ES2199859T3 - Dispositivo y procedimiento para la deposicion de vapor de un sustrato alargado. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento para la deposicion de vapor de un sustrato alargado.Info
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Abstract
Procedimiento para la deposición química de material sintético sobre un miembro de substrato alargado con un eje longitudinal (18) que comprende las etapas de: - fijar un extremo (2a) de dicho medio alargado a un medio de sujeción, - impartir rotación alrededor de dicho eje longitudinal (18) a dicho miembro alargado por medio de dicho elemento de sujeción (5), y - depositar material sintético sobre dicho miembro alargado (2), caracterizado por el hecho de que comprende la etapa de restringir radialmente por lo menos un extremo (2a; 2b) de dicho miembro alargado (2) respecto a dicho eje longitudinal (18) en dos posiciones separadas axialmente.
Description
Dispositivo y procedimiento para la deposición de
vapor de un sustrato alargado.
La presente invención se refiere a un dispositivo
y procedimiento para la deposición química de material sintético
sobre un miembro de substrato alargado.
Como es bien conocido, una fibra óptica se
obtiene por medio de un procedimiento de estiramiento de una
preforma de material vítreo. En concreto se conoce la situación de
la preforma en posición vertical dentro de un horno para causar la
fusión de una parte inferior de dicha preforma. El material fundido
se estira a continuación hacia abajo por medio de un dispositivo de
tracción obteniéndose un miembro filiforme que forma la fibra
óptica.
La patente
EP-A-367871 a nombre de Corning
Glass Works describe un procedimiento para la obtención de una
fibra óptica de salto de índice con un alto brusco del índice de
refracción entre el núcleo y el revestimiento. Este procedimiento
comprende inicialmente la etapa de deposición sobre un mandril de
partículas de vidrio que comprenden vidrio de base y un dopante
aumentador del índice de refracción. A continuación se retira el
mandril y la preforma de hollín resultante se consolida para formar
una preforma de núcleo con una zona de superficie deficiente en
dopante. La preforma de núcleo es estirada y el agujero que
comprende se cierra para formar una barra de cebo de núcleo. A
continuación se deposita hollín de vidrio de revestimiento sobre la
barra de cebo de núcleo con una densidad de por lo menos 0,5 g/cc.
Esto se logra por medio de dirigir la llama de un quemador auxiliar
sobre la barra de cebo de núcleo inmediatamente antes de depositar
el hollín de vidrio de revestimiento sobre la misma. De esta forma
se obtiene una preforma final que a continuación se consolida y se
estira para obtener la fibra óptica.
Un procedimiento como el que se ha descrito para
producir una preforma final se conoce comúnmente como procedimiento
OVD (deposición de vapor exterior).
En EP-A-0041397 a
nombre de Corning se describe un procedimiento diferente para la
producción de una preforma de fibra, comprendiendo este
procedimiento aplicar material en forma de partículas sobre un
extremo de un miembro inicial para formar un revestimiento sobre el
mismo y trasladar longitudinalmente el revestimiento mientras se
aplica material adicional en forma de partículas para formar el
cuerpo de la preforma. Así, el miembro inicial se retira
continuamente del cuerpo de la preforma dejando una abertura
longitudinal en el cuerpo de la preforma. Existen medios para
sostener, girar y desplazar la preforma cuando se crea, por ejemplo
ruedas de transmisión planetaria.
De nuevo según la patente
EP-A-367871, para estirar la
preforma de núcleo se utiliza un dispositivo de tracción que
comprende un par de ruedas de transmisión de tracción (indicadas
por medio de 52 en la figura 3 de la patente
EP-A-367871) las cuales aplican una
fuerza de tracción hacia abajo a los extremos opuestos de dicha
preforma de núcleo.
El solicitante ha observado que, cuando se
realiza la etapa arriba descrita es posible que, como resultado de
un posicionamiento y/o un funcionamiento inexacto de las ruedas de
tracción, los extremos opuestos de la preforma de núcleo se sometan
a fuerzas diferentes que originan la curvatura de la preforma de
núcleo durante el procedimiento de su formación; debido a esto
pueden producirse preformas de núcleo que no son perfectamente
rectas, o que presentan defectos de forma.
De nuevo según la patente
EP-A-367871, antes de la deposición
del hollín de revestimiento de vidrio sobre la preforma de núcleo
(que en esta etapa comprende un miembro de substrato alargado), la
preforma de núcleo se fija en un extremo a un dispositivo de
sujeción (indicado por medio de 56 en la figura 4 de la patente
EP-A-367871) montado sobre un torno.
El solicitante ha observado que, cuando se realiza esta etapa,
pueden producirse errores de posicionamiento de la preforma de
núcleo con el resultado de que el eje de la preforma de núcleo no
coincide con el eje de rotación que se pretendía.
El solicitante ha observado que los errores de
posicionamiento arriba mencionados y los defectos de forma arriba
mencionados pueden dar lugar a un error de curvatura no
despreciable de la preforma de núcleo durante la última etapa de
deposición química.
El solicitante ha observado por tanto que estos
errores de posicionamiento y estos defectos de forma se pueden
combinar para crear una preforma final no homogénea (a partir de la
cual se estirará la fibra óptica), que es una preforma con una zona
central (definida por la preforma de núcleo) curvada y que presenta
una distancia radial no constante a las superficies exteriores de
dicha preforma; en otras palabras, si se toma una sección
transversal a través de la preforma, se puede observar que la
región circular central que corresponde a la sección transversal de
la preforma de núcleo no es concéntrica respecto a la sección
transversal circular correspondiente de la preforma final.
Este error de excentricidad se mantiene durante
la etapa de estiramiento y la fibra óptica producida presenta por
tanto un núcleo que no es concéntrico respecto al
revestimiento.
La concentricidad núcleo/revestimiento
proporciona por tanto una medida sobre cómo bien alineado se
encuentra el eje del núcleo respecto al eje del revestimiento y es
por tanto un parámetro fundamental para una fibra óptica. Más
concretamente, la concentricidad se define como la distancia entre
el eje del núcleo y el del revestimiento. Típicamente la
concentricidad debería tener un valor pequeño (por ejemplo menor
que 0,5 \mum, preferiblemente menor que 0,3 \mum) de forma que
cuando dos tramos de extremo de dos fibras ópticas diferentes se
acoplan juntas la atenuación de la luz transmitida sea pequeña. Las
fibras ópticas de hecho se conectan típicamente por medio de la
alineación de las superficies exteriores de los revestimientos
correspondientes y por tanto, si los núcleos no se encuentran
perfectamente situados a lo largo de los ejes de las fibras
correspondientes, el acoplamiento entre los dos núcleos puede ser
parcial, dando lugar a un acoplamiento con altas pérdidas.
El problema de la concentricidad es abordado
también por EP-A1-0630866 a nombre
de Corning, que se refiere a un dispositivo y procedimiento para la
fabricación de preforma de fibra óptica. Este documento muestra
fijar una barra a un agarradero de vara superior y a un agarradero
de vara inferior para crear un montaje de vara, y sostener el
montaje de vara con montajes de sujeción de vara superior e
inferior. Este dispositivo es adecuado para aplicar una fuerza de
tensión a lo largo del eje longitudinal del montaje de vara durante
la deposición de hollín sobre el mismo.
La presente invención se refiere a un dispositivo
y procedimiento que se pueden utilizar para proporcionar una
preforma final en un procedimiento OVD, en concreto se pueden
utilizar para compensar cualquier defecto de forma en la preforma
de núcleo y/o errores de la posición de la preforma de núcleo sobre
el dispositivo de sujeción durante la etapa de deposición química
sobre la preforma de núcleo.
De forma más general, los medios y el
procedimiento según la presente invención se pueden utilizar en
cualquier procedimiento en el cual se deposita químicamente un
material sintético sobre un miembro de substrato alargado, para
compensar cualquier defecto de forma y/o errores de posición de
dicho miembro alargado. En la situación general, el miembro de
substrato alargado puede presentar una variedad de composiciones,
por ejemplo puede ser un miembro de material vítreo, material
cerámico o grafito, y los errores de forma anteriormente
mencionados pueden tener diferentes causas, por ejemplo se pueden
deber a la curvatura del miembro alargado causada por la gravedad
después de que el miembro se ha situado en posición horizontal para
que se pueda realizar la deposición del material sintético.
