DE1930090C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Faser bundeis - Google Patents

Description

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der F i g. 1 bis 15 erläutert. Es zeigt
65 F i g. 1 einen Schnitt durch einen Teil der Trommel,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- auf die zur Bildung eines optischen Faserbündels lung eines optischen Faserbündels durch Aufwickeln eine Vielzahl von Schichten von optischen Einzelfaeines aus mindestens einer optischen Einzelfaser be- sern aufgewickelt wird,

F i g. 2 die Ansicht eines optischen Faserbündels, i^^e??K? nS tin solchcs^erfahren wird je-

F ig. 3 einen Längsschnitt durch die Windungen büdet »erden-^^"„„bcnwinkeh der Windun-

eines optischen Faserbündels, das mn bekannten doch der Sinn ^a _{m m der dcr} darauffol-

Wickelmethoden hergestellt worden ist. s ^LoT Laee Mit anderen Worten, jede opt.sche

F i g. 4 und 5 das Verfahren de·.. Aufwicke ns eines 5 gender Lage M ^^ _{die optische Einze}lfa-

optischen Faserelements auf eine Trommel gemäß ^El"^c^^_barte5 Lage, wie dies in Fig. 3 dar-

der vorliegenden Erfindung, . . a'tellt ^t Daher entspricht, genau gesprochen, das

F i g. 6 einen Querschnitt durch em Einhei-sfaser- ge teilt U uaner.H _{Intensität des} Lieh s. das

bündel, das in eine Aussparung mit trapezform.gem Auster der Vene g ^ _{F bündels ein}.

Querschnitt gewickelt ist, . ^₁ nicht exakt der Verteilung die auf d.e entgegen-

Fi ζ. 7 einen Querschnitt durch ein opt.sches Faser- fallt· ""^*™^ _übertragen wird. Beispielsweise

Fig.9 eine Ansicht ähnlich der Fig.6 mit der ^en den Je>«ⁿ _der windungen der opti-

Abwandlung, daß der Querschnitt des E.nhe.tsfaser- ««*«^X_ser verschoben und ist zw.schen* bündels nicht die Form eines Trapezes, sondern eines ao ^^,^™^ _{wie dic}s der F i g. 3 entnommen

den F i g. 7 und ^^n, _der ^^

hd tetaftJ^

^S^ti^trSnnch den F i g. ^^ _der ^^

8, wobei die Einheitsfaserbündel entsprechend tetaft-J^ _{f eine Endflä}che des opt.-

F i β. 9 zusammengesetzt sind, Γ1 pierbündels einfällt, nicht exakt auf das ent-

Fig. 12 einen Querschnitt durch ein Faserekmem >S ^" ^^t übertragen wird. Das übertra-

mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt das gJ^enBe^_r™_{1|irch die} entsprechenden optischen

aus drei optischen F.inzclfasem zusammengesetzt is . g^^^ner Laee relativ zu den benachbarten

F i g. 13 einen Querschnitt, der die ^»mmenjej- Em«W·«™ ema_ _vcr5choben, _die dem Durch-

zung der optischen Fasere.emente nach Fig. .- dar- L^tn «^ ^ _{FJnzelfai>ern} entsprich». H er

^,MemenQuerschm, der eine andere Art der durch .,rd- Bildübertragung durch das opusch

Zusammensetzung der F*crelemente nach Fig. 12 ^Fd^°_n ^c^J_{B wird der} vorbeschriebene Nach-

^d^ i f^^™^^

^da^i5 eine Ansicht ähnlich der in Fi, 12. wo- ^durd^ein «hr «nf^^^ bei jedoch der Querschnitt der Faserelemente aus 35 W. in den.F ,4 und^,^ _{eine Lage ver}sechs optischen Einzelfasern besteht. vomtändi« .T über sich selbst zurückgebogen w,e

Fig 1 zeigt die bekannte Art der Herstellung op- ^'^stW Bezugszeichen 1' angegeben «t. Gleichtischer Faserbündel. M.ndestens eine optische Ein- to| ™ί Jⁿ^ ^Be^^g _{hu der} Trommel und die Richzelfaser I wird in enger Berührung mit jeder anderen zeitig w ^{rd die} ^_ßewe ^g _dcs optischen Faserele-Einzelfaser auf eine Trommel 2 aufgew.ckelt. Hier- 4o tune de. ^'^^{en g} _da^ _liscne Faserelement

durch entsteht eine Vielzahl von aufeinander gewik- ^J _sf_ch St zurückgcfaltet wird, und durch Umkelten Lagen schraubenförmiger, eng gewickelter über «eh ^™ ^₁. _Tlbminci auf die vorher-Windungen der optischen Einzelfasern 1. An der mit kehr der Ufflm _{bleibt der kichtungs}-

