DE2331527A1 - Verfahren zur herstellung eines fiberoptischen busches - Google Patents

Description

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U.K. Appln. 29081/72 *. ο ο ι ο £/

Filed: June 21, 1972

The Rank Organisation Limited Millbank Tower, Millbank, London, S.W.I, England

Verfahren zur Herstellung eines fiberoptischen Busches.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines fiberoptischen Busches, bei welchen ein Bündel von optischen Fasern an einem Ende innerhalb eines Halteringes zusammengebunden wird.

Derartige Büsche (sprays), gelegentlich auch "fiberoptischer Pferdeschwanz¹¹ genannt, werden in"Darstell- oder Ausstellvorrichtungen (z.B. in Schaufenstern) benutzt. Sie bestehen aus einem Bündel von optischen Fasern, welche an einem Ende zusammengebunden sind und zu unterst an diesem zusammengebundenen Ende so gelagert sind, daß die freien Faserlängen oberhalb des zusammengebundenen Endes strauß- oder büschelartig herabhängen. In das untere Ende des Bündels wird Licht einer geeigneten Quelle geleitet, gewöhnlich durch ein sich drehendes Vielfarbenfilter, so daß die herabhängenden Enden der Fasern ein sich kontinuierlich änderndes Muster von Licht unterschiedlicher Farben aussenden.

Ein Nachteil der bekannten Büsche besteht darin, daß die Zahl der Faserenden pro Flächeneinheit der Buschoberfläche nicht überall einheitlich ist. Die Mehrzahl der Fasern hängt bis zu dem größtmöglichen Ausmaße über, so daß es im Zentrum

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des Busches an Pasern mangelt. Dies beeinträchtigt die visuelle Wirkung der Ausstellvorrichtung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Unzulänglichkeiten der bekannten Büsche zu reduzieren.

Die Erfindung schafft einen fiberoptischen Busch mit einem Faserbündel aus einer großen Zahl von optischen Fasern mit nivellierten Enden an einem Ende des Bündels, an welchem die Fasern zur Bildung einer flachen Stirnfläche des Bündels zusammengebunden sind. Die Stirnfläche ist geschliffen und poliert. Am anderen Ende des Bündels fallen die Fasern buschartig frei herab, wobei die den Busch bildenden Fasern in ihren Längen regelmäßig abgestuft sind, und zwar entweder kontinuierlich oder in Stufen von einem Minimum im Zentrum des Bündels bis zu einem Maximum am Rand.

Da die zentralen Fasern des Bündels kürzer sind, fallen sie bei dieser Anordnung in einem geringeren Umfange herab und werden daher den zentralen Bereich der Oberfläche des Busches ausfüllen. Durch eine geeignete Abstufung der Faserlängen kann eine weitgehend gleichmäßige Verteilung der Faserenden über die gesamte Buschoberfläche erzielt werden.

Bei einem Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung eines fiberoptischen Busches wird ein Bündel geformt, welches eine große Zahl von optischen Fasern von im wesentlichen gleicher Länge enthält, die sich jeweils von Ende zu Ende des Bündels erstrecken. Ein Ende des Bündels wird in einem Haltering angeordnet, der in den offenen Endteil eines hohlen Formgebungsringes eingeführt wird, der darüber hinaus einen Teil aufweist, welcher sich entweder kontinuierlich oder stufenweise von einer größten Abmessung nahe dem Endteil zur Aufnahme des Bündels bis zu einer kleinsten Abmessung am anderen Ende inwendig verjüngt. Die Ringanordnung wird mit dem Haltering über dem Formgebungsring gelagert. Die Anordnung wird geschüttelt oder in Schwingung versetzt, damit die inneren Fasern des Bündels in einem entsprechend der inneren Verjüngung gestaffelten Masse in den unteren, sich verjüngenden Teil des Formgebungsringes fallen.

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In dieser Stellung werden die Fasern im Haltering zusammengebunden. Der Formgebungsring wird abgezogen, und die dadurch entblößten Fasern gestaffelter Länge werden abgeschnitten.