El dispositivo propuesto por el solicitante
comprende un miembro de sujeción giratorio de forma que se puede
hacer girar un primer extremo del miembro alargado y un par de
miembros de soporte separados axialmente y adaptados para sostener
un segundo extremo del miembro alargado permitiendo el movimiento
giratorio y el deslizamiento axial de dicho segundo extremo. Cada
miembro de soporte proporciona también una restricción radial sobre
el eje de rotación para el segundo tramo de extremo, causando de
esta forma que el segundo tramo y por tanto el miembro alargado
quede tendido con su eje longitudinal coaxial con el eje de
rotación. El solicitante sostiene la opinión de que de esta forma es
posible limitar cualquier rotación del miembro alargado en un plano
axial (o sea en un plano que comprende al eje de rotación) y por
tanto corregir y recuperar cualquier curvatura de dicho miembro
alargado. Para los propósitos de la presente invención, por medio
de "limitar la rotación del miembro alargado" se hace
referencia a aplicar una restricción radial a dicho miembro alargado
para mantener a dicho miembro alargado suficientemente recto como
para reducir la excentricidad de la fibra óptica que se puede
obtener a partir de la misma por debajo de valores que darían como
resultado una PMD inaceptable.
El dispositivo según la presente invención hace
posible por tanto construir una preforma final homogénea a partir
de la cual es posible obtener, a través de un procedimiento de
estiramiento, una fibra óptica en la cual el eje del núcleo se
encuentra alineado con el eje del revestimiento.
En un primer aspecto de la misma, la presente
invención se refiere a un procedimiento para la deposición química
de material sintético sobre un miembro de substrato alargado que
presenta un eje longitudinal, comprendiendo las etapas de:
- fijar un extremo de dicho miembro alargado en
un miembro de sujeción,
- impartir rotación alrededor de dicho eje
longitudinal a dicho miembro alargado a través de dicho miembro de
sujeción, y
- depositar material sintético sobre dicho
miembro alargado,
comprendiendo también la etapa de limitar
radialmente por lo menos un extremo de dicho miembro alargado
respecto a dicho eje longitudinal en dos posiciones separadas
axialmente.
Preferiblemente dichas etapas de fijación de un
extremo de dicho miembro alargado a un miembro de fijación y de
limitar radialmente por lo menos un extremo de dicho miembro
alargado respecto a dicho eje longitudinal en dos posiciones
separadas axialmente se realizan sobre los extremos opuestos de
dicho miembro alargado.
Alternativamente, dichas etapas de fijación de un
extremo de dicho miembro alargado a un miembro de fijación y de
limitar radialmente por lo menos un extremo de dicho miembro
alargado respecto a dicho eje longitudinal en dos posiciones
separadas axialmente se realizan sobre el mismo extremo de dicho
miembro alargado.
El procedimiento puede comprender además la etapa
de limitar radialmente cada extremo de dicho miembro alargado
respecto a dicho eje longitudinal en dos posiciones separadas
axialmente.
De acuerdo con otro aspecto, la presente
invención se refiere a un dispositivo para la deposición química de
material sintético sobre un miembro de substrato alargado que
comprende: un miembro de fijación giratorio accionado por motor que
se puede acoplar a un primer tramo de extremo del miembro alargado;
un dispositivo de soporte capaz de sostener un segundo tramo de
extremo de dicho miembro alargado; y un dispositivo quemador;
pudiendo moverse dicho miembro alargado en rotación alrededor de un
eje de rotación que se extiende entre dicho miembro de sujeción
giratorio y dicho dispositivo de soporte, donde dicho dispositivo
de soporte comprende: un primer miembro de soporte que se puede
acoplar a dicho segundo tramo de extremo para permitir el movimiento
giratorio y el deslizamiento axial del segundo tramo de extremo
respecto al primer miembro de soporte, proporcionando dicho primer
miembro de soporte también una restricción radial para el segundo
tramo de extremo sobre dicho eje de rotación; un segundo miembro de
soporte que se puede acoplar a dicho segundo tramo de extremo para
permitir el movimiento giratorio y el deslizamiento axial del
segundo tramo de extremo respecto al segundo miembro de soporte,
proporcionando también dicho segundo miembro de soporte una
restricción radial para el segundo tramo de extremo sobre dicho eje
de rotación; encontrándose dicho primer miembro de soporte y dicho
segundo miembro de soporte separados a lo largo de dicho eje de
rotación.
Preferiblemente, el primer miembro de soporte y
dicho segundo miembro de soporte comprenden cada uno un recinto de
soporte y una pluralidad de miembros giratorios sostenidos por el
recinto de soporte y que se pueden mover de forma giratoria
respecto al recinto de soporte alrededor de ejes correspondientes
paralelos a dicho eje de rotación, permitiendo dichos miembros
giratorios dicho movimiento angular giratorio de dicho miembro
alargado y proporcionando conjuntamente dicha restricción
radial.
Según una primera realización, cada miembro
giratorio es de forma elipsoidal.
Según una realización alternativa a la primera,
cada miembro giratorio es de forma esférica.
Preferiblemente el dispositivo según la presente
invención comprende un miembro de soporte auxiliar que se puede
acoplar a dicho primer tramo de extremo para permitir el movimiento
giratorio y el deslizamiento axial del primer tramo de extremo
respecto al miembro de soporte auxiliar; donde dicho miembro de
soporte auxiliar proporciona también una restricción axial para el
primer tramo de extremo sobre dicho eje de rotación; donde dicho
miembro de soporte auxiliar y dicho miembro de sujeción giratorio
se encuentran separados a lo largo de dicho eje de rotación.
Otros detalles se podrán encontrar en la
siguiente descripción que se refiere a las figuras adjuntas que se
listan a continuación:
- la figura 1 ilustra un dispositivo para la
deposición química sobre un miembro alargado de material vítreo
según la presente invención, en una vista lateral esquemática,
- la figura 2 ilustra el dispositivo de la figura
1, visto desde arriba,
- la figura 3 ilustra un miembro componente del
dispositivo de la figura 1, en una vista frontal y en escala
ampliada,
- la figura 4 ilustra el miembro de la figura 3,
visto desde arriba,
- la figura 5 ilustra el miembro componente de la
figura 4 dispuesto en una posición de trabajo diferente, visto
desde arriba,
- la figura 6 ilustra una variante del
dispositivo de la figura 1, en vista lateral,
- la figura 7 ilustra la variante de la figura 6,
vista desde arriba,
- la figura 8 ilustra esquemáticamente el
principio de funcionamiento del dispositivo de la figura 1, y
- la figura 9 ilustra otra variante del
dispositivo de la figura 1.
