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Druckluft. Selbstverständlich kann auch mit üblichen Kühlme­ dien, wie zum Beispiel Helium, Argon, Stickstoff, Wasser­ stoff, Sauerstoff, Kohlendioxyd oder Mischungen dieser Gase gearbeitet werden, insbesondere mit Mischungen, die Wasser­ stoff und/oder Helium enthalten, da diese sich durch eine hö­ here Wärmeleitfähigkeit auszeichnen.
Zweckmäßigerweise werden die als Kühlmedium verwendeten Kühl­ gase wie zum Beispiel Luft durch feine Filter vor ihrem Ein­ satz in der Kühleinrichtung KV1 in Fig. 1 von störenden Par­ tikeln oder mikroskopischen Teilen befreit. Die als Kühlme­ dium verwendeten Kühlgase können zweckmäßigerweise vor ihrer Applikation in geeigneten Wärmeaustauschern vorgekühlt wer­ den. Wird dabei der Taupunkt der umgebenden Atmosphäre unter­ schritten, so sind zweckmäßigerweise geeignete Isolations­ maßnahmen dahingehend durchzuführen, daß Störungen durch Bil­ dung und Herabtropfen von kondensiertem Wasser der erfin­ dungsgemäßen Kühleinrichtung vermieden sind.
Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung KV1 nach den Fig. 1 mit 4 zeichnet sich weiterhin insbesondere dadurch aus, daß keine besonders geformten Endabschlüsse eingangs- sowie aus­ gangsseitig erforderlich sind. Dennoch kann es zusätzlich zweckmäßig sein, im Bereich der Enden der rohrförmigen Kühl­ einrichtung KV1 von Fig. 1 Durchgangsverengungen vorzusehen. Dadurch wird eine Stauwirkung auf das axial aus beiden Enden des Kühlrohres ausströmende Kühlgas ausgeübt. Somit ist weit­ gehend vermieden, daß womöglich an einem Ende unkontrolliert Luft aus der Umgebung angesaugt wird. Partikelbefall und dar­ aus resultierende Faserbrüche sind auf diese Weise besonders zuverlässig vermieden. Im Bereich der Eingangs- und Ausgangs­ öffnungen der Kühleinrichtung KV1 nach Fig. 1 wird darüber hinaus gegebenenfalls vorteilhaft eine hohe axiale Strömungs­ geschwindigkeit des Kühlgases erzeugt, wodurch der Kühleffekt weiterhin verbessert wird. Gegebenenfalls kann es auch zweck­ mäßig sein, aus den gleichen Gründen im Eingangs- und/oder Ausgangsbereich der Kühleinrichtung jeweils die dortigen Aus­ strömöffnungen in Durchlaufrichtung geneigt querzustellen und nicht wie die Mehrheit der übrigen Ausströmöffnungen entlang der eigentlichen Kühlstrecke entgegen der Abzugsrichtung der Lichtleitfaser.
Fig. 5 zeigt als eine erste Variante der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung KV1 nach Fig. 1 eine weitere Kühleinrichtung KV2 schematisch im Querschnitt. Bezugszeichen für Elemente aus Fig. 1, die in der Fig. 5 jeweils die gleiche Funktion erfüllen, sind dort jeweils zusätzlich mit einem Stern ge­ kennzeichnet. Die Kühleinrichtung KV2 ist mit Hilfe eines einzelnen monolithischen Kühlelements gebildete das als ein in Umfangsrichtung betrachtet geschlossenes Kühlrohr die Lichtleitfaser LF ringsum umgibt. Ihre Ausströmöffnungen wie zum Beispiel DU11* mit DU51* sind mit derselben Konfiguration bzw. Struktur wie die Ausströmöffnungen, wie zum Beispiel DU11 mit DU51, der Kühleinrichtung KV1 nach Fig. 1 sowie Fig. 3 ringsum die Lichtleitfaser LF* angeordnet und von der Form her entsprechend wie diese ausgebildet.
