DE2121581A1 - Optical fiber device and method for making the same - Google Patents
Optical fiber device and method for making the sameInfo
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Description
PATENTANWÄLTE 2 I 2 1 58 1PATENT LAWYERS 2 I 2 1 58 1
DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDTDR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT
W. 24 729/71 12/JäW. 24 729/71 12 / year
Vic°.n Products Corp., Mamaroneck, New York (V.St.A.)Vic °. n Products Corp., Mamaroneck, New York (V.St.A.)
Optische Faservorrichtung und Verfahren zu ihrer HerstellungOptical fiber device and method for making the same
Die Erfindung "bezieht sich auf eine optische Faservorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung eine ausziehbare und zusammenziehtare schraubenlinienförmig gewickelte optische Faservorrichtung, die in ihrer Gestalt der bekannten Gestalt einer schraubenlinienförmig gewickelten Telefonleitung ähnlich ist,, welche einen Telefonhörer mit einem Telefonapparat verbindet. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung. The invention "relates to an optical fiber device and a method for their production. In particular, the invention relates to an extendable one and constricting helically wound optics Fiber device which in its shape corresponds to the known shape of a helically wound telephone line is similar, which connects a telephone receiver to a telephone set. The subject of the invention is furthermore a method for producing such a device.
Optische Faserbündel, die eine Mehrzahl von getrennten optischen Fasern aufweisen, sind bekannt und werden in weitem Ausmaß verwendet. Beispielsweise wird auf die USA-Patentschrift 3 050 907 verwiesen. Von den vielen Anwendungen, die für solche Bündel op-Optical fiber bundles comprising a plurality of separate optical fibers are known and will be widely used. For example, see U.S. Patent 3,050,907. Of the many applications that are op-
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"bischer Pasern gefunden wurden, umfassen die meisten Situationen, in denen das optische Faserbündel dazu verwendet wird, Licht von einer entfernt angeordneten Lichtquelle zu einem verhältnismäßig unzugänglichen Bereich zu übertragen und/oder eine Betrachtung eines solchen Bereichs su ermöglichen. Diese .Anwendungen erfordern oftmals die Bewegung von Instrumenten, mit denen das eine Ende des optischen Faserbündels verbunden ist."little bits of information have been found, encompass most situations in which the optical fiber bundle is used to receive light from a remote light source transferred to a relatively inaccessible area and / or enable such an area to be viewed. These applications often require movement of instruments to which one end of the optical fiber bundle is connected.
Ein verhältnismäßig neues Anwendungsgebiet betrifft die Schaffung einer Lichtquelle, die mittels eines optischen Faserbündels mit einem zahnärztlichen Instrument verbunden ist, um im Mund eines Patienten Licht direkt an der Stelle vorzusehen, wo das zahnärztliche Instrument verwendet werden soll. Die Verwendung irgendeiner Axt von medizinischem oder ärztlichem Instrument erfordert selbstverständlich ein großes Ausmaß an Manipulation und Bewegung, denen sich das optische Faserbündel anpassen muß, und dies trifft besonders bei einem zahnärztlichen Instrument zu. Bisher hat dies allgemein große Längen von optischen Faserbündeln erfordert, was zu Problemen bei der Lagerung und Handhabung von mit solchen optischen Faserbündeln versehenen zahnärztlichen Instrumenten geführt hat, um Verwirrungen des Faserbündels zu vermeiden. Sin vorgeschlagenes Mittel, um solche Probleme zu überwinden, besteht darin, eine Vorrichtung in Form einer zurückziehbaren optischen Faserschnur zu schaffen. Solche Vorrichtungen sind verhältnismäßig teuer, erfordern ,viel zusätzlichen Baum im Verhältnis zu der Größe der Lichtquellenvorrichtung selbst und machen es oft erforderlich, bewegliche Teile vorzusehen, was zu Nachteilen führt, die sich aus der Verwendung solcher beweglicher Teile ergeben. Weiterhin bieten zurückziehbare Schnüre, beispielsweise gewichtbelastete Schnüre, oftmals Probleme zufolge des Versagens zum vollständigen Zurückziehen, des Hängenbleibens usw..A relatively new field of application relates to the provision of a light source connected to a dental instrument by means of an optical fiber bundle for providing light in a patient's mouth directly at the location where the dental instrument is to be used. The use of any ax of medical or medical instrument, of course, requires a great deal of manipulation and movement to which the optical fiber bundle must adapt, and this is especially true with a dental instrument. Up to now this has generally required great lengths of optical fiber bundles, which has led to problems in the storage and handling of dental instruments provided with such optical fiber bundles in order to avoid confusion of the fiber bundle. One proposed means of overcoming such problems is to provide a device in the form of a retractable optical fiber cord. Such devices are relatively expensive, require much additional tree in relation to the size of the light source device itself, and often require the provision of moving parts, which leads to disadvantages resulting from the use of such moving parts. Furthermore, retractable cords, such as weighted cords, often present problems due to failure to fully retract, snag, etc.
