DE1955204B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines fadenbuendels zur optischen bilduebertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Fadenbündels zur optischen Bildübertragung.

Die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche einer derartigen Faseroptik sind poliert, und die Faseroptik kann mit einem Linsensystem und einer Schutzhülle versehen werden, um für zahlreiche Zwecke in Medizin und Technik verwendbar zu sein. Die einzelnen Fasern sind an beiden Enden des Faserbündels so angeordnet, daß sie sich in einer entsprechenden Lage befinden und in einem eng zusammengefaßten Bündel jeweils miteinander in Verbindung stehen. Um eine derartige Faseroptik herzustellen, werden üblicherweise eine Reihe von Faserringen hergestellt, die entlang ihrer Länge dünne Lagen richtig angeordneter Fasern aufweisen, von denen Teilstücke zusammengelegt und abgeschnitten werden, um die Faseroptik herzustellen. Dabei werden Fasern vorherbestimmter Breite mit einer parallelen Orientierung auf einer Trommel aufgewickelt. Da jedoch die einzelnen Fasern nur einen Durchmesser von etwa 10 bis 20 Mikron haben, ist es schwierig, die Bewegungsgeschwindigkeit der Führungsrolle unter Berücksichtigung des Durchmessers der Fasern zu synchronisieren, weil die Maschine innerhalb gewisser Toleranzen ungenau arbeitet. Es ist auch schwierig, dicht gepackte Lagen von Faserbllndeln wegen der elektrostatischen Aufißdung und sonstiger StörelTekte beim Aufwickeln herzustellen.

Bei einem bekannten Verfahren, bei welchem Lagen von FaserbUndeln zwischen vertikalen Stiften aufgewickelt werden, 1st die Stabilität der Lagen nicht zufriedenstellend, da die Anordnung der Fasern verschoben werden kann, wenn sie von den Stiften abgenommen werden. Da nur eine einzige

ίο Lage von Fasern gleichzeitig hergestellt werden kann, ist ein beträchtlicher Arbeitsaufwand zum Zusammenlegen eines Faserbündels aus den einzelnen Lagen erforderlich. Durch die Erfindung soll deshalb ein Verfahren angegeben werden, durch das diese

Schwierigkeiten weitgehend vermieden werden, um eine Massenproduktion von dicht gepackten Faserlagen durchführen zu können.

Ein Verfahren zur Herstellung von Faserbündeln zur optischen Bildübertragung durch Aufwickeln

ao von Fasern auf eine rotierende Einrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Faser auf eine zur Richtung der Drehachse einer rotierenden Einrichtung geneigte und parallel zur Wicklungsrichtung verlaufende Fläche entlang einem

as Teilbereich des Umfangs aufgewickelt wird, daß eine ringförmige Faserlage ausgebildet wird, daß mehrere derartige Faserlagen übereinandergeschichtet und in einer Richtung senkrecht zur Faserrichtung durchgeschnitten werden und daß die sich ergebenden Enden des Faserbündels poliert werden. Auf diese Weise ist es möglich, Faserlagen unabhängig von der Genauigkeit der Geschwindigkeit der Führungseinrichtung auszubilden, indem die auftretende Spannung ausgenützt wird und indem die Faserlagen in einem stabilen Zustand auf der geneigten Fläche gehalten werden können.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch die geneigte Flächen aufweisende Stützeinrichtung in Fig. 1,

F i g. 3 einen F i g. 2 entsprechenden Querschnitt, wobei jedoch eine zweite Lage von Fasern aufgewickelt ist,

F i g. 4 eine Einrichtung zum Zerschneiden einer mehrschichtigen Faserlage und

5» F i g. 5 und 6 weitere Ausführungsbeispiele geneigter Stützeinrichtungen für die Vorrichtung in Fig. 1.

Eine parallel zur Wicklungsrichtung und zur Rotationsachse geneigt verlaufende Fläche kann beispielsweise durch den Stützteil 4 in Fig. 1, durch eine Einrichtung in F i g. 5 mit geneigten Stiften oder durch eine Einrichtung in F i g. 6 gegeben sein, wo zwei oder mehr Träger mit geneigten Flächen vorgesehen sind. Derartige geneigte Flächen können auch erhalten werden, indem geeignete Teile entlang des Umfangs eines zylindrischen Körpers ausgeschnitten werden.

F i g. 1 zeigt eine Trommel zum Aufwickeln von Glasfasern. Sie hat eine Reihe von zylindrischen Stiften 3 auf einer kreisförmigen Platte 2, welche um eine Welle 1 rotieren kann. Auf der einen Seite der Platte 2 ist eine Stützeinrichtung 4 angeordnet, die aus Metall oder Kunststoff besteht und geneigte Ober-

ntlchenabschnitte aufweist, die parallel zu der Wlckiungsrichtung und geneigt zur Rotationsachse verlaufen. Eine Glasfaser« wird von einer Führungsrolle S geführt, welche synchron mit der Drehzahl der Welle 1 in der Querrichtung X verschoben wird. Die Faser wird um die Stifte 3 gewickelt, wobei eng benachbarte Lagen b auf der geneigten Oberfläche 4 A in F i g, 2 ausgebildet werden. Bei einer Umdrehung der Welle 1 gleitet die Faser α auf Grund ihrer Spannung entlang der Oberfläche 4 A und erreicht die Oberfläche 4 B.

