DE2361873A1 - Zweigeteiltes lichtleitendes faserbuendel, sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung - Google Patents

Zweigeteiltes lichtleitendes faserbuendel, sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung

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DE2361873A1 DE2361873A DE2361873A DE2361873A1 DE 2361873 A1 DE2361873 A1 DE 2361873A1 DE 2361873 A DE2361873 A DE 2361873A DE 2361873 A DE2361873 A DE 2361873A DE 2361873 A1 DE2361873 A1 DE 2361873A1
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Description

PATENTANWÄLTE
MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE 49 1 B ERLI N-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEEBa
BERLIN: DIPL.-ING. R. M Ü LLER-BÖR N ER MÜNC'HEN: DIPI ING. HANS-H. WEY
26 140/1
NIPPON GLASS FIuER GO. LTD. Tsu- shi, Jap an
Zweigeteiltes licht-leitendes Faserbündel<, sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung«
Die vorliegende Erfindung feezieht sich auf ein lichtleitendes Faserbündel^ wie· es für Lichtgriffel o»ae verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Faserbündels©
lichtleitendes Faserbündel, das aus lichtleitenden Fasern,, wie Z9B0 Plastik- oder Glasfasern^ aufgebaut ist, die an einem Ende zusammengebündelt und am anderen Ende zweigeteilt sind,
409825708-82 - " 2 "
wirct ζ.D. als Lichtgriffel verwendet imcl dient als Liciiteintrittsstelle hex einem £otoeleictrischcü ociialthreis oder bei anderen Verwendungszwecken« üei einer solciion An ordnung ist es ifünschenswert, daL die Fasern, die aas zweigeteilte lind das der Reflexionsseite zuijeiceiirte zusanu.iGn: r.ebünaelte Ende bilden, derart angeordnet sind,daß die lic.itempfangenden Fasern 1 und die lichthinl ext enden Fasern 2 jeweils alternierend nebeneinander liefen und auf diese Weise ein geometrisches Muster bilden, wie es in Fif;. 2 dargestellt ist» Bei einer solciaen Anordnung tritt das Licht 4, das ain einen Ende 3 der verzweigten Enden des Paserbündels eingetreten ist, am zusammengebündelten Jinde 5 des Faserbündels aus und .wird reflektiert, z.B. an einer Reflektoroberfläche R- Das reflektierte Lieht wird dann vom zusammengebündelten jiäide 5 des Faserbündels wieder empfangen und dem anderen" Ende 6 der geteilten Enden des Faserbündels zugeleitet« Wenn in diesem Fall die Fasern 1, die das reflektierte Licht empfangen» und die Fasern 2, die das Licht dort hinführen, sauber alternierend, wie in Fig. 2 dargestellt, angeordnet sind, dann wird auch dann ein gleichförmiger Lichtempfang aiii Ende 5 siclierges teilt, wenn dort ζ »Be die lichtempfangendeii Fasern des Faserbündels bezüglich der Reflektorfläche eine gewisse SciEcägstellung aufweisen» Daher erhält man im Ganzen eine befriedigende Arbeitsweise eines hochempfindlichen Detektors«
0 9825/0882
jjyp ist ,iedocii sehr scJ.niierir;, ein zusammengebündeltes Ende norznstollen, das r:lnon Aufbau ide zuvor beschi-ieben aufweist, Üper:lell wenn dorc Durchnosser eines solcJien zusai'jr.ien-'7Oi-uiidelton Endes extrer- jdoin ist, ζ.ίί. kleiner als Üt'j'i.mit Hr.v:u ist aas Lieh tübertragm:i.->,'s vermooren dor Fasern soT:r ver— rl· ■. .7017t, da die Faseri;röJJe kleiner reword en ist, und dabeiist dor Anzahl der Faserfäderi, die das iloce bilden, notwendifTorwoisc eine bestimmte Grenze gesetzt.