Ein allgemeiner Zweck der Erfindung besteht darin, eineA general purpose of the invention is to provide a
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ausziehbare und zusanraienziehbare optische Faservorrichtung zu schaffen, bei der die oben genannten Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden sind. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen ausziehbaren und zusammenziehbaren optischen Faservorrichtung zu schaffen, die eine lange Nutzlebensdauer hat.Extendable and contractible optical fiber device to create in which the above-mentioned disadvantages of the known devices are avoided. Another The purpose of the invention is to provide a method for making such an extendable and contractible to provide an optical fiber device which has a long useful life.
Schraubenlinienförmig gewickelte, ausziehbare und zusammen ziehbare Schnurvorrichtungen sind bekannt, wie z.B. die schraubenlinienförmig gewickelten Telefonschnüre, die mit den meisten Telefonhörern verbunden sind. Weiterhin wird auf die USA-Patentschriften 2 059 475 und 3 318 994 verwiesen. Jedoch ist diese Art von ausziehbarer und zusammen ziehbarer Schnurvorrichtung bisher nicht bei der Entwicklung von optischen Paserbündelvorrichtungen verwendet worden oder für diese Verwendung vorgeschlagen worden, und zwar.zufolge der bestehenden Probleme und zufolge der Tatsache, daß solche Vorrichtungen als nicht ausführbar angesehen wurden, sofern sie überhaupt ernsthaft in Betracht gezogen wurden.Helically wound, extendable and together Drawable cord devices are known, such as the helically wound telephone cords, the connected to most of the telephone handsets. Reference is also made to U.S. Patents 2,059,475 and 3,318,994 referenced. However, this type of extensible and contractible cord device has not been under development has been used or suggested for use in optical fiber bundling devices, and as a result of the existing problems and the fact that such devices were not considered feasible if seriously considered at all were drawn.
Gemäß der Erfindung ist eine ausziehbare und zusammenziehbare optische Faservorrichtung geschaffen, die einen Mantel aus elastischem Material, der in schraubenlinienförmiger Gestalt verfestigt worden ist, und eine Mehrzahl von biegsamen optischen Pasern aufweist, die innerhalb des Mantels aus elastischem Material angeordnet und genügend biegsam sind, um ein Ausziehen des schraubenlinienförmigen Gebildes und sein nachfolgendes Zusammenziehen durch die Kräfte zu ermöglichen, die in dem Mantel aus elastischem Material erzeugt sind und das Bestreben haben, den Mantel in seine ursprüngliche schraubenlinienförmige Gestalt zurückzuführen, ohne die optischen Eigenschaften der optischen Pasern nachteilig zu beeinflussen·In accordance with the invention there is provided an expandable and contractible optical fiber device that includes a Sheath made of elastic material in a helical shape Shape has been solidified and has a plurality of flexible optical fibers disposed within the jacket made of elastic material and are sufficiently flexible to pull out the helical structure and to allow its subsequent contraction by the forces exerted in the elastic jacket Material are produced and strive to return the jacket to its original helical shape, without adversely affecting the optical properties of the optical fibers
Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer ausziehbaren und zusammenziehbaren,According to the invention is further a method for producing an extendable and contractible,
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schraubenlinienförmig gewickelten optischen Faservorrichtung geschaffen, bei welchem eine Mehrzahl von biegsamen optischen Fasern in einem Mantel aus elastischem Material angeordnet wird, der Mantel mit den in ihm angeordneten optischen Fasern in schraubenlinienförmige Gestalt gebracht wird und das elastische Material des.Mantels verfestigt wird, während dieser in der schraubenlinienförmigen Gestalt gehalten wird.helically wound optical fiber device having a plurality of flexible optical fibers is arranged in a sheath made of elastic material, the sheath with the arranged in it optical fibers is brought into a helical shape and the elastic material des.Mantels is solidified while being held in the helical shape.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing, for example.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer für zahnärztliche Zwecke verwendbaren Beleuchtungsvorrichtung mit einer optischen Faservorrichtung gemäß der Erfindung.Fig. 1 is a perspective view of a lighting device useful for dental purposes with an optical fiber device according to the invention.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer optischen Faservorrichtung gemäß der Erfindung.Fig. 2 is a sectional view of an optical fiber device according to the invention.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der optischen Faservorrichtung gemäß Fig. 2 nach der Linie 3 3 der Fig. 2.Fig. 3 is a cross-sectional view of the optical fiber device according to FIG. 2 along the line 3 3 of FIG. 2.