Un procedimiento OVD para proporcionar una
preforma a partir de la cual se puede estirar una fibra óptica
comprende brevemente las siguientes etapas:
I. Una primera etapa durante la cual se depositan
una pluralidad de substancias químicas, por medio de un
procedimiento de deposición química utilizando un quemador, sobre
un substrato cilíndrico recto, hecho por ejemplo de material
cerámico. Las substancias depositadas sobre el substrato comprenden
normalmente sílice (SiO_{2}) dopado típicamente con otros
compuestos, como por ejemplo óxido de germanio (GeO_{2}) que
actúa como dopante. El producto de esta primera fase es una
preforma cilíndrica que subsiguientemente forma el núcleo de la
fibra óptica;
II. Una segunda etapa en la cual el substrato
cerámico recto se retira de la preforma, dejando un agujero central
en la preforma;
III. Una tercera etapa en la cual la preforma
obtenida previamente se somete a un procedimiento de secado y
consolidación en un horno para eliminar los iones hidroxilo (-OH) y
los átomos de agua presentes en la preforma; de esta forma se
obtiene una preforma vitrificada que todavía presenta un agujero
central;
IV. Una cuarta etapa en la cual, después de que
se ha cerrado el agujero central de la preforma (por ejemplo con un
tapón) y se ha creado el vacío en su interior, la preforma
vitrificada se coloca en un horno vertical en el cual se realiza la
fusión de un extremo inferior de la preforma. La fusión del extremo
inferior causa el colapso de las paredes del agujero como resultado
del vacío creado en su interior. El material vítreo fundido que
fluye por gravedad se enfría, formando un elemento cilíndrico recto
de diámetro predeterminado que se estira hacia abajo por medio de
un dispositivo de tracción. Este miembro recto se enfría a
continuación y se corta transversalmente en varios puntos
equidistantes para formar una pluralidad de miembros cilíndricos
alargados que se conocen también con el término "vara";
V. Una quinta etapa en la cual cada miembro
alargado se somete a un procedimiento de deposición química
utilizando un quemador para depositar sobre el miembro alargado una
pluralidad de substancias químicas que subsiguientemente forman el
revestimiento de la fibra óptica. Típicamente, una substancia
utilizada para producir el revestimiento es sílice (SiO_{2}). El
producto de la quinta etapa es una preforma cilíndrica final de
baja densidad. La quinta etapa se puede realizar por medio de un
dispositivo que comprende de forma general un miembro de sujeción
giratorio accionado por motor (mandril) que se puede acoplar a un
primer tramo de extremo del miembro cilíndrico alargado, una unidad
para sostener el segundo tramo de extremo del miembro cilíndrico
alargado que actúa sobre un único punto sobre ese tramo y un
dispositivo quemador que se puede desplazar entre el miembro de
sujeción giratorio y el dispositivo de soporte; y
VI. Una sexta etapa en la cual la preforma final
de baja densidad se seca y se consolida utilizando los mismos
procedimientos contemplados para la segunda etapa. De esta forma se
obtiene una preforma final vitrificada que se somete a continuación
a un procedimiento de estiramiento similar al procedimiento
descrito en la cuarta etapa para obtener un miembro filiforme de
material vítreo que forma la fibra óptica.
La figura 1 presenta, en conjunto, un dispositivo
1 para la deposición química sobre un miembro alargado 2 de
material vítreo que es adecuado para utilizar en la quinta etapa
del procedimiento arriba mencionado.
El miembro alargado 2 (vara) se obtiene
preferiblemente por medio de la cuarta etapa del procedimiento OVD
arriba mencionada; es claro sin embargo que el miembro alargado 2
se puede obtener también por otros medios y que comprende de forma
general un cuerpo cilíndrico alargado formado de material vítreo,
que es un material que comprende principalmente sílice (SiO_{2})
y, en menor cantidad, otras substancias (dopantes) capaces de
determinar las propiedades físicas del material vítreo (por ejemplo
el índice de refracción).
El dispositivo 1 comprende un miembro de sujeción
giratorio 5 que se puede acoplar a un primer tramo de extremo 2a
(de forma sustancialmente cilíndrica) del miembro alargado 2, un
dispositivo de soporte 8 capaz de sostener un segundo tramo de
extremo 2b del miembro alargado 2 y un dispositivo quemador 11 que
se puede desplazar entre el miembro de sujeción giratorio 5 y el
dispositivo de soporte 8.
La distancia entre el miembro de sujeción
giratorio 5 y el dispositivo de soporte 8 se puede ajustar durante
la etapa de puesta a punto del dispositivo 1.
Más concretamente, el dispositivo 1 comprende una
base de soporte plana 13 que soporta una primera estructura
vertical 15 desde la cual se extiende el miembro de sujeción
giratorio 5 desde cerca de un extremo superior 15a de la misma. El
miembro de sujeción giratorio 5 puede girar alrededor de un eje de
rotación horizontal 18 accionado por un motor eléctrico 20
(ilustrado de forma esquemática) alojado en la primera estructura
vertical 15 y conectado al miembro de sujeción giratorio 5 a través
de una transmisión mecánica (que no se muestra). Preferiblemente el
miembro de sujeción giratorio 5 comprende un mandril que puede
encontrarse acoplado de forma estable al primer tramo de extremo
2a. El eje de rotación horizontal 18 se extiende entre el miembro
giratorio 5 y el dispositivo de soporte 8.
La base rectangular plana de soporte 13 sostiene
una segunda estructura vertical 22 situada a cierta distancia de la
estructura 15 y de menor altura que ésta. La segunda estructura
vertical 22 se encuentra limitada en su parte superior por una
pared plana 24 a la cual se fija el dispositivo de soporte 8 por
medios que se expondrán a continuación.
El dispositivo quemador 11 (de un tipo conocido,
que se ilustra de forma esquemática) comprende un deslizador 26
desde el cual se extiende, hacia la preforma 2, una boquilla 28 (o
una pluralidad de boquillas) que puede emitir una llama 29 para
calentar la preforma 2. Más concretamente, el deslizador 26 se
puede deslizar a lo largo de una guía recta 27 sostenida por la base
de soporte 13 y dispone de un asiento ensartado 26a acoplado a un
tornillo 31 que se extiende a lo largo de la guía 27 paralelo al
eje 18. El tornillo 31 se puede mover de forma giratoria accionado
por un motor eléctrico 32 de forma que se puede realizar un
desplazamiento lineal reversible del dispositivo quemador 11 a lo
largo de una dirección D paralela al eje de rotación 18.
Alternativamente, el quemador 11 se puede
encontrar en una posición fija y las estructuras 15 y 22 se pueden
mover sobre la base 13 (de una forma que no se ilustra). Por
ejemplo, se puede utilizar un mecanismo de tornillo similar al de
la figura 1 para desplazar las estructuras 15 y 22 de forma
sincronizada en una dirección paralela al eje 18.
Como se conoce, el quemador 11 puede emitir una
pluralidad de sustancias químicas en la llama 29 que se depositan
sobre la preforma 2; un ejemplo de un quemador adecuado para este
propósito se describe en la patente
US-A-5.203.897.
Según la presente invención, el dispositivo de
soporte 8 comprende:
- un primer elemento de soporte 34 que se puede
acoplar a un segundo tramo de extremo 2b de la preforma para
permitir el movimiento giratorio y el deslizamiento axial del
segundo tramo de extremo 2b respecto al primer miembro de soporte
34; el primer miembro de soporte 34 proporciona también una
restricción radial para el extremo 2b sobre el eje de rotación 18,
y
- un segundo elemento de soporte 35 que se puede
acoplar al segundo tramo de extremo 2b para permitir el movimiento
giratorio y el movimiento de deslizamiento axial del segundo tramo
de extremo 2b respecto al segundo miembro de soporte 35; el segundo
miembro de soporte 35 proporciona también una restricción axial
para el segundo tramo de extremo 2b sobre el eje de rotación
18.
Los miembros de soporte primero y segundo 34, 35
se encuentran fijados a la pared plana 24 y junto con el miembro de
sujeción giratorio 5 forman un dispositivo para sostener al miembro
alargado 2 de forma giratoria alrededor de una dirección
sustancialmente recta. Los miembros de soporte primero y segundo
34, 35 limitan radialmente al segundo tramo de extremo 2b del
miembro alargado 2 respecto al eje 18 en dos posiciones separadas
axialmente por una distancia predeterminada L1. La presencia de la
restricción radial doble impuesta por los miembros de soporte
primero y segundo 34, 35 hace posible reducir cualquier curvatura
del miembro alargado o, en otras palabras, hace posible limitar la
rotación de dicho miembro alargado 2 en un plano axial.
La distancia L1 es normalmente entre 1 y 20 cm,
en concreto se encuentra preferiblemente entre 3 y 10 cm. La
distancia L1 se selecciona sobre la base de las características
físicas del miembro alargado 2, por el hecho de que depende de:
- el diámetro del miembro alargado 2, y
- la rigidez a la flexión del miembro alargado 2
definida como E x I, donde E es el módulo de Young del material del
miembro 2 e I es el momento de inercia de curvatura de la sección
transversal del miembro 2.
En concreto, la distancia L1 aumenta al aumentar
el diámetro y la rigidez a la flexión del miembro alargado 2 para
evitar que las fuerzas aplicadas a los miembros de soporte 34 o 35
sean demasiado grandes.
