DE60210290T2

DE60210290T2 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer vorform für lichtleitfasern mittels cvd

Info

Publication number: DE60210290T2
Application number: DE60210290T
Authority: DE
Inventors: Stefano Giacomo ROBA; Massimo Nutini; Marco Ruzzier; Franco Veronelli
Original assignee: Prysmian Cavi e Sistemi Energia SRL
Current assignee: Prysmian Cavi e Sistemi Energia SRL
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: EP1412298B1; DE60210290D1; EP1412298A1; CN1274617C; BR0210484A; CN1582259A; WO2003000609A1; JP2004532178A; BR0210484B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer Vorform für optische Fasern durch chemische Abscheidung auf einem vertikal angeordneten Abscheidungssubstrat. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer oder mehrerer Vorformen für optische Fasern durch einen chemischen Abscheidungsprozeß auf einem oder mehreren vertikal angeordneten Abscheidungssubstraten.
Bekanntlich umfassen die Verfahren zur Herstellung optischer Fasern im wesentlichen einen ersten Prozeß zur Herstellung einer Vorform aus Glas und einen nachfolgenden Prozeß des Ziehens der optischen Faser aus der Vorform.
Die verbreitetsten Prozesse zur Herstellung von Vorformen umfassen einen oder mehrere chemische Abscheidungsschritte mittels einem oder mehreren Brennern von geeigneten chemischen Substanzen auf einer zylindrischen Grundlage; die chemischen Abscheidungssubstanzen umfassen typischerweise Silizium und Germanium, welche in Form von Oxiden (SiO₂ und GeO₂) abgeschieden werden.
Die Verfahren zur Herstellung von Vorformen durch chemische Abscheidung, die nach dem Stand der Technik bekannt sind, umfassen Prozesse vom VAD-Typ (Axiale Dampfabscheidung) und Prozesse vom OVD-Typ (Außen-Dampfabscheidung).
In Prozessen vom VAD-Typ wird typischerweise der zylindrische Träger durch ein Greifelement, das an einem oberen Ende der zylindrischen Träger angreift, in einer vertikalen Position gehalten; der zylindrische Träger wird um sich selbst gedreht, so dass er seine gesamte Oberfläche einem oder mehreren Brennern aussetzt, welche nahe dem unteren Ende des Trägers untergebracht sind und sich in einer solchen Stellung befinden, dass sie einen Strom von Reaktionspartnern in einer Richtung aussenden, der in einem vorbestimmten Winkel geneigt ist und typischerweise zwischen 30° und 50° in Bezug auf die Längsachse der Träger liegt. Der Träger wird dann aufwärts bewegt, so dass er einen im wesentlichen axiales Wachstum der Vorform ermöglicht. Andererseits wird in Prozesses vom OVD-Typ der zylindrische Träger durch ein Paar von Greifelementen, die an gegenüberliegenden Enden des Trägers angreifen, in einer horizontalen oder vertikalen Position gehalten; der Träger wird um sich selbst gedreht, so dass er seine gesamte Oberfläche einem oder mehreren Brennern aussetzt, die an einer Seite des Trägers in einer solchen Stellung montiert sind, dass sie den Strom von Reaktanzien in einer Richtung aussenden, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Trägers liegt. Der Brenner ist insbesondere auf einer Tragstruktur mit einem motorisierten Antriebselement montiert, welches die wiederholte Bewegung des Brenners parallel zum zylindrischen Träger erlaubt, so dass ein im wesentlichen radiales Wachstum der Vorform entlang aller Abschnitte des Trägers ermöglicht wird.
Ein typischer Prozeß vom OVD-Typ umfaßt die folgenden Schritte. In einem ersten Schritt wird eine im wesentlichen zylindrische Glas-Vorform, die sogenannte "Kern-Vorform", durch Abscheidung der chemischen Substanzen auf den zylindrischen Träger hergestellt; eine solche Vorform wird deshalb so bezeichnet, da sie den Kern und einen weiter innen liegenden Bereich des Mantels der optischen Faser bilden wird.
In einem zweiten Schritt wird der zylindrische Träger aus der Kern-Vorform entnommen und hinterläßt ein zentrales Loch in der Vorform.
In einem dritten Schritt wird die Kern-Vorform einem Prozeß der Trocknung und Verdichtung in einem Ofen unterzogen, während welchem geeignete Gase (umfassend beispielsweise Cl₂) durch das zentrale Loch geleitet werden, um die Hydroxid-Ionen (-OH) und die Wasseratome in der Vorform zu entfernen, so dass man eine verglaste Kern-Vorform erhält, die ein zentrales Loch mit einem kleinen Durchmesser aufweist als die ursprüngliche Vorform.
In einem vierten Schritt nach Erzeugung des Vakuums innerhalb des Lochs wird die verglaste Kern-Vorform in einem vertikalen Ofen angeordnet, in welchem das Schmelzen eines unteren Endes der Vorform selbst durchgeführt wird. Ein solches Schmelzen bringt die Wände des Lochs aufgrund des darin erzeugten Vakuums zum Kollabieren; das Glasmaterial kühlt sich ab, so dass ein längliches zylindrisches Element mit vorbestimmten Durchmesser gebildet wird, welches durch eine geeignete Zugvorrichtung nach unten gezogen wird. Ein solches längliches zylindrisches Element wird dann weiter abgekühlt und an gleich beabstandeten Punkten quer geschnitten, so dass eine Vielzahl länglicher Elemente gebildet wird, die auch als "Kernstangen" bekannt sind und typischerweise eine Länge von mehr als einem Meter aufweisen und einen Durchmesser von zwischen 10 und 20 mm.
In einem fünften Schritt wird jede Kernstange als ein Substrat für eine weiteren chemischen Abscheidungsprozeß (bekannt als "Übermantelung") verwendet, ähnlich dem zuvor besprochenen ersten Schritt. Insbesondere wird auf jeder Kernstange und durch zumindest einen Brenner eine Anzahl chemischer Substanzen abgeschieden (unter welchen sich üblicherweise Siliziumoxid befindet), welche dann den äußeren Bereich des Mantels der optischen Faser bilden. Am Ende des Prozesses erhält man eine endgültige Vorform mit niedriger Dichte, aus welcher dann die optische Faser gezogen wird. Vor dem Ziehen wird die endgültige Vorform niedriger Dichte durch die gleichen Verfahren wie im dritten Schritt getrocknet und verfestigt. Auf dieser Weise erhält man eine verglaste endgültige Vorform, die für den Ziehprozeß bereit ist.
Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Herstellung einer (Kern- oder End-) Glasvorform für optische Fasern durch Prozesse vom OVD-Typ bekannt. Solche Vorrichtungen umfassen typischerweise eine chemische Abscheidungskammer, in der die Greifelemente des zylindrischen Trägers untergebracht sind, der das chemische Abscheidungssubstrat für die Bildung der Vorform bildet, einen Brenner, der parallel zur Längsachse des zylindrischen Trägers beweglich ist, und eine Saughaube, die auf der gegenüberliegenden Seite des Brenners bezüglich des zylindrischen Trägers angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, die Partikel und die chemischen Abgassubstanzen zu sammeln und zu entfernen die innerhalb der Kammer während der chemischen Abscheidung erzeugt werden.
JP 11-1338 offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern mittels eines OVD-Verfahrens, mit einem Paar von Brennern, die parallel zur Längsachse eines sich um sich selbst drehenden Trägers zur Bildung einer Vorform beweglich sind und einer Saughaube, die bezüglich des zylindrischen Trägers auf der gegenüberliegenden Seite der Brenner angeordnet ist und ebenfalls parallel zur Längsachse des zylindrischen Trägers beweglich ist.
JP-2000-313625 offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern, mit einer Anzahl von Brennern, die einander benachbart angeordnet sind und parallel zur Längsachse eines Trägers zur Bildung einer Vorform beweglich sind, welcher Träger um sich selbst rotiert. Eine Saughaube ist bezüglich des zylindrischen Trägers auf der gegenüberliegenden Seite der Anzahl von Brennern angeordnet; die Haube bewegt sich ebenfalls parallel zur Längsachse des zylindrischen Trägers und synchron zur Anzahl von Brennern. Insbesondere werden die Haube und die Anzahl von Brennern jeweils durch Motoren gesteuert, die mit einer einzigen Bewegungssteuerschaltung verbunden sind.
US-5,211,732 offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern, bei welcher die Greifelemente den zylindrischen Träger zur Bildung der Vorform in einer vertikalen Stellung halten und die chemische Abscheidung mittels einer Reihe von Brennern stattfindet, die sich im wesentlichen entlang der gesamten Länge des zylindrischen Trägers erstrecken und welche parallel zur Längsachse des Trägers hin und her bewegt werden, derart, dass jeder Brenner lediglich auf einen vorbestimmten Bereich des Trägers wirkt. Die Vorrichtung umfaßt darüber hinaus ein Luftzirkulationssystem mit einer Wabenstruktur, die stromaufwärts der zylindrischen Träger angeordnet und dazu vorgesehen ist, im Abscheidungsbereich die Luft, die in die Kammer durch eine Vielzahl von Luftsaugelementen in der Rückwand in Bezug auf die Brenner eintritt, gleichförmig zu verteilen, und einem Diffusor, der stromabwärts der zylindrischen Träger angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, die Luft abzusaugen, die vom Innenraum der Kammer einströmt. Insbesondere erzeugt die Wabenstruktur eine Vielzahl von Luftströmen, die derart gesteuert werden, dass sie im wesentlichen laminare Ströme aufweisen, die gleichförmig über die gesamte Länge des zylindrischen Trägers und im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Trägers selbst verteilt sind.