Es ist zu bemerken, daß die vorliegende Erfindung zu vielen Zwecken benutzt werden kann, da gewickelte, ausziehbare und zusammenziehbare optische Faserbündel viele nützliche Anwendungen haben können. Die nachfolgende Beschreibung ist jedoch auf eine gegenwärtig bevorzugte iusführungsform der Erfindung gerichtet, die zur Verwendung bei einer für zahnärztliche Zwecke bestimmten Beleuchtungsvorrichtung geeignet ist. Diese Verwendungsart ist jedoch nur als Beispiel gegeben und soll keine Beschränkung der Erfindung darstellen. It should be noted that the present invention can be used for many purposes as being wrapped, extendable and gatherable optical fiber bundles can have many useful uses. The following description however, is to a presently preferred embodiment of the invention for use in a lighting device intended for dental purposes suitable is. However, this type of use is only given as an example and is not intended to represent a limitation of the invention.
In Fig. 1 ist eine für zahnärztliche Zwecke dienende Beleuchtungsvorrichtung 10 dargestellt, die eine zweckentsprechende Lichtquelle 12, ein ausziehbares und zusammenziehbares, schraubenlinienförmig gewickeltes optisches Faserbündel 14 gemäß der Erfindung und einen lichtrichtenden Befestigungsteil 16 aufweist, der das eine Ende des opti-In Fig. 1, a lighting device 10 serving for dental purposes is shown, which is an appropriate Light source 12, an expandable and contractible, helically wound optical fiber bundle 14 according to the invention and a light-directing fastening part 16, which has one end of the opti-
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sehen Faserbündels 14 aufnimnrfc. Der lichtrichtende Befestigungsteil 16 ist mittels Klammern 21 an einem zahnärztlichen Instrument 18 angebracht. Das Instrument könnte gemäß einer .Abwandlung auch mit einer Hut ausgeführt sein, in welcher der Befestigungsteil 16 aufgenommen ist.see fiber bundle 14 aufnimnrfc. The light-directing fastening part 16 is attached to a dental instrument 18 by means of brackets 21. The instrument could be according to a modification can also be carried out with a hat, in which the fastening part 16 is received.
Licht von der Lichtquelle 12, die als kastenartige. Moduleinheit dargestellt ist, in der eine G-lühbirne oder ein ähnliches lichterzeugendes Element (nicht dargestellt) angeordnet ist, wird von dem optischen Faserbündel 14 zu der Spitze oder dem Ende 20 des Befestigungsteilea 16 geleitet, um nahe dem Haken 22 des Instrumentes 18 Licht zu schaffen. Das schraubenlinienförmig gewickelte optische Faserbündel 14 endigt in einem geraden Stück, das in dem M Light from the light source 12, which is box-like. A modular unit is shown in which a light bulb or similar light generating element (not shown) is arranged, is guided by the optical fiber bundle 14 to the tip or end 20 of the mounting part a 16 to provide light near the hook 22 of the instrument 18 create. The helically wound optical fiber bundle 14 terminates in a straight piece which is contained in the M
Befestigungsteil 16 angeordnet ist, der allgemein aus einem länglichen Metallrohr besteht.Fastening part 16 is arranged, which generally consists of a elongated metal tube.
