DK170682B1 - Fremangsmåde og apparat til profilering af præform til optiske fibre - Google Patents

Description

DK 170682 B1 i

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til formgivning og afretning af et langstrakt glassubstrat, og fremgangsmåden . omfatter trækkende a) til d) i krav l's indledning, samt et apparat til formgivning og afretning af et sådant sub-5 strat omfattende trækkende a) til d), d.l), d.2) i krav 7's indledning.

Den fra beskrivelsen til US patentskrift nr. 4 217 027 kendte MCVD-proces (Modificed Chemical Vapor Deposition), 10 er begrænset af vægtykkelsen for et substratrør, i hvilket aflejringen skal findes sted. For at kunne fremstille optiske fibre med optimale geometriske og optiske karakteristikker skal præformen udvise et kerne/kappe-masseforhold inden for givne grænseværdier. En forøgelse af substratrø-15 rets masse for at opnå en større præform kræver en større godstykkelse af rørvæggen, men dette formindsker varme-overføringshastigheden til de reagensmidler indeholdende gasarter og forøger herved den påkrævede tid til at aflejre hvert lag af glaspartikler. Hvis substratets rørvæg har 20 en for stor godstykkelse, sker der en utilstrækkelig var-meoverføring, der kan resultere i dannelsen af bobler eller ukomplet sintring.

En måde til forøgelse af MCVD-processens produktivitet er 25 først at fremstille en præform med underdimensioneret kappe og med et større kerne/belægning-masseforhold end ønsket. Denne præform indskydes i et glasrør, der kan benævnes et rør med en overdimensioneret kappe, og som derefter kollaberes omkring præformen. Dette kan kaldes stang/rør-30 teknikken. Enhver øget excentricitet af materialet omkring præformens kerne som følge af dimensionering af kappen bør her minimeres.

DK 170682 B1 2

Hvis præformen med under dimens ioner et kappe ikke er i det væsentlige lige, opstår der vanskeligheder, når stangen indføres i røret. Dette kan også medføre problemer, når røret kollaberes omkring stangen. Præformens berøring med 5 rørets inderflade har ikke vist sig at være skadelig for de aktuelle afprøvningsforsøg, men dette gælder ikke radiale misflugtninger mellem røret med overdimensioneret kappe og præformen med underdimensioneret kappe, idet disse skal minimeres, da den trukne, resulterende fiberstreng 10 kan blive for excentrisk til at kunne tilvejebringe en korrekt indbyrdes sammensplejsning af de trukne fibre.

Fremgangsmåder og apparater til udretning og profilering af en optisk præform er kendt eksempelvis fra beskrivelsen 15 til US patentskrift nr. 4 477 273, der danner grundlag for den kendte teknik, som er angivet i indledningen til krav 1 og 7.

Det, der er behov for, og som ikke er tilgængeligt ifølge 20 kendt teknik, er fremgangsmåder og apparater til automatisk at foranledige, at en præformstang i det væsentlige rettes ud, så at den er egnet til problemfri indføring i et rør i en stang- og rørproces. De eftersøgte fremgangsmåder og apparater skal fortrinsvis være i stand til at 25 kunne inkorporeres i eksisterende apparatur og skal kunne styres i afhængighed af forskellige betingelser.

De i det foregående diskuterede problemer ifølge kendt teknik er overvundet med en fremgangsmåde ifølge krav 1 og 30 et apparat ifølge krav 7.

Et langstrakt substrat, der er fremstillet af et glasmateriale, og som skal anvendes som udgangspunkt for en optisk fiber understøttes og drejes omkring en rotationsakse, der DK 170682 B1 3 strækker sig gennem substratets endepartier. Et trykkeorgan eller et kraftpåførende organ bevæges skridtvis mod substratet, mens det kontinuerligt bevæges i en retning langs rotationsaksen, samtidig med at substratet drejes.

5 Et følesignal tilvejebringes, og dette indikerer, om substratet og trykkeorganet er i indgreb med hinanden (positivt signal), eller er adskilt fra hinanden (negativt signal). Når trykkeorganet har opretholdt et kontinuerligt indgreb med et forudbestemt parti af periferien af det ro-10 terende substrat, frembringes der et styresignal til afbrydelse af den skridtvise bevægelse af det kraftpåførende organ mod rotationsaksen.

Såfremt substratet ikke er cirkulært, eller dersom dets 15 tværsnitsprofil bliver forsat fra rotationsaksen ved substratets endepartier, vil et parti af substratet under sin rotation ud for det trykkeorgan komme til at ligge tættere ved rotationsaksen og frigøre indgrebet mellem det trykkeorgan og substratet, så at trykkeorganet kan foretage en 20 ny skridtbevægelse langs længdeaksen. Hvert følgende afsnit af substratet bedømmes at være acceptabelt, når indgrebssignalet opretholdes i et forud bestemt tidsrum, der svarer til kontinuerligt indgreb mellem trykkeorganet og et forud bestemt parti af substratets periferi under sub-25 stratets rotation. Hermed bibringes substratet en længdeakse, som er i det væsentlige retliniet, og som i det væsentlige falder sammen med rotationsaksen, og der tilvejebringes et i det væsentlige cirkulært tværsnitsprofil beliggende koncentrisk omkring længdeaksen.

