DE1910011A1

DE1910011A1 - Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiters

Info

Publication number: DE1910011A1
Application number: DE19691910011
Authority: DE
Inventors: Allan William Bell
Original assignee: Rank Organization Ltd
Current assignee: Rank Organization Ltd
Priority date: 1968-02-28
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1969-09-11
Also published as: US3585705A; GB1208472A; CS150242B2; FR2002821A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann, 1910011

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

THE HiUiK ORGANISATION LIMITED,

11 Belgrave Road, London S.W.!,England

Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiters

Die Erfindung bezieht Sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiters aus 'einem kompakten Bündel lichtleitender Fasern. Die Erfindung' betrifft ferner nach diesem Verfahren hergestellte Lichtleiter. Die Erfindung ist insbesondere für die Herstellung von "y'-Lichtleitern geeignet; sie kann jedoch auch für die Herstellung von vielartigen Lichtleitern sowie von einzelnen Lichtleitern benutzt werden, die über ihre Länge eine größere Abmessung erhalten können, als es derzeit unter normalen Herstellbedingungen möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiters anzugeben. Gelöst wird diese Aufgabe mit Hilfe eines Verfahrens der eingangs genannten Art erfihdungsgemäß dadurch, daß eine endlose Faser aus lichtleitendem Material auf eine Aufwic.kelspule aufgewickelt wird, daß zwischen der Aufwickelspule und einer die Faser bei deren AufWickelung führenden

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Führungseinrichtung eine Relativbewegung hervorgerufen wird, bei der die Führungseinrichtung quer zur Bewegungsrichtung der Faser bewegt wird, und zwar derart, daß sich die Faser wiederholt auf ein und dex'seIben endlosen Schleife auf der Aufwickelspule ablagert und ein endloses Bündel ■ aus Faserschleifen mit wenigstens einem Kreuzungspunkt ■ bildet, und daß dieses Faserbündel schließlich aufgetrennt wird. ' . '

Zweckinäßigerweise wird zwischen der Drehgeschwindigkeit der Auf v/i ekel spule und der Querbewegungsgeschwindigkeit ■ ^ der Führungseinrichtung eine solche Beziehung geschaffen, daß die Faser in Form einer "8" oder in einer Folge derartiger Figuren entsprechenden Formen um den Umfang des Spulen— körpers herumgewickelt wird. · _:

Anstelle der Aufwickelung der Faser in Form einer "8" kann die betreffende Faser auch entsprechend einer offenen einspringenden Schraubenlinie aufgewickelt werden.

Für die Herstellung eines "Y"--Lichtleiters wird die Faser zunächst in Form einer S aufgewickelt. Das so gebildete Bündel wird dann an der Kreuzungssteile aufgetrennt. _u

Anhand von Zeichnungen "wird die Erfindung nächstehend an bevorzugten Ausführungsbeispiel·en näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch einen in herkömmlicher Weise hergestellten "P'-fÖrmigen Lichtleiter. ' ■ V Fig» 2 zeigt in einer entsprechenden> Ansicht einen !¹Y"-migen Lichtleiter gemäß der Erfindung^ Fig. 3 bis 6 verdeutlichen einzelne Beispiele der Herstellung von Lichtleitern gemäß der Erfindung^,

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BAt)

Gemäß Fig. 1 sind zwei gesonderte Bündel von Fasern 10 und 11 zu einem "X" miteinander verbunden. Die "betreffenden Fasern enden dabei in einer gemeinsamen Stirnfläche 12. Aufgrund der Verwendung zweier getrennter Faserbündel sind deren Fasern nicht gleichmäßig über die Stirnfläche verteilt, sondern vielmehr entsprechend der jeweiligen Aufgabe und dem jeweiligen Zv/eck in zwei Gruppen eingeteilt, deren jede die' Hälfte der Gesamtfläche der Stirnseite einnimmt. Dies ist durch einen punktierten und einen nicht punktierten Bereich in der betreffenden Stirnfläche angedeutet. Durch Aufwickeln der Faser in erfindungsgemäßer Weise wird dagegen erreicht, daß zwei Bündel mehr oder weniger gleichmäßig über nahezu die gesamte Stirnfläche sich ineinander durchsetzen und verteilen, wie diesFig.2 erkennen läßt. Um einen "!"-Lichtleiter mit der aus Fig.2 ersichtlichen Faser-Verteilung herzustellen, wird eine einzige Faser auf einen zylindrischen Spulenkörper 13 aufgewickelt. Dieser Spulenkörper wird dazu_?wie Fig. 3 erkennen läßt, um seine Achse 14 gedreht. Gleichzeitig wird eine Führungseinrichtung, durch die die Faser zu der AufwickeIspule hin geleitet wird, kontinuierlich in achsialer Richtung der Aufwickelspule hin- und herbewegt. Die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit und der Querbewegungsgeschwindigkeit ist dabei so gewählt, daß die Faser in Form einer "S" auf der Aufwickelspule aufgewickelt wird. Nach erfolgter Aufwickelung kann das Bündel entlang der Linie X-X aufgetrennt werden. Damit liegen zwei miteinander verbundene Bündel vor, die in einer Stirnfläche zusammenlaufen. Die Faserverteilung entspricht dabei der in Fig. 2 gezeigten Faserverteilung. Um zwei "X"-Leiter herzustellen, wird das gerade hergestellte Bündel noch in der Ebene Z-Z in zwei Teile geteilt.