Alternativ zur Querschnittsform der Beruhigungszonen bzw. Beruhigungskammern BZ1 mit BZ5 in Fig. 1 weisen die Beruhi­ gungszonen BZ1* mit BZ5* in Fig. 5 bevorzugt etwa Keulenform auf. Damit sind sie gegenüber den Beruhigungszonen von Fig. 1 besser an die übliche kegelförmige Strahlungscharakteristik der Ausströmdüsen wie zum Beispiel DU11* mit DU51* der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung KE2 angepaßt. Weiterhin sind derartig gestaltete Beruhigungszonen einfach sowie ko­ stengünstig herstellbar und das Kühlrohrinnere besonders einfach zu reinigen. Radial weiter außen von diesen Beruhi­ gungszonen BZ1* mit BZ5* sind in Fig. 5 jeweils die Kühlka­ näle WK1* mit WK5* für ein flüssiges Kühlmedium wie zum Beis­ piel Wasser im Mantel des monolithischen Kühlelements vorge­ sehen. Die Ausströmöffnungen wie zum Beispiel DU11* mit DU51* der monolithisch aufgebauten Kühleinrichtung KV2 sind im Querschnittsbild von Fig. 5 über radial verlaufende, strich­ punktiert angedeutete Verbindungskanäle mit Luftzuführkanälen LK1* mit LK5* verbunden, die sich jeweils in Faserlängs­ richtung erstrecken. Allgemein betrachtet ist der Strömungs­ querschnitt der Kühlkanäle LK1* mit LK5* bevorzugt möglichst groß zu wählen, um den Druckgradienten des Kühlgases in Längsrichtung der Kanäle möglichst klein zu halten. Aufgrund des monolithischen Kühlrohrkörpers ist insbesondere eine be­ sonders kompakte, stabile Kühleinrichtung zum Abkühlen der Lichtleitfaser LF gebildet. Sie weist vorzugsweise glatte Flächen im Kühlrohrinneren ohne Zwischenspalten auf. Dadurch ist weitgehend vermieden, daß Faserreste in Zwischenräumen hängenbleiben. Weiterhin läßt sich das Kühlrohr gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 leichter reinigen. Durch die nach außen hin spaltfrei geschlossene Struktur ist vorteil­ haft eine besonders einfache Recyclierung der Kühlgase er­ möglicht, was insbesondere bei der Verwendung teuerer Kühlga­ se zum Beispiel Helium von Bedeutung ist. Die Kühlgase können beispielsweise dadurch recycliert werden, daß von außen Boh­ rungen zu den Beruhigungszonen hindurchführt werden, per Va­ kuum das gebrauchte Kühlgas durch diese Bohrungen nach außen hin absaugt, über Filter abführt und zum Beispiel an den En­ den des Kühlrohres erneut in die Verteilerkanäle bzw. Luftzu­ führkanäle LK1* mit LK5* einspeist wird. Ein weiterer Vorteil der Kühlvorrichtung KV2 ist die einfachere Montage und räum­ liche Ausrichtung bezüglich der Faserachse, da es sich im Unterschied zu den Kühlelementen nach Fig. 1 nur noch um ein einzelnes Kühlelement handelt.
Sonstige Aussagen, die zur Verteilung und Funktion der Aus­ strömöffnungen der Fig. 1 mit 3, 4, 6, 7 mit 10 vorstehend getroffen wurden, gelten ansonsten entsprechend ebenso für die Kühleinrichtung KV2 von Fig. 5.
Die Kühlelemente nach Fig. 1 bzw. der Kühlrohrkörper nach Fig. 5 bestehen vorzugsweise aus einem Material hoher Wärme­ leitfähigkeit, insbesondere Metall wie zum Beispiel Alumi­ nium. Sie sind vorzugsweise in einem Strangpreßverfahren her­ gestellt, wodurch sie konstante Querschnittsformen selbst bei großen Längen, das heißt eine hohe Formtreue aufweisen.
Zwar wird in den Fig. 1 mit 10 jeweils auf eine ganz kon­ krete, ungerade Zahl von Reihen aus in Faserlängsrichtung äquidistant angeordneten Ausströmöffnungen Bezug genommen (vergleiche zum Beispiel in Fig. 3 die Gruppenreihen mit den jeweils um eine Höhenstufe HS in axialer Richtung gegeneinan­ der versetzten Gruppen von Ausströmöffnungen DU11 mit DU1m, DU21 mit DU2m, . . . DU51 mit DU5m). Selbstverständlich ist die Erfindung aber auch auf n ungeradzahlig viele Reihen von Ausströmöffnungen mit n < 1 übertragbar, die in n voneinander verschiedenen Ortslagen rings um die Faserlängsachse herum angeordnet sind. Von diesen n verschiedenen Reihen von Aus­ strömöffnungen an n verschiedenen Umfangspositionen trägt bei einem gedachten Umlauf um die Faserlängsachse vorzugsweise jeweils die Reihe bzw. Gruppe von Ausströmöffnungen jeweils mit einem Kühlgasstrom zur Abkühlung der Lichtleitfa­ ser LF bei. Dabei schließen zweckmäßigerweise jeweils zwei einander zugeordnete Gruppenreihen von Ausströmöffnungen und damit deren Ausströmöffnungen, die in der Höhenlage nächst­ liegend angeordnet sind, einen Versetzungswinkel von etwa zwischen sich ein. Je größer die ungerade Zahl von Reihen von Ausströmöffnungen um die Lichtleitfaser gewählt wird, desto mehr nähern sich die Ortspositionen zweier Aus­ strömöffnungen nächstliegender Höhenlage diametral gegenüber­ liegenden Idealpositionen an, in denen sie sich um 180° ge­ geneinander versetzt gegenüberstehen.
