AT525066A4

AT525066A4 - Prüfanordnung, Vorrichtung, Wickelanordnung und Verfahren zum Prüfen und losen Aufwickeln eines Lichtleiters

Info

Publication number: AT525066A4
Application number: ATA51005/2021A
Authority: AT
Inventors: Hauer Dieter; Slama Martin; Wernisch Peter
Original assignee: Medek & Schoerner Gmbh
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2022-12-15
Also published as: AT525066B1; WO2023108187A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters (1) auf einer Aufwickelspule (2), umfassend: - eine Antriebsvorrichtung (4) zur Bewegung des Lichtleiters (1) mit einer ersten Geschwindigkeit, - eine entlang eines Lichtleiterpfades (3) nach der Antriebsvorrichtung (4) angeordnete Aufwickelvorrichtung (5) mit einem Wickelantrieb (6) zum Antrieb einer Aufwickelspule (2) und zum Aufwickeln des Lichtleiters (1) mit einer zweiten Geschwindigkeit, - einen entlang des Lichtleiterpfades (3) zwischen der Antriebsvorrichtung (4) und der Aufwickelvorrichtung (5) angeordneten Durchhangsbereich (7) zur Bildung einer in diesem Bereich frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe (8) des bewegten Lichtleiters (1), - eine im Durchhangsbereich (7) angeordnete Sensorvorrichtung (10) zur Detektion des Durchhangs (9) oder zur Detektion einer Änderung des Durchhangs (9) des bewegten Lichtleiters, - und eine Regelungseinrichtung, die ein Eingangssignal der Sensorvorrichtung (10) verarbeitet und darauf basierend die Drehzahl des Wickelantriebs (6) derart regelt, dass der Durchhang (9) der Lichtleiterschlaufe (8) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (11) bleibt.

Description

Prüfanordnung, Vorrichtung, Wickelanordnung und Verfahren zum Prüfen und losen Aufwickeln eines Lichtleiters

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, eine Wickelanordnung, eine Prüfanordnung und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Auf Spulen aufgewickelte Lichtleiter, insbesondere Glasfaserleiter, sind im Produktionsprozess wiederholten Prüfungen, wie beispielsweise Signaldämpfungsmessungen, zu unterwerfen, damit die Qualität des Endproduktes sichergestellt werden kann. Hohe Zugkraft und unpräzise Wickelgeometrie haben einen Einfluss auf die bei der Prüfung aufgenommenen Messewerte, womit die Messungen an dem aufgewickelten Lichtleiter nicht den realen Produkteigenschaften entsprechen. . Lichtleiter müssen in der Praxis also einem oder mehreren Prüfschritten unterzogen werden, die durch die Zugkraft der Aufwicklung keine Erfassung der realen Werte des Endproduktes ermöglichen.

Beim Aufwickeln von Lichtleitern muss aufgrund deren üblicher Länge die Wickelgeschwindigkeit verhältnismäßig hoch gewählt werden, da andernfalls der Prozess der Wicklung zu lange dauert und unwirtschaftlich ist. Bei derartigen Wickelgeschwindigkeiten sind die Faserzugkräfte bei Verwendung herkömmlicher Vorrichtungen meist größer als 7 cN. Bereits diese Zugkräfte, mit denen die Lichtleiter

auf der Wickelspule aufgewickelt sind, ergeben Messergebnisse, die nicht jenen des realen Produkts entsprechen.

Um die Verfälschung der Ergebnisse durch Zugkräfte zu verhindern, könnte der Lichtleiter gemäß Stand der Technik von der Spule lose abgewickelt werden. Jedoch kann ein derart abgewickelter Lichtleiter nicht mehr wiederverwendet bzw. verwertet

werden.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine effiziente Möglichkeit zu schaffen, aussagekräftige Prüfungen an Lichtleitern durchzuführen. Insbesondere soll der geprüfte Lichtleiter nach der Prüfung ohne Schäden oder Beeinträchtigungen

weiterverwendet werden können.

Die Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung betrifft bevorzugt eine Vorrichtung, eine Wickelanordnung und ein Verfahren, die es ermöglichen, einen Lichtleiter im Wesentlichen lose auf einer Aufwickelspule aufzuwickeln, um ihn zu prüfen. Dies soll auch bei verhältnismäßig hohen Wickelgeschwindigkeiten erfolgen. Der Lichtleiter soll aber so aufgewickelt sein, dass er weiterverwendbar ist und ausreichend präzise gewickelt ist, sodass er eine definierte Wickelgeometrie aufweist, die es ermöglicht, den Lichtleiter wieder weiterspulen zu können. Zudem betrifft die Erfindung eine Prüfanordnung für die

Prüfung eines im Wesentlichen lose aufgewickelten Lichtleiters.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum im Wesentlichen losen Aufwickeln eines Lichtleiters auf einer Aufwickelspule, umfassend:

- einen Lichtleiterpfad, entlang dessen Verlauf der Lichtleiter durch die Vorrichtung geführt ist,