S-S bezeichneten Stelle wird ein Bindemittel zugege- gehende Lage &^^c _{der windung} jeder Lage

ben. um an dieser Stelle die Lagen zu fixieren. Dann 45 sinn^es Se» _Fasere,,_ment 1 irgendeiner

chen^Pl α oder 1 b einfällt, durch jede der optischen ^nsUa des au erne ^ ^^ ^ _Uchtmt

Einzelfasern 1 zur entgegengesetzten Endflache 1 α ühne '^^cnacinc ^ _Endf,äche übertragen wird,

oder 16 übertragen, ohne die Art der Verteilung der s.tat exakt auf d.e^^ ^ ^ ^ ^^ _E Intensität des Lichts zu ändern. _{4 f} . , . . _r ⁵⁵ ₇₍.,_f" „ ι _eezeiet die Jurch Aufwickeln die Schieb-

Bei bekannten Verfahren zum Aufwickeln einer £»^J«^r» ^'^ _können an Stelle einer optischen

optischen Einzelfaser 1 auf eine Trommeil wird die ^ten ^//^^ _{Anzahl von} zusammengebunde -

Trommel in einer Richtung gedreht und die opt. ehe ^^Λ»?⁵« JJ . _{durch einen} thermischen schmel-

Einzelfaserl wird bei Zuführung zur Trommel in ten.^e.sp eis _{durch dn Bindemi}t_{lcl vcr}.

^rt^r^riT^'iefS -elemente , verwendet wer-

führt, während die Trommel sich m derselben Rich- ,^- J ^{e m}·^ s eines _f„_{r die Bi)dung von}

das UcH_{1 a}

wird vermieden werden, auch wenn eine oder meh- ncte) Zuführungsvorrichtung zugeführt, die nahe

rere Optische Einzelfasern 1 in jeder Einheit gebro- dem Ausgang der Düse 5 angeordnet ist. Daher

chen sind da jede der optischen Einzelfasern 1 in je- durchdringt das Bindemittel 4 den Zwischenraum

der der Einheiten das Licht einzeln überträgt. zwischen den drei optischen Einzelfasern 1 auf ihrer

F i g. 6 zeigt eine weitere Vorrichtung nach der 5 gesamten Länge und festigt sich, so daß ein Faserele-

vorlicgenden Erfindung, bei der die optischen Einzel- ment A entsteht.

fasern 1 so zusammengefaßt sind, daß sie einen tra- Eine Vielzahl solcher Faserelemente A kann durch

pczförmigen Querschnitt haben, wobei die Boden- Verwendung einer Ausnehmung, die ähnlich der in

fläche zweimal so lang ist, wie die verbleibenden drei F i g. 6 dargestellten so zusammengefaßt werden, daß ,

anderen Seiten gleicher Länge und wobei der zvvi- io die Querschnittsform eines Trapezes gebildet wird, i

sehen zwei entgegengesetzten Seiten eingeschlossene wie dies in F i g. 13 dargestellt ist. Wenn zur Herstel- ;

Winkel zu 60° gemacht wird. Eine derartige An- lung der Faserelemente A ein thermisch schmelzen-

ordnung eines optischen Faserclements 1 kann bei- de? Bindemittel verwendet wird, kann die Anord-

spielsweise erhalten werden durch Aufwickeln minde- nung leicht durch Erhitzung der jeweiligen Enden ;

stens einer optischen Einzelfaser in eine Ausneh- 15 der Anordnung fixiert werden, in dem die Enden s

mung die in der Außenfläche eines ringförmigen nach der Abkühlung wieder erhitzt werden. Eine so ;

Körpers3 gebildet ist, wobei diese Ausnehmung eine gebildete Anordnung, wie sie in Fig. 13 dargestellt .!

Bodenfläche und zwei entgegengesetzte Seitenflächen ist, kann verwendet werden zur Herstellung eines zu- }

aufweist welche symmetrisch geneigt sind und im sammengesctztcn optischen Faserbündels, wie dies in j

Querschnitt einen Winkel von 60" einschließen. *° den F i g. 7 oder 8 dargestellt ist. j

Eine Stelle der so gebildeten Anordnung wird dann Beim Zusammenfassen der Faserelemente A kann ]

_wj_e i_m vorstehenden beschrieben — durch ein die Ausnehmung, in der diese angeordnet sind, in der \

Bindemittel festgelegt und die Anordnung dann dort Außenfläche eines ringförmigen Körpers 6 vorhan-

aufcetrennt , den ^se'ⁿ· ^w'^c ^'^{es m} Fig. 6 dargestellt ist, oder die

Das so gebildete optische Faserbündel'mit trapez- 25 Ausnehmung kann in gerader Form in einem langgcförmigem Querschnitt kann als Einheitsfaserbündel streckten Körper vorhanden sein, in dem die Faserverwendet werden. elemente A parallel zueinander angeordnet sind.