Der sich verjüngende Teil des Formgebungsringes kann eine steile konische Form haben. Für eine gleichmäßigere Staffelung der Faserlängen hat der Formgebungsring jedoch zwischen aufeinanderfolgenden Zwischenzonen des Bündels zwischen dem Zentrum und dem Rand vorzugsweise eine Reihe von inneren, vorstehenden Rändern zur Bildung des inneren sich verjüngenden Teiles. Das gewünschte Staffelungsmuster wird darüber hinaus noch vorteilhafter erzielt, wenn die Ringanordnung, während sie in Schwingung versetzt wird, vertikal unterstützt wird.

Vorzugsweise werden die abgestuften Faserlängen abgeschnitten, bevor die Fasern in der gewünschten Stellung zusammengebunden werden. Die Fasern können in dieser Stellung durch Einführung eines Epoxidharzes und nachfolgende Aushärtung zusammengebunden werden.

Gewöhnlich wird das abgeschnittene Ende des zusammengebundenen Faserbündels geschliffen und poliert.

. Für die meisten Zwecke ist ein Busch mit einer im wesentlichen halbkugelförmigen Oberfläche erforderlich. Daher weisen der Formgebungs- und der Haltering normalerweise einen kreisförmigen Querschnitt für zylindrisches Faserbündel auf.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Verwendung bei der Herstellung eines fiberoptischen Busches weist einen hohlen Haltering auf, der einen an beiden Enden offenen Teil mit einheitlichem Querschnitt hat, und einen Formgebungsring mit einem offenen, zur Aufnahme des Halterings entsprechend dimensionierten Endteil sowie mit einem weiteren Teil, welcher sich kontinuierlich oder stufenweise von einer größten Abmessung, die gleich dem inneren Durchmesser des Halteringes ist, nahe dem Endteil zur Aufnahme des Halterings bis zu einer kleinsten Abmessung am anderen Ende inwendig verjüngt.

In Abhängigkeit von der Steifigkeit und anderen physikalischen Eigenschaften der Fasern hat der sich verjüngende Teil

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des Formgebungsringes vorzugsweise einen mittleren Verjüngungswinkel von zwischen 5° und 20°. Der Ausdruck "mittlerer Verjüngungswinkel" bezieht sich darauf, daß der sich verjüngende Teil des Formgebungsringes aus einer Reihe von inneren Absätzen oder vorspringenden Rändern gebildet werden kann, wie oben erwähnt wurde, im Falle eines Formgebungsringes mit kreisförmigem Querschnitt also der sich verjüngende Teil aus einer Reihe von kurzen Zylindern mit (stufenweise) kleiner werdendem inneren Durchmesser bestehen kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung zur Herstellung eines fiberoptischen Busches wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen fiberoptischen Busch bekannter Art; Fig. 2 einen Busch gemäß der Erfindung;

Fig. 3 einen Haltering zur Verwendung bei dem bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Busches gemäß Fig. 2;

Fig. 4 einen Formgebungsring zur Verwendung bei dem bevorzugten Verfahren;

Fig. 5 ein in dem Haltering gelagertes Faserbündel;

Fig. 6 die gestaffelten Fasern in dem Bündel nach der Vibration des Bündels und nach Entfernung des Formgebungsringes ; und

Fig. 7 den Unterteil des fertigen Busches.

Der bekannte Busch gemäß Fig. 1 hat den Nachteil, daß in seinem Zentrum über seinem Unterteil ein Mangel an freien Faserenden besteht. Der erfindungsgemäß ausgebildete Busch, welcher in Fig. 2 gezeigt ist, vermeidet diesen Nachteil und weist eine weitgehend gleichmäßige Verteilung der Faserenden über eine halbkugelförmige Oberfläche auf. Die Herstellung des Busches gemäß Fig. 2 wird durch die Figuren 3 bis 7 illustriert.