JP 2001-019463 betrifft eine Technik zur Herstellung einer porösen Vorform für optische Fasern, bei welcher Glaspartikel von einem Sauerstoff-Wasserstoff-Flammenbrenner auf einen horizontalen, axial rotierenden Stab geblasen werden und darauf in einem Reaktionsgefäß abgeschieden werden, wobei ein bewegliches Gestell, das am Brenner montiert ist, vor und zurück zwischen zwei Umkehrpunkten bewegt wird. Ein Luftauslass mit einer Abzugshaube ist auf der dem Sauerstoff-Wasserstoff-Brenner gegenüberliegenden Seite bezüglich des Stabs zur Abführung von Abgasen zum Außenbereich des Gefäßes vorgesehen, die nicht reagierte Komponenten und dergleichen enthalten. Der Luftauslass wird parallel zum Brenner mittels eines bewegliches Gestells, einer Führung, einem Motor oder dergleichen mit einer Verzögerung gegenüber diesem bewegt, so dass die Abgase wirkungsvoll vom Brenner in die Abzugshaube gelangen.
JP 07 330367 A beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung einer Vorform für eine optische Faser mit einem Brenner und einer Gasabzugsvorrichtung mit einer Vielzahl von Abzugslöchern, die auf gegenüberliegenden Seiten einer rotierenden Ausgangsstange angeordnet sind, sowie mit Wellen zum Lagern einer Ausgangsstange. Während des Abscheidungsvorgangs wird der Brenner zur Erzeugung feiner Glaspartikel in der axialen Richtung der Ausgangsstange bewegt, und die feinen Glaspartikel werden gleichmäßig auf dem Umfang der Ausgangsstange als Lagerkörper abgelagert, so dass die Vorform für die optische Faser erzeugt wird. Ferner wird die Abgasmenge derartiger Abzugslöcher in serieller Reihenfolge variiert, entsprechend der Bewegung des Brenners zur Erzeugung feiner Glaspartikel entlang der Ausgangsstange.
Der Anmelder hat herausgefunden, dass während des chemischen Abscheidungsprozesses innerhalb der chemischen Abscheidungskammer dynamische Strömungsphänomene auftreten, die dazu führen. dass der Strom der Reaktionsstoffe den zylindrischen Träger nicht im rechten Winkel zu seiner Längsachse trifft (idealer Betriebszustand). Der Anmelder glaubt, dass es in einem vertikalen Abscheidungsprozeß möglich ist, solche ideale Betriebsbedingungen wieder herzustellen, indem die Haube auf einer anderen Höhe als der Brenner angeordnet wird; tatsächlich wird in diesem Fall ein Saugstrom erzeugt, der im Gegensatz zu den vorstehend erwähnten dynamischen Strömungsphänomenen den Strom der Reaktionsstoffe in einen rechten Winkel zur Langsachse des zylindrischen Trägers bringt.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher unter einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern durch chemische Abscheidung auf einem vertikal angeordneten Abscheidungssubstrat, umfassend eine chemische Abscheidungskammer, die folgendes beinhaltet:

– mindestens ein Greifelement, das drehbar um eine vertikale Achse Z-Z angebracht ist und geeignet ist, mindestens ein Ende mindestens eines länglichen Elements vertikal zu halten, das ein Substrat für die chemische Abscheidung zur Bildung einer Vorform für optische Fasern darstellt;
– mindestens einen Brenner, der entlang einer Richtung Z im wesentlichen parallel zur Achse Z-Z beweglich ist und geeignet ist, auf mindestens einem länglichen Element eine chemische Substanz zur Bildung einer Vorform abzuscheiden;
– mindestens ein Saugelement zum Sammeln von chemischen Abgassubstanzen, wobei das zumindest eine Saugelement auf der gegenüberliegenden Seite zu dem mindestens einen Brenner in Bezug auf die Achse Z-Z angeordnet ist und entlang der Richtung Z beweglich ist;
– dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Saugelement so gestaltet ist, dass es bei Gebrauch stets auf einer geringeren Höhe in Bezug auf jene des zumindest einen Brenners positioniert ist.

Vorteilhafterweise ermöglicht es eine solche Vorrichtung, einen chemischen Abscheidungsprozeß durchzuführen, bei welchem der Strom der Reaktionsstoffe den zylindrischen Träger stets im rechten Winkel zu seiner Längsachse trifft (ideale Betriebsbedingungen); es ist daher möglich, Vorformen mit Eigenschaften von hoher Gleichförmigkeit und Kompaktheit zu gewinnen.
Da der vom Brenner ausgehende Strom von Reaktionsstoffen heißer ist als die umgebende Luft, neigt er dazu, nach oben abzuweichen und sich aus der idealen Betriebsposition fortzubewegen, in welcher er den zylindrischen Träger im rechten Winkel zu seiner Längsachse trifft. Vorteilhafterweise werden durch Anordnung des Saugelements auf einer niedrigeren Höhe in Bezug auf den Brenner die idealen Betriebsbedingungen insofern wieder hergestellt, dass ein abwärts gerichteter Saugstrom erzeugt wird, der dazu neigt, dem Aufstiegseffekt des Stroms von Saugstrom erzeugt wird, der dazu neigt, dem Aufstiegseffekt des Stroms von Ausgangsstoffen entgegenzuwirken und der daher einen solchen Strom im rechten Winkel auf die Längsachse des zylindrischen Trägers richtet.
Vorzugsweise wird das zumindest eine Saugelement stets auf einer kleineren Höhe in Bezug auf jene des mindestens einen Brenners während der Abscheidung der chemischen Substanzen zur Bildung der Vorform auf dem zumindest einen länglichen Element gehalten.
Vorzugsweise wird die Höhendifferenz zwischen dem Saugelement und dem Brenner während des Prozesses der chemischen Abscheidung verändert, um Abweichungen in den Prozeßbedingungen (insbesondere der Temperatur) Rechnung zu tragen, die innerhalb der chemischen Abscheidungskammer auftreten.
Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein erstes Bewegungssystem, das geeignet ist, die Verschiebung des mindestens einen Brenners in Richtung Z und ein zweites Bewegungssystem, das geeignet ist, die Verschiebung des mindestens einen Saugelements in Richtung Z zu steuern, wobei das erste und das zweite Bewegungssystem kinetisch unabhängig sind. Dies ermöglicht es vorteilhafterweise, die Bewegung des Brenners und die Bewegung des Saugelements in der Richtung Z separat und unabhängig voneinander zu steuern und auf diese Weise synchrone oder asynchrone Bewegungen. in dieser Richtung entsprechend den gewünschten dynamischen Strömungsbedingungen innerhalb der Abscheidungskammer zu ermöglichen; insbesondere wird hierdurch ermöglicht, aus den vorstehend erwähnten Gründen der Optimierung der dynamischen Strömungsphänomene und der Steuerung der Temperatur innerhalb der Abscheidungskammer die Höhendifferenz zwischen dem Saugelement und dem Brenner während des chemischen Abscheidungsprozesses zu variieren.
Vorzugsweise sind das erste und das zweite Bewegungssystem so gestaltet, dass sie bei Gebrauch auf dieselbe Weise arbeiten.
Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein drittes Bewegungssystem, das geeignet ist, die Verschiebung des mindestens einen Brenners entlang einer Richtung X im wesentlichen senkrecht zur Richtung Z zu steuern, und ein viertes Bewegungssystem, das geeignet ist, die Verschiebung des mindestens einen Saugelements entlang der Richtung X zu steuern.
Die Bewegung des Saugelements und des Brenners entlang der Richtung X kann vorteilhafterweise auch während Wartungsarbeiten dazu verwendet werden, den Zugriff und die Beweglichkeit von Bedienungspersonal innerhalb der chemischen Abscheidungskammer zu erleichtern.
Vorzugsweise sind das dritte und das vierte Bewegungssystem kinetisch unabhängig. Vorteilhafterweise wird hierdurch ermöglicht, die Bewegung des Brenners und die Bewegung des Saugelements entlang der Richtung X getrennt und abhängig voneinander zu steuern und auf diese Weise synchrone oder asynchrone Bewegungen in einer solchen Richtung entsprechend den gewünschten dynamischen Strömungsbedingungen innerhalb der chemischen Abscheidungskammer zu ermöglichen.
Vorzugsweise sind das dritte und das vierte Bewegungssystem so gestaltet, dass sie im Gebrauch auf dieselbe Weise arbeiten. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Vorform für optische Fasern, umfassend die folgenden Schritte:

– Stützen mindestens eines Substrats zur chemischen Abscheidung in einer vertikalen Position in einer Achse Z-Z;
– Drehen des mindestens einen Substrats Z-Z;
– Lenken eines Flusses mindestens einer chemischen Substanz, die durch die Emission von gasförmigen Reaktionspartnern und von mindestens einem brennbaren Gas aus mindestens einem Brenner erzeugt wird, auf das mindestens eine Substrat, wobei die mindestens eine chemische Substanz geeignet ist, um das mindestens eine Substrat herum zur Bildung mindestens einer Vorform abgeschieden zu werden;
– Saugen des nicht abgeschiedenen Teils der zumindest einen chemischen Substanz durch mindestens ein Saugelement, das auf der gegenüberliegenden Seite zu dem mindestens einen Substrat in Bezug auf den mindestens einen Brenner angeordnet ist;
– Bewegen des mindestens einen Brenners und des mindestens einen Saugelements parallel zur Achse Z-Z;

Vorzugsweise umfaßt der Schritt des Bewegens des mindestens einen Brenners und des mindestens einen Saugelements den Schritt des Variierens des Niveauunterschieds zwischen dem mindestens einen Brenner und dem mindestens einen Saugelement.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger bevorzugte Ausführungsformen deutlicher, die anhand der beigefügten folgenden Zeichnungen erfolgt.
