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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten eines Lichtleitergewebes mit Schuss- und Kettfäden, bei dem mindestens ein Teil der Schuss- oder Kettfäden als lichtleitende Fasern ausgebildet sind, um die kontrollierte und effiziente Einbringung von Licht in die lichtleitenden Fasern zu ermöglichen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbereiten des Lichtleitergewebes, aufweisend mindestens eine Auskämmvorrichtung mit mindestens einem Kämmelement und einem Konterelement, wobei das Lichtleitergewebe zwischen das Kämmelement und das Konterelement in Einführungsrichtung einführbar ist und das Kämmelement relativ zum Lichtleitergewebe beweglich angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein mittels des Verfahrens und der Vorrichtung hergestelltes Lichleitergewebe.
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Lichtleitergewebe mit lichtleitenden Fasern sind bekannt und werden beispielsweise in der Druckschrift
EP 1 675 985 B1 offenbart.
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Bekannte Lichtleitergewebe enthalten lichtleitende Fasern, in die von einem ihrer Enden Licht hinein geleitet werden kann, um den entsprechenden Gewebeabschnitt zum Leuchten zu bringen. Bei diesen Lichtleitergeweben sind die lichtleitenden Fasern die Schussfäden oder die Kettfäden.
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Die lichtleitenden Fasern sind entweder vor der Herstellung des Lichtleitergewebes so ausgestaltet, dass über eines der Enden eingebrachtes Licht über zumindest einen Teil der Mantelfläche quer zur Längsachse der Faser diffundiert, oder es werden nachträglich durch eine Oberflächenbehandlung Streustellen in die lichtleitenden Fasern eingebracht, sodass eine kontrollierte Ausbringung des Lichts entlang der Faser ermöglicht wird. Solche Lichtleitergewebe bilden also ein Flächenlicht und können in den unterschiedlichsten Anwendungen appliziert werden. Um Licht in vorbestimmte Abschnitte bzw. Bereiche des Lichtleitergewebes einzubringen, wird dieses über eine an einem Ende der lichtleitenden Fasern angeordneten Lichtquelle, beispielsweise eine Diode, eingespeist. Die lichtleitenden Fasern eines vorbestimmten Bereichs werden hierzu an ihren Enden zu einem Bündel zusammengefasst.
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In der Druckschrift
EP 1 675 985 B1 wird die Herstellung eines solchen Lichtleitergewebes beschrieben, wobei beim Weben mit der Jacquardtechnik ein Muster ins Gewebe eingebracht wird.
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Es ist daher notwendig, die optischen Fasern von Zeit zu Zeit an den Stoffkanten zu zählen, bevor sie gruppiert und ihre als „Versorgungsenden“ bezeichneten Enden mit einer Lichtquelle verbunden werden, um die Bereiche, deren lichtleitenden Fasern nachher gebündelt werden zu identifizieren. Entsprechend kann das Lichtleitergewebe nach der Herstellung einfach und wenig fehleranfällig weiterverarbeitet werden. Hierbei werden die Enden der lichtleitenden Fasern eines Bereiches freigelegt und anschließend gebündelt, sodass über die gebündelten Enden Licht in die jeweiligen Bereiche eingebracht werden kann.
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Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass das dort beschriebene Lichtleitergewebe aufgrund der eingebrachten Muster nur für vorbestimmte Anwendungen Vorteile mit sich bringt. Für eine industrielle Anwendung ist es aber wünschenswert, dass das Lichtleitergewebe vollkommen unabhängig von der späteren Anwendung produziert und dann individuell für die jeweilige Anwendung zugeschnitten und weiterverarbeitet werden kann. Zudem lässt die
EP 1 675 985 B1 offen, wie die Enden der lichtleitenden Fasern freigelegt und anschließend gebündelt werden. Für die industrielle und gleichzeitig flexible Verarbeitung ist es notwendig, dass das Freilegen der Enden der lichtleitenden Fasern auf besonders simple und flexible Art ermöglicht wird.
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In den Druckschriften
WO 2020/ 084 333 A1 und
US 4 308 649 A wird jeweils eine Auskämmvorrichtung mit einem Kämmelement und einem Konterelement beschrieben, mittels welcher Florfäden aus einem Polwewebe herausgezogen werden. Für die erfindungsgemäße Aufbereitung eines aus Kett- und Schussfäden bestehenden Lichtleitergewebes ist die dort offenbarte Auskämmvorrichtung allein nicht geeignet, weil das Kämmelement die auszukämmenden Kett- oder Schussfäden nur aufschieben würde aber nicht entfernen würde.