Los miembros de soporte 34, 35 de la realización
ilustrada presentan también la misma estructura. En concreto, cada
elemento de soporte 34, 35 comprende (figuras
3-5):
- una base rectangular 40 con cuatro agujeros 41
situados en las esquinas de la pared rectangular 40 y que se
utilizan para fijar la bandeja 40 a la pared 24 por medio de pernos
(que no se muestran),
- un primer marco metálico 43 que se fija de
forma estable a la pared rectangular de la base 40, y
- un segundo marco metálico 44 engoznado al
primer marco metálico 43 y situado encima del mismo en una posición
cerrada que se define subsiguientemente y se ilustrado en las
figuras 3 y 5.
En concreto, el primer marco metálico 43 presenta
un perímetro de planta rectangular y comprende un primer par de
paredes planas verticales 46 enfrentadas una a la otra y que se
extienden de forma perpendicular a la bandeja 40 y un segundo par
de paredes planas 47 enfrentadas una a la otra, que se extienden de
forma perpendicular a la bandeja 40 y que forman parte integral con
las paredes 46.
Cada pared 46 presenta también un corte
semicircular 48 en su borde superior cuya función se clarificará
más adelante.
El primer marco 43 dispone también de un apéndice
lateral 49 que se extiende de forma perpendicular al mismo hacia el
exterior de dicho marco 43 y forma parte integral con una de las
paredes 47.
El segundo marco metálico 44 presenta un
perímetro de planta sustancialmente rectangular y comprende un
primer par de paredes planas verticales 53 enfrentadas una a la
otra y un segundo par de paredes planas verticales 54 enfrentadas
una a la otra y que forman parte integral con las paredes 53. Cada
pared rectangular 54 presenta también un corte semicircular 55 cuya
función se clarificará más adelante.
El segundo marco 44 dispone también de un par de
apéndices 57 que se extienden de forma perpendicular y forman parte
integral con una de las paredes 54 hacia el exterior del marco 44 y
que presentan extremos engoznados a un extremo del apéndice 49 por
medio de una clavija 58. Las clavijas 58 del primer y del segundo
miembro de soporte 34, 35 se sitúan también de forma paralela al eje
de rotación 18.
Los marcos primero y segundo 43, 44 se pueden
mover también entre la posición cerrada mencionada (ilustrada por
medio de líneas continuas en la figura 3 y en la figura 5) y una
posición abierta (ilustrada en la figura 3 por medio de líneas
discontinuas y en la figura 4).
En la posición cerrada, los bordes superiores del
primer par de paredes 46 y el segundo par de paredes 47 del primer
marco 43 se encuentran paralelas y adyacentes a los bordes
superiores correspondientes del primer par de paredes 53 y el
segundo par de paredes de 54 del segundo marco 44, y cada corte
semicircular 48 del primer marco 43 define junto con un corte
semicircular 55 del segundo marco 44 una abertura circular 60
coaxial con el eje 18. La abertura 60 presenta también un diámetro
mayor que el diámetro del segundo extremo cilíndrico 2b del cuerpo
alargado 2.
En la posición abierta, el primer marco 43 y el
segundo marco 44 se encuentran separados con los bordes superiores
del primer par de paredes 46 del primer marco 43 formando un ángulo
obtuso con los bordes correspondientes del primer par de paredes 53
del segundo marco 44.
El primer marco 43 presenta un par de miembros
giratorios 62 de forma preferiblemente elipsoidal montados entre el
primer par de paredes 46 y que forman cuerpos giratorios que
sostienen al segundo extremo 2b; en concreto, cada miembro
giratorio 62 presenta un agujero central pasante 64 cuyo eje
coincide con el eje principal de dicho miembro giratorio 62. El
agujero central pasante 64 se engarza por medio de una clavija 66
que se extiende de forma paralela al eje 18 y que presenta extremos
fijados de forma estable a las paredes 46.
De forma similar, el segundo marco 44 presenta un
par de miembros giratorios 68 de forma elipsoidal montados entre el
primer par de paredes 53 y que forman cuerpos giratorios que
sostienen al segundo tramo de extremo 2b; en concreto, cada miembro
giratorio 68 presenta un agujero central pasante 69 cuyo eje
coincide con el eje principal de dicho miembro giratorio 68. El
agujero central pasante 69 se engarza por medio de una clavija 70
que se extiende de forma paralela al eje 18 y que presenta extremos
fijados de forma estable a las paredes 53. De esta forma cada
miembro giratorio 62, 68 se puede mover en rotación respecto al
marco correspondiente 43, 44 alrededor de un eje de rotación
correspondiente paralelo al eje 18.
Según una variante de realización (que no se
muestra) los miembros giratorios 62 y 68 presentan una forma
diferente de la que se ha descrito anteriormente, en concreto una
forma esférica.
En la posición cerrada anteriormente mencionada
cada una de las clavijas 66 y 70 se encuentra a una distancia
predeterminada del eje de rotación 18. Los miembros giratorios 62 y
68 son preferiblemente de la misma forma y las mismas dimensiones
de forma que la distancia radial mínima R (que se muestra en la
figura 3) entre cada miembro giratorio 62 y 68 y el eje de rotación
18 es sustancialmente constante.
Los miembros giratorios 62 y 68 se construyen
preferiblemente con el mismo material, por ejemplo un polímero
fluorado (Rulon® J o Valfron® F107), con un bajo coeficiente de
fricción dinámico. En concreto, en correspondencia con una
temperatura de funcionamiento preferida entre 50 y 350ºC, el
coeficiente de fricción dinámico del material se encuentra entre
0,05 y 0,20 y el módulo elástico se encuentra entre 1200 y 3000
N/mm^{2}.
Los miembros giratorios 62 y 68 se construyen
también con un material resistente a los ácidos (por ejemplo ácido
hidroclórico).
Según una configuración preferida que se ilustra
en las figuras 3, 4 y 5, cada miembro giratorio 62, 64 presenta un
surco anular 72 que se extiende a lo largo de la sección
transversal de dimensión radial máxima y que aloja un anillo
elástico 73, en concreto un anillo de material elastómero (por
ejemplo un anillo construido utilizando materiales elastómeros
conocidos por medio de las marcas comerciales Viton® y Karlets®)
que define el único punto de contacto entre el miembro giratorio
correspondiente y el tramo de extremo 2b. Los anillos elásticos 73
pueden no estar presentes.
Los anillos elásticos 73 se proyectan por encima
de la superficie del miembro giratorio 62, 68, y la distancia
radial mínima entre cada anillo elástico 73 y el eje 18 es
sustancialmente constante y un poco menor que la distancia radial
anteriormente mencionada R.
Cada miembro de soporte 34, 35 dispone también de
un dispositivo de cierre 75 capaz de mantener los marcos metálicos
43 y 44 de forma estable en dicha posición cerrada. En concreto, el
dispositivo de cierre 75 comprende un miembro alargado 77 que
presenta un primer tramo de extremo 77a engoznado a un apéndice 78
que se extiende desde la pared 40 que corresponde a la pared 47
opuesta a la pared de la cual se extiende el apéndice 49, y un
segundo tramo de extremo 77b desde el cual se extiende axialmente
un tirador cilíndrico 79.
El miembro alargado 77 dispone de un resorte
helicoidal 81 montado de forma coaxial con el miembro 77 y que
presenta un primer extremo fijado al tirador 79 y un segundo
extremo en el cual se fija un anillo 82 encajado coaxialmente con
el miembro 77. En dicha posición cerrada, el anillo 82 se empalma
con un miembro en forma de U 83 que se extiende desde una de las
paredes 54. De esta forma, los marcos metálicos 43 y 44 se
mantienen de forma estable en dicha posición cerrada cuando el
anillo 82 se presiona contra el miembro en forma de U 83 por medio
del resorte 81; también, en esta posición, el miembro alargado 77
se enlaza con el asiento proporcionado al miembro en forma de U
83.
Para soltar los marcos 43, 44 uno del otro es
suficiente hacer girar el miembro alargado 77 hacia la pared de
base 40 causando que el miembro alargado 77 abandone el miembro en
forma de U 83 mientras que al mismo tiempo se desconecta el anillo
82 de este último.
