已知通过延长芯杆和中空圆筒的同轴结构一个给定长度来生产一种由石英玻璃制成的光学器件。因此将该结构插入到具有垂直取向的加热区域中，使得该下端开始部分地软化并且该期间被向下从该被软化部分拉出。该中空圆筒具有内部通道，在其下端的区域中设有收缩部分，在该内部通道上支撑有该芯杆。披露了多种方法来形成该收缩部分，在该收缩部分中该内部通道（５５）被机械加工为最终的尺寸，在一种方法中，在该内部通道（５５）中的该收缩部分通过软化该中空圆筒的下端面而产生，下垂靠在一个工具上并且通过形成外周圈环而向内折叠。
A method for producing an optical device made of quartz glass and a hollow cylinder made of quartz glass for carrying out said method
An optical device made of quartz glass is known to extend a given length by extending the coaxial structure of the mandrel and the hollow cylinder. Therefore, the structure is inserted into a heating region having a vertical orientation so that the lower end begins to partially soften and is pulled out from the softening portion during the period. The hollow cylinder has an inner passageway, and a contraction portion is provided in the region at the lower end thereof, and the core is supported on the inner channel. The disclosure of a variety of methods to form the contraction in the contraction section, the inner channel (55) by mechanical processing for the final size, in a way, in the inner channel (55) of the contraction in part by softening under the end surface of the hollow cylinder produced by droop in a tool and through the formation of the peripheral ring and folded inwards.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过延长芯杆和中空圆筒的共轴结构一预定长度来生产石英玻璃的光学器件的方法，其中从其下端开始，该结构沿垂直取向供应到该加热区域中并且在那里按区域地软化，该器件从该被软化的区域向下拉离，中空圆筒具有内部孔，该内部孔在其下端区域中设有该芯杆支承在其上的收缩部分。此外，本专利技术涉及一种石英玻璃中空圆筒，用于实施该方法，该中空圆筒包括内部孔，该内部孔在其端部中的一个的区域中设有一个收缩部分。用于光学纤维的简单实心圆筒或者中间产品(预制件)是通过塌陷和延长含有芯杆和至少一个外包覆该芯杆的中空圆筒的同轴结构来生产。已知在纤维牵伸期间，中空圆筒塌陷在芯杆上，所述的方法称为“ODD”(拉制期间外包覆)。所有的方法的变形需要使该芯杆在该中空圆筒中精确的同轴引导或固定在该中空圆筒中。为了确保这个要求并且另外保证无损害地将该芯杆插入到套管中，US4812154A1给出了一种生产预制件的方法，在该方法中，在该套管的下部区域中产生一个收缩部分，其具有的内直径小于该芯杆的外直径。该套管垂直取向并且氮气流从该下侧穿过该套管。同时从其下端开始将该芯杆逆着该气流插入到该套管中，该芯杆在该套管中的对中防止与该内壁接触，所述对中通过气流获得。一旦该芯杆的下部的圆锥形向外逐渐变细的端部依靠在该套管的收缩部分上，就通过形成预制件将该芯杆和套管彼此熔合。在根据EP1129999A2的另一种方法中给出一种芯杆应该同时用内部覆盖玻璃管和外部覆盖玻璃管外包覆。为了将该芯杆同轴地固定在该内部和外部覆盖玻璃管内，该外部覆盖玻璃管在该下端的区域中通过加热设有收缩部分。通过垂直取向的外部套管，将保持环从上面插入到该套管的内部孔中，该环的外直径略微大于该收缩部分的直径，使得该保持环从上面依靠在该收缩部分的区域上。通过精确地水平取向，该保持环的中央孔产生了用于该芯杆的止挡件，该芯杆设有圆锥形下端，而该第一内部套管支承在该保持环上。随后，该套管和该芯杆彼此熔合，同时在该外部套管的内部孔中产生并且保持一个负压。本专利技术的目标是提供一种通过延长含有芯杆和中空圆筒的同轴结构生产高品质的光学器件的方法，其中为了固定该芯杆，该中空圆筒设有收缩部分，该收缩部分可以低成本制造并且允许用尽可能小的劳动量将该芯杆再现地固定到该中空圆筒中。此外，本专利技术的目标是提供一种中空圆筒，该中空圆筒包括该内部孔的限定的收缩部分，该限定的收缩部分用很小的劳动量就可以获得。对于该方法来说，从上述的方法开始根据本专利技术一方面获得了这个目标，因为该内部孔被机械加工成最终的尺寸，该内部孔的收缩部分被生产出来，因为该中空圆筒的下部前端被软化，镦锻靠在一个工具上，因此通过形成外周圈环被向内折叠。