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In der Druckschrift
US 6 823 900 B2 wird eine Kämmvorrichtung mit einem Kämmelement und einem Konterelement beschrieben. Die Kämmvorrichtung dient hierbei aber nicht dem Auskämmen der querverlaufenden Kett- oder Schussfäden des Gewebes, sondern dazu, diese aufzurauen, sodass das Gewebe bestehend aus Kett- und Schussfäden in den bearbeiteten Bereichen optisch und haptisch wie ein Polgewebe scheint. In der Druckschrift
EP 0 616 066 A1 wird eine sehr ähnliche Vorrichtung beschrieben, die ebenfalls zum Aufrauen, insbesondere von Kleidungstücken, dient, um den Stoffen ein abgetragenes Aussehen zu verleihen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, ein Lichtleitergewebe auf möglichst einfache und flexible Art und Weise, so aufzubereiten, dass Licht effizient, flexibel und kontrolliert in das Lichtleitergewebe eingebracht werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 11 und ein Lichtleitergewebe gemäß Anspruch 13. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung schlägt ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vor, eine Zuführvorrichtung, vorzugsweise als Schlitten ausgebildet, vorzusehen, mittels welcher das Lichtleitergewebe in die Auskämmvorrichtung einführbar ist und welche parallel zu den lichtleitenden Fasern des Lichtleitergewebes mit inkrementell steigendem Zuführweg hin und her bewegbar ausgebildet ist.
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Das Lichtleitergewebe kann zwischen das Kämmelement und das Konterelement mittels der Zuführvorrichtung inkrementell eingeführt werden. Hierdurch wird der Auskämmvorgang in Inkremente unterteilt, sodass bei jedem Inkrement nur ein vorbestimmter Anteil der querverlaufenden Kett- oder Schussfäden entfernt wird. Damit wird ein Aufschieben der auszukämmenden, querverlaufenden Kett- oder Schussfäden verhindert. Somit lässt sich das Lichtleitergewebe besonders präzise in die Auskämmvorrichtung einführen. Das Lichtleitergewebe ist mit geeigneten Mitteln an der Zuführvorrichtung festgelegt. Die Einführrichtung weist hierbei in eine im Wesentlichen parallel zur Längsachse der lichtleitenden Fasern verlaufende Richtung. Die freizulegenden Enden der lichtleitenden Fasern liegen in Einführungsrichtung vorne. Das Kämmelement wird in Richtung des Lichtleitergewebes bewegt, sodass das Lichtleitergewebe mit dem Kämmelement und dem Konterelement in Berührung steht. Anschließend wird das Kämmelement rotiert oder translatorisch bewegt, sodass die quer zur Einführungsrichtung verlaufenden Kett- oder Schussfäden des Lichtleitergewebes in Richtung der freizulegenden Enden der lichtleitenden Fasern herausgekämmt werden. Somit lassen sich die Enden der lichtleitenden Fasern auf einfache und flexible Art und Weise kontrolliert und effizient freilegen. Je nachdem wie weit die lichtleitenden Fasern freigelegt werden sollen, kann dies variabel über die Auskämmvorrichtung realisiert werden. Die Länge der freigelegten Enden der lichtleitenden Fasern kann auch über die Breite des Lichtleitergewebes variieren. Der große Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es also, dass unabhängig vom Gewebe alleine durch die Ausgestaltung der Auskämmvorrichtung bzw. der relativen Bewegung des Kämmelements sowie der Zuführvorrichtung festgelegt werden kann, in welchem Umfang Enden der lichtleitenden Fasern freigelegt werden. Entsprechend kann ein und derselbe Gewebetyp für die unterschiedlichsten Anwendungen aufbereitet und verwendet werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, dass das Konterelement ebenfalls als Kämmelement und relativ zum Lichtleitergewebe beweglich ausgebildet ist. Hierdurch wird der Auskämmvorgang weiter verbessert.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Kämmelement als bewegbare Bürste ausgebildet ist, welche um eine orthogonal zur Einführungsrichtung verlaufende Rotationsachse drehbar gelagert ist, oder als beweglicher Kamm ausgebildet ist, welcher parallel zur Einführungsrichtung bewegbar ist. Die Borsten einer rotierbaren Bürste bzw. die Zinken eines Kamms eignen sich besonders gut dazu, eine Reibkraft auf die auszukämmenden, quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden Schuss- oder Kettfäden auszuüben und/oder in die Zwischenräume zwischen Kett- und Schussfäden zu greifen und somit zuverlässig die Kett- bzw. Schussfäden zu entfernen.