Según una primera variante que se ilustra en la
figura 6, el dispositivo para la deposición química comprende,
además del dispositivo de soporte 8 descrito anteriormente, un
dispositivo auxiliar de soporte 8a situado cerca del miembro de
sujeción giratorio 5 y capaz de sostener el primer tramo de extremo
2a del miembro alargado 2. El dispositivo auxiliar de soporte 8a es
parte del equipo de soporte del miembro alargado 2. El dispositivo
auxiliar de soporte 8a y el miembro de sujeción giratorio 5 limitan
radialmente al primer extremo 2a del miembro alargado respecto al
eje 18 en dos posiciones separadas axialmente.
El dispositivo auxiliar de soporte 8a comprende
una estructura vertical 22a que sostiene en su parte superior un
miembro de soporte 85 que presenta una estructura similar a la de
los miembros 34, 35. En concreto, el miembro de soporte 85 se puede
acoplar al primer tramo de extremo 2a para permitir el movimiento
angular giratorio y el deslizamiento axial del primer tramo de
extremo 2a respecto al miembro de soporte 85; el miembro de soporte
85 proporciona también una restricción radial para el tramo de
extremo 2a sobre el eje de rotación 18.
El miembro de soporte 85 por tanto comprende dos
marcos metálicos (similares a los marcos 43, 44) que se encuentran
engoznados juntos y que sostienen a miembros giratorios con la
misma estructura y la misma función que los miembros giratorios 62
y 68.
La distancia L2 (medida a lo largo del eje 18)
entre el miembro de soporte 85 y el miembro de sujeción giratorio 5
se encuentra normalmente entre 1 y 20 cm; en concreto la distancia
L2 se encuentra preferiblemente entre 3 y 10 cm.
De la misma forma como se ha indicado para la
distancia L1, la distancia L2 depende de las características
físicas del miembro alargado 2.
Durante la utilización, para poner en posición el
miembro alargado 2, los elementos de soporte 34, 35 (y el miembro
de soporte 85, si se encuentra presente) se sitúan en la posición
abierta para permitir alojar al miembro alargado 2.
El primer tramo de extremo 2a, teniendo una forma
sustancialmente cilíndrica, se sitúa de forma coaxial con el eje 18
y se acopla de forma estable (de forma conocida) al miembro de
sujeción giratorio 5.
El segundo tramo de extremo 2b se sitúa sobre los
miembros de soporte 34, 35 de forma coaxial con el mandril 5
(abierto) y en concreto se sostiene sobre los miembros giratorios
62 de los miembros de soporte 34, 35. Más concretamente, el tramo
de extremo 2b se encuentra en contacto con los anillos elásticos 73
de los miembros
\hbox{giratorios 62}.
De esta forma (figura 8), el tramo de extremo 2b
presenta dos zonas de contacto anulares Z1, Z2 separadas axialmente
por la distancia L1; estando cada zona de contacto Z1, Z2 en
contacto por debajo, con anillos elásticos 73 de miembros
giratorios 62 alojados en el primer marco 43 de un miembro de
soporte correspondiente 34, 35.
Subsiguientemente, el segundo marco 44 de cada
miembro de soporte 34, 35 (y el miembro auxiliar de soporte 85, si
se encuentra presente) se hace girar manualmente hasta la posición
cerrada y se fija en esa posición por medio del dispositivo de
cierre 75.
De esta forma, cada zona de contacto anular Z1,
Z2 actúa junto con los anillos elásticos 73 de todos los miembros
giratorios 62, 68 pertenecientes a un miembro de soporte
correspondiente 34, 35.
Si el dispositivo auxiliar de soporte 8a se
encuentra también presente, se define otra zona de contacto Z3 (que
no se muestra) en el tramo de extremo 2a del miembro alargado 2;
cuando el miembro de soporte 85 se encuentra en posición cerrada,
la zona de contacto Z3 se encuentra en contacto con los anillos
elásticos de los miembros giratorios de dicho miembro de soporte 85
tanto por arriba como por debajo.
Cuando los miembros de soporte 34, 35 se
encuentran en posición cerrada, el tramo de extremo 2b pasa a
través de las aberturas 60 sin tocar los bordes de dichas aberturas
y, teniendo un radio que es sustancialmente igual a la distancia R,
se inmoviliza radialmente por medio de los cuatro miembros
giratorios 62, 68 (en concreto por medio de los anillos elásticos 73
correspondientes).
El procedimiento de deposición se inicia por
medio de la puesta en marcha del motor eléctrico 20 que sitúa el
miembro alargado 2 en rotación y por medio de la puesta en marcha
del motor eléctrico 32 para alternar el movimiento lineal del
dispositivo quemador 11 a lo largo de la dirección D.
Alternativamente, si el quemador 11 se fija en su posición, el
procedimiento se inicia con la puesta en marcha del motor que causa
el giro del mecanismo de tornillo (que no se muestra) de las
estructuras móviles 15 y 22.
Durante este procedimiento, como resultado de la
temperatura creada por el dispositivo quemador 11, las substancias
emitidas por dicho dispositivo quemador 11 reaccionan juntas y los
productos de la reacción se depositan sobre la superficie exterior
del miembro alargado cilíndrico 2. La rotación simultánea del
miembro alargado 2 y el movimiento de traslación del dispositivo
quemador 11 produce una deposición sustancialmente uniforme de las
substancias (SiO_{2} y cualquier dopante) sobre el elemento
alargado 2.
\newpage
Durante el procedimiento de deposición arriba
mencionado cada miembro de soporte 34, 35 permite:
- rotación libre del tramo de extremo 2b respecto
al miembro de soporte 34, 35 por el hecho de que los miembros de
rotación 62 y 68, a los cuales se transmite el movimiento de
rotación del tramo de extremo 2b, son libres para girar alrededor
de sus propios ejes y,
- deslizamiento axial del extremo 2b respecto a
un miembro de soporte correspondiente 34, 35 por el hecho de que
los movimientos axiales del tramo de extremo 2b respecto al miembro
de soporte 8 son mediados por el contacto con un anillo
correspondiente 73 y la superficie del tramo de extremo 2b,
definiendo este contacto una pista espiral durante este
deslizamiento axial como resultado de la rotación del miembro
alargado 2.
El deslizamiento axial del extremo 2b puede tener
lugar por ejemplo durante el calentamiento progresivo del miembro
alargado 2 después de que el dispositivo quemador 11 se ha
encendido.
Si no existen anillos elásticos 73, el tramo de
extremo 2b se encuentra en contacto directo con las superficies de
los miembros giratorios 62, 68 y el deslizamiento axial tiene lugar
como resultado del bajo coeficiente de fricción dinámico de dichos
miembros giratorios 62, 68.
Consideraciones similares se aplican al extremo
2a si se encuentra presente un miembro de soporte 85.
Los anillos elásticos 73 se encuentran en
contacto también con zonas de contacto Z1, Z2, formando así una
restricción radial que causa que el tramo de extremo 2b quede
tendido con su eje longitudinal coaxial con el eje 18. De esta forma
se evita que las zonas de contacto Z1 y Z2 se separen del eje de
rotación 18.
De esta forma se limita la rotación del miembro
alargado 2 en un plano axial y se corrige cualquier error de
alineación del miembro alargado 2 debido a errores en el
posicionamiento del tramo de extremo 2a sobre el miembro de sujeción
giratorio 5 y/o debido a defectos de forma (miembro alargado
curvado) introducidos por ejemplo durante la cuarta etapa del
procedimiento OVD.
El extremo 2b es forzado de hecho a mantenerse
coaxial con el eje de rotación 18 por el par de miembros de soporte
34, 35 que proporcionan la restricción radial arriba mencionado al
tramo de extremo 2b de forma que el tramo de extremo 2b se extiende
de forma perfectamente recta a lo largo de la sección de longitud L1
que se encuentra entre el par de elementos de soporte 34, 35. La
restricción de la curvatura se impone también sobre la parte
restante del miembro alargado 2 que se extiende entre el
dispositivo de soporte 8 y el miembro de sujeción giratorio 5.
Cuando se encuentra presente el miembro auxiliar
de soporte 85 se logra un efecto corrector adicional sobre el tramo
de extremo 2a. El miembro auxiliar de soporte de hecho causa que el
primer tramo de extremo 2a se mantenga perfectamente coaxial con el
eje de rotación 18.