Dies bedeutet beispielsweise für n = 7, daß sieben Gruppen­ reihen von Ausströmöffnungen um die Lichtleitfaser rotations­ symmetrisch sowie nicht punktsymmetrisch angeordnet sind. Dabei setzt sich die jeweilige Gruppenreihe aus mehreren, um denselben Abstand AS in Längsrichtung hintereinander ange­ ordneten Ausströmöffnungen als Ortspunkte einer gedachten Verbindungsgeraden zusammen. In Umfangsrichtung betrachtet trägt dann für n = 7 jeweils jede dritte Gruppenreihe mit ei­ nem Kühlgasstrom zur Abkühlung der Lichtleitfaser bei. Je­ weils zwei einander zugeordnete Gruppenreihen und damit deren Ausströmöffnungen nächstliegender Höhenlage sind damit in Um­ fangsrichtung betrachtet um einen stumpfen Versetzungswinkel (vergleiche in Fig. 1 SW) von etwas 154,3° gegeneinander versetzt.
Die Kräftekompensation gelingt bei zwei gleichartigen Kühl­ gasströmen, wie zum Beispiel GS11, GS21 von Fig. 1 vorzugs­ weise umso besser, je besser der stumpfe Versetzungswinkel SW (vergleiche Fig. 1) in Umfangsrichtung zwischen den Ortspo­ sitionen zweier Reihen von Ausströmöffnungen dem Idealverset­ zungswinkel von 180° angenähert ist. Dazu sind vorteilhaft k geradzahlig viele Reihen von Ausströmöffnungen rings um die Lichtleitfaser herum in einer Struktur angeordnet. Fig. 11 zeigt schematisch die Strukturverhältnisse für k = 4 ver­ schiedene Gruppenreihen von Ausströmöffnungen rings um die Lichtleitfaser LF. Die jeweilige Gruppenreihe ist dabei ent­ sprechend Fig. 3 jeweils durch Ausströmöffnungen gebildet, die in Faserlängsrichtung, das heißt in axialer Richtung, entlang einer gedachten Verbindungslinie jeweils äquidistant voneinander (mit demselben Abstand AS von Fig. 3 versetzt) angeordnet sind. Im Querschnittsbild von Fig. 11 sind die vier Gruppenreihen jeweils durch vier einzelne Ausströmöff­ nungen O11, O21, O31 sowie O41 repräsentiert. Diese Ausström­ öffnungen folgen jeweils in vier aufeinanderfolgenden Höhen­ lagen z. B. jeweils um die Höhenstufe HS entsprechend Fig. 3 versetzt aufeinander. Deshalb ist die Ausströmöffnung O11 mit einem durchgezogenen Strich in der Schnittbildebene von Fig. 11 angedeutet, während die übrigen drei Ausströmöffnungen in den drei davon verschiedenen Höhenlagen jeweils mit einer strichpunktierten Linie gekennzeichnet sind. Im einzelnen folgen die Ausströmöffnungen (und damit deren zugeordnete Gruppenreihen) jeweils im gleichen Abstand gemäß der Höhen­ stufe HS von Fig. 3 in der inkrementellen Reihenfolge O11, O21, O31, O41 aufeinander. Der Ausströmöffnung O11 ist die Ausströmöffnung O21 diametral gegenüber liegend zugeordnet, das heißt in Umfangsrichtung betrachtet ist die Ortsposition der Ausströmöffnung O21 um den stumpfen Idealwinkel ISW von etwa 180° gegenüber der Ortslage der Ausströmöffnung O11 ver­ setzt angeordnet. Im konkreten Ausführungsbeispiel von Fig. 11 ist beispielsweise die Ausströmöffnung O11 der 12 Uhr Po­ sition sowie die Ausströmöffnung O21 der 6 Uhr Position zu­ geordnet und damit ein diametral gegenüberliegendes Paar von Ausströmöffnungen gebildet. Unter der Annahme gleichartig ausgebildeter sowie ausgerichteter Ausströmöffnungen sind die Strömungsrichtungen der Kühlgasströme OS11 aus der Aus­ strömöffnung O11 sowie OS21 aus der Ausströmöffnung O21 ein­ ander um etwa 180° entgegengerichtet, d. h. sie verlaufen ent­ gegengesetzt zueinander auf einer gemeinsamen Geradenlinie. Die Lichtleitfaser LF wird also in Faserlängsrichtung be­ trachtet nach dem Kühlgasstrom OS11 eine Höhenstufe HS (vergleiche Fig. 3) später, das heißt in der Höhenlage nächstliegend, vom