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Inneren der Vorrichtung in 1 in einer ersten Ausführungsform derselben;
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Inneren in 1 in einer zweiten Ausführungsform derselben;
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht von unten eines zentralen Bereichs des Inneren der Vorrichtung aus 1 in der Ausführungsform aus 2 und von einem Beobachtungspunkt aus, der denjenigen der 1 und 2 gegenüberliegt;
5 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Inneren der Vorrichtung aus 1, in welcher einige Bauteile entfernt sind, von einem Punkt aus betrachtet, der demjenigen in 1 gegenüberliegt;
6 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines seitlichen Bereichs der Vorrichtung in 1 von einem ersten Beobachtungspunkt aus;
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Seitenbereichs von 6 von einem zweiten Beobachtungspunkt aus, der demjenigen aus 6 gegenüberliegt;
8 ist eine schematische Seitenansicht des Inneren der Vorrichtung aus 1 in einer alternativen Ausführungsform.
In diesen Figuren bezeichnet Bezugsziffer 1 eine Vorrichtung zur Herstellung einer oder vorzugsweise mehrerer (beispielsweise in dem hier beschriebenen und dargestellten besonderen Fall 4) Vorformen aus einem Glasmaterial für optische Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine solche Vorrichtung ist dazu geeignet, eine gleichzeitige chemische Abscheidung mittels eines Verfahrens vom OVD-Typ (Außen-Dampfabscheidung) auf einer vorbestimmten Anzahl von (beispielsweise in dem hier beschriebenen und dargestellten besonderen Fall 4) zylindrischen Trägern durchzuführen, die jeweils als Substrat zur chemischen Abscheidung zur Herstellung jeweils einer Vorform dienen.
Die Vorrichtung 1 umfaßt eine äußere Einheit 2, vorzugsweise mit rechteckigen Wänden, innerhalb welcher eine chemische Abscheidungskammer 3 begrenzt wird. Die Einheit 2 ist innen mit Glasfaserschichten beschichtet, die einen sehr guten Widerstand gegen den Säureangriff (welcher während der chemischen Abscheidung auftritt) und die Temperatur gewährleisten. In der Kammer 3 sind drei verschiedene Abschnitte festgelegt: Ein erster Seitenabschnitt 3a, ein zentraler Abschnitt 3b und auf der gegenüberliegenden Seite zum ersten Seitenabschnitt 3a in Bezug auf den zentralen Abschnitt 3b ein zweiter Seitenabschnitt 3c.
Im ersten Seitenabschnitt 3a ist eine Anzahl von Brennern 4 herkömmlichen Typs untergebracht (beispielsweise in dem hier beschriebenen speziellen Fall 4, von denen lediglich einer dargestellt ist), von denen jeder dazu vorgesehen ist, eine chemische Substanz, insbesondere eine Mischung von Silizium und Germanium in Form von Oxiden (SiO₂ und GeO₂) zur Bildung einer Vorform auf einen jeweiligen zylindrischen Träger 4a zu blasen (von welchen in 4 lediglich die Enden sichtbar sind), so dass am Ende des Prozesses der chemischen Abscheidung eine Vorform 400 hergestellt ist.
Wahlweise können für jeden zylindrischen Träger 4a zwei oder mehr Brenner vorgesehen sein, die übereinander oder nebeneinander angeordnet sind.
Der zentrale Abschnitt 3b beinhaltet die zylindrischen Träger 4a zur Bildung der Vorform. Solche Träger sind in geeigneten Greifelementen angeordnet, die unmittelbar innerhalb der Kammer vorgesehen sein können (einteilig mit der Einheit 2 verbunden sein können) oder, wie in der in den beigefügten Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsform auf einem Wagen 5 (in 4 allein dargestellt) vorgesehen sein können, der aus der Einheit 2 der Vorrichtung 1 entfernt werden kann; der Wagen ist strukturell von der Einheit 2 getrennt und soll mit dieser zusammenwirken, wenn er vollständig in die Kammer 3 eingesetzt ist.
Der zweite Seitenabschnitt 3c beinhaltet eine Anzahl von Saugelementen 6 (beispielsweise in dem hier beschriebenen und dargestellten besonderen Fall vier Hauben), von jedes dazu vorgesehen ist, die chemischen Abgassubstanzen zu sammeln und abzuführen, die von den Brennern 4 der chemischen Abscheidungskammer 3 erzeugt werden.
Die Abschnitte 3a, 3b und 3c folgen aufeinander in der chemischen Abscheidungskammer 3 entlang einer horizontalen Richtung X; in der Kammer 3 ist dann eine horizontale Richtung Y definiert, die im wesentlichen senkrecht zur Richtung X steht und die Einsetz-/Entfernungsrichtung des Wagens 5 in/aus der Kammer 3 darstellt, sowie eine vertikale Richtung Z, die die Positionierungsrichtung der zylindrischen Träger 4a in der Kammer 3 während des chemischen Abscheidungsprozesses darstellt.
In der Betriebsanordnung, die in 3 dargestellt ist, zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung den Wagen 5, auf welchen die zylindrischen Träger 4a bereits geladen sind, vollständig in den zentralen Abschnitt 3b der chemischen Abscheidungskammer 3 eingesetzt. In einer solchen Anordnung sind alle zylindrischen Träger 4a entlang der Richtung X aufgereiht und zwischen einem entsprechenden Brenner 4 und einer entsprechenden Saughaube 6 angeordnet.
Die Einheit 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt eine frontale Seitenwand 7 (entsprechend der Perspektive in 2), die sich senkrecht zur Richtung Y erstreckt und zentral mit einer Öffnung 7a versehen ist, die das Einsetzen und Entfernen entlang der Richtung Y des Wagens 5 in und aus dem zentralen Abschnitt 3b der chemischen Abscheidungskammer 3 erlaubt. Darüber hinaus umfaßt die Einheit 2 eine hintere Seitenwand 8 (entsprechend der Perspektive in 2), die sich parallel zur Wand 7 erstreckt.
Der Wagen 5 umfaßt eine frontale Seitenfläche 9 (entsprechend der Perspektive in 2) mit einer Form entsprechend der Öffnung 7a, die dazu vorgesehen ist, diese Öffnung zu verschließen, wenn der Wagen 5 vollständig in die Kammer 3 eingesetzt ist. Darüber hinaus umfaßt der Wagen 5 eine hintere Seitenfläche 10 (entsprechend der Perspektive in 2), die parallel zur Fläche 9 ist und oben und unten mit einem Paar von Anschlagselementen 15 versehen ist (sichtbar in den 3 und 4), die dazu vorgesehen sind, mit entsprechenden Anschlagselementen 16 zusammenzuwirken, die an der hinteren Wand 8 der Einheit 2 angebracht sind. Vorzugsweise sind die Anschlagselemente 15 Zapfen, während die Anschlagselemente 16 zylindrische Buchsen sind, die dazu vorgesehen sind, die erwähnten Zapfen aufzunehmen, wenn der Wagen 5 vollständig in die Kammer 3 eingesetzt ist.
Wie in den 2 bis 4 dargestellt ist, umfaßt der Wagen 5 darüber hinaus jeweils ein Paar oberer und unterer Querträger 20a, 20b und jeweils ein Paar vorderer und hinterer Pfosten 21a, 21b (entsprechend der Perspektive in 2). Auf den Querträgern 20a, 20b ist eine Anzahl von Paaren von Greifelementen drehbar montiert (in dem hier dargestellten und beschriebenen speziellen Beispiel vier Paare). Jedes Paar von Greifelementen umfaßt ein Paar jeweils oberer und unterer Halter 22a, 22b herkömmlicher Bauart, die beispielsweise in einer Aluminiumlegierung (Ergal) ausführt sind; solche Halter sind dazu vorgesehen, gegenüberliegende Endbereiche jeweils eines zylindrischen Trägers 4a zu halten. Die Halter 22a sind drehbar am oberen Querträger 20a montiert und voneinander durch einen vorbestimmten Abstand d getrennt; Auf die gleiche Weise sind die Halter 22b drehbar auf dem unteren Querträger 20d montiert und voneinander durch den vorbestimmten Abstand d getrennt; die Halter 22a und 22b von jedem Paar von Haltern sind somit entlang einer jeweiligen vertikalen Achse Z-Z ausgerichtet; eine solche Achse bildet die Drehachse der Halter 22a, 22b und fällt mit der Längsachse des zylindrischen Trägers 4a zusammen, wenn dieser in den jeweiligen Haltern 22a, 22b angeordnet ist.
Der Wagen 5 umfaßt eine Anzahl von Elementen zur Bewegung und seiner Abstützung auf dem Boden. Solche Elemente umfassen vorzugsweise eine Anzahl kugelförmiger Elemente 23 herkömmlicher Art; wahlweise werden andere Elemente herkömmlicher Art wie etwa Rollen, drehbare Räder usw. verwendet.
Die kugelförmigen Elemente 23 sind vorzugsweise an einem Basisrahmen des Wagens 5 angebracht; weiter vorzugsweise sind solche kugelförmigen Elemente 23 jeweils an den freien Enden jeweiliger vorderer und hinterer Arme 25 und 26 des Basisrahmens 24 angebracht (entsprechend der Perspektive in 2). In einer nicht dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wagens 5 umfaßt der hintere Arm 26 zwei gegenüberliegende kleine Arme, die durch entsprechende Federmechanismen schwenkbar an dem Basisrahmen 24 angebracht sind, welche in einem Ruhezustand (Wagen 5 ist vollständig aus der chemischen Abscheidungskammer 3 entfernt) die kleinen Arme zum Öffnen zwingen und beim eingesetzten Zustand des Wagens 5 in die Kammer 3 zum Schließen gezwungen werden, so dass das vollständige Einsetzen des Wagens selbst in die Kammer 3 ermöglicht wird.
