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.

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ES2199859T3 ES00962529T ES00962529T ES2199859T3 ES 2199859 T3 ES2199859 T3 ES 2199859T3 ES 00962529 T ES00962529 T ES 00962529T ES 00962529 T ES00962529 T ES 00962529T ES 2199859 T3 ES2199859 T3 ES 2199859T3
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Franco Cocchini
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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.
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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.
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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.
TABLA 1
Miembro alargado Desplazamiento máximo (mm)
C1 0,22
C2 0,23
C3 0,26
C4 0,30
C5 0,33
TABLA 1 (continuación)
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.
TABLA 2
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.
TABLA 3
Fibra óptica Desplazamiento máximo (mm)
F1 0,06
F2 0,13
F3 0,20
F4 0,16
F5 0,13
F6 0,25
TABLA 3 (continuación)
Fibra óptica Desplazamiento máximo (mm)
F7 0,24
F8 0,32
F9 0,23
F10 0,32
Media 0,22
Desviación estándar 0,07
TABLA 4
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.
TABLA 5 Distancia L1 igual a 50 mm
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
TABLA 6 Distancia L1 igual a 100 mm
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
TABLA 7 Distancia L1 igual a 150 mm
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
TABLA 8 Distancia L1 igual a 200 mm
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.
TABLA 9
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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