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Aushärtesystem mit Ultraviolett-Bestrahlung - Dokument DE3913519A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3913519A1 31.10.1990
Titel Aushärtesystem mit Ultraviolett-Bestrahlung
Anmelder AEG Kabel AG, 4050 Mönchengladbach, DE
Erfinder Berndt, Jürgen, Dipl.-Ing., 4060 Viersen, DE;
Lysson, Hans-Jürgen, Dipl.-Ing., 4050 Mönchengladbach, DE;
Zamzow, Peter, Dipl.-Ing., 4630 Bochum, DE;
Leppert, Hans-Detlef, Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., 4050 Mönchengladbach, DE
DE-Anmeldedatum 25.04.1989
DE-Aktenzeichen 3913519
Offenlegungstag 31.10.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.1990
IPC-Hauptklasse G21K 5/00
IPC-Nebenklasse H01J 65/00   H01J 61/30   H01J 61/70   H01J 61/52   C03B 37/10   B05D 3/06   C03C 25/02   G02B 6/44   
Zusammenfassung Bei einem UV-Aushärtesystem für den Oberflächenschutz einer optischen Faser, welcher von einem UV-Beleuchtungssystem bestrahlt ist, ist vorgesehen, daß eine UV-Lichtquelle die optische Faser konzentrisch umgibt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein UV-Aushärtesystem für den Oberflächenschutz einer optischen Faser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die optische Faser kann auf bekannte Weise dadurch hergestellt werden, daß sie beispielsweise aus einer Vorform gezogen und in einer Kühlstrecke auf eine Temperatur gebracht wird, bei der eine Beschichtung mit organischen Harzen erfolgen kann. Üblicherweise werden mehrere Kunststoffschichten aufgebracht. Für eine Beschichtung besonders geeignet sind UV-aushärtbare Kunststoffe. Vor dem Aufbringen der UV-aushärtbaren Schicht kann beispielsweise auch eine geeignete härtbare Flüssigkeit aufgebracht werden, die durch verdampfendes Lösungsmittel oder unter direkter Einwirkung der hohen Fasertemperatur aushärtet. Die Vorrichtung, die es gestattet, die optische Faser mit einer Flüssigkeit zu beschichten. ist ein Topf, der an seinem unteren Ende eine zentrische Öffnung trägt und welcher mit Flüssigkeit gefüllt ist, durch den die Faser in Richtung von oben nach unten hindurchgezogen wird.

Das Aushärten einer flüssigen Kunststoffschicht ist in vielen Fällen der geschwindigkeitsbestimmende Schritt beim Herstellen optischer Fasern. Um die Geschwindigkeit, mit der die Faser beschichtet wird, zu erhöhen, kann man die Strecke, längs der die Aushärtung erfolgt, zu erhöhen versuchen, stößt jedoch bald auf räumliche Grenzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Trocknungsgeschwindigkeit eines UV-aushärtbaren Kunststoffs für die Faserbeschichtung zu erhöhen. Diese Aufgabe wird bei einem UV-Aushärtesystem der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Einsatzgebiet der Erfindung ist die Beschichtung von Quarzglasfasern für optische Zwecke. Durch die erste Beschichtung wird die Oberfläche der frisch gezogenen Quarzglasfaser versiegelt. Mindestens eine weitere Schicht wird zum Zwecke der besseren Handhabbarkeit und der mechanischen Stabilität aufgebracht.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht in einem konzentrisch zur Faser angeordneten Doppelrohr, dessen Füllgas von einer elektromagnetischen Mikrowelle zum Aussenden von UV-Strahlung angeregt wird. Vorzugsweise ist der Mikrowellensender ein Klystron oder Magnetron. Das in dem Doppelrohr befindliche Medium kann auch infolge direkten Stromdurchganges zum Aussenden von UV-Strahlung veranlaßt werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der apparative Aufwand wesentlich geringer, da kein Hochfrequenzerzeuger benötigt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert; dabei zeigt:

Fig. 1 ein doppelwandiges Entladungsgefäß mit innerem Kühlmantel im Schnitt,

Fig. 2 eine im wesentlichen perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Hochfrequenzanregung.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt ein Entladungsgefäß 1 mit Elektroden 2, 2&min;, welche der Stromzuführung dienen. Durch den Stromfluß zwischen den Elektroden entsteht im Raum 4, welcher beispielsweise mit einem verdünnten Gas gefüllt ist, bei geeigneter Wahl der Gaszusammensetzung, des Druckes und der elektrischen Spannung zwischen den Elektroden eine UV-Strahlung. Diese UV-Strahlung wird allseitig abgegeben und trifft auch auf die Faser 3. Diese Faser 3 ist mit einem Kunststoff beschichtet, welcher durch die UV-Strahlung ausgehärtet wird. Zur Kühlung der Anordnung ist ein mit Wasser gekühler Mantel 5 vorgesehen. Die Kühlmittel und Wandungen sind so ausgebildet, daß sie möglichst wenig UV-Strahlung absorbieren. Beispielsweise besteht das ganze Gefäß 1aus Quarzglas. Um die ganze Anordnung sind konzentrische Spiegel angebracht, welche die Strahlung, die nach außen dringt, wieder auf die Faser konzentrieren.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß mit Hilfe eines oder mehrerer Magnetrons in einem Entladungsgefäß ein HF-Plasma angeregt wird, so daß eine zur beschichteten Faser konzentrische Gasentladung entsteht, welche ein geeignetes UV-Strahlungsspektrum abgibt.

In der Fig. 2 sind zwei Klystrons 6 und 9 dargestellt, welche eine Hochfrequenzquelle H, einen Zirkulator Z, einen Kurzschlußschieber KS und eine Öffnung im Resonatorgehäuse aufweisen. Die durchgehende Öffnung ist zylindrisch ausgebildet und zur Aufnahme des Anregungsrohres 7 vorgesehen. Das Anregungsrohr enthält vorzugsweise ein Edelgas mit geeignetem Füllgasdruck. Seitlich an dem mittleren Teil des Resonators schließt sich im allgemeinen eine Einwegleitung an, welche in Fig. 2 nicht dargestellt ist. Auch hier können wieder Spiegelsysteme in den Resonatoren das Abstrahlen der UV-Energie in Richtung auf die Faser 3 unterstützen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind beispielsweise drei symmetrisch angeordnete Magnetrons vorgesehen. Die Gasfüllung im Entladungsrohr 7 ist so gewählt, daß eine zur Aushärtung des Kunststoffs günstiger UV-Strahlungsbereich bevorzugt angeregt wird.

Die Entladungsgefäße sind normalerweise konzentrische Rohre, an deren Innenseite ein Kühlmantel vorgesehen ist. Durch diesen Kühlmantel zirkuliert eine Flüssigkeit, welche im Falle der Hochfrequenz Anregung eine geringe HF-Absorption aufweist und beispielsweise aus destilliertem H20 besteht. Die Energie kann außer in ein gerades, doppelwandiges Rohr auch in ein wendelförmig ausgebildetes Rohr eingekoppelt werden, sei es als elektrische Energie oder als elektromagnetische Welle.


Anspruch[de]
  1. 1. UV-Aushärtesystem für den Oberflächenschutz einer optischen Faser, welcher von einem UV-Beleuchtungssystem bestrahlt ist, dadurch gekennzeichnet, daß für das UV-Beleuchtungssystem eine UV-Lichtquelle vorgesehen ist, welche die optische Faser (3) konzentrisch umgibt.
  2. 2. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie für die UV-Lichtquelle in Form von elektrodenlos zugeführter HF-Energie vorgesehen ist.
  3. 3. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie als elektrische Energie über Elektroden (2, 2&min;) zugeführt ist.
  4. 4. UV-Aushärtesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie in ein doppelwandiges, gasgefülltes Entladungsgefäß (1) aus Quarz eingekoppelt ist.
  5. 5. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie in ein wendelförmig ausgebildetes Rohr eingekoppelt ist.
  6. 6. UV-Aushärtesystem nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet. daß ein Kühlmantel (5) um das als Faserschutzrohr ausgebildete innere Rohr angeordnet ist.
  7. 7. UV-Aushärtesystem nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlung ein Kühlmittel geringer Mikrowellenabsorption vorgesehen ist.
  8. 8. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel destilliertes H2O vorgesehen ist.
  9. 9. UV-Aushärtesystem nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrische Spiegel zur Ausleuchtung der Faser (3) vorgesehen sind.
  10. 10. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstrahlen der Energie ein Magnetron vorgesehen ist.
  11. 11. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstrahlen der Energie drei symmetrisch angeordnete Magnetrons vorgesehen sind.






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