Wie in Fig.7 dargestellt, können Einheitsfaser- Fig. 14 zeigt eine andere Anordnung von Faserbündel nach Fig.6 durch Festlegung der Enden der- elementen, in der diese ein zusammengesetztes opti selben mittels eines Bindemittels zu einem zusam- 30 sches Faserbündel bilden, das eine große Quermengesetzten optischen Faserbündel zusammengc- schnittsfläche hat.

faßt werden, dessen Dicke der des vorbeschriebenen Da das Bindemittel 4 im Faserelement A den Zwi

Ti apezquerschnitts entspricht. schenraum zwischen den drei optischen Einzelfa

Alternativ können die Einheitsfaserbündel auch so sern 1 durchdringt, und durch seine Art nicht über

zusammengefaßt werden, daß sie einen sechseckigen 35 die durch die Düse 4 festgelegte Grenze hinausdringt.

Querschnitt bilden, wie dies in F i g. 8 dargestellt ist. kann die Anordnung jeder Einzelfaser 1 durch Vcr-

Wie in Fig. 8 weiterhin dargestellt, kann durch wendung der Faserelemente A regelmäßig uml

Zusammenlegen von acht Einheitsfaserbündeln auch gleichförmig gemacht werden, so daß die Durchlas

ein zusammengefaßtes optisches Faserbündel erhal- sigkeit des vollständigen optischen Faserbündels sehr

ten werden, das eine große Querschnittsfläche in der 40 hoch ist. Da ferner die optischen Einzelfasern 1 in je

Form eines Sechsecks hat. dem der Faserbündel A durch das Bindemittel zu-

Die F i g. 9 bis 1 i zeigen eine Abwandlung der in sammengeklebt sind, kann das Licht durch jedes dev

den Fig. 6 bis 8 dargestellten Anordnung. In diesem optischen Faserelemente A übertragen werden, auch

Beispiel hat das Einheitsfaserbündei im Querschnitt wenn eines oder zwei optische Einzelnem 1, die in

die Form eines gleichseitigen Dreiecks. Die Art der 45 jedem der Faserelemente A vorhanden sind, gebro

Herstellung des Einheitsfaserbündels und die Art der chen sind.

Zusammenfassung ist ohne weiteres den F1 g. 6 bis 8 F i g. 15 zeigt eine Anwandlung der F i g. 12, in der

zu entnehmen. sechs optische Einzelfasern 1 in jedem Faserelemcnt

Die Fig. 12 zeigt eine weitere Anordnung nach vorhanden sind. Die Art der Herstellung des Fascr-

der vorliegenden Erfindung, in der drei optische Ein- 50 elements, das in Fig. 15 dargestellt ist, und die Art

zelfasern 1 durch ein Bindemittel 4 auf ihrer gesam- der Zusammenfassung derselben sind ähnlich der in

ten Länge miteinander verbunden sind, wodurch sie den Fig. 12 bis 14 dargestellten, ein Faserelement A bilden, dessen Querschnitt im Da die optischen Einzelfasern 1 in dem Faserele-

wesentlichen die Form eines gleichseitigen Dreiecks ment, wie es in den Fig. 12 und 15 dargestellt ist,

ist. Dieses Faserelement A kann erzeugt werden 55 durch ein Bindemittel 4 verbunden sind, ist die Zug-

durch Hindurchführen von drei optischen Einzelfa- festigkeit der Faserelements sehr hoch im Vergleich

sernl, durch eine Düse 5, deren Querschnitt ein zu einzelnen getrennten Einzelfasern 1. Hierdurch

gleichseitiges Dreieck ist Das Bindemittel 4 wird den wird die Herstellung von Faserbündeln erleichtert

optischen F.inzelfasern 1 durch eine (nicht gezeich- und Fehler bei der Verwendung derselben vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

stehenden Faserelements auf eine rotierende Trom- Patentansprüche; mel in Form schraubenförmiger Windungen, welche in enger Berührung miteinander stehen, durch Festle-

1. Verfahren zur Herstellung eines optischen gen aufeinander gewickelter Lagen des ¹^ '
Faserbündels durch Aufwickeln eines aus minde- S ments an einer Umfangsstelle mittels eines
stens einer optischen Einzelfaser bestehenden tels und anschließendes Durchtrennen der
Faserelemcnts auf eine rotierende Trommel in derliegenden Lagen an dieser Stelle zur Bildung Form schraubenförmiger Windungen, welche in zweier Endflächen des Faserbündels,
enger Berührung miteinander stehen, durch Fest- Es ist bekannt, ringförmige,

legen aufeinander gewickelter Lagen des Faserele- io aus optischen Einzelfasern dad
ments an einer Umfangsstelle mittels eines Binde- diese auf eine rotierende Trommel gewickelt werden mittels und anschließendes Durchtrennen der (britische Patentschrift 907 952). Der Nachteil des aufeinanderliegenden Lagen an dieser Stelle zur dort beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß Bildung zweier Endflächen des Faserbündels, beim Aufwickeln weiterer Lagen wegen der Notwendadurch gekennzeichnet, daß jeweils 15 digkeit der Erhaltung des gleichen Wicklungssinnes am Ende einer Lage das Faserelement (1) über das Faserelement jeweils nach Beendigung einer Lage sich selbst zurückgebogen (1') und die Drehrich- abgetrennt und die nächste Lage dann wiederkam tung der Trommel (2) umgekehrt wird. entgegengesetzten Ende begonnen werden m-°