In Fig. 1 ist das optische Faserbündel 14 in annähernd seinem völlig zusammengezogenen Zustand dargestellt, in welchem die Windungen des Bündels 14 verhältnismäßig dichtIn Fig. 1, the optical fiber bundle 14 is shown in approximately its fully contracted state, in which the turns of the bundle 14 are relatively tight
aneinanderliegen. Das Bündel 14 befindet sich gewöhnlich in dieser Gestalt, wenn das Instrument 18 an oder nahe der Lichtquelle 12 angeordnet ist. Hierfür kann an der Lichtquelle 12 eine nicht dargestellte geeignete Halteeinrichtung für das Instrument 18 oder den Bündelbefestigungsteil 16 angeordnet sein. Wenn das Instrument 18 von der Lichtquelle 12 bewegt wird, wird die schraubenlinienförmige V/ick- M lung ausgezogen oder gestreckt, wobei die 7/indungen geöffnet werden, und zwar ähnlich wie die Schnur beim Wegbewegen eines Telefonhörers vom Bügel des Telefonapparats. Beim Rückbewegen des Instrumentes 18 in Richtung gegen die Lichtquelle 12 schließen sich die Windungen und nehmen das auf, was sonst in einer geraden Schnur als Lose vorhanden sein würde. Allgemein werden schraubenlinienförmig gewickelte optische Faserbündel gemäß der Erfindung mit einem Verhältnis von 2 zu 1 hergestellt, indem beispielsweise ein Faserbündel 14, das in vollständig ausgezogenem Zustand einelie against each other. The bundle 14 is usually in this shape when the instrument 18 is arranged at or near the light source 12. For this purpose, a suitable holding device (not shown) for the instrument 18 or the bundle fastening part 16 can be arranged on the light source 12. When the instrument 18 is moved from the light source 12, the helical V / ick- M is lung extended or stretched, wherein the / open indungen 7, as similar to the string moving away of a telephone handset from the hanger of the telephone set. When the instrument 18 is moved back in the direction towards the light source 12, the windings close and absorb what would otherwise be present as slack in a straight cord. In general, helically wound optical fiber bundles according to the invention with a ratio of 2 to 1 are produced by, for example, a fiber bundle 14 which, in the fully extended state, is a
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Länge von etwa 1,2 m hat, im vollständig zusammengezogenen Zustand eine Länge von etwa 0,6 m hat.Length of about 1.2 m when fully contracted State has a length of about 0.6 m.
V/ie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, v/eist das optische Faserbündel 14 eine Mehrzahl von optischen Fasern 24 auf, die bei der dargestellten -Ausführungsform aus optischen Glasfaserelementen bestehen. Die Bezeichnung "optische Faser", wie sie in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, soll alle lichtleitenden Elemente umfassen, die verhältnismäßig lang sind und eine kleine Querschnitt sf la ehe haben, und zwar unabhängig von ihrer Querschnittsgestalt. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the optical is Fiber bundle 14 has a plurality of optical fibers 24, which in the illustrated embodiment of optical Consist of fiberglass elements. The term "optical fiber" as used in the present specification is used should include all light-conducting elements that are relatively long and have a small cross-section sf la ehe have, regardless of their cross-sectional shape.
Die optischen Pasern 24 sind an jedem Ende durch ringförmige Klemmteile 26 bzw. 28 aus rostfreiem Stahl zusammengehalten. Die Klemmteile 26, 28 sind beispielsweise mittels eines nicht dargestellten geeigneten Klebmittels, wie Epoxyharz, an der Innernfläche eines Mantels 30 aus elastischem Material befestigt. Das elastische Z-Iaterial ist ein Material, welches ein "platisches Gedächtnis" hat, indem es das Bestreben hat, in die Gestalt zurückzukehren, in der es verfestigt worden ist, beispielsweise Kautschuk, Polyvinylchlorid, Polyäthylen usw. Die optischen Pasern 24 können sich, mit Ausnahme der durch die Klemmteile 26 und 28 bewirkten Beschränkung ihrer Bewegung relativ zueinander und zu dem elastischen Mantel 30 frei bewegen, wie es durch den Spalt 32 zwischen den optischen Pasern 24 und der Innenfläche des Mantels 30 angedeutet ist.The optical fibers 24 are annular at each end Clamping parts 26 and 28 held together made of stainless steel. The clamping parts 26, 28 are for example by means of a suitable adhesive (not shown), such as epoxy resin, on the inner surface of a jacket 30 attached to elastic material. The elastic material is a material that has a "platical memory" in that it tends to return to shape, in which it has been solidified, for example rubber, polyvinyl chloride, polyethylene, etc. The optical fibers 24 can, with the exception of the effect of the clamping parts 26 and 28 restriction of their movement relative to one another and to move freely to the elastic jacket 30 as it is through the gap 32 between the optical fibers 24 and the Inner surface of the jacket 30 is indicated.
Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt allgemein das anfängliche Bilden eines Bündels au3 biegsamen optischen Paserelementen. Die Bezeichnung "biegsam" wird in dem Sinn verwendet, daß die optischen Paserelemente zu schraubenlinienförmiger Gestalt gewickelt und danach viele Male ausgezogen und wieder zusammengezogen werden können, ohne daß sie brechen und ohne daß irgendeinenachteilige Wirkung auf ihre optischen Eigenschaften hervorgerufen wird. Gemäß der Erfindung ist gefunden worden, daß optische Glasfaserele-The method according to the invention generally comprises initially forming a bundle of flexible optics Paser elements. The term "pliable" becomes in that sense used that the optical paser elements to be helical Form wrapped and then pulled out and back together many times without they break open without any adverse effect their optical properties is caused. According to the Invention has been found that optical fiber optics
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mente "bis auf einen maximalen Durchmesser von 0,02 54 mm (o,001 Zoll) gezogen v/erden müssen, um die gewünschte Biegsamkeit zu schaffen. 3s ist weiter gefunden worden, daß es vorzuziehen ist, die optischen Glasfaserelemente bis auf einen Durchmesser von etwa "0,203 mm (o,C008 Zoll) oder weniger zu ziehen. Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die biegsamen optischen Faserelemente an ihren -Enden durch die aus rostfreiem Stahl bestehenden Klemmteile 26 und 28 zusammengehalten. elements "up to a maximum diameter of 0.02 54 mm (0.001 inches) must be pulled to provide the flexibility desired. 3s has further been found that it is preferable to use the fiber optic elements to a diameter of about "0.203 mm (o, C008") or less. In the currently preferred Embodiment of the invention, the flexible optical fiber elements at their ends are made of stainless Steel existing clamping parts 26 and 28 held together.
Das Bündel aus biegsamen optischen Faserelementen kann durch Bündeln einer .Anzahl einzelner optischer Glasfaserelemente 24 erhalten werden, um ein einheitliches Bündel zu bilden. Dies kann dadurch herbeigeführt v/erden, daß die optischen G-lasfaserelemente 24 anfänglich mit Alkohol gesättigt werden, um ihre Oberflächenspannung zu brechen und die Faserelemente zur Bildung des einheitlichen Bündels zusammenzuhalten. Die Xlemmteile 26 und 28 werden dann über die Enden des einheitlichen Bündels geschoben. Danach wird ein Epoxyharz auf die Teile der optischen Faserelemente 24 innerhalb der Enden der Klemmteile und 28 aufgebracht, welche dieEnden des optischen Faserbündels 14 darstellen. Die Enden der optischen Faserelemente 24 werden dann abgeschnitten und poliert, um die gewünschten lichtleitenden und optischen Eigenschaften zu schaffen.The bundle of flexible optical fiber elements can be made by bundling a number of individual optical fiber elements 24 can be obtained to form a unitary bundle. This can be brought about by that the glass optical fiber elements 24 are initially treated with alcohol become saturated to break their surface tension and the fiber elements to form the uniform To hold the bundle together. The clamps 26 and 28 are then slid over the ends of the unitary bundle. Thereafter, an epoxy resin is applied to the parts of the optical fiber elements 24 within the ends of the clamping parts and 28, which represent the ends of the optical fiber bundle 14. The ends of the optical fiber elements 24 are then cut and polished to the desired photoconductive and optical properties create.