Die Vorrichtung zur Herstellung des Busches besteht aus einem Haltering 10 (Fig. 3), einem Formgebungsring 11 (Fig. 4)

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und einem Rütteltisch (nicht gezeigt). Der Haltering 10 besteht seinerseits aus einer zylindrischen Muffe mit einem inwendig sich verjüngenden Eintrittsteil 101 an einem Ende. Der Formgebungsring 11 hat einen zylindrischen Eingangsteil 111, der zur Aufnahme des Endes 102 des gegenüber dem inwendig verjüngten Eingangsteil angeordneten Halteringes 10 entsprechend dimensioniert ist. Unter dem Eingangsteil 111 weist der Formgebungsring einen sich verjüngenden Teil 112 auf, der von einer Reihe von ringförmigen, vorspringenden Rändern 113 geformt wird, wodurch aufeinanderfolgende zylindrische Räume 114 von sich verminderndem inneren Durchmesser gebildet werden. Der zylindrische Raum 114a von maximalem inneren Durchmesser schließt sich an den Eingangsteil 111 des Formgebungsringes an. Sein innerer Durchmesser χ ist gleich dem inneren Durchmesser χ des Endes 102 des Halteringes 10, der vom Formgebungsring 11 aufgenommen wird. Der kleinste innere zylindrische Raum 114b wird von dem vom Eingangsteil entfernten Unterteil 115 des Formgebungsringes abgeschlossen.

Als Beispiel für die ungefähren relativen Abmessungen kann der sich verjüngende Teil 112 des Formgebungsringes 11 eine Länge haben, die gleich dem vierfahen Wert des inneren Durchmessers χ des größten zylindrischen Raumes 114a ist, welcher seinerseits gleich dem inneren Durchmesser des Halteringes ist. Es können beispielsweise acht ringförmige, vorstehende Ränder 113 in im wesentlichen gleichem Abstand entlang der Länge des sich verjüngenden Teiles 112 angeordnet sein. Allgemeiner gesagt, kann der mittlere Verjüngungswinkel zwischen 5° und betragen.

Der Rütteltisch ist von herkömmlicher Art und bezüglich Schwingungsfrequenz und Schwingungsamplitude einstellbar.

Um eiSPfiberoptischen Busch herzustellen, wird der Haltering 10 gemäß Fig. 5 so verwendet, daß er durch Reibungsgriff ein zylindrisches Faserbündel 12 hält, welches von einer großen Zahl von Fasern gleicher Länge, die sich jeweils von Ende zu Ende des Bündels erstrecken, gebildet wird. Ein Ende

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des Faserbündels 12 wird in" den Haltering 10 durch den verjüngten Eintrittsteil 101 so eingeführt, daß das innere Ende des Bündels leicht über das andere Ende 102 des Halteringes hervorsteht.

Der Haltering 10 wird dann in den Eingangsteil 111 des Formgebungsringes 11 eingeführt. Durch den Unterteil 115 des Formgebungsringes wird gewährleistet, daß die Anordnung senkrecht auf dem Rütteltisch steht.

Der Rütteltisch wird für eine ausreichende Zeitdauer, normalerweise einige Sekunden, in Funktion gesetzt, damit die Fasern des Faserbündels 12 unter den Einfluß der Schwerkraft zur Ausfüllung des Formgebungsringes nach unten fallen. Die zentralen Fasern 12a fallen am weitesten, die Randfasern 12b im geringsten Maße, was deutlich wird, wenn der Formgebungsring 11 abgezogen wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Allgemeiner ausgedrückt, fallen die Fasern in einem abgestuften Ausmaß entsprechend der inneren Verjüngung des Formgebungsringes.

. Nach Abzug des Formgebungsringes 11 werden mit einer dünnen kreisförmigen Diamantsäge die abgestuften, freigelegten Faserstücke abgesägt, wobei ein kurzer Vorsprung 121 des Bündels unter dem Haltering 10 übriggelassen wird (siehe Fig. 7). Anschließend wird ein Epoxidharz in die Fasern innerhalb des Halteringes 10 eingeführt. Das Harz wird ausgehärtet, damit ein zusammengefügter Unterteil entsteht, aus welchem die den Busch bildenden Stücke 122 der Fasern frei hervorspringen. Das abgeschnittene Ende 123 des zusammengefügten Unterteils wird geschliffen und poliert, damit die Wirkung des Busches verbessert wird, wenn der Busch in eine Darstell- oder Ausstellvorrichtung mit einer geeigneten Lichtquelle eingeführt ist.