Wenn z.I3« das zusamaengebündelte Ende von 0,3 nun Durciimesser aus Fasern einer Größe von angenommen 3Ou. zusammengesetzt ist, daina muß die Anzahl der zur Zusammensetzung· des Endes verwendbaren Fasern auf etwa 90 beschränkt werden« Es wird daher absolut notwendig-, daß die entsprechenden Fasern sauber neben— · einanderliegend und jeweils alternierend in einem vorgeschriebenen geometrischem Muster angeordnet werden. Selbst wenn nur in einem Teil der Faseranordnung eine Unordnung vorliegen sollte, dann würde die Leistungsfähigkeit des lichtleitenden Faserbündels merklich hei*abgesetzt sein. Um dies zu vermeiden, werden hochentwickelte Herstellungsverfahren notwendig, und man ist ebenso gezwungen, bei der Herstellung bewußt einen Verlust hinzunehmen, der die Ausbeute beträchtlich verringert. Die Herstellungskosten werden daher unvermeidlich höher.
Der vorliegenden iirfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
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^;V.V:!V;; ;;«£ SAO ORIGINAL
ein zweigeteiltes lichtleitendes Faserbündel anzugeben, zn dessen Herstellung keine komplizierten Verfahrensschritte notwendig sind, und das mit einer Arbeitsausbeute hergestellt werden kann, die gleich oder grb'i3er ist als diejenige, die bei einem Faserbündel erreichbar ist, bei dem die lichtaufnehmenden Fasern und die lichthinleitcndon Fasern einander alternierend nebeneinanderliegend angeordnet sind.
Diese Aufgabe wird bei einem lichtleitenden Faserbündel, an dessen Ende ein lichthinleitendes und ein lichtempfangendes Faserbündel zusammengefaßt sind, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei verschiedene Arten von Fasern vorgesehen sind, die an dem Ende derart zusammengebündelt sind, daß eine Vielzahl von Fasern kleinen Durchmessers konzentrisch um eine einzelne Faser großen Durchmessers herum angeordnet sind.
Von der Erfindung wird demnach ein zweigeteiltes lichtleitendes Faserbündel angegeben, bei dem der Kern des Bündels entweder aus einem lichtempfangenden Faserfaden oder einem lichthinleitenden Faserfaden gebildet wird, wobei dieser Kern von Fasern des jeweils anderen Typs umschlossen ist· Vorzugsweise ist ein Faserfaden mit einem vergleichsweise großen Durchmesser im Zentrum angeordnet und die Fasern mit einem vergleichsweise kleinen Durchmesser werden konzentrisch um den Zentralfaden herum angeordnet und miteinander verbunden.
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J3g1 einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Faserbündel aus einem Faserfaden von vergleichsweise großem Durchmesser, der im Zentrum des Bündels angeordnet ist, und einer Vielzahl von Fasern mit vergleichsweise kleinem Durchmesser, die um den Zentralfaden herum in mehreren Schichten angeordnet und miteinander verbunden sind,
Eine Bündelvorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Faserbündels besteht vorzugsweise aus einer Führungsplatte, bei der in der >iitte eine Führungshiilse zum Durchleiten eines vergleichsweise dicken Faserfadens vorgesehen ist, die von einer Vielzahl von Führungshülsen kleineren Durchmessers konzentrisch umgeben ist, die zum Durchleiten der vergleichsweise dünnen Faserfäden bestimmt sind.
Die genannten Ausgestaltungen der Erfindung können durch die verschiedensten Kombinationen in der gegenseitigen Anordnung und durch Änderungen der entsprechenden Einzelteile abgewandelt werden. Jedoch soll ein bevorzugtes Ausführungsbei— spiel nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es sei daher hervorgehobent daß die verschiedensten Änderungen und Modifikationen in den dargestellten Aufbaueinzelheiten, wie in den Ansprüchen beschrieben, mit zvau Schutzumfang der Erfindung, gehörene
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Fig, 1 zeigt in einer groben Skizze die Arbeitsweise eines verzweigten lichtleitenden Faserbündels·
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab das zusammengebündelte Ende eines üblichen hochempfindlichen Fas er blind eis«
Fig· 3 zeigt in vergrößertem Maßstab Beispiele für das zusammengebündelte Ende eines verzweigten lichtleitenden Faserbündels gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei a) ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem die Fasern kleinen Durchmessers in einer einzigen Schicht um eine Faser großen
Durchmessers herum angeordnet sind, und b) ein Ausfülurungs — beispiel zeigt, bei dem die Fasern kleinen Durchmessers in zwei Schichten um die mittlere Faser großen Durchmessers herum angeordnet sind.
Fig« k zeigt eine .Faserbündelungsvorrichtung-, die zur Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei a) eine perspektivische Ansicht, b)einen senkrechten Schnitt
durch das Zentrum, und c)die Ansicht von unten zeigt.