Kühlgasstrom OS21 aus genau der entgegen­ gesetzten Richtung getroffen. Dadurch sind die an der Licht­ leitfaser LF hervorgerufenen Radialkräfte der beiden Kühl­ gasströme OS11, OS21 insgesamt besonders gut kompensierbar oder sogar im Idealfall in der Summe betrachtet vollständig eliminierbar. Ein weiteres Paar von diametral gegenüber lie­ genden Ausströmöffnungen ist durch die beiden Ausströmöff­ nungen O31, O41 gebildet, das in Umfangsrichtung betrachtet gegenüber dem Paar O11, O21 um 90° versetzt ist. Im einzelnen heißt das, daß die Ausströmöffnung O31 im Gegenuhrzeigersinn betrachtet um 270° gegenüber der Ausströmöffnung O21 und da­ mit bei der 9 Uhr Position plaziert ist. In Faserlängsrich­ tung betrachtet liegt sie um eine Höhenstufe HS entsprechend Fig. 3 versetzt gegenüber der Ortsposition der Ausströmöff­ nung O21. Die Ausströmöffnung O41 ist in der Höhenlage nächstliegend gegenüber der Ortslage der Ausströmöffnung O31 sowie in Umfangsrichtung um 180° versetzt und damit bei 3 Uhr angeordnet. Für das Paar von diametral einander zugeordneten Ausströmöffnungen O31, O41 gelten die entsprechenden Aussagen, die zum Paar der Ausströmöffnungen O11, O21 vor­ stehend getroffen wurden. Auf diese Weise ist durch die paar­ weise einanderzugeordneten Ausströmöffnungen O11/O21 bzw. O31/O41 jeweils ein Kühlabschnitt der Ganghöhe HS (vergleiche Fig. 3) gebildet. Zwei aufeinanderfolgende, derartige Paare von Ausströmöffnungen bilden somit eine kreuzförmige Struk­ tur. Z.B. mehrere solcher Kühlabschnitte in Faserlängsrich­ tung aneinandergesetzt ergeben schließlich als weitere Ab­ wandlung der Kühleinrichtung KV1 nach Fig. 1 eine erfin­ dungsgemäße Kühleinrichtung KV3. Diese ist in Fig. 11 vor­ zugsweise mit Hilfe eines rotationssymmetrischen, kreiszylin­ derförmigen Kühlrohres RK gebildet. Dieses schließt in seinem Inneren eine im Querschnitt vorzugsweise kreisförmige Kühlkammer KR1 ein, entlang deren Zentralachse die Lichtleit­ faser LF zur Kühlung geführt wird. Insgesamt betrachtet er­ gibt sich auf diese Weise bei geradzahlig vielen Reihen von Ausströmöffnungen rings um die Faserlängsachse eine vorzugs­ weise punktsymmetrische Struktur von Ausströmöffnungen.
Selbstverständlich ist es auch möglich, das Paar von weitge­ hend diametral gegenüberliegenden Ausströmöffnungen O31/O41 gegenüber dem Paar O11/O21 nicht um 90°, sondern um einen be­ liebigen, vorzugsweise von Null verschiedenen Versetzungswin­ kel verdreht anzubringen. Vorzugsweise sind solche Paare von Ausströmöffnungen jeweils um denselben Versetzungswinkel ge­ geneinander verdreht angeordnet. Genauso kann es auch zweck­ mäßig sein, derartige Paare von Ausströmöffnungen um vonein­ ander verschiedene Winkel in Umfangsrichtung versetzt anzu­ bringen. Weiterhin können solche erfindungsgemäßen Paare von Ausströmöffnungen jeweils vorzugsweise denselben, aber auch unterschiedliche Abstände voneinander in Längsrichtung be­ trachtet aufweisen. Zweckmäßig ist dabei, daß die jeweilige Struktur durch Paare von Ausströmöffnungen gebildet ist, die in der Höhenlage nächstliegend sind sowie sich mög­ lichst weitgehend gegenüberliegen. Die Ausströmöffnungen eines solchen erfindungsgemäßen Paares können dabei wie in Fig. 11 bevorzugt um etwa 180°, insbesondere um einen stumpfen Winkel entsprechend SW in Fig. 1 gegeneinander versetzt angeordnet sein. (Zweckmäßigerweise ist dort der stumpfe Winkel SW für zwei einander zugeordnete Ausströmöffnungen höchstens um etwa ± 60°, insbesondere höchstens um etwa ± 36°, vom Idealwinkel 180° abweichend gewählt.)
