DE2518241A1

DE2518241A1 - Anordnung zur signaluebertragung mittels optischer leiter

Info

Publication number: DE2518241A1
Application number: DE19752518241
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl Phys Gaertner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1976-10-28
Also published as: US4039250A; CH608297A5; ZA76640B

Description

Anordnung zur Signalübertragung mittels optischer Leiter

Die Erfindung "betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Es ist bekannt, für Projektions- und Beleuchtungszwecke optische Leiter zu verwenden, die aus meist biegsamen Lichtleitfasern bestehen, in denen am einen Ende einfallendes Licht durch mehrfache Totalreflektion an den Außenwänden zum Lichtaustrittsende weitergeleitet wird. Die optischen Leiter sind meist nur wenige μ stark; sie sind beispielsweise in Bündeln zu je 500 Stück zusammengefaßt und zum Schutz gegen mechanische Einwirkungen in Schläuchen geführt. Im Gegensatz zu den für Projektionszwecke erforderlichen sehr teuren geordneten Leitern, bei denen die Lichtaustrittsfläche jedes einzelnen Leiters innerhalb eines Leiterbündels eine der zugehörigen Lichteintrittsfläche entsprechende Lage einnimmt, werden für die reine Beleuchtung in aller Regel ungeordnete optische Leiter mit beliebiger Lage innerhalb der Leiterbündel verwendet.

So ist z.B. eine Anordnung zur Anzeige von Leuchtsymbolen bekannt (DT-Gbm 1 952 072), bei der jedes Leuchtsymbol aus einer Anzahl von Rasterpunkten gebildet ist, die bedarfsweise ausleuchtbar sind. Für die Ausleuchtung sind Lichtleitkabel vorgesehen, die von einem Leuchtkörper zu den einzelnen Rasterpunkten des Leuchtsymboles führen.

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Beim praktischen Einsatz derartiger Geräte hat sich gezeigt, daß die Intensität der Ausleuchtung der einzelnen Rasterpunkte von Punkt zu Punkt verschieden ist. Die Intensitätsschwankungen sind umso größer, je größer die Anzahl der von einem Leuchtkörper ausgehenden Leiterbündel ist. Dies hat seinen Grund darin, daß die am Leuchtkörper in einem Leiterstrang zusammengeführten optischen Leiter der einzelnen Leiterbündel sich untereinander kaum mischen und innerhalb der Lichteintrittsfläche des Leiterstranges ein dicht zusammenliegendes Flächenelement bilden. Die Intensität, mit der die einzelnen Rasterpunkte ausgeleuchtet werden, ist damit abhängig von der Lichtverteilung auf den Eintrittsflächen der einzelnen Leiterbündel. Diese Lichtverteilung ist abhängig von der Ausbildung des jeweiligen Leuchtkörpers und der Beschaffenheit und Güte von Reflektoren und Kondensoren zum Sammeln des vom Leuchtkörper ausgehenden Lichtstromes.

Der Nachteil einer ungleichförmigen Ausleuchtung der einzelnen Rasterpunkte läßt sich vermeiden, indem die optischen Leiter an demjenigen Ende, an dem sie zu einem Leiterbündel bzw. mehrere Leiterbündel zu einem Leiterstrang zusammengeführt sind, gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Eine derartige Anordnung, die theoretisch möglich ist, ist jedoch sehr kostenintensiv und steht dem wirtschaftlichen Einsatz derartiger Anordnungen im Wege.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Signalübertragung mittels optischer Leiter zwischen einem ersten und einem zweiten Ort anzugeben, die auf einfache Weise eine etwa gleichmäßige Lichtaufteilung auf die Lichtaustrittsflächen eines Leiterbündels bzw. eines Leiterstranges gestattet.

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Dies wird nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebene Lehre erreicht.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dieses Ausführungsbeipsiel bezieht sich auf eine Anzeigeanordnung für alphanumerische Zeichen wie sie beispielsweise im Eisenbahnwesen als sogenannter Zusatzanzeiger verwendet wird.

Das auf einer Darstellungsfläche 1 darzustellende Zeichen wird aus einer Reihe von Rasterpunkten 3 gebildet, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige wenige dargestellt sind. Die Darstellungsfläche kann beispielsweise als undurchsichtige Tafel ausgebildet sein, in die in vorgegebenem Raster Durchbrüche eingelassen sind. In die Durchbrüche werden von der Rückseite her bedarfsweise Lichtleiterbündel 4 eingestöpselt. Die Lichtleiterbündel bestehen aus einer Anzahl von optischen Leitern wie sie für viele Anwendungszwecke verwendet werden. Die einzelnen Leiterbündel sind in einer Manschette 5 zu einem Leiterstrang zusammengefaßt und werden über einen Kondensor 6 von einem Beleuchtungskörper 7 aus beleuchtet.

Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Ausleuchtung der einzelnen Rasterpunkte sind die optischen Leiter im Bereich der Lichteintritteenden der Leiterbündel, an dem die Leiterbündel zu einem Leiterstrang zusammengeführt sind, zu einem flachen Leiterband geformt, das spiralförmig um eine parallel zu den optischen Leitern verlaufende gemeinsame Hauptachse aufgewickelt und fixiert ist. Die sich dabei ergebende Verteilung der zu einem bestimmten Leiterbündel gehörenden Leiter ist in der Zeichnung für ein einziges Leiterbündel schematisch angedeutet worden.

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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Signalübertragung mittels optischer Leiter kann beispielsweise folgendermaßen vor sich gehen:

Die die einzelnen Leiterbündel 4 umgebenden Schutzschlauche werden im Bereich der Lichteintrittsöffnungen um beispielsweise einige Zentimeter verkürzt. Die dann freiliegenden optischen Leiter der einzelnen Leiterbündel werden .zusammengeführt, durch einen Auskämmvorgang ausgerichtet und anschließend aufgefächert, so daß sich ein flaches Leiterband ergibt. Dabei ist anzustreben, daß die einzelnen Leiter innerhalb des Leiterbandes in einer einzigen Ebene nebeneinander liegen. Die so ausgerichteten Leiter werden auf einem Trägerkörper festgelegt, der beispielsweise als Klebeband oder als Lackschicht ausgebildet sein kann. Die Leiter werden nun zusammen mit dem Trägerkörper um eine parallel zu den optischen Leitern verlaufende gemeinsame Hauptachse aufgewickelt und fixiert. Die einzelnen Leiter sind damit über die gesamte Lichteintrittsöffnung der Leiterbündel verteilt. Diese Verteilung ist zwar nicht als absolut gleichmäßige Verteilung anzusehen, sie reicht jedoch für den vorgesehenen Zweck einer gleichmäßigen Ausleuchtung sämtlicher Rasterpunkte vollauf aus.

Ist in der Manschette 5 eine sehr große Anzahl von Leiterbündeln zusammenzuführen, so kann das Formen zu einem einzigen flachen Leiterband schwierig werden. In einem solchen Fall kann es zweckmäßig sein, jeweils eine bestimmte Anzahl von Leiterbündeln zu jeweils einem Leiterband zusammenzufügen, die einzelnen Leiterbänder übereinander zu schichten und um die gemeinsame Hauptachse aufzuwickeln.

Durch den Trägerkörper zum Festlegen der einzelnen Leiter · weisen die Leiterbündel im Bereich des Trägerkörpers einen größeren Umfang auf als außerhalb des Trägerkörpers. Zur Reduzierung des Umfanges ist es daher zweckmäßig, die optischen Leiter vom Lichteintrittsende des Stranges her gesehen kurz hinter dem Trägerkörper zusätzlich zu fixieren

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und anschließend das Strangende zwischen zusätzlicher Fixierung und Trägerkörper abzutrennen. Die Lage der einzelnen Leiter weicht kurz hinter dem Trägerkörper im Bereich der zusätzlichen Fixierung kaum merkbar von der Lage auf dem

> Trägerkörper ab, so daß die Verteilung der Leiter über die gesamte Lichteintrittsöffnung beibehalten bleibt. Durch Abtrennen der durch den Trägerkörper fixierten Leiterenden wird der verbleibende Leiterstrang auf den unbedingt erforderlichen Umfang vermindert.

> Es ist aber auch möglich, die zusätzliche Fixierung vom Leiterende her gesehen vor dem Trägerkörper durchzuführen. Auch dann ist der Kabelstrang auf den unbedingt erforderlichen Querschnitt reduziert; allerdings weist dann der Kabelstrang im Bereich des Trägerkörpers eine Verdickung auf, die für einzelne Anwendungsfälle störend sein könnte.