30

Hver successiv sektion af substratet afgøres som værende acceptabel, når dannelsen af positive følesignaler bibeholdes for en forudbestemt periode, hvilket svarer til kontinuerligt indgreb af trykkeorganet med et forudbestemt DK 170682 B1 4 parti af periferien for substratet, når substratet drejes.

Som et resultat af denne proces, bibringes substratet en længdeakse, der i det væsentlige er ret langs dens længde, og som i det væsentlige er sammenfaldende med rotationsak-5 sen, og et i det væsentlige cirkulært tværsnit, der er beliggende koncentrisk omkring længdeaksen.

Apparatet til at gøre substratet af et optisk kvalitets-glas i det væsentlige ret og i det væsentlige cirkulært, 10 inkluderer organer til at fastholde substratets endepartier og rotere det omkring en rotationsakse, samt organer til at påføre kræfter på hver successiv sektion af substratet længde. Trykkeorganet understøttes af organer for tværgående bevægelser, således at det kan bevæges trinvis 15 opad mod substrats rotationsakse. Det er desuden normalt forspændt opadtil for en føleafstand. Organer for bevægelse i længderetningen sikrer, at trykkeorganet bevæges i en retning langs rotationsaksen, samtidig med at det bevæges trinvis mod rotationsaksen. Føleorganer er normalt i en 20 stilling til at indikere, når substratet og trykkeorganet er ude af indgreb, dvs. producere det negative signal.

Under drift bevæges trykkeorganet skridtvis imod substratets rotationsakse, indtil et parti af det roterende sub-25 strat og trykkeorganet kommer i indgreb med hinanden. Herved bevæges signalfrembringelsesorganet i en første retning og tilvejebringer et signal, der styrer trykkeorganet. Dette signal fortsættes, så længe trykkeorganet holdes i passende indgreb med substratet. Hvis et eller andet 30 parti af substratets periferi er ovalt under rotationen, eller hvis substratets tværsnitsprofil forsættes fra rotationsaksen ved substratets endepartier, udløses trykkeorganet fra substratet og forspændes imod rotationsaksen og afbryder signaloperationen. Ethvert parti af substratets DK 170682 B1 5 længde accepteres som værende retliniet og cirkulært, når signalfrembringelsen fortsætter i det mindste et forud bestemt tidsrum. Ved en sådan tilstand afbryder trykkeorganets styremidler organets skridtvise bevægelse imod rota-5 tionsaksen. Det forud bestemte tidsrum vælges svarende til indgrebet mellem trykkeorganet og substratet for et forud bestemt parti af substratets periferi under hver bevægelse af trykkeorganet imod substratet.

10 I en foretrukken udførelsesform anvendes fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen til at udstrække og forme en præformstang af en optisk kvalitetsglasart efter aflejringen af glasskabende materialer inde i et rør, og efter at røret er kollaberet omkring stangen, men opfindelsen kan 15 også anvendes på anden måde, eksempelvis under hele kollaber ingsprocessen, hvor da den resulterende præformstangs retliniethed og cirkularitet kontrolleres under hele kol-1aberingsforløbet.

20 Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 er en perspektivisk afbildning af et apparat til fremstilling af en optisk præformstang og til at udøve 25 fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 2 viser et parti af et brænderaggregat, et parti af en formgivningsanordning og et temperaturprofil over en varmezone, der bringes til at traversere en præformstang, 30 fig. 3 er en afbildning fra oven af et parti af apparatet på fig. 1 under genformgivning af en optisk præformstang, DK 170682 B1 6 fig. 4 er en skematisk afbildning af en formgivet præformstang under omformgivning med en afretnings- og profileringsenhed i form af en valse, 5 fig. 5 er en afbildning fra enden af præformstangen på fig. 4 under dennes rotation, fig. 6 er en skematisk afbildning af en præformstang med en forventet forsætning fra rotationsaksen under omform-10 givningen ved hjælp af valsen, fig. 7 er en afbildning fra enden af præformstangen på fig. 6 under stangens rotation, 15 fig. 8 er en skematisk afbildning af en anden præformstang med en væsentlig forsætning, fig. 9A, 9B og 9C er afbildninger fra enden af stangen på fig. 8 ved forskellige steder i stangens længderetning, 20 fig. 10 er en afbildning fra siden af valsen i indgreb med et parti af en præformstang med en overdrevet væsentlig forsætning, 25 fig. 11 og 12 er afbildninger fra enden af en præformstang med et ovalt tværsnitsprofil og af stangen efter omprofilering ved hjælp af apparatet ifølge opfindelsen, og fig. 13 er en afbildning af en præformstang, der er blevet 30 omprofileret ifølge opfindelsen, indsat i et overaflejret rør.

*

Fig. 1 viser et apparat 20 med en udretnings- og formgivningsanordning 22 til formgivning af et langstrakt glas- DK 170682 B1 7 substrat, såsom en præformstang 24 med særlige optiske egenskaber med forud bestemte geometriske karakteristik-. ker. Med disse karakteristikker vil den have en i det væ sentlige retliniet længdeakse og et ved hvert punkt af 5 denne i det væsentlige cirkulært tværsnitsprofil beliggende koncentrisk omkring længdeaksen.