- eine Antriebsvorrichtung zur Bewegung des Lichtleiters mit einer ersten Geschwindigkeit,

- eine entlang des Lichtleiterpfades nach der Antriebsvorrichtung angeordnete Aufwickelvorrichtung mit einem Wickelantrieb zum Antrieb einer Aufwickelspule und

zum Aufwickeln des Lichtleiters mit einer zweiten Geschwindigkeit,

- einen entlang des Lichtleiterpfades zwischen der Antriebsvorrichtung und der Aufwickelvorrichtung angeordneten Durchhangsbereich zur Bildung einer in diesem Bereich frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe des bewegten Lichtleiters,

- eine im Durchhangsbereich angeordnete Sensorvorrichtung zur Detektion des Durchhangs oder zur Detektion einer Änderung des Durchhangs des bewegten Lichtleiters,

- und/oder eine Regelungseinrichtung, die ein Eingangssignal der Sensorvorrichtung verarbeitet und darauf basierend die Drehzahl des Wickelantriebs derart regelt, dass der Durchhang der Lichtleiterschlaufe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs bleibt.

Die Regelungseinrichtung umfasst in allen Ausführungsformen bevorzugt einen

geschlossenen Regelkreis zur Regelung der Drehzahl des Wickelantriebs.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Regelungsvorrichtung die Drehzahl des Wickelantriebs derart regelt, dass der Zug des Lichtleiters beim Aufwickeln auf der

Aufwickelspule minimiert ist.

Bevorzugt entspricht die erste Geschwindigkeit der zweiten Geschwindigkeit, solange der Durchhang der Leiterschlaufe unverändert bleibt. Zur Änderung des Durchhanges der Leiterschlaufe kann die zweite Geschwindigkeit von der ersten Geschwindigkeit abweichen.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine schlupflose Antriebsvorrichtung, wie insbesondere ein Bandabzug oder ein Raupenabzug ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung einen berührungslosen Sensor zur Detektion des Durchhangs der frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe des

bewegten Lichtleiters umfasst.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung einen Sensorspalt zur

Durchführung der Lichtleiterschlaufe aufweist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung eine Strahlungsquelle,

insbesondere eine Lichtquelle wie einen Laser, umfasst.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Strahlungsquelle durch den Sensorspalt hindurch auf einen Strahlungsdetektor der Sensorvorrichtung, insbesondere auf einen Lichtsensor wie beispielsweise einen CCD-Sensor, gerichtet ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung zur Detektion einer Änderung des Durchhangs der Lichtleiterschlaufe einen streifenförmigen Messbereich aufweist, der sich quer zum Lichtleiterpfad und/oder entlang einer vertikalen Richtung erstreckt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Strahlungsquelle einen streifenförmigen Laserstrahl auf einen flächigen oder streifenförmigen Strahlungsdetektor ausgibt, der je nach Lage der Lichtleiterschlaufe in einem bestimmten Bereich abgedeckt ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass entlang des Lichtleiterpfads zwischen der Sensorvorrichtung und der Aufwickelvorrichtung, insbesondere unmittelbar nach der Lichtleiterschlaufe, eine Führungsvorrichtung zur Führung des Lichtleiters vorgesehen

ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Führungsvorrichtung mindestens eine mit einem Gebläse, wie insbesondere einem Sauggebläse, verbundene Luftöffnung zur Führung des Lichteiters mit einem Luftstrom aufweist. Beispielsweise kann das Sauggebläse nach dem Venturi-Prinzip funktionieren.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Führungsvorrichtung eine Anlagefläche zur

Anlage des Lichtleiters aufweist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass in der Anlagefläche mindestens eine, bevorzugt

mehrere, mit einem Sauggebläse verbundene Luftöffnungen vorgesehen sind, die den

bewegten Lichtleiter zur Führung an die Anlagefläche saugen.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Führungsvorrichtung zwei Seitenführungselemente mit einem zwischen den Seitenführungselementen vorgesehen

Führungsspalt zur seitlichen Führung des Lichtleiters aufweist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Abstand der Seitenführungselemente und damit die Breite des Führungsspalts größer ist als der Durchmesser des Lichtleiters.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Wickelanordnung zum im Wesentlichen losen Aufwickeln eines Lichtleiters auf einer Aufwickelspule, umfassend:

- eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

- einen entlang des Lichtleiterpfads bewegten Lichtleiter,

- und eine an der Aufwickelvorrichtung angebrachte und von dem Wickelantrieb angetriebene Aufwickelspule.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Prüfanordnung, umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder eine erfindungsgemäße Wickelanordnung und

eine Prüfvorrichtung zur Prüfung eines losen aufgewickelten Lichtleiters.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Prüfvorrichtung insbesondere als Fasermessgerät zur Durchmessermessung, Rissprüfung, PMD, Spektralanalyse, Dämpfungsmessung (OTDR) und/oder Oberflächenschadensdetektion ausgebildet ist.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters auf einer Aufwickelspule, wobei der Lichtleiter entlang eines Lichteiterpfades durch eine Vorrichtung geführt wird, umfassend folgende Schritte:

- Betreiben einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Lichtleiters mit einer ersten Geschwindigkeit,

- Betreiben einer Aufwickelvorrichtung zum Aufwickeln des Lichteiters um eine entlang des Lichtleiterpfades nach der Antriebsvorrichtung angeordnete Aufwickelspule mit einer zweiten Geschwindigkeit,

- Bilden einer frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe des bewegten Lichtleiters

zwischen der Antriebsvorrichtung und der Aufwickelvorrichtung,

- und/oder Detektieren des Durchhangs oder der Änderung des Durchhangs des bewegten Lichtleiters mit einer Sensorvorrichtung.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zweite Geschwindigkeit von einer Regelungseinrichtung derart geregelt wird, dass der Durchhang der Lichtleiterschlaufe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs bleibt.

Aufwickelspule minimiert ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Lichtleiter entlang des Lichtleiterpfads zwischen der Sensorvorrichtung und der Aufwickelvorrichtung, insbesondere

unmittelbar nach der Lichtleiterschlaufe, durch eine Führungsvorrichtung geführt wird.

Als loses Aufwickeln wird insbesondere ein Aufwickeln um die Aufwickelspule bezeichnet, bei dem der Lichtleiter zugspannungslos oder nahezu zugspannungslos um die Aufwickelspule gewickelt ist. Insbesondere wird unter losem Aufwickeln eines Lichtleiters im Sinne der Erfindung verstanden, dass die beim Aufwickeln auf den Lichtleiter wirkende Zugkraft weniger als 5 cN, insbesondere weniger als 3 cN, oder weniger als 2 cN, bevorzugt weniger als 1 cN und besonders bevorzugt weniger als 0,5 cN, beträgt. Es handelt sich hierbei bevorzugt um jene Zugkraft, die unmittelbar beim Aufwickeln des Lichtleiters bzw. im Bereich unmittelbar vor der Aufwickelspule im

Lichtleiter wirkt.

Der Durchmesser des Lichtleiters beträgt beispielsweise etwa 0,05 mm bis 1 mm, bevorzugt 0,05 mm bis 0,2 mm und besonders bevorzugt 0,1 mm bis 0,3 mm.

Der Durchhang der Lichtleiterschlaufe soll möglichst klein gehalten werden. Ein großer Durchhang würde bedeuten, dass bereits die Gewichtskraft der Lichtleiterschlaufe die Zugkraft beim Aufwickeln erhöht. Der Durchhang soll beispielsweise weniger als 10 cm,

bevorzugt weniger als 5 cm und besonders bevorzugt etwa 2 cm bis 4 cm betragen.

Als Durchhang ist in allen Ausführungsformen bevorzugt ein Maß bzw. die Lage der Lichtleiterschlaufe des Lichtleiters im Sensorbereich und insbesondere im Bereich des

unteren Extrempunktes der Lichtleiterschlaufe definiert.

Bevorzugt beträgt die Länge der Lichtleiterschlaufe, also insbesondere das Produktbogenmaß, je nach Ausführungsform zwischen 5cm und 120cm. Gegebenenfalls weist die Lichtleiterschlaufe eine Länge von kleiner als 100cm, kleiner als 80cm, kleiner als 50 cm, kleiner als 30cm, kleiner als 20 cm oder kleiner als 10 cm auf. Die Länge der Lichtleiterschlaufe ist bevorzugt die frei durchhängende Länge der Lichtleiterschlaufe, also insbesondere die Länge des Lichtleiters, die sich zwischen der Antriebsvorrichtung und der Aufwickelspule befindet, wobei die Länge auch durch eine

den Lichtleiter berührende Führungsvorrichtung begrenzt sein kann.

Die erste und die zweite Geschwindigkeit sollen beispielsweise im Bereich von 0,5 m/s bis 1 m/s liegen. Gegebenenfalls können die Geschwindigkeiten erhöht werden, und dies auf bis zu 10 m/s, 20 m/s, 30 m/s oder bis zu 50 m/s. Gegebenenfalls betragen die erste und die zweite Geschwindigkeit etwa 4-8 m/s, bevorzugt etwa 6m/s.

