DE19714080B4 - Verwendung von Mikrohohlfasern - Google Patents

Abstract

Verwendung von Mikrohohlfasern aus Keramik, Porzellan oder Metall mit einem Außendurchmesser von 3 bis 20 μm und einem Hohlfaser-Lumen von 0,05 bis 19 μm, deren Oberflächen im Hohlfaser-Lumen und/oder auf dem Peripherieumfang verspiegelt sind, zur Lichtleitung.

Description

• Die Erfindung betrifft die Verwendung von Mikrohohlfasern als Lichtleiter.
• Bekannt sind Lichtleiter-Kabel und Endoskop-Kabel bestehend aus einem transparenten Kernmaterial. Derartige Kabel lassen jedoch noch Wünsche offen, insbesondere in Hinblick auf das Gewicht.
• Aus der US-Patentschrift Nr. 5,471,553 ist eine lichtleitende Hohlfaser bekannt, die einen Außendurchmesser von bevorzugt 0,1 bis 5,0 mm und einen Innendurchmesser von bevorzugt 0,05 bis 4,0 mm aufweist. Bei der Hohlfaser handelt es sich um eine mehradrige Hohlfaser mit einer sogenannten "islands-in-sea"-Struktur aus Kunstharzen mit unterschiedlichen Brechungskoeffizienten. Hierbei ist eine Hohlfaser gemäß der US 5,471,553 derart ausgebildet, dass sie gute Biegeeigenschaften aufweist. Die Herstellung erfolgt mittels Extrudierens einer geschmolzenen Kunstharzmasse aus einer Spinndüse. Eine derartige Hohlfaser kann insbesondere für ein kompaktes Endoskop oder einen optischen Sensor, bspw. in der Medizintechnik, verwendet werden.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Mikrohohlfaser zur Lichtleitung zur Verfügung zu stellen, die gegenüber einer Vollfaser ein geringeres Gewicht aufweist.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Mikrohohlfaser mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Erfindungsgemäß ist die Verwendung von Mikrohohlfasern aus Keramik, Porzellan oder Metall mit einem Außendurchmesser von 3 bis 20 μm und einem Hohlfaser-Lumen von 0,05 bis 19 μm zur Lichtleitung vorgesehen, deren Oberflächen im Hohlfaser-Lumen und/oder auf dem Peripherieumfang verspiegelt sind.
• Bevorzugt erfolgt in in den Hohlfaser-Lumen vorgesehene Medien. bei der Verwendung in der Endoskopie eine Ver- und. Entsorgung zu den Mündungen der Faseranfänge und Faserenden.
• Die Oberflächen sind bevorzugt mit Silizium verspiegelt.
• Die Mikrohohlfasern sind vorzugsweise mit transparenter Flüssigkeit, Flüssigstickstoff, destilliertem Wasser, Alkohol, Schwefelkohlenstoff, transparenten lichtleitenden Kondensaten oder Schmelze gefüllt.
• Dabei sind die Mikrohohlfasern bevorzugt in einem Kabel vorgesehen und die Kabel-Lumen sind bevorzugt mit transparenter Flüssigkeit lichtleitend befüllt.
• Die Mikrohohlfasern sind bevorzugt in einem Endoskop-Kabel vorgesehen und einzelne Mikrohohlfasern werden im Endoskop-Kabel partiell von Ver und Entsorgungsmedien durchflossen.
• Beispiel 1:
• Mikrohohlfasern mit einem Außendurchmesser von 3 bis 20 μm und einem Innendurchmesser von 0,05 bis 19 μm vervielfachen die Anzahl der Einzelfasern im Kabelquerschnitt des Lichtleiters und damit die Signalübertragungsmenge im Verfahren bei wesentlich geringerem Gewicht des Lichtleiters. Hierbei werden für die Lichtleitung Flüssigkeiten mit transparenten, lichtleitenden Eigenschaften in die Lumen der Mikrohohlfasern eingefüllt.
• Beispiel 2:
• Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Endoskop-Lichtleiterkabel mit mehreren Mikrohohlfasern vorgesehen: Dabei wird ein Teil der Lumen der Mikrohohlfasern als Therapie-Öffnungen für die Ver- und Entsorgung des Ausleuchtungs- und Therapiebereichs benutzt. Dies ist möglich durch Mikrohohlfasern mit einer vergrößerten Licht-Übertragungsleistung über den Kabelquerschnitt im Vergleich zu Vollfasern mit relativ großen einzelnen Vollfaserquerschnitten.
• Als Materialien werden Keramik, Porzellan und Metall für die Mikrohohlfasern verwendet. Die Mikrohohlfaser ist an der Innenmantelfläche verspiegelt und kann auch an der Außenmantelfläche verspiegelt sein. Die Oberflächen sind bevorzugt mit Silizium verspiegelt, insbesondere hochglanz-verspiegelt.
• Als Flüssigkeitsfüllungen für das Lumen kommen erfindungsgemäß transparente Flüssigkeiten, Flüssigstickstoff, destilliertes Wasser, Alkohol, Schwefelkohlenstoff, transparente lichtleitende Kondensate oder Schmelzen in Frage.
• Um derartige Mikrohohlfasern herzustellen ist ein spezielles Herstellungsverfahren vorgesehen. Die Herstellung erfolgt bevorzugt in einem Faserfilament-Spinnverfahren durch Formdüsen mit Formoberflächen, die chemisch mit Wolframdisulfid belegt sind; wodurch die tribologischen Eigenschaften der formgebenden Oberflächen des Werkzeugs verbessert sind.

Claims (7)

1. Verwendung von Mikrohohlfasern aus Keramik, Porzellan oder Metall mit einem Außendurchmesser von 3 bis 20 μm und einem Hohlfaser-Lumen von 0,05 bis 19 μm, deren Oberflächen im Hohlfaser-Lumen und/oder auf dem Peripherieumfang verspiegelt sind, zur Lichtleitung.
2. Verwendung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in in den Hohlfaser-Lumen vorgesehenen Medien bei der Verwendung in der Endoskopie eine Ver- und Entsorgung zu den Mündungen der Faseranfänge und Faserenden erfolgt.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder, 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen mit Silizium verspiegelt sind.
4. Verwendung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlfasern mit transparenter Flüssigkeit, Flüssigstickstoff, destilliertem Wasser, Alkohol, Schwefelkohlenstoff, transparenten lichtleitenden Kondensaten oder Schmelze gefüllt sind.
5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlfasern in einem Kabel vorgesehen sind und die Kabel-Lumen mit transparenter Flüssigkeit lichtleitend befüllt sind.
6. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlfasern in einem Endoskop-Kabel vorgesehen sind und im Endoskop-Kabel einzelne Mikrohohlfasern partiell von Ver-und Entsorgungsmedien durchflossen werden.
7. Verfahren zur Herstellung der in einem der Ansprüche 1 bis 6 gekennzeichneten Mikrohohlfasern, bei dem die lichtleitenden Mikrohohlfasern im Faserfilament-Spinnverfahren durch Formdüsen mit Formoberflächen hergestellt werden, die chemisch mit Wolframdisulfid belegt sind.