Das Endprodukt ist ein Fiberoptikbusch, wie er in Fig. 2, dargestellt ist und bei welchem die den Busch bildenden Stücke der Fasern regelmäßig in Stufen von einem Minimum im Zentrum des Bündels bis zu einem Maximum am Rande abgestuft sind. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel zur Verwendung in einer Darstell- oder Ausstellvorrichtung beträgt _vder Durchmesser des

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Faserbündels an dem geschliffenen und polierten Ende des zusammengefügten Unterteils zwischen 10 und 30 mm. Die Fasern/ die normalerweise einen individuellen Durchmesser im Bereich von 0,04 bis O,18 mm aufweisen, haben regelmäßig abgestufte Längen von etwa 18 bis. 39 cm.

Selbstverständlich können verschiedene Abänderungen der oben beschriebenen Verfahren und Vorrichtung vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Unter bestimmten Umständen kann z.B. ein konischer Formgebungsring anstelle einer gestuften Verjüngung, welche normalerweise bevorzugt wird, zweckmäßig sein.

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Claims (10)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung eines fiberoptischen Busches, bei welchem ein Bündel von optischen Fasern an einem Ende innerhalb eines Halteringes zusammengebunden wird, dadurch gekennzeichnet , daß ein auf gleicher Höhe abschließendes Bündel von optischen Fasern von im wesentlichen gleicher Länge gebildet und mit einem Ende in dem Haltering angeordnet wird, daß anschließend der Haltering in den offenen Endteil eines hohlen, sich inwendig entweder kontinuierlich oder stufenweise von einer größten Abmessung nahe dem Endteil zur Aufnahme des Bündels bis zu einer kleinsten Abmessung am anderen Ende verjüngenden Formgebungsringes eingeführt wird, daß die Ringanordnung mit dem Haltering über dem Formgebungsring gelagert wird, daß die Anordnung geschüttelt oder in Schwingung versetzt wird und hierdurch die inneren Fasern des Bündels in einem der inneren Verjüngung entsprechend gestaffelten Maße in den unteren, sich verjüngenden Teil des Formgebungsringes fallen,.und daß die Fasern in ihrer Stellung im Haltering zusammengebunden v/erden, der Formgebungsring abgezogen wird und die dabei entblößten Faserstücke abgestufter Länge abgeschnitten werden.
2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein hohler Formgebungsring mit einer Reihe von inneren, vorstehenden Rändern verwendet wird, die den inneren, sich verjüngenden Teil bilden.
3. 3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ringanordnung in senkrechter Richtung unterlagert wird, während sie in Schwingung versetzt wird.
4. 4.) Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Faserstücke abgestufter Länge abgeschnitten werden, bevor die Fasern in ihrer richtigen Stellung zusammengefügt werden.
5. 5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das abgeschnittene Ende des

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   zusammengebundenen Faserbündels geschliffen und poliert wird.
6. 6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Fasern in ihrer richtigen Stellung durch Einführung eines Epoxidharzes und nachfolgende Aushärtung zusammengebunden werden.
7. 7.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß zur Behandlung eines zylindrischen Faserbündels ein Formgebungsring und ein Haltering mit kreisförmigem Querschnitt verwendet werden.
8. 8.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der mittlere Verjüngungsgrad des Formgebungsringes zwischen 5° und 20° liegt.
9. 9.) Vorrichtung zur Herstellung eines fiberoptischen Busches gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen hohlen Haltering (10), der einen an beiden Enden offenen Teil mit einheitlichem Querschnitt hat/ und durch einen hohlen Formgebungsring (11) mit einem offenen, zur Aufnahme des Halteringes (10) dimensionierten Endteil (111) und einem zusätzlichen Teil (112), welcher sich kontinuierlich oder stufenweise von einer größten Abmessung, die gleich dem inneren Durchmesser des Halteringes (10) ist, nahe dem Endteil (111) zur Aufnahme des HalterInges (10) bis zu einer kleinsten Abmessung am anderen Ende inwendig verjüngt.
10. 10.) Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellter fiberoptischer Busch mit einer großen Zahl von optischen Fasern mit nivellierten Enden an einem Ende des Bündels, an welchem die Fasern zur Bildung einer flachen Stirnfläche des Bündels, welche geschliffen und poliert ist, zusammengefügt sind, während die Fasern am anderen Ende frei zweigartig herabhängen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Busch bildenden Stücke der Fasern kontinuierlich oder in Stufen von einem Minimum im Zentrum des Bündels bis zu einem Maximum am Rand gleichmäßig länger werden.

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