Die optischen Faserelemente 24 mit den aufgebrachten Klemmteilen 26 und 28 werden in einen elastischen hantel 30 geschoben. Ein nicht dargestellter Klebstoff wird zwischen die Klemmteile 26 und 28 und die Innenfläche des Mantels 30 gespritzt, um die Klemmteile 26 und 28 an dem Mantel 30 zu befestigen. Das optische Faserbündel 14 ist nunmehr vollständig gebildet und befindet sich in dem in Fig, 2 dargestellten Zustand.The optical fiber elements 24 with the applied clamping parts 26 and 28 are in an elastic dumbbell 30 pushed. An adhesive, not shown, is between the clamping parts 26 and 28 and the inner surface of the shell 30 molded to the clamping parts 26 and 28 on the To attach coat 30. The optical fiber bundle 14 is now completely formed and is located in the in Fig, 2 shown state.
Ein geeignetes Schmiermittel od. dgl. wird gemäß demA suitable lubricant or the like. Is according to the
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bevorzugten Verfahren der Erfindung verwendet, um zu verhindern, daß die optischen Pasern 24 während der nachstehend beschriebenen Wärmebehandlung an dem Mantel 30 festhaften oder in diesem eingebettet werden. Beispielsweise kann nicht dargestelltes Silikonöl durch die Wandung des Kanteis 30 hindurch eingespritz werden, nachdem das optische Faserbündel 14 gebildet worden ist. Das optische Faserbündel 14 wird dann während einer Zeit liegengelassen, die ausreichend ist, um zu gewährleisten, daß das Silikonöl zufolge Kapillarwirkung alle optischen Pasern 24 überzogen hat.preferred method of the invention used to prevent the optical pas 24 during the heat treatment described below to be adhered to or embedded in the jacket 30. For example silicone oil (not shown) can be injected through the wall of the Kanteis 30 after the optical fiber bundle 14 has been formed. The optical fiber bundle 14 is then left for a time which is sufficient to ensure that the silicone oil is all optical due to capillary action Pasern 24 has exceeded.
Das optische Paserbündel 14 wird danach um einen nicht dargestellten Dorn zu einer dichten schraubenlinienförmigen Wicklung gewickelt. Das Ma.ntelmaterial wird dann verfestigt, während es in der dichten schraubenlinienförmigen Gestalt gehalten wird. Die Bezeichnung "verfestigen", wie sie hier verwendet wird, soll irgendwelche Mittel umfassen, mit denen bewirkt wird,- daß elastisches Material eine gewünschte Gestalt annimmt und das Bestreben hat, nach dem Strecken in diese Gestalt zurückzukehren. Beispielsweise kann diese Bezeichnung solche Vorgänge, wie Fixieren, Vulkanisien, Wärmebehandeln, Bestrahlen usw., umfassen. Nachdem das Mantelmaterial verfestigt ist, wird die gewickelte optische Faservorrichtung von dem Dorn abgenommen; sie ist dann für den Gebrauch fertig.The optical pas bundle 14 is then not by one illustrated mandrel to a dense helical shape Winding wrapped. The jacket material is then solidified while in the dense helical shape is held. As used herein, the term "solidify" is intended to include any means by which is effected, - that elastic material assumes a desired shape and has the tendency, after stretching in to return to this shape. For example, this term can include processes such as fixing, vulcanizing, heat treatment, Irradiating, etc. After the clad material is solidified, the wound optical fiber device is made removed from the mandrel; it is then ready for use.