Apparatet 20 omfatter også en anordning til opvarmning af et (ikke vist) glassubstratrør til dannelse af glas-10 præformstangen 24, fra hvilken der trækkes lysledende fibre, se ovennævnte US patentskrift nr. 4 271 027. Glasrøret opvarmes under levering af gasfasereagensmidler til røret, se US patent nr. 4 276 243.

15 Apparatet 20 omfatter en drejebænk 32 med en spindeldok 33 og en pinoldok 34, der anvendes til roterbar understøtning af et glasstartrørs endepartier til rotation omkring en akse 35, der strækker sig igennem (ikke viste) drejebænksspindeler, i hvilke glasrørsendepartier fastholdes. Dreje-20 bænken 32 omfatter også en slæde 36, der er monteret reci-prokerbart bevægelig langs drejebænken mellem spindeldokken 33 og pinoldokken 34. På slæden 36 er der monteret et brænderaggregat 40 samt en udretnings- og formgivningsanordning 22. Brænderaggregatat 40 er indrettet til at sende 25 en strøm af brændbare gasser i form af flammer, der ledes imod glasrøret. Ved afgrænsning af varmen fra de brændende gasser til et ønsket røroverfladeareal frembringer brænderanordningen 40 en varmezone 41 (se fig. 2) med et vist temperaturprofil ved rørets overflade. Brænderanordningens 30 40 montering på slæden 36 og dens bevægelse i forhold til glasrøret bringer varmezonen til at bevæges langs rørets længde.

DK 170682 B1 8

Brænderanordningen til dette brug er angivet i beskrivelserne til US patentskrift nr. 4 231 777 og 4 477 244. Brænderanordningen 40 omfatter et hus 42 understøttet af en knægt 43 understøttet af en stander 45 monteret på slæ-5 den 36.

Temperaturprofilet reguleres langs successive glasrørspartier under brænderanordningens reciprokerende bevægelse langs det roterende rør under et aflejringstrin, hvorefter 10 det rørformede substrat kollaberes omkring en massiv stang. Dette kan ske ved at formindske omløbshastigheden fra ca. 75 o/min til ca. 20 o/min og ved at forøge den varmes zones temperatur til ca. 1800 °C. Under den ene halvdel af kollaberingstrinnet sker hver bevægelse fra 15 højre mod venstre på fig. 1, hvorefter røret afklemmes tæt ved pinoldokken 34, hvorefter yderligere kollabering sker i retning fra venstre mod højre.

Som vist på fig. 1 og 3 er et trykkeorgan eller et kraft-20 påtrykningsorgan 50 positioneret ud for flammeopbygningen 40. I en foretrukken udførelsesform omfatter kontaktorganet 50 en rulle 52 af grafit. Rullen 52 er monteret stationært i lejer 54-54 understøttet i et hus 56. Organet 50 kan også udformes som et metalrør. Rullen 52 kan hensigts-25 mæssigt drejes i lejerne til andre vinkelstillinger efter slitage i den første stilling.

Rullen 52 er monteret i et organ 60, der understøttes på slæden 36. Som vist på fig. 3 omfatter organet 60 en gear-30 kasse 62, som drives af en steppermotor 64. Gearkassen 62 har en udragende drivskrue 66, hvis øverste ende passer sammen med et indvendigt gænget organ monteret i en platform 68. En bevægelse af platformen 68 styres af fire stænger 70, der er forbundet med platformens underside, og DK 170682 B1 9 som er monteret reciprokerbart bevægelige i boringer i gearkassen.

Til platformen 68 er der fastgjort en skinne 72 med et 5 støttepunkt 74 og et U-formet endeparti 76, i hvis øverste parti 78 der er monteret en isoleret første elektrisk kontakt 80. Kontakten 80 omfatter et nedragende parti 82, der strækker sig imod skinnen 72.

10 På støttepunktet 74 er der svingeligt monteret en arm 84, ved hvis ene endeparti 85 der er monteret en anden elektrisk kontakt 86, der strækker sig imod den første elektriske kontakt 80 og er isoleret fra armen 84. Afstanden mellem kontaktpunkterne 82 og 86 er ca. 0,018 cm.

15

Mellem støttepunktet 74 og den anden elektriske kontakt 86 er der på armen 84 indstilleligt monteret en kontravægt 88. I en foretrukken udførelsesform er afstanden fra armens endeparti 85 til støttepunktets 74 ende omkring dob-20 belt så stor som afstanden mellem støttepunktets centrum til armens modstående ende. Kontravægten 88 vil normalt forspænde armens endeparti 85 i nedadgående retning på fig. 3. Endepartiets 85 nedadgående bevægelse reguleres ved hjælp af et justerbart spærreorgan 89, hvis øverste 25 ende indgriber med armens 84 underside.

Ved armens 84 modsatte endeparti 92 er der monteret en vugge 96, der er indrettet til roterbar understøtning af huset 56 med den indmonterede rulle 52. Som vist på fig. 3 30 er vuggen 96 således positioneret på armen 84, at den tværgående rullecenterlinie ligger i flugt med præformstangens 24 længdeakse 100 mellem spindeldokken og pinol-dokken. Kontravægten 88 forspænder rullen 52 opad på fig.

3.