In Fig. 11 ist beispielhaft der Ausströmöffnung O11 zusätz­ lich eine sich in radialer Richtung erstreckende Beruhigungs­ zone bzw. Beruhigungskammer BN11 diametral, d. h. um etwa 180° gegenüberliegend, in der Wand des Kühlrohrkörpers RK zuge­ ordnet. Diese Beruhigungszone ist in Fig. 11 strichpunktiert angedeutet. Aufgrund der diametralen Anordnung jeweils zweier Gruppenreihen von Ausströmöffnungen der Struktur ist es im Unterschied zu den Fig. 1 und 3 nicht möglich, die Beruhi­ gungszone BN11 in axialer Richtung als Längskanal durchgängig zu gestalten. Die Beruhigungszone BN11 ist vielmehr als eine sich in radialer Richtung erstreckende, rechteckförmige Nut in die Innenwand des Kühlrohrkörpers RK eingelassen. In axia­ ler Richtung betrachtet liegt sie zweckmäßigerweise jeweils zwischen der Ortslage der Ausströmöffnung O21 und der darun­ terliegenden Ausströmöffnung derselben Gruppenreihe. Vorzugs­ weise liegt die Beruhigungskammer BN11 auf der gleichen Hö­ henebene wie die Ausströmöffnung O11.
In dieser zusätzlichen Beruhigungszone BN11 kann der Restan­ teil des Kühlgasstromes OS11 nach Überstreichen der Licht­ leitfaser LF in Strömungsrichtung abklingen. Undefinierte Re­ flexionen des Kühlgasstromes OS11 an der Innenwand des Kühl­ rohrkörpers RK sind dadurch weitgehend vermieden. Die Licht­ leitfaser LF kann deshalb weiter verbessert vibrations- bzw. schwingungsarm durch das Kühlrohr RK entlang dessen Zentral­ achse hindurchgeführt und gekühlt werden.
Selbstverständlich können auch den übrigen Ausströmöffnungen in gleicher Weise Beruhigungskammern zugeordnet sein. Diese sind der Übersichtlichkeit halber in der Fig. 11 weggelassen worden.
Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung KV3 ermöglicht eine Op­ timierung der Stabilisierung der Faserabzugsbewegung. Denn aufgrund der Möglichkeit, jeweils zwei Ausströmöffnungen nächstliegender Höhenlage weitgehend diametral anzuordnen, heben sich jeweils die durch deren Kühlgasströme an der Lichtleitfaser LF hervorgerufenen Radialkräfte in zwei nächstliegenden Höhenlagen zusammen betrachtet auf. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Kühlgasströme aus den einzelnen Ausströmöffnungen unabhängig voneinander an der Lichtleitfaser LF wirksam werden können, ohne sich gegensei­ tig zu stören oder in sonstiger Weise zu beeinflussen. Unter der Annahme gleichartiger Kühlgasströme heißt das, daß die Lichtleitfaser LF in abgestuften, aufeinander folgenden Hö­ henlagen (0, HS, 2HS, 3HS, usw.) jeweils mit ein- und dersel­ ben, konstanten Radialkraft belastet wird, so daß sich ein Kräftegleichgewicht ausbildet, das die Lichtleitfaser prak­ tisch stabilisiert.
Die Reihen von Ausströmöffnungen werden zweckmäßigerweise je­ weils über Versorgungsleitungen mit Kühlgas versorgt, die sich in Längsrichtung in der Kühlrohrwand erstrecken. Der Übersichtlichkeit halber sind sie in Fig. 11 weggelassen worden.