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Zur weiteren Aufbereitung ist bei einer Weiterbildung der Erfindung eine Segmentiervorrichtung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, die lichtleitenden Fasern in mindestens zwei Gruppen zu unterteilen. Nachdem die Enden der lichtleitenden Fasern freigelegt wurden, können die lichtleitenden Fasern einzelner Bereiche in Gruppen mittels der Segmentiervorrichtung unterteilt werden.
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Die lichtleitenden Fasern einer Gruppe können vorzugsweise im Zuge der weiteren Aufbereitung mittels einer Kopplungsvorrichtung kraftschlüssig verbunden werden.
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Hierzu weist die Kopplungsvorrichtung eine trichterförmige Bündelungseinheit und einen an die Bündelungseinheit angeschlossenen zylinderförmigen Kanal auf. Die Enden der lichtleitenden Fasern einer Gruppe können in die trichterförmige Öffnung der Bündelungseinheit eingeführt werden und somit weiter in den sich anschließenden zylinderförmigen Kanal geführt werden. Das Zusammenführen der Enden der lichtleitenden Fasern einer Gruppe erfolgt aufgrund der Formgebung der Bündelungseinheit zuverlässig und auf einfache Art und Weise.
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Die Kopplungsvorrichtung ist in einer bevorzugten Ausführungsform aus zwei lösbar verbundenen Halbschalen ausgebildet. Um die gebündelten Enden der lichtleitenden Fasern aus der Kopplungsvorrichtung zu entnehmen, können die beiden Halbschalen einfach voneinander gelöst werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass an dem der Bündelungseinheit abgewandten Ende des Kanals eine Ansaugvorrichtung angeordnet ist, um die lichtleitenden Fasern einer Gruppe in die Kopplungsvorrichtung zu saugen. Die Enden der lichtleitenden Fasern werden somit präzise und zuverlässig in die Kopplungsvorrichtung geführt.
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Der Kanal weist bevorzugt eine in Umfangsrichtung verlaufende Aussparung auf, welche zur Aufnahme einer Ferrule dient. Um mittels der Ferrule eine kraftschlüssige Verbindung herzustellen, ist vorzugsweise ein Crimpstempel vorgesehen, welcher die Ferulle um die lichtleitenden Fasern klemmt.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Aufbereitung eines Lichtleitergewebes zur kontrollierten und effizienten Einbringung von Licht in das Lichtleitergewebe unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wird das Gewebe zuerst in die Auskämmvorrichtung eingeführt. Anschließend werden die quer zu den lichtleitenden Fasern verlaufenden Kett- oder Schussfäden mittels der Auskämmvorrichtung herausgekämmt, sodass die Enden mindestens einiger lichtleitender Fasern freigelegt werden. Darauffolgend werden die freiliegenden Enden der lichtleitenden Fasern mittels der Segmentiervorrichtung in mindestens zwei Gruppen unterteilt und die lichtleitenden Fasern einer Gruppe schließlich kraftschlüssig mittels der Kopplungsvorrichtung verbunden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1: schematisch in einer Draufsicht den Gesamtaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2: schematisch eine Auskämmvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform in 3D-Ansicht;
- 3: schematisch die Auskämmvorrichtung aus 2 in Seitenansicht;
- 4: schematisch eine Auskämmvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform in 3D-Ansicht;
- 5: schematisch eine Segmentiervorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht;
- 6: schematisch eine Kopplungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in 3D-Ansicht;
- 7: schematisch einen Querschnitt durch die Kopplungsvorrichtung aus 6;
- 8a-d: schematisch das Lichtleitergewebe in den unterschiedlichen Stufen der erfindungsgemäßen Aufbereitung.
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1 zeigt den Gesamtaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht. Die hier schematisch dargestellten Teilvorrichtungen werden in den 2-7 anhand einzelner Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben.
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Anhand der 1 wird im Wesentlichen der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben. Ein Lichtleitergewebe 1 ist auf einer Zuführungsvorrichtung 2 festgelegt, die einen auf einer Schiene 21 angeordneten, drehbaren Schlitten 22 aufweist. Die Schussfäden des Lichtleitergewebes 1 sind als lichtleitende Fasern ausgebildet. Die Kettfäden bestehen aus einem herkömmlichen Textil. Die Zuführvorrichtung 2 ist inkrementell in Richtung auf eine Auskämmvorrichtung 3 bewegbar, angedeutet durch die parallel zur Einführungsrichtung zeigenden Doppelpfeile. Zudem ist die Zuführvorrichtung 2 drehbar, angedeutet durch den Rotationspfeil.
