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Dokumentenidentifikation DE69900086T2 15.11.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0934909
Titel Verfahren zum kontinuierlichen Ziehen von Vorformen für die Herstellung optischer Fasern
Anmelder Alcatel, Paris, FR
Erfinder Mazabraud, Pascal, 93330 Neuilly sur Marne, FR;
Alami Noureddine, Abderrahman, 95870 Bezons, FR
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69900086
Vertragsstaaten DE, DK, FI, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 01.02.1999
EP-Aktenzeichen 994002145
EP-Offenlegungsdatum 11.08.1999
EP date of grant 25.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2001
IPC-Hauptklasse C03B 37/027

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Ziehen von Vorformen für die Herstellung einer optischen Faser, bei dem eine erste Vorform entlang einer Ziehachse bewegt wird und durch einen auf der Ziehachse angeordneten Ziehofen hindurch zu einer optischen Faser ausgezogen wird, und eine zweite Vorform entlang der Ziehachse bewegt wird, die mit der ersten Vorform stumpf verschweißt wird, um nach der ersten Vorform zu einer optischen Faser ausgezogen zu werden.

Ein Verfahren von diesem Typ ist insbesondere aus der am 04. Oktober 1983 unter Beanspruchung einer am 31. Juli 1980 eingereichten Anmeldung FR 80 17 005 veröffentlichten Patentanmeldung US 4 407 667 bekannt. Die Vorformen haben die Form von Stangen mit Kern, die dazu vorgesehen sind, im Laufe ihrer Bewegung entlang der Ziehachse nachgeladen zu werden, bevor sie zu einer optischen Faser ausgezogen werden. Die stumpfe Verschweißung der zwei Kernstangen erfolgt in einer Schweißstation, die in Bezug auf die Ziehachse ortsfest ist und einen ringförmigen Ofen oder eine ebensolche Fackel als Quelle für die zum Schmelzschweißen der in Kontakt miteinander befindlichen zwei Enden der Vorformen erforderliche Wärme umfaßt. Die zwei Kernstangen werden entlang der Ziehachse durch Rollen mit einer gleichen Geschwindigkeit in der Größenordnung von 8 mm/min angetrieben.

Das in der oben erwähnten Anmeldung beschriebene Verfahren erweist sich als nicht frei von Nachteilen.

Einerseits ist die Bewegung der zwei Vorformen mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die ortsfeste Schweißstation verantwortlich für eine Erhitzung der Vorformen vor und hinter den zwei zu verschweißenden Enden. Dieser Wärmeüberschuß breitet sich in axialer Richtung der Vorformen aus und trägt dazu bei, die durch die Schweißung beeinflußte Zone noch weiter zu vergrößern. Beim Ausziehen der Vorformen ergibt diese Zone eine optische Faser, die häufig verschlechterte Dämpfungseigenschaften aufweist und aus der Produktion des Ziehverfahrens abgezogen werden muß.

Andererseits wirft die Verwendung eines ringförmigen Ofens oder einer ebensolchen Fackel als Wärmequelle ein Problem der Verunreinigung der Seitenoberfläche der Vorformen bei ihrem Durchgang durch die Schweißstation auf.

Ziel der Erfindung ist ein Ziehverfahren, das die oben beschriebenen Nachteile lindert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist, die zwei Vorformen unter Verwendung einer nicht verunreinigenden Wärmequelle zu verschweißen, die sich entlang der Ziehachse bewegt.

Zu diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Ziehen von Vorformen für die Herstellung einer optischen Faser, bei dem entlang einer Ziehachse eine erste Vorform bewegt wird, die durch einen auf der Ziehachse angeordneten Ziehofen hindurch zu einer optischen Faser ausgezogen wird, und entlang der Ziehachse eine zweite Vorform bewegt wird, die mit der ersten Vorform stumpf verschweißt wird, um nach der ersten Vorform zu einer optischen Faser ausgezogen zu werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die stumpfe Verschweißung der zwei Vorformen durchgeführt wird durch Bewegen eines Hochleistungslasers entlang der Ziehachse, wobei dessen Bewegung auf die der zwei Vorformen abgestimmt wird, um einen von dem Hochleistungslaser abgegebenen Laserstrahl auf einer gleichen Höhe wie die zwei zu verschweißenden Enden zu halten.

Indem der Hochleistungslaser entlang der Ziehachse bewegt wird und seine Bewegung an die der zwei Vorformen angepaßt wird, um einen Laserstrahl auf einer gleichen Höhe wie die zwei zu verschweißenden Enden zu halten, verkleinert man beträchtlich die durch die Schweißung beeinflußte Zone.