El procedimiento de deposición se realiza por
tanto sobre un elemento alargado que se crea sustancialmente recto
y cuyo eje longitudinal coincide con el eje de rotación; de esta
forma se produce una preforma final que se encuentra
sustancialmente libre de defectos de forma, la cual es una preforma
que presenta una zona central (correspondiente a la vara) que es
recta y presenta una distancia radial constante respecto a las
superficies exteriores de la preforma para proporcionar una
concentricidad menor que 0,3 en las fibras ópticas obtenidas a
partir de la misma. En otras palabras, si se toma una sección
transversal a través de la preforma, se observará que la zona
central circular que corresponde a la sección transversal de la
vara cilíndrica es concéntrica respecto a la sección circular que
corresponde a la sección transversal de la preforma final.
Cuando se somete esta preforma a un procedimiento
de estirado, se obtiene una fibra óptica con un núcleo concéntrico
con el revestimiento.
El procedimiento de deposición sigue hasta que se
obtiene una preforma de dimensiones predeterminadas que se
encuentra lista para someterse a otras etapas de procesado, en
concreto una etapa de secado y una etapa de consolidación de tipo
conocido.
Cuando se completa el procedimiento de
deposición, los motores 20 y 32 se paran y los miembros de soporte
34, 35 (y el miembro auxiliar de soporte 85, si se encuentra
presente) se abren para permitir retirar la preforma. También se
desconectan el miembro de sujeción giratorio 5 y el primer tramo de
extremo 2a.
En referencia en concreto a la figura 9, se
ilustra un dispositivo 1a que difiere en la estructura de los
miembros de soporte 34, 35 respecto al dispositivo 1 anteriormente
descrito. En la siguiente descripción, las partes idénticas se
indicarán por medio de los mismos números que se utilizaron
anteriormente mientras que las partes diferentes se indicarán por
medio de números nuevos. En concreto, el dispositivo 1a comprende,
de la misma forma como se ha descrito para el dispositivo 1, un par
de elementos de soporte 34a, 35a que se encuentran separados
espacialmente a lo largo del eje de rotación 18 y que son capaces
de sostener diferentes partes de un segundo extremo 2b del miembro
alargado 2.
\newpage
En concreto, cada miembro de soporte 34a, 35a
comprende un recinto metálico de soporte 90 que aloja un casquillo
tubular 91 que se encuentra montado de forma fija respecto al
recinto de soporte 90 y coaxial con el eje de rotación 18. Los
recintos de soporte 90 se disponen y se fijan de forma estable a los
extremos opuestos de la pared 24 para proporcionar la separación
axial arriba mencionada entre los medios de soporte 34a, 35a.
El casquillo tubular 91 tiene un radio interior R
sustancialmente igual al radio del tramo cilíndrico 2b de forma que
se aplica una restricción radial al tramo 2b cuando se inserta en
el interior de dicho casquillo 91. El casquillo 91 se construye con
un material con un bajo coeficiente de fricción dinámico para
permitir tanto la rotación como el deslizamiento axial del extremo
2b respecto al casquillo 91. En concreto, el casquillo 91 presenta
un coeficiente de fricción dinámica que se encuentra
preferiblemente entre 0,05 y 0,20 a una temperatura de
funcionamiento entre 50 y 300ºC, y un módulo elástico que se
encuentra preferiblemente entre 1200 y 3000 N/mm^{2}.
Cuando se encuentra presente el miembro auxiliar
de soporte 85, éste puede tener la misma estructura que un miembro
de soporte 34a, 35a.
En la utilización, el cuerpo alargado se dispone
de forma coaxial con el eje de rotación 18 y se inserta en los
casquillos 91 de los miembros de soporte 34a, 35a de forma que el
tramo de extremo 2b se sitúa entre los miembros de soporte 34a, 35a
que aplican la restricción radial anteriormente mencionada a zonas
separadas axialmente del tramo de extremo 2b. El primer tramo de
extremo 2a se conecta al miembro de sujeción giratorio y se repiten
las operaciones de deposición química anteriormente descritas.
Como se describe en el caso del dispositivo 1, el
extremo 2b es forzado por el par de casquillos 91 para quedar
tendido con su propio eje coaxial con el eje de rotación 18. De
hecho, los casquillos 91 aplican una restricción radial al tramo 2b
de forma que el tramo 2b es totalmente recto a lo largo de la
sección de longitud L1 que se extiende entre el par de miembros de
soporte 34a, 35a. La restricción de curvatura se impone también
sobre la parte restante del miembro alargado 2 que se extiende
entre el dispositivo de soporte 8 y el miembro de sujeción
giratorio 5.
En este caso también, la presencia de un miembro
auxiliar de soporte 85 hace posible una corrección añadida de la
curvatura del miembro alargado 2.
El dispositivo 1 se puede utilizar también
ventajosamente para la realización de la primera etapa del
procedimiento OVD. En este caso, puesto que el miembro recto se
encuentra sustancialmente libre de defectos de forma, los problemas
de curvatura anteriormente mencionados son más reducidos.
Los miembros que sostienen al miembro alargado 2
se pueden construir de diferentes formas, por ejemplo pueden
comprender una o más mangas alargadas (una de las cuales podría
sustituir un par de miembros de soporte del tipo anteriormente
descrito) u otros dispositivos similares técnicamente adecuados
para la utilización de la forma anteriormente descrita para limitar
la rotación del miembro alargado 2 en un plano axial.
Los resultados de las mediciones experimentales
se describen a continuación. Para realizar estas mediciones el
solicitante utilizó un primer grupo de diez miembros alargados
(varas) C1-C10 fabricados según las etapas
I-IV del procedimiento OVD descrito anteriormente.
Los miembros alargados (varas) C1-C10 fabricados de
esta forma tenían 1130 mm de longitud y un diámetro de 10,1 mm.
Los miembros alargados C1-C10 no
eran perfectamente rectos y, cuando se situaban en un dispositivo
para la realización de un procedimiento de deposición química,
presentaban un eje longitudinal desplazado localmente del eje de
rotación definido anteriormente en una distancia no despreciable. A
continuación se utilizará el término desplazamiento para indicar
esta distancia.
La tabla 1 adjunta muestra los datos
experimentales obtenidos para el primer grupo de miembros alargados
C1-C10; estos datos experimentales comprenden
mediciones del desplazamiento máximo del eje de rotación respecto al
eje de cada miembro alargado y el valor medio y la desviación
estándar de los desplazamientos máximos.
| Miembro alargado | Desplazamiento máximo (mm) |
| C1 | 0,22 |
| C2 | 0,23 |
| C3 | 0,26 |
| C4 | 0,30 |
| C5 | 0,33 |
| Miembro alargado | Desplazamiento máximo (mm) |
| C6 | 0,34 |
| C7 | 0,44 |
| C8 | 0,61 |
| C9 | 0,71 |
| C10 | 0,80 |
| Media | 0,42 |
| Desviación estándar | 0,21 |
El solicitante también utilizó un segundo grupo
de diez miembros alargados (varas) C11-C20
fabricadas de la misma forma que los miembros
C1-C10. Los miembros alargados (varas)
C11-C20 fabricados de esta forma tenían 1130 mm de
longitud y un diámetro de 10,1 mm.