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Das Lichtleitergewebe 1 wird mittels der Zuführvorrichtung 2 in die Auskämmvorrichtung 3 bis auf die Länge des ersten Inkrements eingeführt. Hierbei sind die als lichtleitende Fasern ausgebildeten Schussfäden parallel zur Einführungsvorrichtung ausgerichtet. Mittels der Auskämmvorrichtung 3 werden die Kettfäden aus dem Lichtleitergewebe herausgekämmt und somit die Enden der lichtleitenden Fasern freigelegt. Der Vorgang des Auskämmens wird anhand der 2-4 unten näher erläutert. Das Lichtleitergewebe wird anschließend mittels der Zuführvorrichtung 2 wieder aus der Auskämmvorrichtung 3 herausgezogen. Anschließend kann der Vorgang wiederholt werden, wobei das Lichtleitergewebe jeweils bis zur Länge des nächst größeren Inkrements in die Auskämmvorrichtung 3 eingeführt wird.
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Sobald die Enden der lichtleitenden Fasern in gewünschter Länge freigelegt sind, wird das Lichtleitergewebe 1 mittels der Zuführvorrichtung um ca. 180° zu einer Segmentiervorrichtung 4 verschwenkt. Mittels der Segmentiervorrichtung 4 werden die freiliegenden Enden der lichtleitenden Fasern in Gruppen unterteilt. Dieser Vorgang wird anhand der 5 unten näher erläutert.
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Anschließend werden die freiliegenden Enden der jeweiligen Gruppe mittels einer Kopplungsvorrichtung 5 zu einzelnen Bündeln kraftschlüssig verbunden. Dieser Vorgang wird anhand der 6 und 7 unten näher erläutert.
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In 2 ist eine Auskämmvorrichtung 3 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Die Auskämmvorrichtung 3 weist ein Kämmelement 31 und ein Konterelement 32 auf, zwischen welchen das Lichtleitergewebe 1 eingeführt ist. Das Kämmelement 31 weist einen Grundkörper 31 a und daran angeordnete Borsten 31 b auf. Beim Auskämmvorgang wird das Kämmelement 31 gegen das auf dem Konterelement liegende Lichtleitergewebe 1 gedrückt, wie in 3 dargestellt, und in paralleler Richtung zu den Schussfäden entlang des Lichtleitergewebes bewegt. Durch den zwischen den Borsten 31 b des Kämmelements 31 und dem Lichtleitergewebe 1 entstehenden Reibschluss werden die quer zu den Schussfäden verlaufenen Kettfäden des Lichtleitergewebes 1 herausgekämmt. Bei entsprechend dünner Ausgestaltung der Borsten 31b ist es auch möglich dass diese in die Zwischenräume zwischen Kett- und Schussfäden des Lichtleitergewebes 1 eindringen und dann durch die Bewegung des Kämmelements 31 in Richtung der Längsachsen der Schussfäden die Kettfäden herausgekämmt werden.
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In dieser einfachsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sowohl der Einführvorgang als auch die Bewegung des Kämmelements 31 rein manuell durch eine Bedienperson durchgeführt werden.
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4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche eine Auskämmvorrichtung 3 aufweist. Die Auskämmvorrichtung 2 weist ein Gestell 33 auf, an welchem zwei Bürsten 34a, 34b jeweils um ihre Längsachse drehbar gelagert sind. Die Bürsten 34a, 34b dienen als Kämmelement und gleichzeitig als erfindungsgemäßes Konterelement. Der Auskämmvorgang verläuft im Prinzip genauso wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel. Das hier nicht dargestellte Lichtleitergewebe 1 wird zwischen die beiden Bürsten 34a, 34b beispielsweise mittels der Zuführvorrichtung 2 auf die Länge des ersten Inkrements geführt und anschließend werden die beiden Bürsten 34a, 34b, rotiert, sodass die parallel zu den Längsachsen der beiden Bürsten 34a, 34b verlaufenden Kettfäden aus dem Lichtleitergewebe 1 herausgekämmt werden. Auch dieser Vorgang wird für die weiteren Inkremente wiederholt, bis die gewünschte Länge der lichtleitenden Fasern freigelegt ist.