Fig. 12 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung eine weitere, erfindungsgemäße Kühleinrichtung KV4 in Abwandlung zur Kühleinrichtung KV1 von Fig. 1. Die Kühleinrichtung KV4 weist ein langgestrecktes Kühlrohr RK1 mit einem kreiszylin­ derförmigen Kühlraum KR2 auf, entlang dessen Zentralachse die Lichtleitfaser LF möglichst geführt ist. Zur Kühlung der Lichtleitfaser ist in der Bildebene von Fig. 12 ein Zuführ­ röhrchen ZR11 als Ausströmöffnung vorgesehen, das sich im we­ sentlichen quer zur Faserlängsachse erstreckt. Insbesondere ist das langgestreckte Zuführröhrchen ZR11 senkrecht bzw. radial zur Faserlängsachse ausgerichtet oder entgegen der Faserabzugsrichtung mit einem spitzen Winkel, vorzugsweise wie in Fig. 4, geneigt. Das Zuführröhrchen ZR11 erstreckt sich möglichst weit in den Kühlraum KR2 bis in die unmittel­ bare Nähe der Lichtleitfaser LF hinein, so daß ein Kühlgass­ trom mit Hilfe des Zuführröhrchens ZR11 in besonders defi­ nierter Weise auf die Lichtleitfaser LF gelenkt werden und dabei auch eine längere Wegstrecke ohne weiteres überbrückt werden kann. Solche Zuführröhrchen für den jeweiligen Kühlg­ asstrom ermöglichen es in einfacher Weise neben den erfin­ dungsgemäßen Strukturen von Ausströmöffnungen entsprechend den Fig. 1 mit 11, weitere, zusätzliche Konfigurationen von Ausströmöffnungen aufzubauen. Dabei ist es zweckmäßig, daß dem jeweiligen Zuführröhrchen der Struktur mindestens ein in der Höhenlage nächstliegendes Zuführröhrchen derart zugeordnet ist, daß die Strömungsrichtungen der Kühlgasströme aus diesen beiden benachbarten Zuführröhrchen möglichst weitgehend gegeneinander gerichtet sind. In der Schnittbildebene von Fig. 12 ist beispielhaft ein weiteres Zuführröhrchen ZR21 strichpunktiert angedeutet, das in einer um eine Höhenstufe (entsprechend HS in Fig. 3) oberhalb oder unterhalb der Schnittbildebene von Fig. 12 liegt und damit dem Zuführröhrchen ZR11 in der Höhenlage nächstliegend zugeordnet ist. Das Zuführröhrchen ZR21 ist entsprechend dem Zuführröhrchen ZR11 ausgebildet und wie dieses auf die Lichtleitfaser LF ausgerichtet. Das Zuführröhrchen ZR21 ist gegenüber dem Zuführröhrchen ZR11 möglichst weitgehend diametral gegenüberliegend, zumindest um einen stumpfen Winkel SW entsprechend Fig. 1 verdreht, positioniert. Insbesondere nimmt das Zuführröhrchen ZR21 eine etwa 180° gegenüberliegende Position ein.
Mit Hilfe der Zuführröhrchen, wie zum Beispiel ZR11, ZR21, ist es vorteilhaft ermöglicht, auch bei relativ großem Durch­ messer des Kammerraums KR2 den jeweiligen Kühlgasstrom ziel­ gerichtet mit einem definierten Strömungsfeld auf die Licht­ leitfaser LF abzugeben. Zweckmäßigerweise wird der Durchmes­ ser des Kammerraums KR2 so groß gewählt, daß der jeweilige Kühlgasstrom nach dem Überstreichen der Oberfläche der Licht­ leitfaser LF entlang seiner ursprünglichen Strömungsrichtung ausklingen kann, so daß unzulässige Reflexionen weitgehend vermieden sind. Eigens vorzusehene Beruhigungskanäle wie in Fig. 1 können somit vorteilhaft entfallen. In Fig. 12 ge­ langt der Kühlgasstrom aus der Ausgangsöffnung des Zuführ­ röhrchens ZR11 nach einer radialen Strecke a als eigentliche Strömungszone auf die Lichtleitfaser LF. In radialer Richtung weiter betrachtet kann er entlang einer Strecke b als Beruhi­ gungszone bis zum Innenrand des Kühlrohrs RK1 auslaufen. Die Beruhigungszone b ist zweckmäßigerweise zumindest gleich groß wie die radiale Erstreckung der Strömungszone a gewählt. Vor­ zugsweise weist die Beruhigungszone eine größere, insbesonde­ re zwei- bis zehnfach größere radiale Erstreckung als die Strömungszone des jeweiligen Kühlgasstromes auf.