DK 170682 B1 10

Organet 22 drives normalt således, at platformen 68 bevæges opad på fig. 3 til løftning af rullen 52. Når rullen * 52 indgriber med præformstangen 24, vil armen 84 drejes 5 imod urviserretningen på fig. 3. Herved bevæges den anden elektriske kontakt 86 opefter til indgreb med den første elektriske kontakts parti 82 og slutter en (ikke vist) elektrisk kreds, der standser steppermotoren 64. Som følge af lokaliseringen af støttepunktet 74 langs armen 84 vil 10 en nedadgående bevægelse af rullen 52 på kun ca. 0,005 cm - 0,008 cm bringe den anden elektriske kontakt opad gennem luftgabet på 0,018 cm til indgreb med den første elektriske kontakt.

15 De elektriske kontakter 80 og 86 udfører en dobbelt funktion, idet de ikke blot ved berøring slutter en elektrisk kreds, men også samvirker til dannelse af et spærreorgan, der afbryder den opadgående bevægelse af armens 84 endeparti 85.

20

De elektriske kontakter 80 og 86 er forbundet med en programenhed 90, der er forbundet med steppermotoren 64. Programenheden 90 bevæger platformen 68 trinvis opad og afbryder den opadgående bevægelse i overensstemmelse med den 25 elektriske kontaktslutning i et foreskrevet tidsrum.

I en foretrukken udførelsesform omfatter retlinieprofile-ringspartiet 22 organer indrettet til at bibringe den overflade, der indgriber med præformstangen 24, en væsent-30 lig mindre temperatur end stangens temperatur. Huset 56 er indrettet til at kunne indeholde et kølemiddel, såsom afi-oniseret vand, der kan tilføres (ikke viste) ledninger i armen og vuggen. Vandet påføres over rullens 52 overflade til skylning af denne til indgreb med røret og til at for- DK 170682 B1 11 hindre rullen i et klæbe til præformstangen. Vandet strømmer over sidepladerne og falder ned i en (ikke vist) underliggende drænskål. Vandet danner også en grænseflade mellem rullen 52 og stangen 24, der fungerer som en pude 5 til at forebygge en beskadigelse af stangens overflade.

Ved behandlingen af præformen med apparatet 20 indføres et glasrør i drejebænken 32 med den ene rørende i spindeldokken 33 og med den anden ende forbundet via en svejsesam-10 ling (se fig. 1) med et udstødsrør 97 understøttet i pi-noldokken 34. Substratrøret roteres under bevægelsen af brænderanordningen 40 et vist antal gange i retning fra spindeldokken 33 til pinoldokken 34. Under hver passage føres aktiverede reagensmidler ind i røret fra dettes 15 spindeldokende, medens forbrugte gasser udstødes ved pi-noldokenden, se US patentskrift nr. 4 278 459.

I en foretrukken udførelsesform optræder passagerne under den første halvdel af kollaberingsprocessen. Derefter 20 klemmes rørvæggen sammen ud for rørets pinoldoksende. Dette forhindrer indløbet af fugt og andre forureningsstoffer i røret under dette kollabering. Derefter foregår de resterende passager under kollaberingsprocessen i den modsatte retning.

25

Under kollaberingsprocessen indtræffer opvarmningen, ved en højere temperatur end under aflejringen, når brænderanordningen 40 bevæges et antal gange fra spindeldokken til pinoldokken og i den anden halvdel af kollaberingspro-30 cessen fra pinoldokken til spindeldokken. Ved enden af hver passage under den anden halvdel af kollaberingsprocessen føres slæden 36 hurtigt tilbage til pinoldokken til påbegyndelse af en anden cyklus.

DK 170682 B1 12

Efter at substratet er kollaberet til en massiv præformstang 24 ved kollaberingsprocessen, bevæges grafitstøt-terullen 52 opad til indgreb med den roterende præformstang 24 ud for pinoldokken 34 (i fig. 4) ved hjælp af 5 programenheden 90. Rullens lodrette stilling er en funktion af stangtværsnitsprofilets omløbsbane. Rullen 52 skubbes delvis ind i præformstangen og forskyder blødgjort glas i den bevægede varmezone med en forud bestemt afstand d (se fig. 2) bag brænderanordningens 40 centerlinie 101.

10 Om nødvendigt kan rullen 52 trykke stangen i flugt med rotationsaksen mellem spindeldokken og pinoldokken. Således kan rullen 52 presse på hinanden følgende skridtlængder af præformstangen opad, indtil hver er beliggende i det væsentlige koncentrisk omkring rotationsaksen mellem dreje-15 bænkens patroner. Under udretnings- og formgivningstrinnet er præformstangens 24 omløbshastighed 75 o/min.

Parametre af væsentlig betydning udretning og formgivning af præformstangen 24 er slædens hastighed og drejebænks-20 spindlernes omløbshastighed og indgrebsstillingen mellem kontaktapparatet 50 og præformstangen i forhold til opvarmningszonen 41. Også glassets temperatur i opvarmningszonen er væsentlig og er en funktion af tilgangshastighederne for hydrogen og oxygen til brænderanordningen 40. I 25 en foretrukken udførelsesform er leveringshastigheden for hydrogen til brænderanordningen ca. 130 1/min og leveringshastigheden for oxygen ca. 65 1/min.