La tabla adjunta 2 muestra datos experimentales
obtenidos para el segundo grupo de miembros alargados
C11-C20; estos datos experimentales comprenden
mediciones del desplazamiento máximo del eje longitudinal de cada
miembro alargado respecto al eje de rotación y el valor medio y la
desviación estándar de los desplazamientos máximos.
| Miembro alargado | Desplazamiento máximo (mm) |
| C11 | 0,22 |
| C12 | 0,23 |
| C13 | 0,27 |
| C14 | 0,30 |
| C15 | 0,33 |
| C16 | 0,37 |
| C17 | 0,41 |
| C18 | 0,63 |
| C19 | 0,73 |
| C20 | 0,81 |
| Media | 0,45 |
| Desviación estándar | 0,22 |
El desplazamiento se midió utilizando un
dispositivo específico (que no se muestra) en el cual un primer
medio de sujeción giratorio es capaz de sostener un primer extremo
del miembro alargado y un miembro de soporte es capaz de sostener
el segundo extremo del miembro alargado con libertad para el
movimiento giratorio. El miembro giratorio es del tipo accionado
por motor y es capaz de situar el medio alargado en rotación
alrededor de un eje de rotación sustancialmente horizontal. También
se dispone de un dispositivo optoelectrónico capaz de medir el
desplazamiento entre el eje longitudinal del miembro alargado y el
eje de rotación mientras gira dicho miembro alargado. Este
dispositivo optoelectrónico comprende una fuente de láser capaz de
generar un haz de luz dirigido transversalmente hacia el miembro
alargado y que presenta un diámetro mayor que el diámetro del
miembro alargado. El dispositivo de medida comprende también un
sensor óptico situado en el lado opuesto a la fuente de láser
respecto al eje de rotación capaz de recibir la parte del haz óptico
que no se ve interrumpida por el miembro alargado giratorio; de
esta forma el sensor óptico recibe una señal óptica modulada por la
posición del miembro alargado respecto al eje de rotación y genera
una señal eléctrica que contiene información relativa a la posición
del miembro alargado respecto al eje de rotación. Después de
procesarse, la señal eléctrica proporciona una indicación
instantánea del desplazamiento entre el eje longitudinal del miembro
alargado y el eje de rotación.
Para permitir la medición del desplazamiento a lo
largo de la longitud entera del miembro alargado, la fuente de
láser y el sensor óptico se pueden deslizar de forma sincronizada a
lo largo del eje de rotación. De esta forma, se puede determinar
tanto el valor máximo del desplazamiento como el valor medio del
desplazamiento.
El primer grupo de miembros alargados
C1-C10 se utilizó para producir un primer grupo de
preformas, indicadas por medio de P1-P10, utilizando
el dispositivo 1 construido según la presente invención y que se
muestra en las figuras 1 y 2.
El segundo grupo de miembros alargados
C11-C20 se utilizó para producir un segundo grupo
de preformas, indicadas por medio de P11-P20,
utilizando un dispositivo (que no se muestra) diferente del
dispositivo 1.
Este dispositivo puede comprender por ejemplo un
miembro de sujeción giratorio similar al miembro 5 capaz de
sostener un primer tramo de extremo 2a del miembro alargado 2 y un
dispositivo de soporte similar al dispositivo de soporte 8 pero sin
el miembro de soporte 34, capaz de sostener un segundo tramo de
extremo 2b del miembro alargado 2. Este dispositivo difiere del
dispositivo 1 en el hecho de que es capaz de sostener cada extremo
del miembro alargado 2 en un único punto y se puede identificar por
tanto como un dispositivo de soporte de restricción única (para
cada extremo del miembro 2) para distinguirlo del dispositivo de
soporte de restricción doble al cual se refiere la presente
invención.
El solicitante decidió utilizar un dispositivo de
este tipo para realizar una comparación entre el efecto de
corrección de defectos que se puede lograr con el dispositivo según
la presente invención y el efecto de corrección de defectos que se
puede lograr limitando cada extremo del miembro alargado en un único
punto.
Las preformas P1-P10 y
P11-P20 se sometieron a continuación a
procedimientos de secado y consolidación y finalmente a un
procedimiento de estiramiento para obtener grupos de fibras ópticas
correspondientes F1-F10 y F11-F20.
En este caso específico el procedimiento se desarrolló para
construir fibras ópticas F1-F10 y
F11-F20 del tipo de modo único.
Las fibras ópticas del primer grupo
F1-F10 y las del segundo grupo
F11-F20 se sometieron a mediciones de
concentricidad utilizando el dispositivo "PK 2400" producido
por la compañía Photonkinetics.
Este dispositivo se puede utilizar para
determinar el centro del núcleo y el centro de la fibra óptica, y
para medir la distancia entre estos centros.
En concreto, el dispositivo "PK 2400" hace
brillar un haz de luz láser en el interior del primer extremo de la
fibra óptica bajo prueba, detectando una imagen del segundo extremo
de la fibra e identificando en esa imagen tanto el centro
geométrico de la fibra óptica como el punto de láser correspondiente
al haz de láser que abandona dicha fibra óptica. El dispositivo
"PK 2400" puede también medir la distancia entre el punto de
láser y el centro geométrico; esta medida representa la
concentricidad de la fibra óptica en el segundo extremo de la
fibra.
Las tablas 3 y 4 a continuación muestran los
datos de concentricidad máxima medidos para cada una de las fibras
ópticas del primer grupo F1-F10 y del segundo grupo
F11-F20 respectivamente. También se muestran los
valores medios de la concentricidad máxima y las desviaciones
estándar correspondientes.
| Fibra óptica | Desplazamiento máximo (mm) |
| F1 | 0,06 |
| F2 | 0,13 |
| F3 | 0,20 |
| F4 | 0,16 |
| F5 | 0,13 |
| F6 | 0,25 |
| Fibra óptica | Desplazamiento máximo (mm) |
| F7 | 0,24 |
| F8 | 0,32 |
| F9 | 0,23 |
| F10 | 0,32 |
| Media | 0,22 |
| Desviación estándar | 0,07 |
| Fibra óptica | Desplazamiento máximo (mm) |
| F11 | 0,33 |
| F12 | 0,16 |
| F13 | 0,32 |
| F14 | 0,25 |
| F15 | 0,22 |
| F16 | 0,29 |
| F17 | 0,25 |
| F18 | 0,33 |
| F19 | 0,38 |
| F20 | 0,43 |
| Media | 0,30 |
| Desviación estándar | 0,08 |
A partir del examen de los resultados que se
muestran en las tablas 3 y 4 se observará que las fibras ópticas
producidas por medio del estiramiento de preformas fabricadas según
la presente invención presentan una concentricidad menor que la de
las fibras ópticas producidas por medio del estiramiento de
preformas obtenidas con un dispositivo de soporte con restricción
única.
En concreto, las mejoras en términos de
desviación estándar son particularmente importantes puesto que
permiten a los productores de fibras ópticas garantizar un campo de
variabilidad de la concentricidad particularmente estrecho.
El solicitante también deseaba probar cómo se
corregía la deformación de un miembro alargado (vara) originalmente
curvado cuando este miembro alargado se utilizaba en el dispositivo
según la presente invención.
Las tablas 5, 6, 7 y 8 muestran valores para el
desplazamiento de un miembro alargado utilizado en un dispositivo
construido según la presente invención a intervalos separados 100
mm a lo largo del eje de rotación.
La posición a 0 mm corresponde a la posición del
miembro de sujeción giratorio 5 y la posición 1000 mm corresponde a
la posición del miembro de soporte 34. En las tablas 5, 6, 7 y 8,
la distancia L1 entre el primer elemento de soporte 34 y el segundo
elemento de soporte 35 es de 50 mm, 100 mm, 150 mm y 200 mm
respectivamente.
| Posición del miembro de sujeción 5 (mm) | Desplazamiento (mm) |
| 0 | 0 |
| 100 | -0,03 |
| 200 | -0,10 |
| 300 | -0,19 |
| 400 | -0,27 |
| 500 | -0,30 |
| 600 | -0,27 |
| 700 | -0,20 |
| 800 | -0,12 |
| 900 | -0,04 |
| 1000 | 0 |
| 1050 | 0 |
| Posición del miembro de sujeción 5 (mm) | Desplazamiento (mm) |
| 0 | 0 |
| 100 | -0,03 |
| 200 | -0,11 |
| 300 | -0,20 |
| 400 | -0,28 |
| 500 | -0,31 |
| 600 | -0,29 |
| 700 | -0,22 |
| 800 | -0,13 |
| 900 | -0,05 |
| 1000 | 0 |
| 1100 | 0 |
| Posición del miembro de sujeción 5 (mm) | Desplazamiento (mm) |
| 0 | 0 |
| 100 | -0,03 |
| 200 | -0,11 |
| 300 | -0,20 |
| 400 | -0,28 |
| 500 | -0,32 |
| 600 | -0,30 |
| 700 | -0,23 |
| 800 | -0,14 |
| 900 | -0,05 |
| 1000 | 0 |
| 1150 | 0 |
| Posición del miembro de sujeción 5 (mm) | Desplazamiento (mm) |
| 0 | 0 |
| 100 | -0,03 |
| 200 | -0,11 |
| 300 | -0,21 |
| 400 | -0,29 |
| 500 | -0,33 |
| 600 | -0,31 |
| 700 | -0,24 |
| 800 | -0,15 |
| 900 | -0,06 |
| 1000 | 0 |
| 1200 | 0 |
La tabla 9 muestra los desplazamientos
encontrados utilizando un dispositivo de soporte de restricción
única (del tipo anteriormente indicado) que sostiene cada extremo
del miembro alargado con un único miembro de soporte.