Zum Erleichtern des Einsetzens und des Entfernens des Wagens 5 in und aus der chemischen Abscheidungskammer 3 umfaßt der Wagen 5 vorzugsweise darüber hinaus eine Anzahl von Gleitrollen 27, die an den oberen und unteren Querträgern 20a, 20b angebracht und jeweils mit Nuten ausgestattet sind, die dazu vorgesehen sind, jeweils in obere und untere Gleitführungen 28a, 28b einzugreifen, die in dem zentralen Abschnitt 3b der Kammer 3 vorgesehen sind. Insbesondere sind die Rollen 27 entlang der Längskanten der Querträger 20a, 20b aufgereiht, so dass an jedem Querträger zwei parallele Reihen von Rollen vorgesehen sind. In entsprechender Weise sind an dem zentralen Abschnitt 3b der Kammer 3 zwei Paare von Gleitführungen vorgesehen: ein erstes Paar 28a an der oberen Oberfläche der Kammer 3 zum Zusammenwirken mit den Rollen am oberen Querträger 20a des Wagens 5, und ein zweites Paar 28b an der unteren Oberfläche der Kammer 3 zum Zusammenwirken mit den Führungen am unteren Querträger 20b des Wagens 5.
Die Position der Gleitrollen 27 und der Führungen 28a, 28b kann jedoch umgekehrt werden, wobei die Rollen 27 auf den unteren und oberen Oberflächen der Kammer 3 angebracht werden und die Führungen 28a, 28b auf dem Wagen 5 angebracht werden; alternativ kann ein gemischtes System von Rollen und Führungen sowohl auf dem Wagen als auch in der Kammer angebracht werden.
Gemäß einer ersten alternativen und nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt der Wagen 5 keine Gleitrollen 27 und die chemische Abscheidungskammer 3 umfaßt keine Gleitführungen 28a, 28b; bei einer solchen Ausführungsform hängt die korrekte Ausrichtung des Wagens 5 in der chemischen Abscheidungskammer 3 lediglich von den oben erwähnten Anschlagselementen 15 und 16 ab.
Gemäß einer zweiten alternativen und nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Gleitführungen 28a, 28b vom Teleskop-Typ und können aus der chemischen Abscheidungskammer 3 ausgezogen werden. Bei einer derartigen Ausführungsform umfaßt der Wagen 5 nicht die Mittel zum Transport auf dem Boden (kugelförmige Elemente 23). Das Entfernen und das Einsetzen aus und in die chemische Abscheidungskammer 3 kann in der Tat ausschließlich mittels der Gleitführungen 28a, 28b und der Rollen 27 durchgeführt werden. Die Bewegung des Wagens 5 außerhalb der chemischen Abscheidungskammer kann ermöglicht werden, indem an der Decke oder auf dem Boden des Raums, der die erfindungsgemäße Vorrichtung aufnimmt, ein geeignetes System von Schienen oder Gleitführungen für die Rollen 27 des Wagens 5 angebracht wird.
Der Aufbau des Wagens 5 (insbesondere der zwei Querträger 20a, 20b und der zwei Pfosten 21a, 21b) wird vorzugsweise in einer eloxierten harten Aluminiumlegierung (korrosionsfest) ausgeführt, mit einer Eloxierdicke von vorzugsweise etwa 30-80 μm, weiter vorzugsweise von etwa 60 μm. Die Verwendung einer eloxierten Aluminiumlegierung führt zu einer guten Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion durch Säuren, welche bei einer chemischen Abscheidung auftreten können, verbunden mit niedrigem Gewicht und niedrigen Kosten (beispielsweise im Vergleich zu rostfreiem Stahl).
Vorzugsweise ist ein Handgriff (nicht dargestellt) an der Frontoberfläche 9 des Wagens 5 angebracht, um die Einsetz-/Entfernungsvorgänge in bzw. aus der Kammer 3 und dessen Bewegungen außerhalb der Kammer zu erleichtern. Eines oder mehrere Sichtfenster (nicht dargestellt) sind beispielsweise an der Seitenfläche 9 des Wagens 5 und/oder an der Wand 8 der Einheit 2 vorgesehen. Eine Zugangstür zur Kammer 3 kann darüber hinaus in der Wand 8 der Einheit 2 am Abschnitt 3a, 3b oder 3c vorgesehen sein.
Die Rotation der zylindrischen Träger 4a um die jeweiligen Rotationsachsen Z-Z während des Prozesses der chemischen Abscheidung erfolgt durch Rotation von zumindest einem der Halter 22a, 22b; entsprechend der in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsform werden die oberen Halter 22a angetrieben, während die unteren Halter 22b an dem unteren Querträger 20b des Wagens 5 frei laufen. Zu diesem Zweck umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 einen Motor 30 und eine erste Antriebskette 30a zwischen dem Motor 30 und den Haltern 22a, wie im einzelnen in 2 dargestellt ist. Es können alternative Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden, bei welchen sowohl die oberen als auch die unteren Halter 22a, 22b oder lediglich die unteren Halter 22b zur Rotation gesteuert werden.
In einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in den 2 und 4 dargestellt ist, ist der Motor 30 vorzugsweise im oberen Teil des zentralen Bereichs 3b der Kammer 3 untergebracht. Der Antriebsstrang 30a umfaßt ein Umlenkelement 31, das kinetisch mit dem Motor 30 verbunden ist, und eine horizontale Gegenwelle 32, die sich in der Richtung Y erstreckt; eine solche Gegenwelle 32 ist kinetisch mit einer Anzahl von 90°-Umlenkelementen 33 verbunden (beispielsweise in dem hier beschriebenen und dargestellten speziellen Fall mit vier Umlenkelementen). Jedes Umlenkelement 33 ist wiederum kinetisch mit einer vertikalen Gegenwelle 330 verbunden (in 4 lediglich teilweise sichtbar), auf die ein Zahnrad 34 aufgepaßt ist. Jedes Rad 34 greift, wenn der Wagen 5 vollständig in die chemische Abscheidungskammer 3 eingesetzt ist, in ein entsprechendes Zahnrad 35 ein, das an der oberen Oberfläche des oberen Querträgers 20a des Wagens 5 angeordnet ist; dieses Rad ist einteilig und koaxial mit dem Halter 22a verbunden.
In einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in 3 dargestellt ist, ist die horizontale Gegenwelle 32 einteilig mit dem Wagen 5 verbunden und umfaßt an einem ihrer freien Enden eine konische oder wahlweise gezahnte Kupplung 36, die dazu vorgesehen ist, beim vollständig in die chemische Abscheidungskammer eingesetzten Wagen in eine entsprechende Buchse 37 einzugreifen, die mit dem Motor 30 verbunden ist. Eine Anzahl von 90°-Umlenkelementen 33 (beispielsweise in dem hier beschriebenen und dargestellten speziellen Fall vier Umlenkelementen) ist kinetisch mit der Welle 32 verbunden. Jedes Umlenkelement 33 ist wiederum kinetisch mit einer vertikalen Gegenwelle 38 verbunden, die im wesentlichen koaxial zur Rotationsachse Z-Z der zylindrischen Träger 4a liegt.
In einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind alle Elemente zum Bewegen der Vorformen (Motor 30 und kinematische Kette 30a) in den Wagen 5 integriert, der dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zur Energieversorgung zu ermöglichen.
Wie bereits erwähnt, beinhaltet die Einheit 2 im Abschnitt 3 der chemischen Abscheidungskammer 3 vier Brenner 4. Solche Brenner sind im vorbestimmten Abstand d voneinander angeordnet, so dass sie in der Richtung X mit den zylindrischen Trägern 4a aufgereiht sind, wenn der Wagen 5 vollständig in die Kammer 3 eingesetzt wird.
Während des Vorgangs der chemischen Abscheidung bewegen sich die Brenner 4 gemeinsam entlang der vertikalen Richtung Z (welche parallel zu den Längsachsen Z-Z der zylindrischen Träger 4a liegt), vorzugsweise mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten beim Arbeitszug (welcher vorzugsweise ein Aufwärtszug ist) und beim Rückwärtszug (Abwärtszug). Die Richtung der Abwärts- und Rückwärtszüge kann jedoch umgekehrt werden.
Darüber hinaus können die Brenner 4 sich vorzugsweise auf die Brenner 4a zu/von den Trägern 4a weg in der Richtung X bewegen. Eine solche Bewegung ermöglicht eine Steuerung des Abstandes zwischen den Brennern 4 und den Seitenflächen der sich bildenden Vorformen 400, so dass beispielsweise während der chemischen Abscheidung stets ein vorbestimmter Abstandswert eingehalten wird und die Temperatur der Seitenfläche der sich bildenden Vorformen gesteuert wird (diese Temperatur würde in der Tat zur Veränderung neigen, da beim Wachsen der Vorformen der Abstand zwischen den Brennern 4 und der Seitenfläche der Vorform vermindert wird).
Die Bewegung der Brenner entlang der Richtungen X und Z kann ferner vorteilhafterweise während Wartungsarbeiten dazu genutzt werden, die Montage und Demontage der Brenner selbst und/oder den Zugang (falls ggf. die Zugangstür im Abschnitt 3a vorhanden ist) und die Beweglichkeit von Betriebspersonen innerhalb der Kammer 3 zu erleichtern.