Under flammens passage langs stangen formes opvarmningszo- « 30 ne 41 i omegnen af brænderanordningen 40, og afstanden d, fig. 2, hvor maksimaltemperaturen følger efter flammeopbygningen, er en funktion af dennes hastighed. Desto større hastighed, desto større er forsinkelsesafstanden. Da præformstangen 24 har en godstykkelse og brænderanordnin DK 170682 B1 13 gen 40 bevæges langs med stangen, følger varmezonen efter brænderanordningen.

Kontaktapparatet 50 må indgribe præformstangen 24 i et 5 punkt, hvor glasset er tilstrækkeligt blødt, så at det kan omformes, og arrangementet for brænderanordningen 40 og kontaktapparatet skal være således, at glasset vil form-fikseres efter indgreb med rullen 52. Indgrebspunktet må ikke befinde sig et sted, hvor glasset i det følgende ud-10 sættes for en højere temperatur, der ville fjerne formfikseringen.

Da varmezonens lokalisering er vanskelig at konstatere, kan rullen 52 refereres i forhold til centerlinien 101 (se 15 fig. 2) for brænderanordningen 40. Afstanden d mellem brænderanordningens centerlinie og rullens 52 centerakse 105 kaldes forsinkelsesafstanden og optræder, når glas-længdeafsnittet er blødt nok til at kunne omformes under interferering med præformens indre, mindre bløde lag. Det 20 i indgreb med rullen 52 værende glaslængdeafsnit skal også være tilstrækkelig koldt i det følgende til at kunne fastholde omformningen, når grafitrullen bevæges hen på den næstfølgende glasskridtlængde langs præformstangen. I den foretrukne udførelsesform tilvejebringer det vand, der 25 skylles over grafitrullen 52, en bevæget kold zone, der fremmer etableringen af en formfiksering i præformstangen, der gradvis rettes ud. I en foretrukken udførelsesform er afstanden d af størrelsesordenen 3,5 cm. Såfremt afstanden overskrider et etableret område, vil det glas, der berøres 30 af rullen 52, være for koldt til at kunne omformes korrekt. Vandkølingen af rullen 52 bidrager også til at forhindre rullen i at klæbe til glasrøret og til at bortskyl-le alle løsrevne dele som følge af flammerne.

DK 170682 B1 14 Måden, på hvilken kraftpåtrykningsorganet i form af rullen 52 indgriber med og frigøres fra præformstangen 24, er væsentlig for en korrekt retliniet formgivning af præformstangen. Som vist på fig. 4 bevæges rullen 52 til et før-5 ste trykudøvelsestrin 107 under slædens 36 bevægelse langs drejebænken med en hastighed på 8-10 cm/min. Under denne fikseringsperiode roteres præformstangen 24 på drejebænken med en omløbshastighed på ca. 75 o/min. Anderledes udtrykt roteres præformstangen 24 ca. 0,5 omløb i løbet af 0,4 s.

10

Det første trykudøvelsestrin 107 nås meget hurtigt af rullen 52 ved styring af steppermotoren 64 fra programenheden 90 til at bevæge platformen 68 opad imod præforms tangens rotationsakse, indtil den når en stilling "X", der altid 15 ligger i afstand fra stangens rotationsakse forbi enhver sådan stangs forventede bredeste omløbsbane. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen vil give den omformgivne præformstang 24 et tværsnitsprofil, hvis areal er i det væsentlige lig med tværsnitsarealet før omformgivningen, og som er 20 i det væsentlige cirkulær.

Steppermotoren 64 styres til at bevæge rullen 62 opad til det første trykudøvelsestrin 107 og derefter finindstille rullen til et andet trykudøvelsestrin 109, hvor steppermo-25 toren styres til at bevæge rullen opad i skridtlængder på ca. 0,0036 cm. Under den første grove bevægelse anvendes en multiplikator til at tilvejebringe en bevægelse på ca. 0,0108 cm for hvert opadgående trin. Det grove trin anvendes til at bevæge rullen 62 hurtigt fra referencestillin-30 gen "X" til startindgreb med præformstangen 24. Denne optager fra begyndelsen den med fuldt optrukne linier på fig. 4 viste stilling og kredser rundt omkring rotationsaksen 35 som vist på fig. 5. Hensigtsmæssigt ligger startindgrebspunktet med præformstangen lige ved den ene DK 170682 B1 15 side af afklemningsområdet (se fig. 4). Som vist på fig. 5 har præformstangen 24 en lille forsætning, der får den til at omløbe lidt under stangens rotationsbevægelse. Herunder bevæges stangen opad i trin på 0,0036 cm under det fine 5 bevægelsestrin. De opadgående skridt foretages med intervaller på ca. 0,1-0,2 s.

Under det fine bevægelsestrin optræder en såkaldt 0,4 s søgning. Efter rullens 52 startindgreb med præformstangen 10 24 bringes rullen til at bevæges ca. 0,005-0,008 cm ind i stangen. Herved bevæges den elektriske kontakt 86 gennem luftgabet på 0,0018 cm og indgriber med den elektriske kontakt 80. Når rullen 52 har været i indgreb med præformstangen 24 konstant under 0,4 s, der svarer til ca. et 15 halvt omløb af præformstangen, antages det, at tværsnitsprofilet er cirkulært på dette sted, og at aksen er i det væsentlige retliniet og i flugt med rotationsaksecenterlinien 35 gennem spindeldokken 33 og pinoldokken 34. Dette indgreb har fundet sted, medens slæden 36 bevæges i 20 en retning langs præformstangen 24 med en hastighed på ca.