Bevorzugt ist der Lichtleiter in allen Ausführungsformen eine Einzelfaser eines Lichtleiters, die gegebenenfalls beschichtet ist, beispielsweise mit einem aushärtbaren Acrylat oder einem Polymer.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Lichtleiterschlaufe nach unten durchhängt und dadurch eine Krümmung aufweist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Lichtleiter um eine Aufwickelspule aufgewickelt wird und dadurch eine Krümmung aufweist, wobei diese Krümmung bevorzugt in die andere Richtung verläuft als die Krümmung der Lichtleiterschlaufe. Der Lichtleiter wird insbesondere über die Oberseite der Aufwickelspule geführt und aufgewickelt. Der Lichtleiter hat im Bereich der Lichtleiterschlaufe und der Aufwickelvorrichtung dadurch einen S-förmigen Verlauf. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Lichtleiter in der Antriebsvorrichtung um eine Antriebsrolle geführt ist und dadurch eine Krümmung aufweist, wobei diese Krümmung bevorzugt in die andere Richtung verläuft als die Krümmung der Lichtleiterschlaufe, insbesondere in die gleiche Richtung wie die Krümmung im Bereich der Aufwickelspule.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Lichtleiter im Durchhangsbereich frei durchhängt und, mit Ausnahme der zu vernachlässigenden Luftreibung, reibungslos bewegt wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Lichtleiter zwischen der Antriebsvorrichtung und der nach dem Durchhangsbereich angeordneten Führungsvorrichtung mit

Ausnahme der zu vernachlässigenden Luftreibung, reibungslos bewegt wird.

Ist keine Führungsvorrichtung vorhanden, oder handelt es sich um eine im Wesentlichen reibungslose Führungsvorrichtung, so ist bevorzugt vorgesehen, dass der Lichtleiter zwischen der Antriebsvorrichtung und der Wickelvorrichtung mit Ausnahme der zu vernachlässigenden Luftreibung, reibungslos bewegt wird.

Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen der Antriebsvorrichtung und der Wickelvorrichtung keine Umlenkrollen oder ähnliche Elemente an dem Lichtleiter

angreifen.

Bevorzugt ist in allen Ausführungsformen vorgesehen, dass der Lichtleiter durch die Führungsvorrichtung in gewissen Grenzen seitlich geführt ist. Dies Grenzen sind bevorzugt um ein Vielfaches kleiner als die Breite der Aufwickelspule.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Aufwickelvorrichtung die Aufwickelspule beim Aufwickeln nicht nur um deren Drehachse dreht, sondern auch translatorisch entlang ihrer Drehachse hin und her bewegt, um eine bevorzugt gleichmäßige Wickelgeometrie entlang der Breite der Aufwickelspule zu erhalten. Der Lichtleiter wird aber hierbei bevorzugt aber seitlich geführt durch die Führungsvorrichtung im Wesentlichen immer

an derselben Position ausgegeben.

In weiterer Folge wird die Erfindung anhand der Figuren weiter beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Prüfanordnung. Fig. 2 zeigt Details einer Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters.

Fig. 3 zeigt ein Detail der Vorrichtung aus Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine schematische Detailansicht des Details aus Fig. 3, wobei die Blickrichtung dem Verlauf des Lichtleiters folgt.

Fig. 5 zeigt ein Detail einer möglichen Führungsvorrichtung in einer schematischen Ansicht.

Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht der Führungsvorrichtung aus Fig. 5, wobei die Blickrichtung im Wesentlichen dem Verlauf des Lichtleiters folgt.

Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen folgenden

Komponenten:

Lichtleiter 1, Aufwickelspule 2, Lichtleiterpfad 3, Antriebsvorrichtung 4, Aufwickelvorrichtung 5, Wickelantrieb 6, Durchhangsbereich 7, Lichtleiterschlaufe 8, Durchhang 9, Sensorvorrichtung 10, vorbestimmter Bereich (der Lichtleiterschlaufe) 11, Sensorspalt 12, Strahlungsquelle 13, Strahlungsdetektor 14, streifenförmiger Messbereich 15, Führungsvorrichtung 16, Luftöffnung 17, Anlagefläche 18, Seitenführungselement 19, Führungsspalt 20, Abwickelrolle 21, Prüfvorrichtung 22

Fig. 1 zeigt eine Prüfanordnung mit einer Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters 1 auf einer Aufwickelspule 2. Insbesondere bilden die Vorrichtung, der Lichtleiter 1 und die Aufwickelspule 2 zusammen eine Anordnung. Die Aufwickelspule 2 kann in allen Ausführungsformen ein Teil der Vorrichtung sein. Gegebenenfalls ist die Aufwickelspule 2 jedoch ein Wechselteil, das auf die Vorrichtung aufgesteckt wird.

Beim losen Aufwickeln auf der Aufwickelspule 2 wird der Lichtleiter 1 meist auf einer Abwickelrolle 21 geliefert, wo er mit einer gewissen Zugkraft aufgewickelt ist. In weiterer Folge wird der Lichtleiter 1 von der Abwickelrolle 21 abgewickelt und in der Vorrichtung auf die Aufwickelspule 2 lose aufgewickelt. Hierzu wird der Lichtleiter 1 entlang eines Lichtleiterpfads 3 durch die Vorrichtung hindurch geführt.