Zur Kühlung der Lichtleitfaser LF sind zusammenfassend be­ trachtet vielfältige Konfigurationen bzw. Strukturen von Aus­ strömöffnungen rings um die Faserlängsachse möglich: So kön­ nen beispielsweise um die Lichtleitfaser LF herum sowohl un­ geradzahlig viele Gruppenreihen von Ausströmöffnungen (vgl. Fig. 1 bzw. 3) als auch geradzahlig viele Gruppenreihen (vgl. Fig. 11) angeordnet sein. Weiterhin können die Aus­ strömöffnungen zweckmäßigerweise auch derart konfiguriert werden, daß jeweils Paare von zwei in der Höhenlage nächst­ liegende, in Umfangsrichtung möglichst weitgehend diametral gegenüberliegende Ausströmöffnungen gebildet sind. Diese Paare von Ausströmöffnungen können vorzugsweise jeweils um denselben oder voneinander verschiedenen Umfangswinkeln ge­ geneinander versetzt angeordnet sein. In Faserlängsrichtung betrachtet können derartige Paare von diametral gegenüberlie­ genden Ausströmöffnungen nächstliegender Höhenlage zweckmäßi­ gerweise sowohl in äquidistanten Abständen als auch in von­ einander verschiedenen Abständen angebracht sein. Neben den symmetrisch in Umfangsrichtung verteilten Ausströmöffnungen gemäß der Fig. 1 mit 11 ist somit auch eine statistische Verteilung der Ausströmöffnungen rings um die Faserlängsachse ermöglicht, solange jeweils zwei in der Höhenlage nächstlie­ gende Ausströmöffnungen jeweils möglichst weitgehend diame­ tral gegenüber liegend angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß die Lichtleitfaser LF entlang ihrer zu kühlenden Langsachse von statistisch rings um sie verteilten Paaren von Ausströmöffnungen, die damit unabhängig voneinander sind, ge­ troffen wird. Eine einseitige Belastung durch Ausströmöffnun­ gen an Positionen, die jeweils dem gleichen Umfangswinkel zu­ geordnet sind, ist dadurch weitgehend vermieden.

Claims (33)

1. Einrichtung (KV1) zum Kühlen einer zu fertigenden Licht­ leitfaser (LF) unter Verwendung mehrerer, nach innen gerich­ teter in einer Struktur rings um die Faserlängsachse und in voneinander verschiedenen Höhenlagen angeordneter Ausström­ öffnungen (z. B. DU11 mit DU51) für Kühlgasströme (z. B. GS11 mit GS51), dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer ersten Ausströmöffnung (z. B. DU11) der Struktur mindestens eine in der Höhenlage nächstliegende Aus­ strömöffnung (z. B. DU21) derart zugeordnet ist, daß jeweils die Strömungsrichtungen der Kühlgasströme (z. B. GS11, GS21) aus diesen beiden benachbarten Ausströmöffnungen möglichst weitgehend gegeneinander gerichtet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei, in der Höhenlage nächstliegende Ausström­ öffnungen (z. B. DU11, DU21) um einen vorgegebenen, stumpfen Winkel (SW) in Umfangsrichtung versetzt zueinander positio­ niert sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (z. B. DU11, DU21, DU31, DU41, DU51) aufeinanderfolgender Höhenlage jeweils in Umfangsrichtung be­ trachtet um den gleichen, stumpfen Winkel (SW) gegeneinander versetzt angeordnet sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der stumpfe Winkel (ISW) idealerweise etwa gleich 180° gewählt ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 mit 4, dadurch gekennzeichnet, daß der stumpfe Winkel (SW) höchstens um etwa ± 60°, insbe­ sondere höchstens um etwa ± 36°, vom Idealwinkel 180° abwei­ chend gewählt ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ungeradzahlig viele, sich in Längsrichtung erstreckende Reihen von Ausströmöffnungen (z. B. DU11 mit DU51) rings um die Faserlängsachse herum angeordnet sind.
7. Einrichtung nach einem der Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von n ungeradzahlig vielen Reihen von Ausströmöffnungen (z. B. DU11 mit DU51) in n voneinander verschiedenen Ortslagen um die Faserlängsachse herum jeweils zwei in der Höhenlage nächstliegende Ausströmöffnungen (z. B. DU11, DU21) um einen stumpfen Winkel von etwa gegeneinander versetzt an­ geordnet sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 mit 5, dadurch gekennzeichnet, daß geradzahlig viele, sich in Längsrichtung erstreckende Reihen von Ausströmöffnungen (z. B. DU11* mit DU51*) rings um die Faserlängsachse herum angeordnet sind.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der Ausströmöffnungen (z. B. DU11 mit DU51) mit Hilfe mindestens eines Kühlelements (z. B. KE1 mit KE5) gebildet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kühlelemente (z. B. KE1 mit KE5) mit Ausströmöff­ nungen (z. B. DU11 mit DU51) in Umfangsrichtung nebeneinander­ gesetzt die Lichtleitfaser (LF) konzentrisch umgeben.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kühlelemente (z. B. KE1 mit KE5) aneinandergesetzt ein um die Faserlängsachse herum angeordnetes Kühlrohr bil­ den.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 mit 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente (z. B. KE1 mit KE5) jeweils etwa form­ gleich ausgebildet sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (z. B. KV2) als monolithisches, in Um­ fangsrichtung betrachtet geschlossenes Kühlrohr ausgebildet ist, durch das die Lichtleitfaser (LF) hindurchgeführt ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 mit 13, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Kühlelement (z. B. KE1 mit KE5) eine axiale Erstreckung parallel zur Faserlängsachse aufweist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Kühlelement (z. B. KE1 mit KE5) eine axiale Erstreckung zwischen 500 und 8000 mm, insbesondere zwischen 2000 und 5000 mm, aufweist.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (LF) von einem Kühlraum (KR) umgeben ist, der im Querschnitt betrachtet sternförmig ausgebildet ist.
17. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen der Struktur (z. B. DU11 mit DU51) in Faserlängsrichtung betrachtet in äquidistanten Höhenab­ ständen (HS) voneinander angeordnet sind.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (HS) zwischen zwei Ausströmöffnungen (z. B. DU11, DU12) nächstliegender Höhenlage zwischen 2 und 20 mm, insbesondere zwischen 5 und 10 mm, gewählt ist.
19. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweiligen Ausströmöffnung (z. B. DU11) eine Beruhi­ gungszone (z. B. BZ1) möglichst gegenüberliegend zugeordnet ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungszone (z. B. BZ1) eine größere radiale Er­ streckung als die Strömungszone des jeweiligen Kühlgasstromes (z. B. GS11) von dessen zugehöriger Ausströmöffnung (z. B. DU11) bis zur Faserlängsachse aufweist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich die jeweilige Beruhigungszone (z. B. BZ1) im Quer­ schnitt betrachtet im wesentlichen radial nach außen hin er­ streckt.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich die jeweilige Beruhigungszone (z. B. BZ1) auf einer Länge zwischen 10 und 100 mm, insbesondere zwischen 40 und 80 mm, radial von innen nach außen erstreckt.
23. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausströmöffnungen (z. B. DU11) Düsen vorgesehen sind.
24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Düse (z. B. DU21) jeweils einen etwa kreis­ förmigen Querschnitt aufweist.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Düse (z. B. DU11*) einen etwa rechteckförmi­ gen Querschnitt (SD) aufweist.
26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die längere Seite (LS) der rechteckförmigen Düse (z. B. RDU11) etwa senkrecht zur Faserlängsachse steht.
27. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausströmöffnungen (z. B. DU11 mit DU51) Zuführröhrchen (z. B. ZR11, ZR21) vorgesehen sind, die sich im wesentlichen quer zur Faserlängsachse erstrecken.
28. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (z. B. DU11) hinsichtlich der Hauptströmungsrichtungen ihrer Kühlgasströme (z. B. GS11) je­ weils im wesentlichen radial zur Faserlängsachse ausgerichtet sind.
29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 mit 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (z. B. DU11) hinsichtlich der Hauptströmungsrichtungen ihrer Kühlgasströme (z. B. GS11) je­ weils im wesentlichen mit einem spitzen Winkel (SPW) gegenü­ ber der Abzugsrichtung der Lichtleitfaser (LF) ausgerichtet sind.
30. Einrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (z. B. DU11) hinsichtlich der Hauptströmungsrichtungen ihrer Kühlgasströme (z. B. GS11) je­ weils im wesentlichen mit einem spitzen Winkel (SPW) zwischen 10 und 80 Grad, insbesondere zwischen 45 und 75 Grad, gegenüber der Abzugsrichtung der Lichtleitfaser (LF) ausge­ richtet sind.
31. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der jeweiligen Ausströmöffnung (z. B. DU11) und der Lichtleitfaser (LF) ein räumlicher Abstand (D) zwischen 3 und 25 mm, bevorzugt zwischen 5 und 10 mm, gewählt ist.
32. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlgasströme (z. B. GS11) Luft verwendet ist.
33. Verfahren zum Kühlen einer zu fertigenden Lichtleitfaser (LF), wobei die Lichtleitfaser (LF) jeweils von Kühlgasströ­ men (z. B. GS11 mit GS51) aus mehreren, in einer Struktur rings um die Faserlängsachse angeordneten, nach innen gerich­ teten Ausströmöffnungen (z. B. DU11 mit DU51) in voneinander verschiedenen Höhenlagen getroffen wird, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (LF) jeweils nach einem Kühlgasstrom (z. B. GS11) aus einer ersten Ausströmöffnung (z. B. DU11) der Struktur von einem in der Höhenlage nächstliegenden Kühlgas­ strom (z. B. GS21) aus einer weiteren Ausströmöffnung (z. B. DU21) mit einer möglichst weitgehend entgegengesetzten Strö­ mungsrichtung getroffen wird.
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