Die zusätzliche Fixierung der optischen Leiter kann beispielsweise durch Abbinden der Leiter erfolgen oder beispielsweise durch Zusammenpressen der Leiter mittels eines Schrumpf Schlauches. Auch ist es möglich, den Trägerkörper nach dem zusätzlichen Fixieren durch einen Verfahrensschritt zu eliminieren, beispielsweise durch einen Ätzvorgang oder durch Erhitzen. Die in ihrer Lage fixierten Leiter werden dann zweckmäßig in Buchsen eingesetzt, die in vorteilhafter Weise eine steckbare Ausführung der einzelnen Bündel gewährleisten, und an ihren Endflächen poliert,

Bei dem angenommenen Ausführungsbeispiel sollten die Lichtleiter vom Beleuchtungskörper bis zur Darstellungsfläche reichen. Es ist aber auch möglich, die einzelnen Lichtleiterbündel nicht bis zum Beleuchtungskörper zu führen, son-) dem in einer bestimmten Entfernung davor enden zu lassen. Die Leiterbündel selbst brauchen dann nicht zu flachen Bändern geformt und aufgewickelt werden, wenn zwischen die Leiterenden und den Beleuchtungskörper ein optisches Kopp-

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lungsstück gefügt ist, das die Aufgabe der gleichmäßigen Lichtverteilung vom Beleuchtungskörper zu den Leiterbündeln übernimmt. Dieses Kopplungsstück ist aufzubauen wie der Leiterstrang nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel im Bereich des Trägerkörpers. Die Verwendung eines derartigen Kopplungsstückes würde die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung erleichtern.

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo es auf eine möglichst gleichförmige Ausleuchtung ankommt, beispielsweise bei Digitalanzeigern der vorerwähnten Art, bei lichtelektrisch gesteuerten Geräten und bei Verkehrssignalanlagen mit von einem gemeinsamen Beleuchtungskörper über optische Leiter gespeisten Lichtsignalen.Dabei kann die Anordnung auch so getroffen sein, daß die Zusammenführung der optischen Leiter am Lichtaustrittsende der Leiter, also am Lichtsignal, erfolgt und die Ausleuchtung durch jeweils eine oder mehrere von an die Lichteintrittsenden einzelner Leiterbündel angeschlossene bedarfsweise anschaltbare mehrfarbige Beleuchtungskörper erfolgt.

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Claims

Patentansprüche :

y Anordnung zur Signalübertragung mittels optischer Leiter zwischen einem ersten und einem zweiten Ort, insbesondere für optische Anzeigegeräte des Eisenbahn- und Straßenverkehrs zur Darstellung von Zeichen auf einer Darstellungsfläche, bei denen die Leiter zu Leiterbündeln zusammengefaßt und die Enden der durch Beleuchtungskörper bedarfsweise ausleuchtbaren optischen Leiterbündel in einer durch das darzustellende Zeichen bestimmten Form über die Darstellungsfläche verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Leiter an demjenigen Ende, an dem sie zu einem Leiterbündel bzw. mehrere Leiterbündel zu einem Leiterstrang zusammengeführt sind, zu mindestens einem flachen Leiterband geformt sind, das spiralförmig um eine parallel zu den optischen Leitern verlaufende gemeinsame Hauptachse aufgewickelt und fixiert ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die optischen Leiter im Bereich der Zusammenführung mindestens ein Trägerkörper vorgesehen ist, auf dem sie nach dem Ausrichten in etwa paralleler Lage festlegbar sind und daß der Trägerkörper zusammen mit den optischen Leitern um die gemeinsame Hauptachse aufrollbar und in dieser Lage fixierbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Leiter außerhalb des Trägerkörpers in der durch ihre Festlegung auf dem Trägerkörper bestimmten Lage zusätzlich fixierbar sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum zusätzlichen Fixieren der optischen Leiter ein Schrumpfschlauch verwendet ist.

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5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Fixierung der optischen Leiter vom Leiterende her gesehen vor dem Trägerkörper erfolgt und daß der Trägerkörper nach der zusätzlichen Fixierung eliminierbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Fixierung der optischen Leiter vom jeweiligen Leiterende her gesehen hinter dem Trägerkörper erfolgt und daß die Leiterenden nach dem zusätzlichen Fixieren vom Leiterende her gesehen hinter dem Trägerkörper abtrennbar sind.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbündel außerhalb des bandförmigen Bereiches aufgetrennt sind und daß der bandförmige Bereich der Leiter ein optisches Kopplungsstück zwischen Beleuchtungskörper und Leiterbündel bzw. Leiterstrang bildet.

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