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- solche Verfahrensweise ist umständlich und
kennzeichnet, daß das optische Faserelement (1) ao bend.

durch Verkleben oder Verschweißen einer An- Der Erfindung liegt daher die

zahl optischer Einzelfasern hergestellt wird. ein Verfahren und eine Vorricht

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- eines optischen Faserbündels anzugeben, das eine kennzeichnet, daß jedes Faserelement (1) aus sehr viel einfachere und schnellere Herstellung des drei oder sechs optischen Einzelfasern gebildet »5 Faserbündels ermöglicht. Diese Aufgabe wird dawird. die in Form eines vorzugsweise gleichseiti- durch gelöst, daß jeweils am Ende einer Lage das gen Dreiecks angeordnet werden (F i g. 12; 15). Faserelement über sich selbst zurückgebogen und die

4. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch ge- Drehrichtung der Trommel umgekehrt wird,
kennzeichnet, daß die Einzelfasern (1) auf ihrer Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind ganzen Länge durch ein Bindemittel (4) mitein- 30 in den Unteransprüchen beschrieben. Dabei können ander verbunden werden. die Faserelemente aus mehreren optischen Einzelfa-

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden sern aufgebaut werden, die durch Verkleben, beiAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß meh- spielsweise mittels Epoxiharz, oder thermisch durch rere Einheitsfaserbundel zu einem optischen Verschweißen miteinander verbunden sind. Aus den Faserbündel miteinander verbunden werden, des- 35 Faserelementen werden dann Einheitsfaserbundel gesen Dicke der Höhe des Querschnitts des Ein- wickelt, die zu einem Faserbündel zusammengesetzt heitsfaserbündels entspricht (Fig. 7· 10). werden können. Bei Ausgestaltung des Verfahrens

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis nach Anspruch 3 wird erreicht, daß der Aufwickel 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ein- Vorgang dadurch beschleunig! wird, daß drei oder heitsfaserbündel so miteinander verbunden wer- 4° sechs optische Einzelfasern zu einem Faserelemeni den, daß ein Faserbündel erzielt wird, dessen zusammengesetzt werden, das die Form eines vorQuerschnitt ein regelmäßiges Sechseck ist zugsweise gleichseitigen Dreiecks hat. Durch geeig-(F ig. 8; 11). nete Auswahl der Anordnung der Einheitsfaserbün-

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- del relativ zueinander kann jede gewünschte Querrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn- 45 Schnittskonfiguration der zusammengesetzten Faserzeichnet durch eine drehbare Trommel (2), deren bündel erreicht werden. Beispielsweise kann hierbei Drehrichtung umkehrbar ist und die eine V- oder eine Vielzahl von Einheitsfaserbündeln mit dreiecki-Irapezförmige Ausnehmung aufweist. gern oder trapezförmigem Querschnitt zu Faserhün-

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- dein mit dem Querschnitt eines Trapezes oder regelkennzeichnet, daß die Seitenwände der V-förmi- 50 mäßigen Sechsecks verbunden werden.

gen Ausnehmung der Trommel (3) symmetrisch Bei den mit dem erfindungsgemaßen Verfahren ?ur Mittellinie der Ausnehmung geneigt sind und hergestellten optischen Faserbündeln stimmt Hie Vereinen Winkel von 60 einschließen (Fig. 9). teilung der Fasern auf beiden Endflächen genau

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- überein.

kennzeichnet, daß die trapezförmige Ausneh- 55 Da im Faserbündel die Einheitsfaserbundel, die mung der Trommel (3) eine Bodenfläche und Faserelemente sowie die Einzelfasern durch ein Binzwei symmetrisch geneigte Seitenflächen auf- demittel miteinander verbunden sind, wird das Licht weist, welche einen Winkel von 60 ^λ einschlie- durch jede der optischen Einzelfasern übertragen, so ßen, wobei die Grundlinie der Querschnittsfläche daß, selbst wenn eine der optischen Einzelfasern unvorzugsweise doppelt so lang ist, wie die drei an- 6° terbrochen ist, das Licht durch die verbleibenden opderen, gleich langen Seitenlinien (F i g. 6). tischen Einzelfasern im Faserelement übertragen

werden kann.