Die Brenner 4 sind derart angeordnet, dass sie den Strom von Reaktionspartnern in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Achse Z-Z der zylindrischen Träger 4a imitieren. Die Brenner 4 sind jeweils auf Platten 40 montiert, die in ihrer Mitte mit einem vorzugsweise kreisförmigen Loch 41 versehen sind, um eine leichte Verbindung des Brenners mit Gasleitungsrohren 39 zu ermöglichen, die von außerhalb der Einheit 2 zugeführt werden.
Die Brenner 4 sind mit einem System ausgestattet, das ihre Bewegung in der vertikalen Richtung Z und in der horizontalen Richtung X auf die zylindrischen Träger 4a zu oder von diesen weg ermöglicht. Die 2, 3 und 5 zeigen eine erste Ausführungsform eines solchen Systems zur Bewegung der Brenner entlang der Richtungen X und Z; 8 zeigt eine zweite Ausführungsform des zuvor erwähnten Systems zur Bewegung der Brenner.
Gemäß der in den 2, 3 und 5 dargestellten Ausführungsform sind die Platten 40 auf einem Paar von Querträgern 42 montiert, die im wesentlichen horizontal verlaufen und einteilig miteinander verbunden sind.
Vorzugsweise ist das Konstruktionsmaterial der Platten 40 und der Querträger 42, wie bereits mit Bezug auf den Wagen 5 erwähnt, eine eloxierte harte Aluminiumlegierung (antikorrosiv); dies ermöglicht es, die vorstehend erwähnten Vorteile der Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion durch Säuren (welche nach der chemischen Abscheidung auftreten kann) des geringen Gewichts und der niedrigen Kosten zu erreichen.
Das System zum Bewegen der Brenner in der vertikalen Richtung Z umfaßt einen Motor 50 und einen Antriebsstrang 50a zwischen dem Motor 50 und den Querträgern 42.
Der Motor 50 ist vorzugsweise außerhalb der Kammer 3 in dem Abschnitt 3a im oberen Teil einer Wand 11 der Einheit 2 angeordnet, die im wesentlichen senkrecht zur Wand 7 steht. Der Antriebsstrang 50a umfaßt ein Doppelumlenkelement 51, das kinetisch mit dem Motor 50 verbunden ist, und in einer spiegelartigen Anordnung zu gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Doppelumlenkelements 51 ein Paar von Gegenwellen 52a, 52b, die sich horizontal in der Richtung Y erstrecken. Jede der Wellen 52a, 52b ist wiederum kinetisch mit einem 90°-Umlenkelement 53a, 53b verbunden, das die Bewegung auf eine entsprechende geschlitzte Welle 54a, 54b überträgt, die sich innerhalb der Kammer 3 entlang der Richtung X im oberen Teil des Abschnitts 3a erstreckt. Jede geschlitzte Welle 54a, 54b ist kinetisch (durch eine in den Figuren nicht sichtbare Gleitbuchse) mit einem 90°-Umlenkelement 55a, 55b verbunden, das die Bewegung auf eine vertikale Kugelumlaufspindel 56a, 56b überträgt; das Paar von Querträgern 42 zum Tragen der Brenner ist dann mit jeder Spindel 51a, 56b durch eine Schraubenmutter (nicht dargestellt) verbunden. Durch den zuvor beschriebenen Antriebsstrang wird die durch den Motor 50 angetriebene Bewegung auf die Kugelumlaufspindeln 56a, 56b übertragen und in die Bewegung entlang der Richtung Z der Querträger und somit der ihnen zugeordneten Brenner umgewandelt. Die Translationsbewegung wird in der Richtung Z durch ein paar vertikaler Gleitführungen 57a, 57b geführt, die den Querträgern 42 zum Halten der Brenner zugeordnet sind und sich parallel entlang der Spindeln 56a, 56b erstrecken.
Mit anderen Worten, die vertikalen Kugelumlaufspindeln 56a, 56b haben die Funktion des Vorschiebens der Querträger, während die vertikalen Führungen 57a, 57b die Funktion der Führung einer solchen Bewegung haben. Zwei Schrauben 56a, 56b dienen zum Druckausgleich.
Die Bewegung der Brenner in der horizontalen Richtung X auf die zylindrischen Träger 4a zu oder von diesen weg findet statt durch Steuerung der Bewegung der Kugelumlaufspindeln 56a, 56b und der Führungen 57a, 57b in einer solchen Richtung (und somit der Querträger 42 zum Tragen der Brenner, die damit verbunden sind). Zu diesem Zweck umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 einen Motor 60 und einen Antriebsstrang 60a zwischen dem Motor und den Kugelumlaufspindeln 56a, 56b.
Der Motor 60 wird vorzugsweise außerhalb der Kammer 3 in dem Abschnitt 3a im unteren Teil der Wand 11 angeordnet. Der Antriebsstrang 60a umfaßt ein Doppelumlenkelement 61, das kinetisch mit dem Motor 60 verbunden ist, und in einer spiegelartigen Anordnung auf gegenüberliegenden Seiten in Bezug auf das Doppelumlenkelement 61 ein Paar von Übertragungs-Gegenwellen 62a, 62b, die sich horizontal in der Richtung Y erstrecken. Jede der Wellen 62a, 62b ist wiederum kinetisch mit einem 90°-Umlenkelement 63a, 63b verbunden, das die Bewegung auf eine entsprechende Kugelumlaufspindel 64a, 64b überträgt, die sich entlang der Richtung X im unteren Teil des Abschnitts 3a der Kammer 3 erstreckt. Jedes Umlenkelement 63a, 63b überträgt darüber hinaus die Bewegung auf eine vertikale Welle 65a, 65b, die kinetisch mit einem 90°-Umlenkelement 66a, 66b verbunden ist, das im oberen Teil der Wand 11 angeordnet ist. Ein solches Umlenkelement überträgt die Bewegung auf eine Kugelumlaufspindel 67a, 67b, die sich in den oberen Teil des Innenraums der Kammer 3 entlang der Richtung X erstreckt.
An jeder der unteren Spindeln 64a, 64b greift ein Block an (mittels einer Führungsnut, die in den Figuren nicht sichtbar ist), der sich in der Richtung X bewegt, wenn die vorstehend erwähnte Spindel sich dreht. Jede der oberen Spindeln 67a, 67b ist (durch eine Mutter, die in den Figuren nicht sichtbar ist) mit dem Umlenkelement 55a, 55b verbunden, welches sich in der Richtung X bewegt, wenn sich die vorstehend erwähnten Spindeln drehen. Darüber hinaus sind die vertikalen Spindeln 56a, 56b und die vertikalen Führungen 57a, 57b mit den Blöcken 68a, 68b verbunden. Die Translationsbewegung wird in der Richtung X durch ein Paar horizontaler Gleitführungen 69a, 69b geführt, die den Blöcken 68a, 68b zugeordnet sind und sich parallel neben den Spindeln 64a, 64b erstrecken.
Mit anderen Worten, die oberen und unteren horizontalen Kugelumlaufspindeln 64a, 64b und 67a, 67b haben jeweils die Funktion, die vertikalen Kugelumlaufspindeln 56a, 56b und die Führungen 57a, 57b (und damit die Querträger 42 zum Tragen der damit verbundenen Brenner) zu drücken, während die horizontalen Führungen 69a, 69b dazu vorgesehen sind, eine solche Bewegung zu führen. Vier Spindeln 64a, 64b und 67a, 67b, zwei oben und zwei unten, dienen zum Druckausgleich.
Alle zuvor erwähnten Spindeln und Führungen sind vor den korrosiven säurehaltigen Substanzen, die während der chemischen Abscheidung erzeugt werden, durch Balge geschützt, die aus vernähtem und abgedichtetem Kevlarmaterial bestehen.
Wie zuvor erwähnt und in den 5 und 6 dargestellt, beinhaltet die Einheit 2 im Abschnitt 3c der chemischen Abscheidungskammer 3 vier Saughauben 6. Die Hauben sind in einem vorbestimmten Abstand d voneinander angeordnet, so dass sie vor den zylindrischen Trägern 4 auf der gegenüberliegenden Seite bezüglich der Brenner angeordnet sind, wenn der Wagen 5 vollständig in die Kammer 3 eingesetzt ist.
Die Saughauben 6 bewegen sich gemeinsam während des Vorgangs der chemischen Abscheidung in der vertikalen Richtung Z (d.h., parallel zur Längsachse Z-Z der zylindrischen Träger 4a).
Die Hauben 6 sind während ihrer Bewegung auf einem anderen Niveau als die Brenner angeordnet, um die dynamischen Strömungseffekte in dem Bereich zu optimieren, der jeden zylindrischen Träger 4a umgibt, und um das Sammeln und Abführen von Abgasen zu erleichtern. Weiter vorzugsweise sind die Hauben 6 auf einem niedrigeren Niveau als die Brenner angeordnet und bleiben während des gesamten Vorgang der chemischen Abscheidung stets auf einem niedrigeren Niveau. Durch das Halten der Hauben 6 auf einem niedrigeren Niveau als die Brenner 4 wirkt der durch die Hauben selbst erzeugte Saugstrom dem Aufstiegseffekt der Gase entgegen, der durch die hohen Temperaturen erzeugt wird, so dass der Strom dieser Gase im Zusammenwirken mit der sich bildenden Vorform im wesentlichen horizontal gehalten wird.