Wenn eine besonders dichte Wicklung gewünscht wird, kann das fertiggestellte gewickelte optische Paserbündel, welches gemäß der vorstehenden Beschreibung gebildet ist, auf einem kleineren Dorn angeordnet und zu einer dichteren schraubenlinienförmigen Gestalt gewickelt werden. Das Material wird dann erneut verfestigt, um die gewünschte dichtere Wicklung zu schaffen.If a particularly tight winding is desired, the finished wound optical fiber bundle, which is formed as described above, arranged on a smaller mandrel and to a denser one helical shape are wound. The material is then resolidified to the desired density To create winding.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann ohne Verwendung eines Silikonmediums oder eines anderen Mittels ausgeführt werden, welches verhindern soll, daß die optischenThe method according to the invention can be carried out without the use of a silicone medium or other means which is to prevent the optical
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F'aserelemente aneinander oder an dem Mantel anhaften. Jedoch muß, wenn so verfahren wird, die Temperatur sehr genau geregelt werden. Insbesondere muß die obere Grenze der Temperatur genau geregelt werden, um den Erweichungspunkt des Mantelmaterials zu erreichen und dessen molekulare Struktur neu zu orientieren und zu fixieren, wobei diese Temperatur dennoch niedrig genug sein muß, um zu verhindern, daß die optischen Pasern aneinder anhaften oder in den Mantel eingebettet werden. Falls ein Einbetten oder Anhaften auftritt, werden die optischen Fasern beim Verfestigen des Mantelmaterials mit dem Mantel und/oder miteinander feat verbunden, und sie brechen beim Ausziehen der optischen Faserbündelvorrichtung.. M Fiber elements adhere to one another or to the sheath. However, in doing so, the temperature must be controlled very precisely. In particular, the upper limit of the temperature must be precisely controlled in order to reach the softening point of the cladding material and to reorient and fix its molecular structure, this temperature nevertheless having to be low enough to prevent the optical fibers from sticking to one another or in embedded in the mantle. If embedding or sticking occurs, when the clad material solidifies, the optical fibers are bonded to the clad and / or each other feather, and break when the optical fiber bundle device is pulled out. M
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of examples.
Es wurde ein etwa 1,8 m langer Kautschukmantel mit einem Außendurchmesservon 3,96 mm (o,156 Zoll) und einem Innendurchmesser von 2,54 mm (0,1 Zoll) hergestellt. Ein Bündel von etwa 3 600 optischen Glasfasern, das an den Enden mit aus rostfreien Stahl bestehenden Klemmteilen einer Länge von 25,4 mm (1 Zoll) versehen war, wurde in den Mantel eingeführt. Die aus rostfreiem Stahl bestehenden Klemmteile hatten einen Außendurchmesser von 2,41 mm ™ (0,095 Zoll) und einen Innendurchmesser von 1,80 mm (o,071 Zoll). Silikonöl wurde in den Mantel eingespritzt, um zu verhindern, daß die optischen Glasfasern aneinander oder an dem Mantel anhaften. Die aus rostfreiem Stahl bestehenden Klemmteile wurden mittels Epoxyharzes an dem Mantel festgeklebt.A rubber jacket about 1.8 m long with an outer diameter of 3.96 mm (0.156 inches) and one 2.54 mm (0.1 inch) inside diameter. A Bundle of approximately 3,600 glass optical fibers tied at the ends with stainless steel clamps 25.4 mm (1 inch) long was inserted into the jacket. The existing stainless steel Clamp members were 2.41mm ™ (0.095 inch) outside diameter and 1.80mm inside diameter (0.071 inches). Silicone oil was injected into the jacket, to prevent the optical glass fibers from sticking to each other or to the cladding. The existing stainless steel Clamping parts were glued to the jacket by means of epoxy resin.
Das gesamte Gebilde wurde dann auf einen Dorn gewickelt, ι der einen Außendurchmesser von. 9f52 mm (3/8 Zoll) hatte.The entire structure was then wound onto a mandrel which had an outer diameter of. 9 f was 52 mm (3/8 in).
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Das gewickelte Gebilde wurde mittels Asbestbandes an Ort und Stelle gehalten, während die Enden des Mantels dort, wo die Klemmteile angeordnet sind, mit Aluminiumfolie überdeckt wurden, um Wärme von"den Klemmteilen abzuhalten und dadurch eine schädliche Wirkung auf ihre Haltekraft zu verhindern, wie sie durch Verschlechterung des Epoxyharz-3indemittels hervorgerufen werden könnte.The wrapped structure was held in place using asbestos tape and held in place, while the ends of the jacket where the clamping parts are arranged, covered with aluminum foil were to keep heat from "the clamping parts and thereby prevent a harmful effect on their holding force, as caused by deterioration of the epoxy resin binder could be caused.