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5 zeigt eine Segmentiervorrichtung 4 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Segmentiervorrichtung 4 weist ein Gestell 41 auf, an dessen Oberseite längliche Stifte 42 in zwei versetzten Reihen angeordnet sind. Die Unterteilung der lichtleitenden Fasern in Gruppen mittels der Segmentiervorrichtung 4 wird wie folgt durchgeführt: Das hier nicht dargestellte Lichtleitergewebe 1 wird, wie oben beschrieben, mittels der Zuführvorrichtung 2 über die Segmentiervorrichtung 4 verfahren. Die länglichen Stifte 42 werden nach oben verfahren, sodass die Stifte 42 zwischen den freiliegenden Enden der lichtleitenden Fasern hindurch geführt werden. Die in einer Reihe angeordneten Stifte 42 sind hierbei zunächst parallel zu den freizulegenden lichtleitenden Fasern und fluchtend zu den Stiften 42 der anderen Reihe positioniert. Nun wird eine Reihe der Stifte 42 quer zu den freizulegenden lichtleitenden Fasern verschoben, sodass sich eine Anordnung wie in 5 dargestellt ergibt. Hierdurch werden die lichtleitenden Fasern in Gruppen unterteilt, in diesem Ausführungsbeispiel also in vier Gruppen.
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In 6 ist eine Kopplungsvorrichtung 5 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Kopplungsvorrichtung 5 weist zwei Ebenen 51 auf, welche an vier Haltestangen 52 relativ zueinander beweglich gelagert sind. An den einander zugewandten Seiten der Ebenen 51 ist jeweils eine Halbschale 53 angeordnet. Ein Querschnitt durch die beiden zusammengeführten Halbschalen 52 ist in 7 dargestellt. Die zusammengeführten Halbschalen 53 bilden eine trichterförmige Bündelungseinheit 54 und einen daran anschließenden zylinderförmigen Kanal 55.
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Am Ende des zylinderförmigen Kanals 55 kann eine Ansaugvorrichtung vorgesehen sein, symbolisiert durch die Richtungspfeile. Im Kanal 55 ist eine Ausnehmung 56 vorgesehen, in welche eine Ferrule einfügbar ist. An der Ausnehmung 56 ist zudem ein Crimpstempel 57 vorgesehen.
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Um die lichtleitenden Fasern einer Gruppe kraftschlüssig zu verbinden, werden diese mittels der Ansaugvorrichtung über die trichterförmige Bündelungseinheit 54 in den zylinderförmigen Kanal 55 geführt und somit auch durch die Ferrule. Anschließend wird die Ferrule mittels des Crimpstempels 57 gecrimpt und die lichtleitenden Fasern einer Gruppe somit kraftschlüssig zu einem Bündel zusammengefasst.
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In den 8a-8d ist das Lichtleitergewebe 1 in den unterschiedlichen Phasen der Aufbereitung dargestellt. 8a zeigt das zugeschnittene Rohprodukt, bei welchem die Schussfäden als lichtleitende Fasern ausgebildet sind. Quer hierzu verlaufen die Kettfäden. Nachdem ein Teil der Kettfäden in der Auskämmvorrichtung 3 ausgekämmt wurden, liegen die Enden der lichtleitenden Fasern frei, wie in 8b dargestellt. Mittels der Segmentiervorrichtung 4 werden die freiliegenden Enden der lichtleitenden Fasern in zwei Gruppen unterteilt, wie in 8c dargestellt. Anschließend werden die lichtleitenden Fasern einer Gruppe mittels der Kopplungsvorrichtung 5 kraftschlüssig verbunden, indem eine Ferrule 6 um die lichleitenden Fasern mittels des Crimpstempels 57 gecrimpt wird. Das fertige Produkt ist in 8d dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lichtleitergewebe
- 2
- Zuführvorrichtung
- 21
- Schiene
- 22
- Schlitten
- 3
- Auskämmvorrichtung
- 31
- Kämmelement
- 31a
- Grundkörper des Kämmelements 31
- 31b
- Borsten des Kämmelements 31
- 32
- Konterelement
- 33
- Gestell der Auskämmvorrichtung 3
- 34a
- rotierbare Bürste
- 34b
- rotierbare Bürste
- 4
- Segmentiervorrichtung
- 41
- Gestell
- 42
- Stifte
- 5
- Kopplungsvorrichtung
- 51
- Ebene
- 52
- Haltstange
- 53
- Halbschale
- 54
- Bündelungseinheit
- 55
- Kanal
- 56
- Ausnehmung
- 57
- Crimpstempel
- 6
- Ferrule