Ist der Lichtleiter 1 im Wesentlichen lose auf der Aufwickelspule 2 aufgewickelt, so kann

er in einer Prüfvorrichtung 22 geprüft werden. Diese Prüfvorrichtung 22 kann beispielsweise eine optische Prüfvorrichtung sein, die die Dämpfung bzw. andere

optische Parameter des Lichtleiters 1 prüft. Messprüfungen können beispielsweise eine Spektralanalyse, eine PMD-Messung oder eine OTDR-Dämpfungsmessung sein. Gegebenenfalls kann auch eine mechanische Prüfvorrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise den Lichtleiter 1 auf Zug beansprucht, um dessen mechanische Zugfestigkeit zu prüfen. Eine derartige mechanische Prüfvorrichtung kann beispielsweise auch ein Teil der Wickelanordnung sein.

Zum losen Aufwickeln des Lichtleiters 1 auf der Aufwickelspule 2 ist eine spezielle Vorrichtung vorgesehen, deren Funktion in weiterer Folge beschrieben wird.

Fig. 2 zeigt ein Detail einer Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters 1 auf einer Aufwickelspule 2. Der Lichtleiter 1 wird entlang eines Lichtleiterpfades 3 durch die Vorrichtung bzw. durch die Wickelanordnung geführt. Der Lichtleiterpfad 3 ist jener Bereich, in dem der Lichtleiter 1 verläuft. Der Lichtleiterpfad 3 ist insbesondere durch Umlenkrollen, Walzen, Führungen oder ähnliche Komponenten definiert. Der Lichtleiterpfad 3 ist in dem Durchhangsbereich 7 dadurch definiert, dass der Lichtleiter 1 im Wesentlichen frei durchhängt. Gegebenenfalls können seitliche Begrenzungen vorgesehen sein, die ein seitliches Ausschwenken des Lichtleiters 1 verhindern.

Die Vorrichtung umfasst eine Antriebsvorrichtung 4. Diese Antriebsvorrichtung 4 ist dazu eingerichtet, den Lichtleiter 1 mit einer ersten Geschwindigkeit zu bewegen. Diese erste Geschwindigkeit bzw. ein Signal, das Aufschluss über diese erste Geschwindigkeit gibt, wird bevorzugt an eine Regelungseinrichtung übertragen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Antriebsvorrichtung 4 als im Wesentlichen schlupflose Antriebsvorrichtung 4 ausgebildet, sodass die erste Geschwindigkeit mit ausreichender Genauigkeit vorgegeben bzw. bestimmt werden kann. Bevorzugt ist die Antriebsvorrichtung 4 in allen Ausführungsformen als sogenannter Bandabzug oder als Raupenabzug ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Lichtleiter 1 in der Antriebsvorrichtung 4 um eine Antriebsrolle gelegt, wobei zusätzlich zu der Antriebsrolle ein Andrückelement vorgesehen ist, das beispielsweise als Andrückwalze, in dieser Ausführungsform aber als Andrückband, ausgebildet ist.

In allen Ausführungsformen kann ein schlupfloser Abzug wie beispielsweise ein

Bandabzug oder ein Raupenabzug als Antriebsvorrichtung 4 eingesetzt werden.

Durch dieses Einklemmen des Lichtleiters 1 bei dessen Antrieb in der Antriebsvorrichtung 4 kann ein Antriebsschlupf verhindert oder minimiert werden.

Der mit der ersten Geschwindigkeit angetriebene Lichtleiter 1 wird entlang des Lichtleiterpfades 3 an einem weiter hinten liegenden Ort durch die Aufwickelvorrichtung 5 und insbesondere durch einen Wickelantrieb 6 der Aufwickelvorrichtung 5 mit einer zweiten Geschwindigkeit auf einer Aufwickelspule 2 lose aufgewickelt. Um die Zugkraft beim Aufwickeln auf der Aufwickelspule 2 zu minimieren, ist zwischen der Antriebsvorrichtung 4 und der Aufwickelvorrichtung 5 ein Durchhangbereich 7 vorgesehen, in dem der Lichtleiter 1 in Form einer Lichtleiterschlaufe 8 im Wesentlichen frei durchhängt, während er durch den Durchhangbereich 7 gefördert wird.

Um den Zug minimal bzw. konstant minimal zu halten, wird die Drehzahl des Wickelantriebs 6 so geregelt, dass der Durchhang 9, also insbesondere die Lage, der Lichtleiterschlaufe 8 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs 11 gehalten wird. Um den Durchhang 9 in dem vorbestimmten Bereich 11 zu halten, ist eine Regelungseinrichtung vorgesehen, die die erste Geschwindigkeit und/oder die zweite Geschwindigkeit regelt. Zur Regelung ist eine Sensorvorrichtung 10 vorgesehen, die die Lage der Lichtleiterschlaufe 8 bzw. den Durchhang 9 im Durchhangsbereich 7 detektiert bzw.

messen kann.