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In Abweichung von dein zuvor betrachteten Herstellvorgang kann die Aufwickelung auch in der Weise erfolgen, daß die aus Pig* 4 ersichtliche Aufwiekelfigur entsteht. Wird das entsprechend dieser Aufwickelfigur hergestellte Bündelgebilde entlang der Linie X-X und ferner an entsprechenden Stellen, wie der in Fig. 3 mit Z-Z bezeichneten'Stelle, aufgetrennt, so erhält man gleichzeitig mehrere "X"-Leiter.

Es dürfte einzusehen sein, daß in erfindungsgemäßer Weise auch vielarmige Lichtleiter herstellbar sind. Wird z.B. in J¹Ig. 4 ein Schnitt entlang der Linie X-X vorgenommen, und werden die Enden auf einer Seite des Schnittes losgelassen, so erhält man einen fünfarmigen Lichtleiter. Die betreffende Wicklungsanordnung kann dabei in Anpassung, an die jeweils geforderte Anzahl an Armen modifiziert v/erden*

Eine andere Wickelart veranschaulicht Fig. 5. Gemäß Fig. sind die Drehgeschwindigkeit der Aufwiekelspule und die Querbewegungsgeschwindigkeit der Faser-Führungseinrichtung so gewählt, daß um den Umfang der Aufwiekelspule herum eine Reihe von Kreuzungssteilen auftritt.

Besteht der Wunsch, einen langgestreckten durchgehenden Lichtleiter herzustellen, so kann das Bündel in Abweichung von der Auftrennung der in Form einer "8" gewickelten Faser gemäß Fig. 3, also entlang der Linien X-X und Z-Z, an der Stelle A-A zerteilt werden. Dabei wird dann das kurze Ende, das sich über die Kreuzungsstelle hinaus erstreckt, sorgfältig herausgezogen; übrig bleibt dann ein durchgehender Lichtleiter. ■:.'".-. .

Eine weitere Methode zur Bildung einesdurchgehenden, relativ langen Lichtleiters veranschaulicht Fig. 6. Gemäß

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Fig. 6 wird die laser entsprechend einer offenen, wieder einspringenden Schraubenlinie gewickelt. Das so hergestellte Bündel kann an der Stelle A-A aufgetrennt werden; das somit gebildete Ende wird sorgfältig aus den aufeinanderfolgenden Schraubenwindungen herausgezogen..

Sämtliche betrachteten Wicklungsformen führen zu Offenen Windungsfiguren, die offene Hückspring-Figuren darstellen. Hierunter werden solche Figuren verstanden, die bei der Herstellung von Lichtleitern nach einem Verfahren erwünscht sein können, bei dem Aufwicklungs- und Querbewegungen kombiniert werden.

Wach Zertrennen des jeweils hergestellten Bündelgebildes an den aus Figuren 3» 4 und 5 ersichtlichen Stellen X-X kann die Trenns.telle 'mit einem Yerbindungsglied versehen oder durch irgendeine bevorzugte Einrichtung verstärkt werden, um sicherzustellen, daß ein Faserbündel nicht ohne weiteres aus dem anderen Bündel herausgezogen werden kann. Dies kann angesichts der relativ kurzen Verbindungsstelle der sich kreuzenden Bündel erforderlich sein. Im Unterschied dazu.kann vor Beginn eines Wickelvorgangs ein Verbindungsband in eine Stellung gebracht werden, in der es dann nachfolgend an dem Bündelgebilde befestigt wird, bevor dieses aufgetrennt wird. .