9,6 cm/min. Ca. 20 gange hvert sekund undersøger programenheden 90 opfyldelsen af 0,4 s søgningen.

Herefter er flere fremgangsmådetrin mulige. Én mulighed er 25 at lade rullen 52 forblive i sin nuværende højde i forhold til rotationsaksen 35 uden yderligere justeringer. I en ændret udførelsesform kan rullen 52 bevæges opad til genindgreb med præformstangen 24, såfremt en udkobling skulle optræde under rullens passage gennem stangen. I de fleste 30 tilfælde vil begge muligheder tilvejebringe en acceptabel præformstang. Hvis derimod rullens startindgrebspunkt med præformstangen 24 af en eller anden grund ligger længere mod venstre end som vist på fig. 4, i det halsindsnævrede område, kan rullen ved en fastlagt afstand i forhold til DK 170682 B1 16 rotationsaksen komme til at bevæge sig imod en voksende stor glasmængde, der kunne beskadige glasset.

I den foretrukne udførelsesform sker der en konstant peri-5 odisk slutning og brydning af de elektriske kontakter 80 og 86. Efter opfyldelse af 0,4 s søgningen holdes der pause i ca. 5,0 s, under hvilket tidsrum slæden 36 er fremført ca. 0,8 cm. Efter forløbet af 5 s bevæges platformen 68 nedad til at afbryde rullens 52 indgreb med præform-10 stangen 24, og 0,4 s søgningsbetingelsen er ikke opfyldt.

Den elektriske kontakt 86 er også blevet frigjort fra den elektriske kontakt 80. Umiddelbart efter, og når slæden 36 bevæges i en retning langs præformstangen 24, bevæges rullen 52 igen opad til genstart af en anden cyklus omfatten-15 de en 0,4 s søgning. Med andre ord reguleres steppermotoren 64 efter rullens 52 indgreb med præformstangen hvert 0,4 s til at frigøre rullen fra præformstangen og således, at 0,4 s vinduesbetingelsen ikke er kontinuerligt opfyldt.

Når dette indtræffer, styres steppermotoren 64 til at be-20 væge platformen 68 og dermed rullen 52 opad, når slæden 36 fremføres langs præformstangen 24, indtil 0,4 s vinduesbetingelsen igen er opfyldt. Som følge heraf overvåges og justeres præformstangen form kontinuerligt.

25 I en forfinet udførelsesform vil programenheden 90 i hvert 5 s tidsvindue, hvorunder rullen 52 holdes i en konstant afstand fra aksen 35, såfremt rullen frigøres fra formgivningsstangen 24 på grund af eksempelvis en resterende omløbsbevægelse, igen beordre en opadgående bevægelse af 30 rullen til indgreb med stangen.

Det væsentlige er, at under rullens 52 indgreb med præformstangen 24 gøres stangens omløbsbevægelse mindre og mindre iterativt, indtil den er blev nul. I en foretrukken DK 170682 B1 17 udførelsesform anvendes der to omformningstrin. På dette tidspunkt har præformstangen 24 de eftertragtede geometriske karakteristikker, og stangens længdeakse 100 falder i det væsentlige sammen med rotationsaksen 35 (se de stiple-5 de linier på fig. 4 og 5).

Fig. 6 og 7 viser en substratstang 24 med en mere udtalt forsætning. Præformstangen 24 er vist i sin startprofilering på fig. 6 med fuldt optrukne linier. Også her bringes 10 rullen 52 til at bevæges opad i et groft bevægelses trin 107 fra en stilline "X" til indgreb med stangen. På grund af forsætningen kræver finindstillingstrinnet væsentligt mere end 0,036 cm opadgående stød, indtil 0,4 s vinduessøgningen er opfyldt. Dette skyldes den forøgede omløbsbe-15 vægelse af stangens tværsnitsprofil, der positionerer rullen i meget større afstand fra spindelens centerlinie end før (se den omkredsende stang vist med fuldt optrukne linier på fig. 6 og 7).

20 Som vist på fig. 8 og 9 kan præformstangen 24 udvise en endnu mere alvorlig udtalt forsætning, der bevirker en forstørret omløbsbevægelse. I dette tilfælde kræver finbevægelsestrinnet 109 endnu flere trin, indtil 0,4 s vinduet er opfyldt, hvilket betyder, at stangen er udrettet på 25 dette sted. Fig. 9A, 9B og 9C viser stillingen af rullen 52 i forhold til præformstangen 24 ved forskellige positioner langs stangen. Ved sammenligning af fig. 9A og 9B ses, at omløbsbevægelsen er aftaget, og på stedet vist i fig. 9C er der ingen omløbsbevægelse. Efter omformningen 30 har præformstangen 24, som vist ved den centrale stilling med stiplede linier på fig. 8, sin længdeakse i det væsentlige sammenfaldende med rotationsaksen 35. Fig. 10 viser stillingen af rullen 52 i forhold til et forsat parti af præformstangen 24. Under rullens 52 bevægelse mod højre DK 170682 B1 18 vil den udrette stangen til at få et cirkulært tværsnitsprofil .

