DE3014794A1

DE3014794A1 - Faseroptischer umschalter

Info

Publication number: DE3014794A1
Application number: DE19803014794
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. 3543 Diemelsee Köster; Rolf Dipl.-Phys. 7141 Schwieberdingen Rossberg
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1980-04-17
Filing date: 1980-04-17
Publication date: 1981-10-22
Also published as: AU6943981A; FR2480950A1; AU534521B2

Description

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W.Köster-1

Faseroptischer Umschalter

Ein Schalter für Lichtleiter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist bereits aus der DE-AS 25 31 398 bekannt. Bei diesem Schalter hat das auslenkbare Lichtleiterende jedoch keine definierten Schaltstellungen, da diese lediglich von der Stärke des magnetischen Feldes bzw. von der Größe der elastischen Rückstellkraft des auslenkbaren Lichtleiterendes abhängig sind. Es ist daher zu erwarten, daß bei dem bekannten Schalter zwischen dem Austrittsfenster und dem Eintritts fenster der durchgeschalteten Lichtleiterenden ein Versatz in radialer Richtung eintritt. Bei Lichtleitern mit relativ dünnem Kern wirkt sich besonders ein Versatz in radialer Richtunq sehr stark auf die Einfügunqsdämpfunq eines Schalters aus.

Qer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem faseroptischen Umschalter gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 das einlaufende Lichtleiterende wahlweise auf eines von zwei abgehenden Lichtleiterenden so auszurichten, daß der radiale Versatz der durchgeschalteten Lichtleiterenden minimal und der axiale Versatz sowie der Winkelversatz in solch engen Grenzen gehalten werden kann, daß die dadurch entstehende Zusatzdämpfung minimal wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.

Der beschriebene faseroptische Umschalter ist besonders einfach herzustellen und weist trotzdem niedrige Einfügungsverluste auf. Seine äußeren Abmessungen sind so beschaffen, daß er in den Spulenkörper eines handelsüblichen Schutzrohrkontaktrelais einsetzbar ist.

Durch die Zeitschrift IBM Technical Disclosure Bulletin Vol.11 No.8 Januar 1969, Seiten 912 und 913, ist zwar ebenfalls ein faseroptischer Schalter bekannt, bei dem das feste Lichtleiterende mit einem Anschlag für das auslenkbare Lichtleiterende versehen ist. Weitere Führungselemente für das auslenkbare Lichtleiterende sind jedoch nicht vorgesehen und eine Umschaltefunktion läßt sich mit diesem Schalter nicht realisieren.

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Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein besonders empfindlicher faseroptischer Umschalter kann mit den Maßnahmen gemäß Patentanspruch 5 verwirklicht werden. Bei diesem Schalter verläuft der magnetische Pfad getrennt vom Lichtweg und das mit einem Teil aus magnetisierbarem Material umgebene auslenkbare Lichtleiterende kann durch Aufbringen eines relativ schwachen magnetischen Feldes in Richtung des magnetischen Pfades bewegt und dadurch umgeschaltet werden.

Eine weitere vorteilhafte Lösung besteht in den Maßnahmen nach Patentanspruch 6. Auf diese Weise ist es möglich, einen optischen und einen elektrischen Kontakt gleichzeitig zu schalten.

Die Erfindung wird an verschiedenen Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

Fig.l einen Längsschnitt durch einen faseroptischen Umschalter, in vergrößertem Maßstab; . -

Fig.2 einen Querschnitt durch den faseroptischen Umschalter nach Fig.l, in einem weiter vergrößerten Maßstab;

Fig.3 einen Längsschnitt durch einen faseroptischen Umschalter mit zusätzlichen konstruktiven Merkmalen, in vergrößertem Maßstab;

Fig.4 einen Querschnitt durch den faseroptischen Umschalter nach Fig.3, in einem weiter vergrößerten Maßstab.

In den Fig.l und 2 ist ein faseroptischer Umschalter dargestellt, bei dem ein gegen seine eigene elastische Rückstellkraft auslenkbares Lichtleiterende 1 gegenüber zwei festen Leichtleiterenden 2 und 3 ähnlich einem Schutzrohrkontakt in einem Trägerrohr 4 angeordnet sind. Das auslenkbare Lichtleiterende 1 trägt in der Nähe seines freien Endes eine Hülse 5 aus magnetisierbarem Material und kann durch Aufbringen eines magnetischen Feldes durch eine die Trennstelle umgebende, in den Zeichnungen nicht dargestellte

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Spule in seine zweite Endlage ausgelenkt und auf das feste Lichtleiterende 3 ausgerichtet werden.

Die zwei festen Lichtleiterenden 2 und 3 liegen unmittelbar parallel nebeneinander am Grunde eines als Hal.brohr ausgebildeten Führungsrohres 6 und sind zu beiden Seiten von je einem Führungszylinder 7 bzw. 8 zwangspositioniert. Das Führungsrohr 6 und die zwei Führungszylinder 7 und 8 ragen über die in einer Ebene liegenden Stirnseiten der beiden festen Lichtleiterenden 2,3 hinaus. In diesen freien Raum ragt das Ende des auslenkbaren Lichtleiters hinein, wobei die Führungszylinder 7 und 8 als die die Endlagen des auslenkbaren Lichtleiterendes 1 bestimmenden Anschläge dienen. Das auslenkbare Lichtleiterende 1 ist so vorgespannt, daß es am Grunde des Führungsrohres 6 anliegt. Die zwei festen Lichtleiterenden 2 und 3 und die zwei Führungszylinder 7 und 8 sind mittels eines schnei 1 härtenden Klebers 9 am Grunde des Führungsrohres 6 eingegossen. Das Führungsrohr 6 selbst ist in das Trägerrohr 4 eingeschoben und an dessen Stirnseiten mit diesem verklebt. In die andere Stirnseite des Trägerrohres 4 ist eine Metallhülse eingeklebt, in der das auslenkbare Lichtleiterende 1 befestigt ist. Die Metall hülse 11 dient zur Geradeführung des ursprünglich auf eine Rolle gewickelten Lichtleiters, der auch nach dem Abwickeln seine Krümmung beibehält. Die Metallhülse 11 ist so justiert und in das Trägerrohr 4 eingeklebt, daß das auslenkbare Lichtleiterende 1 mit Vorspannung am Führungsrohr 6 und an dem Führungszylinder 7 anliegt. Dadurch steht das auslenkbare Lichtleiterende in seiner Ruhestellung exakt vor dem festen Lichtleiterende 2 und es ergibt sich ein optimaler Koppel wirkungsgrad.