已经被机加工成最终尺寸的中空圆筒在本专利技术的意义上也是一个其内表面已经被机加工成最终尺寸并且随后通过蚀刻被净化的圆筒。均匀的蚀刻工艺并不产生该中空圆筒的几何端部形状的显著改变(例如在横截面中的弯曲或者椭圆形)。根据本专利技术，该内部孔的收缩通过该中空圆筒的下端的塑性变形而获得。为此，该中空圆筒的下端被软化并且由一种工具通过形成外周圈环被镦锻，并且在这个工艺中被向内折叠。该收缩取决于该石英玻璃的粘性，该工具的形状和接触压力。该内部孔的收缩可以以再现的方式通过遵照这些参数不用费力地生产。对于可再现的调整该收缩部分的形状和尺寸来说，当该工具具有伸入该内部孔中的成型部分证明是特别有用的，该向内折叠的石英玻璃通过形成外周圈环而依靠在该成型部分上。该向内折叠的被软化的石英玻璃依靠在该成型部分上使得伸入该内部孔中的该成型部分的外轮廓限定了该最终的收缩部分的内部轮廓。在最简单的情况下，使用一种工具，该工具中该成型部分具有伸向该中空圆筒的内部孔中的圆锥表面。该收缩部分的内部直径是由该圆锥表面的几何形状，伸入到该内部孔中的深度和该软化的石英玻璃与该圆锥表面的接触被限定的。该圆锥表面例如形成为尖端或者截锥形。另外，已经证明使用一种其成型部分形成为伸入到该中空圆筒的内部孔中的钉子的工具是有用的，该工具包括对应于该产生的圈环的内直径的外直径。在这个情况中，该收缩部分的内直径通过圆柱形钉子的外直径获得，即与其插入深度无关，使得与上述的该方法的变形相比需要很小的工作量就获得了高的再现性。当该工具具有外直径对应于该中空圆筒的外直径并且内直径对应于该圈环的内直径的环形沟槽时，获得了对再现性进一步的改进。该工具的环形沟槽的宽度大于该将在端部侧被向内折叠的中空圆筒的壁厚。该环形沟槽的外边界大致对应于该中空圆筒的外直径。通过伸入到该内部孔中的钉子的外圆周给出了内部边界。该环形沟槽形成一种形状，该形状在一侧开口用于在生产该收缩部分的变形工艺中塑性变形的石英玻璃。因此确保了这个变形工艺的限定的结果。中空的圆筒和工具可以被丙烷、氢氧气或者等离子燃烧器加热到一个软化该石英玻璃的温度。通过燃烧器对所述石英玻璃部件的加热具有下述优点所述能量输入可以被快速灵活地改变并且限定在一个很窄的范围内。最好，该中空圆筒和工具在一个炉子中被加热到软环该石英玻璃的温度。在炉子中可以相对容易地设定限定的温度和均匀的温度分布。因此，在炉子中对该中空圆筒和工具的加热将改善生产该限定部分的方法的再现性。含有石墨或者碳纤维加强碳的工具的应用证明是合适的。所述材料在高耐热性和与石英玻璃接触的很小的润湿方面是不同的，从而在变形工艺之后，含有所述材料的工具可以容易地与石英玻璃的空心圆筒分开。因为该工具和该中空圆筒的被软化的前端彼此相对围绕该中空圆筒的纵轴旋转而获得了进一步的改进。这样获得了径向均匀的温度分布，从而易于形成径向对称的收缩部分，该收缩部分因此对于本专利技术的方法的再现性有很好的作用。此外，当向外逐渐变细的外圆锥形在该中空圆筒的被软化的前端上形成时证明是有用的。这样预成型的中空圆筒的下端在第一近似时具有拉制的灯泡形状并且便于该拉制工艺，因为这样形成的端部从该环形加热区域的引出以及拉件的形成被简化。特别地对于高纯度很重要的应用来说，最好使用石英玻璃管形式的工具，该工具与该中空圆筒的前端以接头形式熔合。因为在该中空圆筒和该石英玻璃管熔合期间的接触压力，生产该圈环，该圈环围绕该中空圆筒的内壁延伸。此外，上述的物体，从上述的方法开始，根据本专利技术获得，其中该内部孔被机械加工成最终的尺寸，该内部孔的收缩部分被生产，因为在该下端区域中进行机械加工期间，生产出凸缘，该凸缘围绕该内部孔的纵轴延伸并且向内突出。在该方法的这个变形中，该中空圆筒的内部孔被机械加工为最终尺寸。因为该机械加工，该机械加工特别包括钻，研磨和可选的珩磨，使用已知的研磨方法和适合的商用设备可以在具有精确的圆截面和尺寸偏差在1/10毫米范围内的直线中空圆筒中生产出具有大于100毫米的外直径和大于2米的长度的石英玻璃坯料。在该方法的这个变形中，该中空圆筒的内部孔也是被机加工为最终尺寸。至于其定义，由机械加工导致的该内部孔的性能和优点，可以参照同样地用于这个变形的上述说明。根据本专利技术，围绕该内部孔的向内突出的凸缘是在该中空圆筒的内部孔的下端的区域中进行机械加工期间获得的。在最简单的情况中这样进行，在该内部孔的端部前面停止该机械加工，使得该原始内部孔的区域保持为阶梯形状。该凸缘一般形成围绕的矩形阶梯形状。由于该凸缘的内部壁的机械本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过伸长芯杆和中空圆筒的同轴结构一预定长度来生产石英玻璃的光学器件的方法，其中该结构沿垂直取向供应到加热区域中并且从其下端开始，在其中被按照区域软化，并且该器件从该被软化区域向下拉离，该中空圆筒具有内部孔，该内部孔在其下端的区域中设有收缩部分，在该收缩部分上支承该芯杆，其特征在于，该内部孔（５）被机械加工为最终尺寸，该内部孔（５）的收缩部分被这样生产：该中空圆筒的下前端被软化，在一个工具（２，１７，２２）上镦锻，因此向内折叠形成外周圈环（６，１６）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：O甘茨，R索瓦，P鲍尔，N茨比斯，R萨特曼，J维德拉，C施米特，
申请(专利权)人：赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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