Fig. 11 og 12 viser en fra rund afvigende præformstang 24 5 og dens omformning med et trykkeorgan, såsom rullen 52.

c

Som vist på fig. 11 har præformstangen en noget oval form, så at den under rotationen kommer ud af indgreb med rullen 52 langs en underste del af sin periferi. Frigørelsen bevirker, at programenheden 90 beordrer platformen 68 til at 10 bevæge sig opad, indtil rullen 52 og præformstangen 24 igen indgriber med hinanden.

Som vist på fig. 13 indskydes den udrettede og omformede præformstang 24 ind i et overkapperør 120, hvorefter røret 15 bringes til at kollabere omkring stangen. Derefter udtrækkes optiske fibre fra overkappestangen på konventionel måde.

c

Claims (15)

19 *· DK 170682 B1

1. Fremgangsmåde ved formgivning og afretning af et lang-5 strakt glassubstrat, der har en substratlængdeakse og endepartier, omfattende følgende trin: a) understøtning af substratet (24)'s endepartier, 10 b) drejning af substratet (24) omkring en akse (35), der strækker sig gennem substratet (24)'s endepartier, c) opvarmning af substratet (24) i en varmezone, der 15 bevæges langs substrataksen, d) påføring af en kraft med et trykkeorgan (54) på periferien af det roterende substrat (24) på tværs af substrataksen efter varmezonen (21), kendetegnet ved, at den tværgående bevægelse af trykkeorganet (50) kontrolleres med kontrolorganer (90), der inkluderer føleorganer (80, 82, 84, 86) med henblik på at 25 e) bevæge trykkeorganet (50) trinvis imod rotationsaksen (35) og samtidig langs denne indtil der er indgreb mellem substratet og trykkeorganet, og 30 f) afbryde den trinvise bevægelse automatisk, mens bevægelsen langs rotationsaksen fortsættes, når det kontinuerlige indgreb har været opretholdt for et forudbestemt stykke af substratperiferien. DK 170682 B1 20

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at substratet er en langstrakt præformstang (24) af glas, og at trinnene e) og f) følges af et trin, hvor 5 g) trykkeorganet (50) bringes ud af indgreb med præformstangen (24) og h) at trinnene e), f) og g) gentages over et flertal af specifikke længder af præformstangen (24). 10

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at trykkeorganet (50)'s indgrebsperiode detekteres, og hvis der er tilstrækkeligt indgreb udføres trin g) ved at bevæge trykkeorganet (50) i en forudbestemt afstand væk 15 fra rotationsaksen (35).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at der, et første forudbestemt tidsrum efter udførelsen af trin g), påbegyndes en anden operati- 20 onscyklus med trinnene e) og f) med måling af, at trykkeorganet (50) holdes i en konstant afstand fra rotationsaksen (35) for et tredje, forudbestemt tidsrum, når der er en indikation af indgreb mellem trykkeorganet (50) og præformstangen (24) igennem et andet forudbestemt tidsrum. 25

5. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af kravene 1-4, kendetegnet ved, at nævnte skridtvise bevægelse udføres i en grovindstillingstilstand og i en finindstillingstilstand, hvor hver skridtvise ændring un- 30 der grovindstillingstilstanden er væsentligt større end under finindstillingstilstanden.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at substratet er en langstrakt præformstang (24) af DK 170682 B1 21 glas, trinnet f) udføres langs den tilbageværende længde af præformen, hvorved trykkeorganet (50) holdes i en konstant afstand fra rotationsaksen (35).

7. Apparat til formgivning og afretning af et langstrakt glassubstrat, der har en substratlængdeakse (100) og endepartier, omfattende følgende træk: a) understøtningsorganer (33, 34) for at holde enderne 10 af nævnte substrat (24), således at substratet er i stand til at dreje, b) rotationsorganer (33) for substratet 15 c) varmeorganer (40) til opvarmning af substratet, d) trykkeorganer (50), der er indrettet til at kunne gå i indgreb med periferien af substratet (24) og inkluderer 20 d.l) organer (36) for langsgående bevægelse til at bevæge trykkeorganet (50) langs rotationsaksen (35) og 25 d.2) organer (60) for tværgående bevægelse til at bevæge trykkeorganet (50) mod rotationsaksen (35) eller væk fra denne, kendetegnet ved, at 30 e) nævnte organ (60) for tværgående bevægelse er indrettet til at bevæge trykkeorganet (50) trinvis, og at DK 170682 B1 22 f) føleorganer (80, 82, 84, 86) og styreorganer (90) er tilvejebragt for at detektere trykkeorganet (50)'s perioder med og uden indgreb og styre den tværgående bevægelse af organet (60) for tværgående bevægelse i 5 skridtvise trin eller stoppe en sådan bevægelse. *

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at organerne (60) til bevægelse i tværretningen er indrettet til at bevæge trykkeorganet (50) hurtigt til en posi- 10 tion i afstand fra rotationsaksen (35) ved en afstand, der ligger uden for den største, forventede omløbsbane for substratet, når substratet drejes, hvor substratet er en vilkårlig præformstang. 15 hvor styreorganet (90) er effektivt efter at trykkeorganet har været i indgreb med præformstangen gennem et forudbestemt tidsrum, med henblik på at sikre, at trykkeorganet bringes ud af indgreb med præformstangen, og 20 hvor styreorganet (90) er effektivt, efter at trykkeorganet har været ude af indgreb med præformstangen gennem et første forudbestemt tidsrum til at foranledige, at en anden operationscyklus begyndes.