In den Fig.3 und 4 ist ein faseroptischer Umschalter mit zusätzlichen konstruktiven Merkmalen dargestellt, die sich positiv auf seine Schaltempfindlichkeit auswirken. An der Metallhülse 11 ist eine magnetisch leitende Zunge 12 befestigt, und zwischen dem Trägerrohr 4 und dem Führungsrohr 6 ist ein Flußleitblech 13 eingelegt. Die Zunge 12 und das Flußleitblech 13 stehen sich unter Wahrung eines Luftspaltes gegenüber. Das nahe dem freien Ende des auslenkbaren Lichtleiterendes 1 angebrachte Teil 14 aus magnetisierbarem Material ist in Hohe dieses Luftspaltes befestigt und besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus mit Ferritpulver vermischtem Kunststoff.

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Schon durch ein relativ schwaches magnetisches Feld, das von einer nicht dargestellten Spule aufgebracht wird, bewegt sich das auslenkbare Lichtleiterende 1 in Richtung des Luftspaltes und nimmt dadurch seine zweite Schaltstellung ein.

Die in den Fig.l bis 4 dargestellten faseroptischen Umschalter können vor dem Verschließen der Enden des Trägerrohres 4 mit einer Immersionsflüssigkeit gefüllt werden. Die Flüssigkeit bewirkt eine Aufhebung der Reflexionen an den Lichtleiterenden, eine zusätzliche Dämpfung des auslenkbaren Lichtleiterendes, wodurch Prellungen vermieden werden, sowie eine schwimmende Lagerung des magnetisi erbaren Teiles 14, das ansonsten je nach Einbaulage des Umschalters durch die Gravitation eine unerwünschte Verbiegung des auslenkbaren Lichtleiterendes bewirken kann.

Eine weitere, nicht dargestellte* Möglichkeit besteht darin, daß in der freien oberen Hälfte des Trägerrohres ein Paar Zungenankerkontakte angeordnet sind. Beim Anlegen eines Magnetfeldes werden sowohl diese Kontakte geschlossen als auch der faseroptische Schalter umgeschaltet. Das auslenkbare Lichtleiterende 1 kann darüberhinaus mit dem darüber!iegenden Zungenankerkontakt mechanische gekoppelt sein, so daß optischer und elektrischer Kontakt gleichzeitig geschaltet werden können.

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Claims

STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT Stuttgart W.Köster-1 Patentansprüche

1. Faseroptischer Umschalter, bei dem ein gegen seine eigene elastische Rückstellkraft auslenkbares Lichtleiterende gegenüber zwei festen Lichtleiterenden ähnlich einem Schutzrohrkontakt in einem Gehäuse angeordnet und das auslenkbare Ende in zwei Endlagen jeweils auf eines der festen Enden ausrichtbar ist, wobei das auslenkbare Lichtleiterende von einem Teil aus magnetisierbarem Material umgeben ist und die Auslenkkraft durch ein von einer die Trennstelle umgebenden Spule aufgebrachtes magnetisches Feld erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei festen Lichtleiterenden (2, 3) unmittelbar parallel nebeneinander am Grunde eines als Halbrohr ausgebildeten

• Führungsrohres (6) liegen und zu beiden Seiten von je einem Führungszylinder (7 bzw. 8) zwangspositioniert sind, die, wie auch das Führungsrohr (6), über die in einer Ebene liegenden zwei festen Lichtleiterstirnseiten hinausragen und gleichzeitig als Anschläge für das ebenfalls am Grunde des FUhrungsrohres (6) anliegende auslenkbare Lichtleiterende (1) dienen.

2. Faseroptischer Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei festen Lichtleiterenden (2, 3) und die zwei Führungszylinder (7, 8) mittels eines schnell härtenden Klebers (9) am Grunde des Führungsrohres (6) eingegossen sind.

ZT/P-G/Chr

Stuttgart, 15. April 1980 ./.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Faseroptischer Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (6) in ein Trägerrohr (4) eingeschoben und an dessen Stirnseite mit diesem verklebt ist.

4. Faseroptischer Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die andere Stirnseite des Trägerrohres {4) eine Metallhülse (11) eingeklebt ist, in der das auslenkbare Lichtleiterende (1) befestigt ist.

5. Faseroptischer Umschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Metall hülse (11) eine magnetisch leitende Zunge (12) befestigt ist, die einem zwischen dem Trägerrohr (4) und dem Führungsrohr (6) eingelegten Flußleitblech (13) unter Wahrung eines Luftspaltes gegenübersteht, gegen den das von einem Teil (14) aus magnetisierbarem Material umgebene auslenkbare Lichtleiterende (IJ beim Aufbringen eines magnetischen Feldes bewegbar ist.

6. Faseroptischer Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der freien Hälfte des Trägerrohres (4) ein Paar Zungenankerkontakte angeordnet sind und das auslenkbare Lichtleiterende (1) mit einem der beiden Zungenankerkontakte mechanisch verbunden ist.

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