Es sei zunächst die FaserMindelungsvorrichtung zur Herstellung eines zweigeteilten lichtleitenden. Faserbündels nach vorliegender Erfindung betrachtetf die in den Fig«, ha. bis
hc ,dargestellt ist« Sie besteht aus einer Führungsplatte 9V in der eine mittlere Führungsäülse 10 angeordnet ist? die im
Zentrum der Platte 9 im rechten. Winkel durch diese hindurchgeht. Konzentrisch und in untereinander gleichen Abständen sind um die mittlere Führungshülse 10 mehrere Führungshülsen 11 angeordnet, die unter einem bestimmten Neigungswinkel gegen die Achse der mittleren Führungshülse 10 durch die Führungsplatte 9 hindurchgehen· Vom einen Ende der mittleren Führungshülse 10 her ist ein Taserfaden 7 von vergleichsweise großem Durchmesser, wie z.B, von TOO/» , in die Hülse eingeführt und ragt aus deren anderen Ende heraus» Faserfäden 8 von vergleichsweise kleinem Durchmesser, wie z.B. von 13ju , sind in die entsprechenden die mittlere Hülse umgebenden Führungshülsen 11 vom einen Ende her eingeschoben und ragen aus deren anderen Enden heraus. Alle Faserfäden werden so zusammengebündelt, daß die Fäden mit dem kleinen Durchmesser um ' den Faden 7 großen Durchmessers herum angeordnet sind. Sodann werden die Fäden 7.und 8 mit einem Epoxyharz oder anderen geeigneten Kunstharzklebern zusammengeklebt. Die Fig. 3a und 3b zeigen Beispiele für das zusammengebündelte Ende eines zweigeteilten lichtleitenden Faserbündels, das unter Verwendung der Faserbündelungsvorrichtung 9 hergestellt worden ist, Fig. 3a zeigt ein Beispiel, bei dem die Faserfäden 8 kleinen Durchmessers in einer Reihe um einen einzelnen Faserfaden 7 großen Durchmessers herum angeordnet sind, und Fig, 3b zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem die Faserfäden 8 kleinen Durchmessers in mehreren Schichten um den mittleren Faden 7 herum angeordnet- sind.
.' ■ - 8 -'
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— Ü —
Bei der Verwendung· eines solchen Faserbündels als Liciitgriffel oder für andere Zwecke genügt es, worm die dicken und dünnen Faserfäden einander parallel In der Nüiie dos zusammengebündelten lindes angeordnet sind. Bei der ι..ersteilungeines zweigeteilten lichtleitenden Faserbündels mit iiili'e der Faserbündelungsvorrichtung 9 ist es wünschenswert, die Innere Oberfläche einer jeden Führungshülse mit einer geeigneten Auskleidung zu versehen, damit angemessene (rloiteigenschaften für die entsprechenden Faserfäden erreicht ϊπγ-den,und um die Oberflächen der Fasern zu schützen, i/onn i>ci einem Faserbündel, das in der oben beschriebenen iVeise jiorg-Gstellt ist, ein Lichtstrahl aus einem Faserfaden ό kleinen Durchmessers, der um die mittlere Faser angeordnet ist, austritt und von der Oberfläche eines Reflektors reflektiert wird, dann tritt das so reflektierte Licht zwangsläufig .in den mittleren Faden großen Durchmessers ein, weil jeder· LBdRn kleinen Durciamessers entweder in unmittelbarem ϊ ontalrt oder doch in unmittelbarer I>iälie des mittleren Fadens 7 angeordnet ist, und daher im wesentlichen die gleiche ,/irkung oder die gleiche Jimpf indlichkeit resultiert, wie sie mit einem zusam- · mengebündelteii i£nde erzielbar ist, das in der Art von Fi-c-;. «ί aufgebaut ist.