Vorteilhafterweise ermöglicht die Anbringung einer Saughaube stromabwärts der Vorform im dynamischen Strömungsweg der Gase und Reaktionspartner und das Anordnen der Haube auf einem niedrigeren Niveau in Bezug auf das des Brenners eine Einwirkungsrichtung des Gasstroms auf die Vorform, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der zu haltenden Vorform steht. Tatsächlich ermöglicht eine solche Anordnung ein verzögertes Lösen der laminaren Trennschicht (deren Bedeutung in der thermischen Strömungsdynamik bekannt ist) von der Oberfläche der Vorform; auf diese Weise wird vorteilhafterweise ein Zuwachs der Prozeßausbeute der chemischen Abscheidung und eine Verbesserung der Eigenschaften der Kompaktheit und Gleichförmigkeit der Vorform erreicht.
Die Bewegung der Hauben 6 in der Richtung Z kann mit der Bewegung der Brenner synchronisiert werden, oder sonst ist es aus bestimmten Gründen zur Optimierung der Strömungsdynamik möglich, eine Bewegung zu schaffen, die in Bezug auf diejenige der Brenner unterschiedlich (nicht synchronisiert) ist, und somit eine Variation des Niveauunterschieds zwischen den Hauben und den Brennern zu schaffen; dies wird durch die Tatsache ermöglicht, dass die Systeme zur Bewegung der Hauben und der Brenner unabhängig voneinander sind, wie im folgenden beschrieben wird. Eine solche Höhenvariation kann erforderlich sein, um Temperaturschwankungen auszugleichen, die innerhalb der Kammer 3 auftreten, oder um Schwankungen von einem oder mehreren Parametern des Abscheidungsprozesses auszugleichen. Falls beispielsweise während des Prozesses der Strömungsdurchsatz des Prozesses der Reaktionsgase vergrößert werden muß, wird die Höhendifferenz zwischen den Hauben und den Brennern vergrößert, um den Saugeffekt nach unten zu vergrößern, der durch die Hauben erzeugt wird, um sicherzustellen, dass die Einwirkungsbahn des Gasstroms auf die sich bildende Vorform im wesentlichen senkrecht verläuft.
Die Hauben sind vorzugsweise mit einem im wesentlichen horizontal angeordneten Querträger (nicht dargestellt) verbunden und können von Hand ausgerichtet werden. Ein solcher Querträger trägt ferner ein im wesentlichen horizontal angeordnetes Sammelrohr 70 zum Sammeln und Abführen chemischer Substanzen und der Partikel, die in der Kammer 3 während der chemischen Abscheidung erzeugt werden. Das Rohr 70 steht wiederum steht über einer Abgasöffnung 8a in einem Seitenbereich der Wand 8 der Einheit 2 in einer Fluidverbindung mit einer Abgaskammer 71 (6 und 7); diese Kammer ist dazu vorgesehen, die Abgase durch ein wärmebeständiges Rohr 72 einem Wäscher zuzuführen.
Das Sammelrohr 70 weist einen Abschnitt auf, der variabel ist und stetig anwächst, wenn er sich der Abgasöffnung 8a nähert.
Der Querträger, der die Hauben 6 und das Sammelrohr 70 trägt, ist mit einem ersten System verbunden, das eine Bewegung des Querträgers selbst und somit der damit verbundenen Hauben) in der vertikalen Richtung Z ermöglicht und mit einem zweiten System, das die Bewegung des Querträgers selbst (und somit der damit verbundenen Hauben) in der horizontalen Richtung X auf die zylindrischen Träger zu/von diesen weg erlaubt. Solche Systeme sind im wesentlichen identisch und entsprechen den oben beschriebenen Systemen, die Bewegungen entlang der Richtungen X und Z der Brenner erlauben; sie sind darüber hinaus kinetisch unabhängig von diesen anderen Systemen, so dass sie die Bewegung der Brenner und die Bewegung der Hauben getrennt und unabhängig voneinander steuern können (solche Bewegungen können, wie bereits festgestellt, synchronisiert oder aus Gründen der Optimierung der Strömungsdynamik nicht synchronisiert werden).
Die 2, 3, 6 und 7 zeigen eine erste Ausführungsform der Systeme zur Bewegung der Hauben 6 entlang der Richtungen X und Z; 8 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorstehend erwähnten Systeme zur Bewegung der Hauben.
Entsprechend der in den 2, 3, 6 und 7 gezeigten Ausführungform erfolgt die Bewegung der Hauben 6 in der vertikalen Richtung Z durch Steuerung der Bewegung des Querträgers, der die Hauben und das Sammelrohr trägt. Zu diesem Zweck umfaßt die Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Motor 80 und einen Antriebsstrang 80a zwischen dem Motor 80 und dem die Hauben und das Sammelrohr tragenden Querträger (siehe insbesondere 6 und 7).
Der Motor 80 wird vorzugsweise außerhalb der Kammer 3 in dem Abschnitt 3c im oberen Teil einer Wand 12 der Einheit 2 angeordnet, die im wesentlichen parallel zu der Wand 11 steht. Der Antriebsstrang 80a umfaßt ein Doppelumlenkelement 81, das kinetisch mit dem Motor 80 verbunden ist, und in einer spiegelartigen Anordnung auf gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Doppelumlenkelements 81 ein Paar von Transmissions-Gegenwellen 82a, 82b, die sich horizontal entlang der Richtung Y erstrecken. Jede dieser Wellen 82a, 82b ist wiederum kinetisch mit einem 90°-Umlenkelement 83a, 83b verbunden, das die Bewegung auf eine entsprechende geschlitzte Welle 84a, 84b überträgt, die sich in der Richtung X im oberen Teil des Abschnitts 3c innerhalb der Kammer 3 erstreckt. Jede geschlitzte Welle 84a, 84b ist kinetisch (über eine Gleitbuchse, die in den Figuren nicht sichtbar ist) mit einem 90°-Umlenkelement 85a, 85b verbunden, das die Bewegung auf eine vertikale Kugelumlaufspindel 86a, 86b überträgt; der Querträger zum Tragen der Hauben und des Sammelrohrs ist dann mit jeder Spindel 86a, 86b über eine Mutter (nicht dargestellt) verbunden. Durch den vorstehend beschriebenen Antriebsstrang wird die vom Motor 80 ausgehende Bewegung auf die Kugelumlaufspindel 86a, 86b übertragen und in eine Bewegung entlang der Richtung Z der Querträger zum Tragen der Hauben und des Sammelrohrs umgewandelt. Die Translationsbewegung wird entlang der Richtung Z durch ein Paar vertikaler Gleitführungen 87a, 87b geführt, die sich parallel neben den Spindeln 86a, 86b erstrecken.
Mit anderen Worten, die vertikalen Kugelumlaufspindeln 86a, 86b haben die Funktion, den die Hauben 6 und das Sammelrohr 70 tragenden Querträger zu drücken, während die vertikalen Führungen 87a, 87b die Funktion der Führung einer solchen Bewegung haben. Zwei Spindeln 86a, 86b dienen zum Druckausgleich.
Die Bewegung der Hauben 6 in der horizontalen Richtung X auf die zylindrischen Träger 4a zu oder von diesen weg entsteht durch Steuerung der Bewegung der Kugelumlaufspindeln 86a, 86b und der Führungen 87a, 87b in einer solchen Richtung (und damit des Querträgers, der die daran angebrachten Hauben und das Sammelrohr trägt). Zu diesem Zweck umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 einen Motor 90 und einen Antriebsstrang 90a zwischen dem Motor 90 und der Anordnung der Kugelumlaufspindeln 86a, 86b und der Führungen 87a, 87b.
Der Motor 90 ist vorzugsweise außerhalb der Kammer 3 in dem Abschnitt 3c im unteren Teil der Wand 12 angeordnet. Der Antriebsstrang 90a umfaßt ein Doppelumlenkelement 91, das kinetisch mit dem Motor 90 verbunden ist, und in einer spiegelartigen Anordnung auf beiden Seiten bezüglich des Doppelumlenkelements ein Paar von Gegenwellen 92a, 92b, die sich horizontal in der Richtung Y erstrecken. Jede der Wellen 92a, 92b ist wiederum kinetisch mit einem 90°-Umlenkelement 93a, 93b verbunden, welches die Bewegung auf eine entsprechende Kugelumlaufspindel 94a, 94b überträgt, die sich in der Richtung X erstreckt und im unteren Teil des Abschnitts 3a innerhalb der Kammer 3 (6) angeordnet ist. Jedes Umlenkelement 93a, 93b überträgt darüber hinaus die Bewegung auf eine vertikale Welle 95a, 95b, die kinetisch mit einem 90°-Umlenkelement 96a, 96b verbunden ist, das im oberen Teil der Wand 12 angeordnet ist. Ein solches Übertragungselement überträgt die Bewegung auf eine Kugelumlaufspindel 97a, 97b, die sich in den oberen Teil des Innenraums der Kammer 3 entlang der Richtung X erstreckt.
Ein Block 98a steht in Eingriff mit jeder der unteren Spindeln 94a, 94b (durch eine in den Figuren nicht sichtbare Führungsmutter). Ein solcher Block bewegt sich in der Richtung X, wenn sich die vorstehend erwähnten Spindeln drehen. Jede der oberen Spindeln 97a, 97b ist (durch eine in den Figuren nicht sichtbare Mutter) mit dem Umlenkelement 85a, 85b verbunden, wenn es sich in Richtung X bewegt, wenn sich die vorstehend erwähnten Spindeln drehen. Darüber hinaus sind die vertikalen Spindeln 86a, 86b und die vertikalen Führungen 87a, 87b mit den Blöcken 98a, 98b verbunden. Die Translations-Bewegung wird in der Richtung X entlang eines Paars horizontaler Gleitführungen 99a, 99b geführt, die mit den Blöcken 98a, 98b verbunden sind und sich parallel neben den Spindeln 94a, 94b erstrecken.