9. Apparat ifølge krav 7 eller 8, kendeteg net ved, at trykkeorganet (50) indledningsvis bevæges mod rotationsaksen i en grovindstillingstilstand og siden i en finindstillingstilstand, hvor hver trinvis bevægelse mod rotationsaksen under grovindstillingstilstanden er væ- 30 sentlig større end under finindstillingstilstanden. t

10. Apparat ifølge krav 7-9, kendetegnet ved, at styreorganerne (90) påvirker trykkeorganet (50), så at dette er i kontinuerligt indgreb med et forudbestemt DK 170682 B1 23 parti af periferien af præformstangen (24) ved at foranledige, at trykkeorganet holdes i en fastlagt afstand fra rotationsaksen (35).

11. Apparat ifølge et vilkårligt af kravene 7-10, kendetegnet ved, at trykkeorganet (50) omfatter en valse (52), der strækker sig på tværs af rotationsaksen (35) og er indrettet til at indgribe med præformstangen (24); 10 at organerne til bevægelse i længderetningen omfatter en slæde (36) til bevægelse af nævnte valser (52) og nævnte varmeorgan (40) i en retning langs rotationsaksen (35) for præformstangen (24); 15 at føleorganerne inkluderer en arm (84), der har en første og en anden endedel (92; 85), idet valsen (52) understøttes af nævnte første endedel (92) af armen (84); 20 at organer (68, 72, 74, 76) til reciprokerende bevægelse er indrettet til at blive bevæget cyklisk mod og bort fra rotationsaksen (35) for præformstangen (24) til drejelig understøttelse af nævnte arm (84), 25 at første elektriske kontaktorganer (80) er monteret på de reciprokerbare bevægelige organer (68, 72, 74, 76) tæt ved armen (84)'s anden endedel (85); at andre elektriske kontaktorganer (86) er monteret på den 30 anden endedel (85) af armen (84) og er adskilt fra de første kontaktorganer (80), og som ved bevægelse i en første retning gennem et mellemrum mellem nævnte første og andre kontaktorganer foranlediges til at indgribe med de første kontaktorganer (80); DK 170682 B1 24 at de andre kontaktorganer (86) er indrettet til at indgribe med de første kontaktorganer (80), når valsen (52) er bevæget ind i passende indgreb med præformstangen (24), 5 ved at reciprokerbare bevægeorganer (68, 72, 74, 76) er i- ført mod rotationsaksen (35) for præformstangen (24); og forspændingsorganer (88) til at forspænde nævnte valse (52) mod rotationsaksen, og som er virksomme, når et parti 10 af præformstangen bringes ud af indgreb med valsen for at foranledige, at de andre kontaktorganer (86) anbringes i afstand fra det første kontaktorgan (80).

12. Apparat ifølge krav 11, kendetegnet 15 ved, at armen (84) er monteret drejeligt omkring et omdrejningspunkt (74) på nævnte reciprokerbart bevægelige organ (68, 72), og at afstanden mellem det andet kontaktorgan (86) og omdrejningspunktet (74) og enden af nævnte første endedel (92) på armen (84) er valgt således, at et 20 tilstrækkeligt indgreb mellem valsen (52) og præformstangen (24) foranlediger valsen (52) til at bevæges nedad og bevirke, at det andet kontaktorgan (86) føres gennem luftgabet til indgreb med det første kontaktorgan (80).

13. Apparat ifølge krav 12, kendetegnet ved, at det første og det andet kontaktorgan (80, 86) samvirker for at tilvejebringe et stop for den nedadrettede bevægelse af valsen (52), efter at nævnte valse (52) er ført i indgreb med præformstangen (24), hvor apparatet 30 desuden omfatter organer (89) fastgjort til det reciprokerbart bevægelige organ (68, 72) for at begrænse bevægelsen af nævnte anden endedel (85) af nævnte arm (84) i en retning bort fra det første kontaktorgan (80). DK 170682 B1 25

14. Apparat ifølge et vilkårligt af kravene 7-13, kendetegnet ved, at styreorganerne (90) er indrettet til, efter forløbet af et tredje, forudbestemt tidsrum efter indgrebet mellem valsen og et forudbestemt 5 parti af periferien af præformstangen, at bringe trykkeorganet (50) ud af indgreb med præformstangen (24), og umiddelbart herefter bevæge det i en anden operationscyklus mod præformstangen (24)'s rotationsakse.

15. Apparat ifølge et vilkårligt af kravene 7-13, kendetegnet ved, at styreorganet (90) er indrettet til, efter at valsen (52) har været i kontinuerligt indgreb med præformstangen (24) i et forudbestemt parti af præformstangens (24) periferi, at foranledige, at 15 valsen (52) holdes i en fastlagt afstand fra rotationsaksen (35) under valsen (52)'s bevægelse langs præformstangen (24)'s længde.