Es ist daher nicht mehr notwendig, die Fasern, die das verzweigte Bündel bilden, genau in einem alternierenden /;eoi:io-
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IAD
trischen Muster nach. Fig. 2. anzuordneh, und daher vereinfacht sich der Herstellungsvorgang in hohem MaBe0 Der zusammengebündelte Üindabschnitt (die Abtastoberfläche im Lichtgriffel oder ähnlichem) des zweigeteilten lichtlei—
ist tenden Faserbündels nach der vorliegenden Erfindung/extrem !dein, sodaß ein solches Faserbündel höchst wirksam Prüfungen durchführen kann, wenn es als Lichtgriffel dort verwendet wird, wo der Neigungswinkel zwischen der Abtastober— fläche des Griffels und der Reflexionsfläche oft schwankt.
lile oben beschrieben wurde, weist das zweigeteilte lichtleitende Faserbündel nach der vorliegenden Erfindung im wesentlichen das gleiche hervorragende Betriebsverhalten auf, wie die üblichen hochempfindlichen Faserbündel, wie sie in Fig*2 dargestellt sind, und kann dabei unter Verwendung einer sehr einfachen Ilerstellungsvorrichtung produziert werden.

Claims (2)

  1. - IO -
    A.nspi*üche
    Μ·/ Lichtleitendes Faserbündel, an dessen üÄide ein liciithinleitendes und ein lichtenipfangendes Faserbündel zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verschiedene Arten von Fasern vorgesehen sind, die an dem linde derart zusammengebündelt sind, daß eine Vielzahl von Fasern (ö) kleinen Durchmessers konzentrisch um eine einzelne Faser (j) großen Durclmtessers herum angeordnet sind.
  2. 2. Faserbündel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Fasern (S) kleinen Durchmessers konzentrisch in zwei Schichten um eine einzelne Faser (7) großen Durchmessers herum eng aneinanderliegend angeordnet sind»
    3· Verfahren zur Herstellung eines zweigeteilten lichtleiten— den Faserbündels durch Zusaiamenfassen- eines ersten lichtlei— tenden Faserfadens und zweiten liclitlextenden FaseriPäxLen anderen Durchmessers, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    a) Hindurchleiten des ersten liclrfcleitenden Faserfadens (S) von vergleichsweise großem Durchmesser durch ein im Zentrum einer Paserbündelmigs—Führungsplatte (9) angeordnetes zentrales Loch (IG)5,
    b) Hindurciilexten der zweiten lichtlei tenden Faserfäden (S) durch eins Vielzahl von kleinem Löchern (11),
    40S825/0832 - n -
    OWGlHAL INSPEGTEO
    die in der Platte (9) konzentrisell um das zentrale Loch (ίο) angeordnet sind,
    c) Zusammenfassen der zweiten lichtleitenden Faserfäden (ü) am ersten lichtleitenden Faserfaden (7)»
    d) konzentrisches'Ausrichten der zweiten Faserfäden (S) mit dem ersten Faserfaden (7) und Zusammenbinden derselben.
    k* Verfahren nach Anspruch 3f dadurch gekennzeichnet, daß zur Zusammenfassung1 der zweiten lichtleitenden Faserfäden (8) mit dem ersten lichtioitendeii Faserfaden (7) erste— re durch kleine Löcher (11) hereingeführt worden, die entsprechend in der Führungsplatte (9) in mohr als zwei Kreisbahnen konzentrisch um den ersten lichtleitenden Faserfa- » den (7) angeordnet sind, und daß die zweiten Faserfäden (G) konzentrisch um den ersten Faserfaden (7) in vielen Lagen angeordnet und daran festgebunden werden.
    5· Vorrichtung zur Herstellung von Faserbündeln nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentruni einer Führungsplatte (9) eine Hauptführungshülse (ίο) zur Aufnahme eines ersten Faserfadens (7) vorgesehen ist, und daß eine Vielzahl von Führungshülsen (11) in der Führungsplatte (9) in ein oder mehreren konzentrischen Kreisen um die Hauptführungshülse (ic) herum unter einem jeweils gleichen Neigungswinkel in Bezug auf die Achse der Hauptfuhrungs-, hülse (1O) angeordnet sind.
    409825/0882 - 12 -
    6« Vorrichtung· nach Anspruch 5» dadurch gekonnzGiclmot, dal; die' inneren Oberflächen der Führungshülsen (10,11) mit einer geeigneten Auskleidung zum Schutz der Fasern und zur Erzeugung geeigneter Gleiteigenschaften ausgestattet sind.
    7· Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeiclmet, daß die Führungsplatte (9) aus Holz besteht.
    409825/0882
    Leerseite
DE2361873A 1972-12-19 1973-12-12 Zweigeteiltes lichtleitendes faserbuendel, sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung Pending DE2361873A1 (de)

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