Mit anderen Worten, die unteren und oberen horizontalen Kugelumlaufspindeln 94a, 94b und 97a, 97b haben jeweils die Funktion des Drückens der vertikalen Kugelumlaufspindeln 86a, 86b und der Führungen 87a, 87b (und damit des Querträgers zum Tragen der Hauben 6 und des damit verbundenen Sammelrohrs 70), während die horizontalen Führungen 99a, 99b die Funktion der Führung einer solchen Bewegung haben. Vier Spindeln 94a, 94b und 97a, 97b, zwei oben und zwei unten, dienen zum Druckausgleich.
Alle vorstehend erwähnten Spindeln und Führungen sind vor den korrosiven säurehaltigen Substanzen, die während der chemischen Abscheidung auftreten, durch Bälge (nicht dargestellt) aus vernähtem und abgedichtetem Kevlar-Gewebe geschützt.
Wie bereits erwähnt, zeigt 8 eine alternative Ausführungsform des Systems zum Bewegen der Brenner 4 und der Hauben 6 entlang der Richtungen X und Z. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Bewegung der Brenner entlang der horizontalen Richtung X durch Anbringen der Brenner 4 an einer ersten vertikalen Platte 43a ermöglicht, die beispielsweise durch ausziehbare Führungen 44a bezüglich einer zweiten vertikalen Platte 45a beweglich ist. Die Bewegung der Brenner entlang der vertikalen Richtung Z wird ermöglicht durch Anbringen der zweiten vertikalen Platte an einem Paar vertikaler Führungen 46a durch gleitende Blöcke 47a. Auf die gleiche Weise wird die Bewegung der Hauben 6 in der horizontalen Richtung X realisiert durch Anbringung der Hauben 6 an einer ersten vertikalen Platte 43b, die beispielsweise durch ausziehbare Führungen 44b bezüglich einer zweiten vertikalen Platte 45b beweglich ist. Die Bewegung der Hauben 6 in der vertikalen Richtung Z wird realisiert durch Verbinden der zweiten vertikalen Platte 45b mit einem Paar vertikaler Führungen 46b mittels leitender Blöcke 47b.
Wahlweise kann anstelle einer einzigen Platte 43a und einer einzigen Platten 45a, die alle Brenner 4 tragen, eine Vielzahl von Platten 43a und eine Vielzahl von Platten 45a vorgesehen sein, von denen jede mit einem jeweiligen Brenner versehen sein kann. Dies ermöglicht eine unabhängige Bewegung der einzelnen Brenner. Dasselbe kann für die Platten 43b und 45b ermöglicht sein.
Wie bereits erwähnt, ist das Sammelrohr 70 mit der Wand 8 der Einheit 2 verbunden, in der es an der Abgasöffnung 8a (5 und 6) in die Abgaskammer 71 mündet. Zur Ermöglichung der Bewegung in der Richtung X und Z des Sammelrohrs im Abschnitt 3c der Kammer 3 bezüglich der Wand 8 umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 vorzugsweise eine Gleitkupplung zwischen dem Sammelrohr 70 und der Wand 8.
Gemäß einer ersten Ausführungsform (in den beigefügten Figuren dargestellt) der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet eine solche Kopplung vorzugsweise gemäß den folgenden Bedingungen statt: der Bereich der Wand 8 in der Nähe des Sammelrohrs 70 wird jeweils durch ein Paar bezüglich des Sammelrohrs 70 oberer und unterer vertikaler Bänder 73a, 73b gebildet, die in der Richtung Z gleiten können. Die Bänder 73a, 73b bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und sind an ihren jeweiligen freien Enden einteilig mit einer Zwischenplatte 74 verbunden, die einen zentralen Schlitz 75 (in 6 sichtbar) aufweist, der sich in der Richtung X über eine Länge gleich oder größer als der Hub des Sammelrohrs 70 in Richtung der zylindrischen Träger 4a/von diesen weg erstreckt. Eine weitere Platte, die einen Flansch 76 bildet (in 5 sichtbar, jedoch nicht in 6, so dass die Platte 74 sichtbar ist) ist einteilig mit dem Rohr 70 verbunden. Der Flansch 76 wird vorzugsweise aus Teflon gefertigt. Der Flansch 76 ist der Platte 74 im Inneren der Kammer zugewandt und ist größer als der Schlitz 75, so dass ein solcher Schlitz verschlossen werden kann, selbst wenn sich das Sammelrohr 70 an seinem Ende befindet (Basis-Auslenkposition in der Richtung X); auf diese Weise ist die chemische Abscheidungskammer 3 strömungsdynamisch mit der Abgaskammer 71 lediglich über das Sammelrohr 70 verbunden, das in die Kammer 71 an der Öffnung 8a in den Flansch 76 mündet. Die Platte 74 weist vorzugsweise Führungen für die horizontale Bewegung des Flansches 76 auf. Der Flansch 76 kann wahlweise der Platte 74 zur Außenseite der Kammer hin zugewandt sein, oder andernfalls kann die Platte 74 einen Sitz aufweisen, in welchem der Flansch 76 frei gleiten kann.
Die Bänder 73a, 73b sind jeweils mit Aufwickel-/Abwickel-Rollen (nicht dargestellt) verbunden; solche Rollen sind innerhalb geeigneter Kästen 77a, 77b angeordnet, die an der Wand 8 der Einheit 2 oberhalb und unterhalb der Rollen selbst angeordnet sind. Wenn das Sammelrohr 70 sich aufwärts bewegt, wickelt sich das obere Band 73a auf die Rolle in dem oberen Kasten 77a, während sich das untere Band 73b von der Rolle in dem unteren Kasten 77b abwickelt und umgekehrt. Das Wickeln der Bänder auf die Rollen wird durch eine Spiralfeder in jedem der beiden Kästen 77a, 77b erleichtert.
Die Bewegung des Sammelrohrs 70 in der Richtung Z wird somit durch das Gleiten in der Richtung Z der Bänder 73a, 73b erleichtert; andererseits wird die Bewegung in der Richtung X durch das Gleiten des Flansches 76 in der Richtung X bezüglich der zwei Bänder 73a, 73b ermöglicht.
Vorzugsweise ist das Konstruktionsmaterial der Hauben 6, des Sammelrohrs 70 und des Querträgers, der die Hauben und das Rohr trägt, eine eloxierte harte Aluminiumlegierung (antikorrosiv); dies bietet die Vorteile der Widerstandsfähigkeit gegenüber Säurekorrosion (welche nach der chemischen Abscheidung auftreten kann) und des geringen Gewichts und niedriger Kosten, wie oben erwähnt.
Zur Bewegung der Platte 74 und somit des Sammelrohrs 70 in der Richtung Z kann anstelle des Bandsystems ein System unter Verwendung von "Balgelementen" (nicht dargestellt) verwendet werden. In der Praxis können die Bänder 73a, 73b durch ein erstes und zweites "Balgelement" ersetzt werden, welches die Platte 74 von oben und unten stützt und jeweils obere und untere Bereiche (unterschiedlicher Ausdehnung) der Wand 8 begrenzt.
Als weitere mögliche Alternative kann anstelle eines Systems mit Bändern oder der Verwendung von Balgelementen ein nicht abgedichtetes System verwendet werden, wie etwa ein System mit zwei Reihen gegenüberliegender horizontaler Borsten die sich von gegenüberliegenden Seiten her zu dem Raum erstrecken, der den zuvor erwähnten Seitenbereich der Wand 8 begrenzt, der in der Nähe des Sammelrohrs 70 festgelegt ist. Auf diese Weise überlappen die Borsten leicht die Mittellinie des Raums. Die Biegsamkeit der Borsten ermöglicht es ihnen, sich zu öffnen und zu schließen, während das Sammelrohr sie passiert, so dass die Bewegung des Rohrs in der Richtung Z und X ermöglicht wird. Obwohl ein solches System keine Abdichtung des Innenraums der chemischen Abscheidungskammer gewährleistet, ist es einfach unter konstruktiven und wirtschaftlichen Gesichtspunkten vorteilhaft; darüber hinaus ist das Fehlen einer Dichtung insofern nicht kritisch, als dass die meisten Abgase durch das Sammelrohr 70 abgesaugt und abgeführt werden.
Gemäß den 1 und 5 weist die Wand 11 der Einheit 2, d.h. die Wand hinter den Brennern in ihrem oberen Teil geeignete Öffnungen 110 auf, in denen entsprechende Rohranschlußstücke (Kopfstücke) angeordnet sind, welche Rohranschlußstücke starre äußere Rohre (nicht dargestellt) zur Zuführung von Gas in die Kammer mit flexiblen inneren Rohren (von denen eines dargestellt und mit 39 bezeichnet ist) zur Zuführung von Gas zu den Brennern zu verbinden. In der Praxis ist ein flexibles Rohr 39 mit jedem Brenner für jedes Verbrennungsgas und für jedes Reaktionsgas verbunden.
Die Wand 11 weist darüber hinaus eine Vielzahl von Luftsaugelementen 100 auf (vorzugsweise eine Anzahl gleich der Anzahl von Brennern), um einen Luftstrom in die Kammer 3 zu schaffen, der die durch die Saughauben 6 abgeführte Luft ersetzen kann.
Die Luftsaugelemente 100 erstrecken sich entlang eines Bereichs der Wand 11 in der Nähe der einzelnen Brenner und sind in der Richtung Z durch eine Bewegung beweglich, die synchron zu derjenigen der Brenner erfolgt, so dass sie sich während des gesamten Abscheidungsprozesses auf dem gleichen Niveau wie die Brenner befinden.