In Abweichung von der aus Fig. 3 ersichtlichen Art der Kreuzung der Bündel kann die Wickelung auch in der Art erfolgen, daß sich ein längerer Kreuzungsbereich ergibt, bei .dem nach Auftrennung der Anordnung noch ein genügend langes Schaftteil des "Y" übrigbleibt, das selbsttragend ist, ohne dabei, eine Verstärkung zu erfordern.

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Claims

Pat ent a ns ρ r ü c ti

Verfahren zur Herstellung eines Lichtleiters aus " einem kompakten Bündel lichtleitender Fasern, da- . ■ durch gekennzeichnet, daß eine endlose Faser aus _: lichtleitendem Material auf eine Aufwickelspule (13) aufgewickelt wird, daß zwischen der Aufwickelspule ' (13) und einer die Faser bei deren Aufwickelung führenden Führungseinrichtung eine Relativbewegung her- ; vorgerufen wird, bei der die Führungseinrichtung quer zur Bewegungsrichtung der Faser bewegt wird, und zwar derart, daß sich die Faser wiederholt auf ein und derselben endlosen Schleife auf der Äufwickelspule (13) ablagert und ein endloses Faserbündel aus Faserschleifen mit wenigstens einem Kreuzungspunkt bildet, und daß dieses Faserbündel schließlich aufgetrennt wird,.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ; daß mit einer solchen Querbewegung der Führungseinrichtung und mit einer solchen Drehgeschwindigkeit der Aufwickelspule (13) gearbeitet wird, daß die Faserschleifen jeweils die Form einer "8" besitzen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel an der Kreuzungsstelle (X-X) und in jeder Schleife (Z-Z) unter Bildung zweier ΐ-Lichtleiter aufgetrennt xvird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in einer Schleife'entsprechend einer "8" gewickelte Faserbündel an einer Stelle aufgetrennt wird, die dicht bei dem Kreuzungspunkt des Faserbühdels liegt,

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und daß das kurze Ende des !aserbundeIs zwischen dem Kreuzungspunkt und der Trennsteile unter Bildung eines einzigen Lichtleiters sorgfältig durch den Kreuzungspunkt herausgezogen wird.
5- Verfahren, nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer solchen Querbewegungsgeschwindigkeit der Führungseinrichtung und mit einer'solchen Drehgeschwindigkeit der Aufwickel spule (13) gearbeitet wird, daß die Faserschleifen unter Bildung mehrerer Kreuzungspunkte jeweils wellenförmig oder sinusförmig verlaufen. - · _;
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel an jedem Kreuzungspunkt (X-X) sowie an anderen Stellen (Z-Z) derart getrennt wird,

daß eine dem Zweifachen der Anzahl an Kreuzungspunkten entsprechende Anzahl an- Y-Lichtleitern entsteht.
7- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer solchen "Querbewegungsgeschwindigkeit der Führungseinrichtung und mit einer solchen Drehgeschwindigkeit der Auf wickel spule' (1J) gearbeitet wird, daß sich ein Kreuzungspunkt an einer Stelle ausbildet, an der eine Vielzahl von Schleifenabschnitten des endlosen Faserbündels aufeinandertreffen.
8., Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet,

daß das Faserbündel an dem Kreuzungspünkt (X-X) derart . getrennt wird, daß ein vielarmiger Lichtleiter entsteht,

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9- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daJB mit einer solchen Querbewegungsgeschwindigkeit der Führungseinrichtung und mit einer solchen Drehgeschwindigkeit der Auf wickelspule (13) gearbeitet wird, daß ein schraubenlinienförmiges Faserbündel mil; einem axial verlaufenden Teil entsteht, der die Enden der Schraubenlinie verbindet und Kreuzungspunkte .mit den Windungen bildet, daß das Faserbündel k an einer von einem Ereuzungspunkt versetzten Stelle (A-A) aufgetrennt wird und daß das eine Ende des .. . Faserbündels derart durch die Kreuzungsρunkte hindurchgezogen wird, daß ein einziger Lichtleiter entsteht.
10. Verfahren nach einem, der Ansprüche 3» 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfach-Ende des jeweiligen Iiichtleiters derart umgebogen wird, daß ein leichtes Herausziehen der Fasern eines Bündels aus den Lichtleiter verhindert ist. · ~
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet-, daß die Einzel-Enden der Lichtleiter mit einem Ver-

r bindimgsstreifen umwickelt werden, "der von der Aufwiekelspule (13) an. entsprechenden Stellen getragen ' wird, und daß der Verbindungsstreifen an dem jeweiligen Kreuzungspunkt vor dessen Auftrennung befestigt wird;.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzungsptinkte jeweils mit solcher Länge gebildet werden, daß keine Verbindungselemente erforderlich sind.

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