| Posición del miembro de sujeción 5 (mm) | Desplazamiento (mm) |
| 0 | 0 |
| 100 | -0,05 |
| 200 | -0,16 |
| 300 | -0,29 |
| 400 | -0,42 |
| 500 | -0,50 |
| 600 | -0,50 |
| 700 | -0,44 |
| 800 | -0,32 |
| 900 | -0,17 |
| 1000 | 0 |
A partir del análisis de los resultados que se
muestran en las tablas 5, 6, 7, 8 y 9 se observará que el
dispositivo según la presente invención hace posible una reducción
sustancial del desplazamiento entre el miembro alargado y el eje de
rotación.
Claims (15)
1. Procedimiento para la deposición química de
material sintético sobre un miembro de substrato alargado con un
eje longitudinal (18) que comprende las etapas de:
- fijar un extremo (2a) de dicho medio alargado a
un medio de sujeción,
- impartir rotación alrededor de dicho eje
longitudinal (18) a dicho miembro alargado por medio de dicho
elemento de sujeción (5), y
- depositar material sintético sobre dicho
miembro alargado (2),
caracterizado por el hecho de que
comprende la etapa de restringir radialmente por lo menos un
extremo (2a; 2b) de dicho miembro alargado (2) respecto a dicho eje
longitudinal (18) en dos posiciones separadas axialmente.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichas etapas de fijación
de un extremo (2a) de dicho miembro alargado a un miembro de
sujeción (5) y restringir radialmente por lo menos un extremo (2b)
de dicho miembro alargado (2) respecto a dicho eje longitudinal
(18) en dos posiciones separadas axialmente se realiza sobre
extremos opuestos (2a, 2b) de dicho miembro alargado (2).
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichas etapas de fijación
de un extremo (2a) de dicho miembro alargado (2) a un miembro de
sujeción (5) y restringir radialmente por lo menos un extremo de
dicho miembro alargado (2) respecto a dicho eje longitudinal (18) en
dos posiciones separadas axialmente se realizan sobre el mismo
extremo (2a) de dicho miembro alargado (2).
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que comprende la etapa de
restringir radialmente cada extremo (2a, 2b) de dicho miembro
alargado (2) respecto a dicho eje longitudinal (18) en dos
posiciones separadas axialmente.
5. Dispositivo para la deposición química de
material sintético sobre un miembro alargado (2) de substrato que
comprende:
- un miembro de sujeción giratorio (5) accionado
por motor (20) que se puede acoplar a un primer tramo de extremo
(2a) del miembro alargado (2),
- un dispositivo de soporte (8) capaz de sostener
un segundo tramo de extremo (2b) de dicho miembro alargado (2),
y
- un dispositivo quemador (11),
pudiendo moverse dicho miembro alargado (2) en
rotación alrededor de un eje de rotación (18) que se extiende entre
dicho miembro de sujeción giratorio (5) y dicho dispositivo de
soporte (8),
caracterizado por el hecho de que dicho
miembro de soporte (8) comprende:
- un primer miembro de soporte (34) que se puede
acoplar a dicho segundo tramo de extremo (2b) para permitir el
movimiento giratorio y el deslizamiento axial del segundo tramo de
extremo respecto al primer miembro de soporte (34), proporcionando
dicho primer miembro de soporte (34) también una restricción radial
al segundo tramo de extremo (2b) sobre dicho eje de rotación
(18),
- un segundo miembro de soporte (35) que se puede
acoplar a dicho segundo tramo de extremo (2b) para permitir el
movimiento giratorio y el deslizamiento axial del segundo tramo de
extremo respecto al segundo miembro de soporte; proporcionando el
segundo miembro de soporte (35) también una restricción radial al
segundo tramo de extremo (2b) sobre dicho eje de rotación (18),
encontrándose separados dicho primer miembro de
soporte (34) y dicho segundo miembro de soporte (35) a lo largo de
dicho eje de rotación (18) por una distancia predeterminada
(L1).
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que dicho primer medio de
soporte (34) y dicho segundo medio de soporte comprenden cada uno
un recinto de soporte (43, 44) y una pluralidad de miembros
giratorios (62, 68) sostenidos por el recinto de soporte (43, 44)
que se puede mover girando respecto al recinto de soporte (43, 44)
alrededor de ejes correspondientes paralelos a dicho eje de
rotación (18), permitiendo dichos miembros giratorios (62, 68)
dicho movimiento angular giratorio de dicho miembro alargado (2) y
al mismo tiempo proporcionando dicha restricción radial.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que dicho miembro giratorio
(62, 68) es de forma elipsoidal.
8. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que dicho miembro giratorio
(62, 68) es de forma esférica.
9. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que cada miembro giratorio
presenta un anillo elástico (73) que define un soporte para la
superficie exterior de dicho segundo tramo de extremo (2b)
correspondiente a una zona anular (72) del mismo que se extiende a
lo largo de la sección transversal de dimensión radial máxima.
10. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que dicho recinto de soporte
(43, 44) comprende por lo menos un primera zona de recinto (43) que
sostiene una primera pluralidad (62) de dichos miembros giratorios
y una segunda zona de recinto (44) que sostiene una segunda
pluralidad (68) de dichos miembros giratorios; siendo capaz por lo
menos una (43) de dichas zonas de recinto primera y segunda de
moverse entre una posición abierta en la cual se puede situar dicho
segundo tramo de extremo (2b) en dicho dispositivo de soporte (8) y
una posición cerrada en la cual dichos miembros giratorios (62, 68)
permiten dicho movimiento angular giratorio de dicho miembro
alargado (2) y proporcionan dicha restricción radial.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado por el hecho de que dicha primera pluralidad
(62) de miembros giratorios comprende dos miembros giratorios y
dicha segunda pluralidad (68) de miembros giratorios comprende dos
miembros giratorios.
12. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado por el hecho de que dicha primera zona de
recinto (43) y dicha segunda zona de recinto (44) se unen con un
gozne (58).
13. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que cada miembro giratorio
(62, 68) presenta un agujero pasante central (64, 69) cuyo eje
coincide con el eje principal de dicho elemento giratorio (62, 68),
estando dicho agujero pasante central (64, 69) engarzado por medio
de una clavija (66, 70) que se extiende de forma paralela a dicho
eje de rotación (18) y presenta tramos de extremo que se encuentran
fijados de forma estable a paredes opuestas (46, 53) de dicho
recinto de soporte (43, 44).
14. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que comprende un miembro
auxiliar de soporte (85) que se puede acoplar a dicho primer tramo
de extremo (2a) para permitir el movimiento angular de rotación y
el deslizamiento axial del primer tramo de extremo respecto al
miembro auxiliar de soporte (85) aplicando también dicho miembro
auxiliar de soporte (85) una restricción radial que evita que el
primer tramo de extremo (2a) se separe de dicho eje de rotación;
encontrándose separados (L2) dicho miembro auxiliar de soporte (85)
y dicho miembro de sujeción rotativo (5) a lo largo de dicho eje de
rotación (18).
15. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que dicho primer miembro de
soporte (34a) y dicho segundo miembro de soporte (35a) comprenden
cada uno un recinto de soporte (90) y un casquillo (91) montado de
forma fija sobre el recinto de soporte (90), alojando cada casquillo
una longitud correspondiente de dicho segundo tramo de extremo (2b)
con libertad para la rotación angular y el deslizamiento axial,
proporcionando también cada casquillo dicha restricción radial al
segundo tramo de extremo (2b).
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