Das Gebilde wurde in einem Ofen angeordnet, der auf eine Temperatur von annähernd 200 C gebracht worden war, und während etwa 20 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Daa Gebilde wurde dann abkühlen gelassen, wofür eine Zeit von etwa 15 bis 20 Minuten erforderlich war. Hier zu zu beachten, daß das Abkühlen mit einer Geschwindigkeit erfolgen muß, bei der ermöglicht ist, daß die Fixierung oder Verfestigung aufrechterhalten wird und dennoch keine schädlichen Wirkungen auf die gewünschten optischen Eigenschaften der optischen Faserelemente hervorgerufen werden. Es ist zu bemerken, daß, wenn das Abkühlen zu schnell erfolgt, die optischen Fasern brechen können. Wenn das Abkühlen zu langsam erfolgt, wird die gewünschte dauerhafte Fixierung nicht erhalten. The structure was placed in an oven that had been brought to a temperature of approximately 200 C, and held at this temperature for about 20 minutes. The structure was then allowed to cool for what a while from about 15 to 20 minutes was required. To note here, that the cooling must occur at a rate that allows the fixation or solidification to occur is maintained and yet not harmful Effects on the desired optical properties of the optical fiber elements are caused. It is to be noted that if the cooling occurs too quickly, the optical fibers can break. When cooling down too slow takes place, the desired permanent fixation is not obtained.
Die Wicklung hatte nach dem Abkühlen eine Länge von etwa 0,9 m, und die Windungen sprangen geringfügig zurück, so daß ein endgültiger Innendurchmesser von etwa 12,7 mm (0,5 Zoll) erhalten wurde. Wie oben erwähnt, ist gefunden worden, daß, wenn ein kleinerer Wicklungsdurchmesser gewünscht wird, das gewickelte optische Fasergebilde auf einem kleineren Dorn dichter gewickelt und das Mantelmaterial erneut fixiert werden kann, um die gewünschte dichtere Wicklung zu schaffen.The coil had a length of about 0.9 m after cooling, and the coils jumped back slightly, see above that a final inside diameter of about 12.7 mm (0.5 inch) was obtained. As mentioned above, it has been found that if a smaller winding diameter is desired, the wound optical fiber structure on a smaller one The mandrel can be wound more tightly and the jacket material can be reattached to create the desired closer winding.
Ein optisches Faserbündel, das dem Bündel gemäß Beispiel 1 ähnlich war, jedoch eine länge von nur etwa 1,2 m hatte,An optical fiber bundle, which was similar to the bundle according to Example 1, but had a length of only about 1.2 m,
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wurde in einem Mantel aus Polyvinylchorid angeordnet. Es wurde wiederum Silikonöl verwendet. Tatsächlich scheint es wesentlich zu sein, Silikonöi oder ein ähnliches Kittel zu benutzen, wenn zur Bildung des Mantels ein synthetischer Kunststoff verwendet wird.was placed in a jacket made of polyvinyl chloride. Again, silicone oil was used. In fact it seems essential, silicone oil or something like that Use a gown when a synthetic plastic is used to form the sheath.
Das gewickelte Gebilde wurde in einem Ofen angeordnet, dessen Temperatur etwa 200° C betrug, und während etwa 10 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Das gewickelte Gebilde wurde wieder abkühlen gelassen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, bei der die Fixierung aufrechterhalten wurde und die optischen Pasern nicht nachteilig beeinflußt wurden. Das geringe Zurückfedern wurde wiederum bemerkt; obwohl der Dorn einen Außendurchmesser von 9,52 mm (3/8 Zoll) hatte, betrug der endgültige Innendurchmesser der Windungen etwa 12,7 mm (o,5 Zoll). Die Gesamtlänge des gewickelten optischen Faserbündels betrug etwa 0,6m, d.h. die Hälfte der vollständig ausziehbaren Länge.The wound structure was placed in an oven, the temperature of which was about 200 ° C, and for about Maintained at this temperature for 10 minutes. The wound structure was allowed to cool again with a rate at which fixation was maintained and the optical fibers are not detrimental were influenced. The slight springback was again noticed; although the mandrel has an outside diameter of 9.52 3/8 inch, the final inner diameter of the coils was about 0.5 inches. The total length of the wound optical fiber bundle was about 0.6m, i.e. half of the fully extendable length.
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Representative=s name: KOHLER, M., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 80 |
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