Bevorzugt beträgt die Länge der Lichtleiterschlaufe 8 je nach Ausgestaltung der Vorrichtung zwischen 5cm und 120cm. Gegebenenfalls weist die Lichtleiterschlaufe 8 eine Länge von kleiner als 100cm, kleiner als 80cm, kleiner als 50 cm, kleiner als 30cm, kleiner als 20 cm oder kleiner als 10 cm auf. Die Länge der Lichtleiterschlaufe 8 ist bevorzugt die frei durchhängende Länge der Lichtleiterschlaufe 8, also insbesondere die Länge des Lichtleiters 1, die sich zwischen der Antriebsvorrichtung 4 und der Aufwickelspule 2 befindet, wobei die Länge in der vorligenden Ausführungsform durch

eine den Lichtleiter 1 berührende Führungsvorrichtung 16 begrenzt ist.

In der vorliegenden Ausführungsform ist zwischen der Sensorvorrichtung 10 und der Aufwickelvorrichtung 5 eine Führungsvorrichtung 16 vorgesehen. Diese Führungsvorrichtung 16 ist in allen Ausführungsformen bevorzugt unmittelbar am Ende bzw. nach dem Ende der Lichtleiterschlaufe 8 vorgesehen und definiert dadurch das Ende der Lichtleiterschlaufe 8. Diese Führungsvorrichtung 16 führt den Lichtleiter 1, sodass etwaige Abweichungen im Verlauf des Lichtleiters 1 abgefangen werden können bzw. sodass der Lichtleiter 1 nach dem Durchhangsbereich 7 geführt wird.

Fig. 3 zeigt das Detail A aus Fig. 2. Der Lichtleiter 1 ist im Durchhangsbereich 7 als frei durchhängende Lichtleiterschlaufe 8 ausgebildet. Insbesondere wird der Lichtleiter 1 in Form einer frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe 8 durch den Durchhangsbereich 7 bewegt. Die Form und Lage der Lichtleiterschlaufe 8 bleibt konstant, solange die erste Geschwindigkeit der zweiten Geschwindigkeit entspricht. Jedoch ist insbesondere die zweite Geschwindigkeit vom Wickelumfang und von der Längsbewegung der Aufwickelspule 2 abhängig. So ändert sich der Wickelumfang mit fortschreitender Aufwicklung. Zudem wird die Aufwickelspule 2 zur gleichmäßigen Aufwicklung über deren Breite entlang der Drehachse hin und her bewegt. Auch dies hat Einfluss auf die zweite Geschwindigkeit. Zudem kann es auch vorkommen, dass der Wickelumfang ungleichmäßig geformt ist, was ebenfalls kompensiert werden sollte. Eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen erster und zweiter Geschwindigkeit bewirkt eine Änderung des Durchhangs 9 der Lichtleiterschlaufe 8. Diese Änderung kann durch die Sensorvorrichtung 10 detektiert werden. Zur Regelung der ersten Geschwindigkeit und/oder der zweiten Geschwindigkeit, insbesondere zur Regelung der Drehzahl des Wickelantriebs 6, ist die Sensorvorrichtung 10 mit der Regelungseinrichtung verbunden. Die Sensorvorrichtung 10 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform eine Strahlungsquelle 13, von der aus Strahlung durch einen Sensorspalt 12 auf einen Strahlungsdetektor 14 ausgegeben wird. Der Lichtleiter 1, insbesondere die Lichtleiterschlaufe 8, ist durch den Sensorspalt 12 geführt und damit zwischen der Strahlungsquelle 13 und dem Strahlungsdetektor 14 angeordnet. Dadurch deckt der Lichtleiter 1 je nach Durchhang 9 bzw. je nach Lage einen anderen Bereich des Strahlungsdetektors 14 ab, womit die Sensorvorrichtung 10 die Lage des Lichtleiters 1

bzw. der Lichtleiterschlaufe 8 detektieren kann.

Insbesondere weist die Sensorvorrichtung 10 einen Messbereich 15 auf, der streifenförmig quer zum Lichtleiterpfad 3 bzw. quer zum Lichtleiter 1 verläuft, sodass Änderungen des Durchhangs 9 detektiert werden können. In allen Ausführungsformen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung 10 als berührungslose Sensorvorrichtung ausgebildet ist.

Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht von Komponenten der Sensorvorrichtung 10, wobei die Blickrichtung im Wesentlichen dem Verlauf des Lichtleiters 1 bzw. des Lichtleiterpfads 3 folgt. Der Lichtleiter 1 ist durch den Sensorspalt 12 geführt. Auf der einen Seite des Sensorspalts 12 ist die Strahlungsquelle 13, wie beispielsweise eine Lichtquelle, vorgesehen, deren Strahlung durch den Sensorspalt 12 hindurch auf den Strahlungsdetektor 14 gerichtet ist. Der Strahlungsdetektor 14 kann beispielsweise ein flächiger Lichtdetektor, wie insbesondere ein CCD-Chip, sein. Der Lichtleiter 1 deckt einen Teil des Strahlungsdetektors 14 ab, womit dieser dessen Lage detektieren kann. Die Detektion kann insbesondere entlang eines streifenförmigen Messbereichs 15

erfolgen.