Der Laserstrahl wird auf der gleichen Höhe wie die zwei zu verschweißenden Enden der Vorformen gehalten, so daß vor und hinter der Schweißzone die Seitenoberfläche der zwei Vorformen nicht dem Laser ausgesetzt ist und folglich auch nicht verunreinigt wird.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Lektüre der Beschreibung einer Ausgestaltung der Erfindung, die anhand der einzigen Figur verdeutlicht wird, die schematisch eine Zieheinheit zeigt, die die Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt.

Ein Verfahren zum kontinuierlichen Ziehen von Vorformen für die Herstellung einer optischen Faser wird, siehe Figur, mit Hilfe einer Maschine 1 zum Vorform-Abwärtsbewegen durchgeführt, um entlang einer Ziehachse L eine an einem mit einem ersten entlang der Ziehachse beweglichen Wagen 7 fest verbundenen Spannfutter 5 befestigte Vorform 3 in Translation zu bewegen. Die erste Vorform 3 wird von dem ersten Wagen 7 durch einen auf der Ziehachse L angeordneten Ziehofen 9 hindurch abwärts bewegt, um erhitzt und zu einer optischen Faser 11 ausgezogen zu werden, die von einer nicht dargestellten Aufnahmespule aufgenommen wird.

Eine zweite Vorform 13 wird entlang der Ziehachse L mit Hilfe der Maschine zum Vorform-Abwärtsbewegen 1 in Translation bewegt, wobei sie an einem Spannfutter 15 befestigt ist, das mit einem zweiten Wagen 17 fest verbunden ist, der entlang der Ziehachse beweglich ist.

Die Bewegung der zwei Wagen 7 und 17 in der durch den Pfeil f in der Figur angegebenen Ziehrichtung erfolgt mit einer gleichen Translationsgeschwindigkeit V. Die Anbringung der zweiten Vorform 13 in der Maschine zum Vorform-Abwärtsbewegen 1 und das Spannen des Spannfutters 15 des zweiten Wagens 17 erfolgen derart, daß die zwei Vorformen 3 und 13 zunächst voneinander getrennt und dann stumpf aneinander angeordnet sind, wobei die Kontaktflächen sorgfältig poliert sind.

Die zweite Vorform 13 wird mit der ersten Vorform 3 stumpf verschweißt und entlang der Ziehachse durch den zweiten Wagen 17 in Translation bewegt, um nach der ersten Vorform in dem Ziehofen erhitzt und zu einer optischen Faser ausgezogen zu werden. Am Ende des Ziehens der ersten Vorform 3 wird das Spannfutter 5 des ersten Wagens 7 geöffnet, so daß dieser im Bezug auf die Ziehachse L verschoben und von der Maschine zum Vorform-Abwärtsbewegen 1 in der zur Ziehrichtung entgegengesetzten, in der Figur durch den Pfeil r bezeichneten Richtung bewegt werden kann. Dieser erste Wagen wird auf der Ziehachse ersetzt, indem er die ursprüngliche Position des zweiten Wagens 17 einnimmt, um die Anbringung einer dritten Vorform zu ermöglichen, die stumpf bzw. Ende an Ende mit der zweiten Vorform angeordnet wird, und so ein kontinuierliches Ziehen der Vorformen zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß erfolgt das stumpfe Verschweißen der zwei Vorformen 3 und 13 durch Bewegen eines Hochleistungslasers 19 entlang der Ziehachse L, wobei dessen Bewegung mit der der zwei Vorformen abgestimmt wird, um einen Laserstrahl auf einer gleichen Höhe wie die zwei zu verschweißenden Enden 3A und 13A zu halten.

In der Figur wird ein Hochleistungslaser 19 in Verschiebung parallel zur Ziehachse L durch eine mit der Maschine zum Vorform-Abwärtsbewegen 1 fest verbundene Führungsstange 21 geführt. Der Hochleistungslaser 19 wird in der Ziehrichtung f mit Hilfe eines herkömmlichen Mechanismus bewegt und auf die Verschiebung der zwei Vorformen entlang der Maschine zum Vorform-Abwärtsbewegen 1 abgestimmt, um einen Laserstrahl 23 auf einer gleichen Höhe wie die zwei Enden 3A und 13A der zu verschweißenden Vorformen zu halten. Die Abstimmung der Verschiebung des Hochleistungslasers 19 mit der Verschiebung der zwei Vorformen erlaubt eine Verkleinerung der durch die Verschweißung beeinflußten Zone. Die vom Laser eingetragene Energie ist auf die zwei Enden 3A und 13A der zu verschweißenden Vorformen fokussiert, so daß die seitliche Oberfläche der zwei Vorformen vor und hinter der Schweißzone dem Strahl nicht ausgesetzt ist und somit auch nicht verunreinigt wird.