Nach einer v/eiteren Umdrehung der Welle wird die Führungsrolle synchron mit der Drehung in der Richtung X verstellt, wobei die Faser auf Grund ihrer Spannung entlang der Oberfläche 4 A gleitet, bis sie in Berührung mit dem bei der vorangegangenen Umdrehung aufgewickelten Teil der Faser anlangt. Auf diese Weise wird eine in F i g. 2 dargestellte bandförmige Lage durch Aufwickeln der Faser α hergestellt. Durch Wiederholung kann eine mehrschichtige so Lage hergestellt werden, wie in F i g. 3 dargestellt ist.

Der Winkel zwischen der geneigten Fläche 4 A und der Fläche 4 B wird entsprechend der Spannung, dem Querschnitt und der Form der Faser gewählt. «5

Da Glasfasern keine große Zugfestigkeit aufweisen, darf die Spannung eine maximale Grenze nicht überschreiten. Je größer die Spannung ist, desto kleiner sollte der Neigungswinkel sein. Bei größerem Durchmesser der Faser sollte der Neigungswinkel entsprechend größer gewählt werden.

Wenn der Winkel entsprechend der Reibungskraft zwischen der Faser und der geneigten Oberfläche gewählt wird, ergibt sich ein größerer Neigungswinkel bei geringerer Reibungskraft. Unter Berücksichtigung der Struktur der Stützeinrichtung muß der Neigungswinkel groß im Falle der in F i g. 1 dargestellten Stützeinrichtung gewöhlt werden, ebenso bei einer StUtzeinrichtung, deren geneigte Flüchen an einem zylindrischen Körper ausgebildet sind. Bei den Stutzeinrichtungen in F i g. 5 und 6, bei denen geneigte Stifte bzw. zwei od.ir mehr Träger mit geneigten OberflUchenabschnitten vorgesehen sind, betrug bei einem praktischen AusfUhrungsbeispiel der Durchmesser der Faser 0,015 mm. Die Stifte hatten einen Durchmesser von 0,5 mm und eine Länge von 3 mm und bestanden aus Messing mit einem sehr glatten Chromüberzug. Der Abstand zwischen den Stiften betrug 30 mm der Umfang der Trommel 1 m, die Spannung einige Gramm, während der Neigungswinkel etwa 25° gegen die Richtung der Achse der Trommel betrug.

Die aufgewickelten Lagen b werden durch Klebstoff aneinander befestigt, wonach die Stifte gelockert und der Faserring in einem stabilen Zustand abgenommen werden kann. Derartige Faserringe werden dann bis zu etwa 3 mm Höhe übereinandergeschichtet und aneinander befestigt. Dabei ist darauf zu achten, daß die Lagen eng zueinander angeordnet werden, so daß kein Zwischenraum zwischen den Lagen vorhanden ist, wonach ein zentraler Teile des Faserbündels durch ein Schneidwerkzeuge (F i g. 4) durchgeschnitten wird, um ein Faserbündel herzustellen.

Zum Befestigen des gebündelttn Teils können beispielsweise die eng benachbart angeordneten Lagen mit Klebstoff entlang einer Länge von etwa 30 mm des 1 m betragenden Umfangs der Faserringe mit Klebstoff befestigt werden, wonach der Ring in der Mitte dieses Bereichs aufgeschnitten wird, so daß ein gestrecktes Faserbündel hergestellt wird, dessen beide Enden poliert werden. Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel hatten die Endflächen eine Größe von 3 mm^a.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

i 955 204 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Faserbündels zur optischen Bildübertragung durch Aufwickeln von Fasern auf eine rotierende Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Faser auf eine zur Richtung der Drehachse einer rotierenden Einrichtung geneigte und parallel zur Wicklungsrichtung verlaufende Flachs entlang einem Teilbereich des Umfangs aufgewickelt wird, daß eine ringförmige Faserlage ausgebildet wird, daß mehrere derartige Faserlagen übereinandergeschichtet und in einer Richtung senkrecht zur Faserrichtung durchgeschnitten werden und daß die sich ergebenden Enden des Faserbündels poliert werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entlang eines Teils des Umfangs einer rotierenden Einrichtung zur Drehachse geneigte und zur Wicklungsrichtung parallelverlaufende Oberflächen vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Flächen an einer Stützeinrichtung oder einem Träger mit einer Anzahl von Blöcken mit derartig geneigten Flächen vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Armen mit Vorsprüngen mit geneigten Flächen vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Flächen durch auf einem Träger parallel zueinander angeordnete Stifte gebildet sind.