Je nach Lage des Lichtleiters 1 kann auf den Durchhang 9 geschlossen werden. Wird der Durchhang 9 zu klein, so werden die erste bzw. die zweite Geschwindigkeit so angepasst, dass der Durchhang 9 wieder ansteigt. Bevorzugt wird der Wickelantrieb 6 derart geregelt, dass der Lichtleiter 1 bzw. der Durchhang 9 der Lichtleiterschlaufe 8 in einem vorbestimmten Bereich 11 verbleibt. Die erste Geschwindigkeit kann gegebenenfalls konstant gehalten werden.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Führungsvorrichtung 16, wie sie beispielsweise in den Vorrichtungen der Fig. 1 und/oder 2 vorgesehen sein kann. Die Führungsvorrichtung 16 umfasst eine Anlagefläche 18, an der der Lichtleiter 1 zur Führung angelegt ist. In der Anlagefläche 18 ist zumindest eine Luftöffnung 17 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Luftöffnungen 17 entlang der Anlagefläche 18 angeordnet. An die Luftöffnungen 17 ist ein Gebläse, insbesondere ein Sauggebläse, angeschlossen, sodass Luft durch die Luftöffnungen 17

gesaugt wird. Dadurch kann der Lichtleiter 1 an die Anlagefläche 18 angesaugt werden.

Hierbei handelt es sich um eine Möglichkeit einer Führungsvorrichtung 16, die eine besonders reibungsarme Führung erlaubt.

Zur seitlichen Führung des Lichtleiters 1 können zwei Seitenführungselemente 19 vorgesehen sein, zwischen denen ein Führungsspalt 20 vorgesehen ist. Der Lichtleiter 1 verläuft bevorzugt durch diesen Führungsspalt 20 hindurch.

Fig. 6 zeigt ein Detail einer Führungsvorrichtung 16, insbesondere der Führungsvorrichtung aus Fig. 5. Der Lichtleiter 1 ist durch einen Führungsspalt 20 geführt, der beidseitig von je einem Seitenführungselement 19 begrenzt ist. Bevorzugt ist die Breite des Führungsspalts 20 größer als der Durchmesser des Lichtleiters 1. Dadurch kommt der Lichtleiter 1 nur dann in Kontakt mit einem der Seitenführungselemente 19, wenn dessen Verlauf von dem gewünschten Verlauf abweicht. Insbesondere weist der Führungsspalt 20 ein gewisses Übermaß gegenüber dem Lichtleiter 1 auf.

Bevorzugt ist in allen Ausführungen vorgesehen, dass die Führungsvorrichtung 16 derart ausgebildet ist, dass eine Anlage des Lichtleiters 1 an einem Seitenführungselement 19 nur dann erfolgt, wenn der Lichtleiter 1 von seiner vorbestimmten Lage abweicht. Dadurch kann im Normalbetrieb eine Anlage des Lichtleiters 1 an einem Seitenführungselement 19 verhindert werden, womit die

Reibung und dadurch auch die Zugkraft beim Aufwickeln minimiert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters (1) auf einer Aufwickelspule (2), umfassend: - einen Lichtleiterpfad (3), entlang dessen Verlauf der Lichtleiter (1) durch die Vorrichtung geführt ist, - eine Antriebsvorrichtung (4) zur Bewegung des Lichtleiters (1) mit einer ersten Geschwindigkeit, - eine entlang des Lichtleiterpfades (3) nach der Antriebsvorrichtung (4) angeordnete Aufwickelvorrichtung (5) mit einem Wickelantrieb (6) zum Antrieb einer Aufwickelspule (2) und zum Aufwickeln des Lichtleiters (1) mit einer zweiten Geschwindigkeit, - einen entlang des Lichtleiterpfades (3) zwischen der Antriebsvorrichtung (4) und der Aufwickelvorrichtung (5) angeordneten Durchhangsbereich (7) zur Bildung einer in diesem Bereich frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe (8) des bewegten Lichtleiters (1), - eine im Durchhangsbereich (7) angeordnete Sensorvorrichtung (10) zur Detektion des Durchhangs (9) oder zur Detektion einer Änderung des Durchhangs (9) des bewegten Lichtleiters, - und eine Regelungseinrichtung, die ein Eingangssignal der Sensorvorrichtung (10) verarbeitet und darauf basierend die Drehzahl des Wickelantriebs (6) derart regelt, dass der Durchhang (9) der Lichtleiterschlaufe (8) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (11) bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsvorrichtung die Drehzahl des Wickelantriebs (6) derart regelt, dass der Zug des Lichtleiters (1) beim Aufwickeln auf der Aufwickelspule (2) minimiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Antriebsvorrichtung (4) eine schlupflose Antriebsvorrichtung, wie insbesondere ein Bandabzug oder ein Raupenabzug ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10) einen berührungslosen Sensor zur Detektion des Durchhangs (9) der frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe (8) des bewegten Lichtleiters (1) umfasst.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Sensorvorrichtung (10) einen Sensorspalt (12) zur Durchführung der Lichtleiterschlaufe (8) aufweist,