Am Ende des Ziehens der ersten Vorform 3 wird der Hochleistungslaser 19 ausgeschaltet und von dem oben erwähnten herkömmlichen Mechanismus in der zur Ziehrichtung entgegengesetzten Richtung r verschoben, beispielsweise gleichzeitig mit dem ersten Wagen 7, um eine Anfangsposition auf einer gleichen Höhe wie die zwei in Kontakt befindlichen Enden der zweiten Vorform und der dritten Vorform einzunehmen, die in der Maschine zum Vorform-Abwärtsbewegen als Ersatz für die erste Vorform installiert ist.

Bei einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung sind drei Hochleistungslaser in einer zur Ziehachse senkrechten Ebene angeordnet und um diese Ziehachse unter Winkeln von 120º zueinander verteilt. Sie bewegen sich gemeinsam parallel zur Ziehachse, und ihre Bewegung ist auf die der zwei Vorformen abgestimmt, um die drei Laserstrahlen auf der gleichen Höhe wie die zwei in Kontakt befindlichen Enden der zwei zu verschweißenden Vorformen zu halten.

Gemäß dieser ersten Ausgestaltungsvariante der Erfindung wird das Schmelzen der zwei zu verschweißenden Enden schnell und homogen in der Schweißebene erreicht.

Bei einer zweiten Ausgestaltungsvariante der Erfindung wird der Hochleistungslaser gleichzeitig mit seiner Translationsbewegung parallel zu dieser Ziehachse in alternierender Drehung um die Ziehachse L bewegt.

Ein ebener Träger ist senkrecht zur Ziehachse angeordnet und durch eine Führungsstange parallel zur Ziehachse in Translation geführt, wobei eine zentrale Öffnung den Durchgang der Vorformen durch diesen ebenen Träger ermöglicht.

Der Hochleistungslaser ist auf dem ebenen Träger drehbeweglich montiert und beschreibt einen Kreis um die Ziehachse, wobei der Laserstrahl auf die zwei Enden der zu verschweißenden Vorformen gerichtet ist.

Die Translationsbewegung des ebenen Trägers ist auf die Verschiebung der zwei Vorformen abgestimmt, so daß der Laserstrahl auf einer gleichen Höhe wie die zwei Enden der zu verschweißenden Vorformen gehalten wird.

Die Drehbewegung des Hochleistungslasers wird in Abhängigkeit von einer Zahl von alternierenden Umdrehungen gewählt, die ausreicht, um die zwei Enden zum Schmelzen zu bringen und die zwei Vorformen während ihrer Abwärtsbewegung durch die Maschine zum Vorform-Abwärtsbewegen zu verschweißen.

Bei dieser zweiten Ausgestaltungsvariante der Erfindung wird die zum Schmelzen der zwei in Kontakt miteinander befindlichen Enden der zwei Vorformen erforderliche Wärme kontinuierlich auf die Peripherie der zwei Enden eingetragen, was eine schnelle und homogene Schweißung mit einem einzigen Hochleistungslaser ermöglicht.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum kontinuierlichen Ziehen von Vorformen für die Herstellung einer optischen Faser, bei dem entlang einer Ziehachse (L) eine erste Vorform (3) bewegt wird, die durch einen auf der Ziehachse angeordneten Ziehofen (9) hindurch zu einer optischen Faser (11) ausgezogen wird, und entlang der Ziehachse eine zweite Vorform (13) bewegt wird, die mit der ersten Vorform (3) stumpf Verschweißt wird, um nach der ersten Vorform (3) zu einer optischen Faser (11) ausgezogen zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß die stumpfe Verschweißung der zwei Vorformen unter Bewegung wenigstens eines Hochleistungslasers (19) entlang der Ziehachse (L) erfolgt, wobei dessen Bewegung auf die der zwei Vorformen (3, 13) abgestimmt wird, um einen von dem Hochleistungslaser abgegebenen Laserstrahl (23) auf einer gleichen Höhe wie die zwei zu verschweißenden Enden (3A, 13A) zu halten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die stumpfe Verschweißung der zwei Vorformen unter Bewegung des Hochleistungslasers gleichzeitig in Translation entlang der Ziehachse und in Rotation um diese Ziehachse erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die stumpfe Verschweißung der zwei Vorformen unter Bewegung von mehreren in einer zu der Ziehachse senkrechten Ebene angeordneten und um diese Achse verteilten Hochleistungslasern entlang der Ziehachse erfolgt, wobei deren gemeinsame Bewegung auf die der zwei Vorformen abgestimmt wird, um einen von jedem Hochleistungslaser abgegebenen Laserstrahl auf einer gleichen Höhe wie die zwei zu verschweißenden Enden zu halten.







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