Vorzugsweise umfaßt die Wand 11 ein System gleitender Bänder ähnlich demjenigen, das mit Bezug auf die Gleitkupplung zwischen dem Sammelrohr 70 und der Wand 8 beschrieben wurde, zur Ermöglichung der Bewegung der Luftsaugelemente 100 in der Richtung Z. Insbesondere weist die Wand 11 einen breiten Zentralbereich auf, der aus einem Paar bezüglich der Laufsaugelement 100 oberer und unterer vertikaler Bänder 11a, 11b besteht. Solche Bänder können aus gummierten Gewebe, Teflon, Metall (vorzugsweise Stahl) bestehen und einteilig an ihren jeweiligen freien Enden mit einer Zwischenplatte 111 verbunden sein. Eine solche Platte weist in der Nähe der Brenner eine Vielzahl von Öffnungen auf, die die vorstehend erwähnten Luftsaugelemente 100 bilden. Vorzugsweise ist die Platte 111 einstückig mit den Querträgern 42 zum Tragen der Brenner verbunden, so dass die Luftsaugelemente 100 kinetisch mit den Brennern 4 verbunden sind. Die Luftsaugelemente 100 können beispielsweise rechteckig sein und eine Höhe von etwa 35-40 cm aufweisen.
Die Bänder 11a, 11b sind jeweils mit Aufwickel-/Abwickel-Rollen (nicht dargestellt) verbunden, die in geeigneten Kästen 112a, 112b (5) untergebracht sind, die jeweils im unteren und oberen Teil der Wand angebracht sind. Wenn die Querträger 42 sich aufwärts bewegen, wickelt sich das obere Band 11a auf die Rolle im oberen Kasten 12a, während das untere Band 11b, sich von der Rolle abwickelt, die in dem unteren Kasten 112b angeordnet ist und umgekehrt. Das Wickeln der Bänder auf den Rollen wird durch die Anbringung entsprechender Spiralfedern erleichtert.
Zur Bewegung der Platte 111 kann anstelle eines Bandsystems ein System von "Balgelementen" (nicht dargestellt) verwendet werden. In der Praxis können die Bänder 11a und 11b durch ein erstes und ein zweites "Balgelement" ersetzt werden, die die Platte 111 von oben und unten stützen und die jeweiligen oberen und unteren Bereiche (unterschiedlicher Ausdehnung) der Wand 11 begrenzen.
Darüber hinaus können die Luftsaugelemente 100 in jedem Element ausgebildet sein, das steuerbar in der Richtung Z entlang der Wand 11 beweglich ist, beispielsweise durch ein Gleitführungssystem. Ein solches Bewegungssystem kann mit dem System zur Bewegung der Querträger verbunden sein oder unabhängig davon sein.
Als eine weitere mögliche Alternative kann anstelle einer Vielzahl von Luftsaugelementen ein einziges Luftsaugelement vorgesehen sein, das eine horizontale Ausdehnung aufweist, die im wesentlichen gleich derjenigen der Reihe von Brennern 4 ist. Im gleichen Fall wie in dem Fall einer Vielzahl von Luftsaugelementen kann das einzige Luftsaugelement in einer Platte ausgebildet sein, die mit einem Paar von Bändern verbunden ist, die in der Richtung Z gleiten. Alternativ können die Luftsaugelemente in jedem anderen Element ausgebildet sein, das sich vertikal entlang der Richtung Z bewegen kann.
Die Vorrichtung 1 umfaßt ferner eine Einheit zur Zuführung von Gas und Reaktionsmitteln (nicht dargestellt), die außerhalb der chemischen Abscheidungskammer 3 angeordnet ist, und eine elektrische Steuerplatine (nicht dargestellt) zur Steuerung der Rotation der Vorform und der Bewegung der Brenner 4 und der Haube 6 entlang der Richtungen X und Z. Vorzugsweise werden die Einheit zur Zuführung von Gas und Reaktionsmitteln und die elektrische Steuerplatine durch eine zentralisierte Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert.
Beim Betrieb werden gemäß der in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung die zylindrischen Träger 4a auf den Wagen 5 außerhalb der chemischen Abscheidungskammer 3 geladen, möglicherweise in einer davon entfernten Position. Der Wagen 5 mit den darauf geladenen Trägern wird dann in die Kammer 3 eingeführt; eine solche Einführung wird durch die Anwesenheit der Gleitrollen 27 erleichtert, die in die Gleitführungen 28a, 28b ein greifen. Wenn der Wagen vollständig in die Kammer 3 eingeführt ist, greifen die Zahnräder 34, die kinetisch durch den Antriebsstrang 30a mit dem Motor 30 verbunden sind, in die Zahnräder 35 ein, die am oberen Querträger 20a des Wagens 5 angeordnet sind; die Betätigung des Motors 30 treibt dann die Rotation der zylindrischen Träger 4a, und der Prozeß der chemischen Abscheidung kann somit beginnen. Während eines solchen Prozesses bewegen sich die Brenner 4 und die Hauben 6 entlang der vertikalen Richtung Z und der horizontalen Richtung X durch die Bewegungsübertragungselemente 50a, 60, 80a, 90a, wie oben beschrieben, wobei die Hauben 6 stets auf einer anderen Höhe bezüglich derjenigen der Brenner 4 verbleiben, um die dynamischen Strömungsbedingungen innerhalb der Kammer zu optimieren. Am Ende des Abscheidungsprozesses wird der Wagen 5 mit den Vorformen 400 aus der Kammer 3 der Einheit 2 entfernt und von der Einheit 2 weg bewegt, so dass mit Vorgängen zum Entfernen der Vorformen fortgefahren werden kann, welche nachfolgenden Trocknungs- und Härtungsschritten unterzogen werden.

Claims

Vorrichtung zum Herstellen einer Vorform für optische Fasern durch chemische Abscheidung (1), umfassend eine chemische Abscheidungskammer (3), die folgendes beinhaltet: – mindestens ein Greifelement (22a, 22b), das drehbar um eine vertikale Achse Z-Z angebracht ist und geeignet ist, mindestens eine Ende mindestens eines länglichen Elements (4a) vertikal zu halten, das ein Substrat für die chemische Abscheidung zur Formung einer Vorform (400) für optische Fasern darstellt; – mindestens einen Brenner (4), der entlang einer Richtung Z im wesentlichen parallel zur Achse Z-Z beweglich ist und geeignet ist, auf mindestens einem länglichen Element eine chemische Substanz zur Bildung einer Vorform abzuscheiden; – mindestens ein Saugelement (6) zum Sammeln von chemischen Abgassubstanzen, wobei das mindestens eine Saugelement auf der gegenüberliegenden Seite zu dem mindestens einen Brenner in Bezug auf die Achse Z-Z angeordnet ist und entlang der Richtung Z beweglich ist; dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Saugelement so gestaltet ist, das es bei Gebrauch stets auf einer geringeren Höhe in Bezug auf jene des mindestens einen Brenners positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend ein erstes Bewegungssystem (50, 50a), das geeignet ist, die – Lenken eines Flusses mindestens einer chemischen Substanz, die durch die Emission von gasförmigen Reaktionspartnern und von mindestens einem brennbaren Gas aus mindestens einem Brenner (4) erzeugt wird, auf das mindestens eine Substrat, wobei die mindestens eine chemische Substanz geeignet ist, um das mindestens eine Substrat herum zur Bildung mindestens einer Vorform abgeschieden zu werden; – Saugen des nicht abgeschiedenen Teils der mindestens einen chemischen Substanz durch mindestens ein Saugelement (6), das auf der gegenüberliegenden Seite zu dem mindestens einen Substrat in Bezug auf den mindestens einen Brenner angeordnet ist; – Bewegen des mindestens einen Brenners und des mindestens einen Saugelements parallel zur Achse Z-Z; dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bewegens des mindestens einen Brenners und des mindestens einen Saugelements den Schritt des Haltens des mindestens einen Saugelements stets auf einer geringeren Höhe in Bezug auf jene des mindestens einen Brenners umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Bewegens des mindestens einen Brenners (4) und des mindestens einen Saugelements (6) den Schritt des Variierens des Niveauunterschieds zwischen dem mindestens einen Brenner und dem mindestens einen Saugelement umfasst. Verschiebung des mindestens einen Brenners in Richtung Z zu steuern, und ein zweites Bewegungssystem (80, 80a), das geeignet ist, die Verschiebung des mindestens einen Saugelements in Richtung Z zu steuern, wobei das erste und zweite Bewegungssystem kinetisch unabhängig sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das erste (50, 50a) und zweite (80, 80a) Bewegungssystem so gestaltet sind, dass sie bei Gebrauch auf dieselbe Weise arbeiten.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein drittes Bewegungssystem (60, 60a), das geeignet ist, die Verschiebung des mindestens einen Brenners entlang einer Richtung X im wesentlichen senkrecht zur Richtung Z zu steuern, und ein viertes Bewegungssystem (90, 90a), das geeignet ist, die Verschiebung des mindestens einen Saugelements entlang der Richtung X zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das dritte (60, 60a) und vierte (90, 90a) Bewegungssystem kinetisch unabhängig sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei das dritte (60, 60a) und vierte (90, 90a) Bewegungssystem so gestaltet sind, dass sie im Gebrauch auf dieselbe Weise arbeiten.
Verfahren zur Herstellung einer Vorform (400) für optische Fasern, umfassend die folgenden Schritte: – Stützen mindestens eines Substrats (4a) zur chemischen Abscheidung in einer vertikalen Position entlang einer Achse Z-Z; – Drehen des mindestens einen Substrats um die Achse Z-Z;