- dass die Sensorvorrichtung (10) eine Strahlungsquelle (13), insbesondere eine Lichtquelle wie einen Laser, umfasst,

- und dass die Strahlungsquelle (13) durch den Sensorspalt (12) hindurch auf einen Strahlungsdetektor (14) der Sensorvorrichtung (10), insbesondere auf einen Lichtsensor wie beispielsweise einen CCD-Sensor, gerichtet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Sensorvorrichtung (10) zur Detektion einer Änderung des Durchhangs (9) der Lichtleiterschlaufe (8) einen streifenförmigen Messbereich (15) aufweist, der sich quer zum Lichtleiterpfad (3) und/oder entlang einer vertikalen Richtung erstreckt,

- insbesondere dass die Strahlungsquelle (13) einen streifenförmigen Laserstrahl auf einen flächigen oder streifenförmigen Strahlungsdetektor (14) ausgibt, der je nach Lage der Lichtleiterschlaufe (8) in einem bestimmten Bereich abgedeckt ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Lichtleiterpfads (3) zwischen der Sensorvorrichtung (10) und der Aufwickelvorrichtung (5), insbesondere unmittelbar nach der Lichtleiterschlaufe (8), eine Führungsvorrichtung (16) zur Führung des Lichtleiters (1) vorgesehen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (16) mindestens eine mit einem Gebläse, wie insbesondere einem Sauggebläse, verbundene Luftöffnung (17) zur Führung des Lichteiters (1) mit einem Luftstrom aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, - dass die Führungsvorrichtung (16) eine Anlagefläche (18) zur Anlage des

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Lichtleiters (1) aufweist,

- und dass in der Anlagefläche (18) mindestens eine, bevorzugt mehrere mit einem Sauggebläse verbundene Luftöffnungen (17) vorgesehen sind, die den bewegten Lichtleiter (1) zur Führung an die Anlagefläche (18) saugen.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Führungsvorrichtung (16) zwei Seitenführungselemente (19) mit einem zwischen den Seitenführungselementen (19) vorgesehen Führungsspalt (20) zur seitlichen Führung des Lichtleiters (1) aufweist,

- wobei der Abstand der Seitenführungselemente (19) und damit die Breite des Führungsspalts (20) größer ist als der Durchmesser des Lichtleiters.

Wickelanordnung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters (1) auf einer Aufwickelspule (2), umfassend:

- eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis10,

- einen entlang des Lichtleiterpfads (3) bewegten Lichtleiter (1),

- und eine an der Aufwickelvorrichtung (5) angebrachte und von dem Wickelantrieb (6) angetriebene Aufwickelspule (2).

Prüfanordnung, umfassend eine Wickelanordnung nach Anspruch 11 und eine Prüfvorrichtung (22) zur Prüfung eines lose aufgewickelten Lichtleiters (1), wobei die Prüfvorrichtung (22) insbesondere als Fasermessgerät zur Durchmessermessung, Rissprüfung, PMD, Spektralanalyse, Dämpfungsmessung (OTDR) und/oder Oberflächenschadensdetektion ausgebildet ist.

Verfahren zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters (1) auf einer Aufwickelspule (2), wobei der Lichtleiter (1) entlang eines Lichteiterpfades (3) durch eine Vorrichtung geführt wird, umfassend folgende Schritte:

- Betreiben einer Antriebsvorrichtung (4) zum Antreiben des Lichtleiters (1) mit einer ersten Geschwindigkeit,

- Betreiben einer Aufwickelvorrichtung (5) zum Aufwickeln des Lichteiters (1) um eine entlang des Lichtleiterpfades (3) nach der Antriebsvorrichtung (4) angeordnete Aufwickelspule (2) mit einer zweiten Geschwindigkeit,

- Bilden einer frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe (8) des bewegten Lichtleiters (1) zwischen der Antriebsvorrichtung (4) und der Aufwickelvorrichtung

15.

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(5),

- Detektieren des Durchhangs (9) oder der Änderung des Durchhangs (9) des bewegten Lichtleiters mit einer Sensorvorrichtung (10),

dadurch gekennzeichnet,

- dass die zweite Geschwindigkeit von einer Regelungseinrichtung derart geregelt wird, dass der Durchhang (9) der Lichtleiterschlaufe (8) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (11) bleibt.

Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsvorrichtung die Drehzahl des Wickelantriebs (6) derart regelt, dass der Zug des Lichtleiters (1) beim Aufwickeln auf der Aufwickelspule (2) minimiert ist.

Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (1) entlang des Lichtleiterpfads (3) zwischen der Sensorvorrichtung (10) und der Aufwickelvorrichtung (5), insbesondere unmittelbar nach der Lichtleiterschlaufe (8), durch eine Führungsvorrichtung (16) geführt wird.