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Aufgabe der Erfindung ist nun ein Brechgerät zum Herstellen von Trennflächen
optischer Qualität bei Lichtwellenleitern zu schaffen, bei dem die Korrektur der
die Güte der Trennflächen bestimmenden Größen, wie Auflagekraft und Qualität der
Schneide weitgehend überflüssig wird, wobei eine breite Anwendung für alle in Frage
kommenden Lichtwellenleitertypen erhalten bleibt. Die gestellte Aufgabe wird nun
mit einem Brechgerät der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß eine Vibrationsvorrichtung
auf die Schneide wirkend so angeordnet ist, daß die Schneide sägende Schwingungen
mit kleiner Amplitude quer zur Achse des eingespannten Lichtwellenleiters ausführt
und daß eine davon unabhängige Vorrichtung zur Einstellung der Auflagekraft an der
Halterung der Schneide angeordnet ist An dem Brechgerät gemäß der Erfindung ist
es außerdem möglich, die zur Güte der Trennfläche beitragenden Größen definiert
und in weiten Bereichen voneinander unabhängig einzustellen. Zunächst wird der zu
brechende Lichtwellenleiter in zwei Klemmvor-
richtungen eingespannt,
wobei er auf einer zwischen den beiden Klemmvorrichtungen liegenden Krümmung aufliegt
Von diesen Klemmvorrichtungen ist eine in Richtung des unter leichtem Zug stehenden
Lichtwellenleiters verschiebbar, was im einfachsten Fall durch Anordnung der Klemmen
(4) auf einem relativ langen Hebelarm geschieht, der um die Achse (5) gedreht werden
kann. Da die zum Spannen des Lichtwellenleiters nötigen Winkel sehr klein sind,
ist ein Heben oder Absenken der Vorderkante der beweglichen Klemme nicht zu befürchten.
Die Längskraft wird durch die Feder (6) erzeugt, die zwischen den Klemmvorrichtungen
angeordnet sind und bewirkt, daß die um die Achse (5) drehbare Klemmvorrichtung
von der festen Klemmvorrichtung abgedrückt wird. Diese Kraft ist durch definierte
Verstellmöglichkeiten der Feder veränderbar und somit ist auch die auf die Lichtwellenleiter
wirkende Zugspannung den Verhältnissen anpaßbar, soweit dies nötig ist. Die Feder
(7) bewirkt über einen Exzenter die Freisetzung oder Blockierung der Feder (6).
Für die auf den Lichtwellenleiter benötigte Spannkraft F zur Erzeugung guter Ergebnisse
bei der Herstellung der Trennfläche nach diesem Verfahren gilt dabei etwa folgende
Funktion in Abhängigkeit des Biegeradius R der Krümmung und des Lichtwellenleiter-Radius
r: F=E zu E, A E = E-Modul an Lichtwellenleiter-Oberfläche Er = Randfaserdehnung
oder -Stauchung bei Biegung A = Faserquerschnitt oder F= L. E rr R+r Die Zugkraft
wird somit so groß gemacht, daß sie die aus der Biegung entstehende Druckspannung
mindestens kompensiert Als günstiger Wert für den Biegeradius der Krümmung ergibt
sich dabei etwa 50 mm. Daraus ergeben sich für die gebräuchlichsten Lichtwellenleiter
Zugspannungswerte von etwa 0,5 bis 5 Newton (N), wobei die Auflagekraft der Schneide
während der Schneidebewegung eine Rolle spielt. Die Einstellung der Auflagekraft
der Schneide sollte dabei in diesen Fällen einen Bereich von 0,1 bis 1 N überstreichen,
um optimale Verhältnisse für die Herstellung der Trennflächen zu erhalten. Diese
Einstellung kann nun durch einen auf die Halterung der Schneide, in diesem Fall
auf den die Schneide tragenden Federarm, wirkenden Federzug erfolgen, der die Schneide
mit der dort eingestellten Kraft auf die Oberfläche des Lichtwellenleiters niederdrückt
Es ist jedoch gemäß der Erfindung auch möglich, die Auflagekraft durch magnetische
Einwirkung auf den Federarm zu variieren. Die Veränderung der magnetischen Kräfte
und damit der Auflagekraft kann hier durch Veränderung der örtlichen Lage eines
Permanentmagneten in bezug auf den Federarm oder durch Veränderung eines auf den
Federarm einwirkenden, elektrisch erzeugten Magnetfeldes erfolgen.
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Nun wird im Rahmen der Erfindung noch die Führung der Schneide während
des Brechvorganges definiert, da auch dieser Punkt eine wichtige Rolle zur Herstellung
von Trennflächen mit guter optischer Qualität spielt.
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Eine einmalige und undefinierte Führung der Schneide über der Oberfläche
des Lichtwellenleiters genügt häufig nicht, um das gewünschte Rißwachstum sicher
zu erreichen. Eine vielfältige, periodische Bewegung der Schneide in Form einer
Vibration in Richtung der Schneidkante ist die zweckmäßigste Weise, Rißwachstum
ohne zu große Zugspannungen oder Auflagekräfte zu erzwingen. Diese schwingende oder
sägende Bewegung erfolgt mit relativ kleiner Amplitude, die durch die an dem Arbeitsmagneten
angelegte Wechselspannung oder dem Unterbrecher bei Betätigung durch Gleichspannung
einstellbar ist Das in der Arbeitsspule erzeugte Magnetfeld wirkt auf den die Schneide
tragenden Federarm ein und versetzt bei Verwendung von Wechselstrom infolge des
wechselnden Magnetfeldes oder unterbrochenem Gleichstrom die Schneide in schwingende
Bewegung. Durch Überlagerung von Gleichstromkomponenten in der Spule kann auf den
in geeigneter Weise abgebogenen Federarm eine Grundeinstellung bewirkt werden, durch
die die Schneide auf den Lichtwellenleiter mit entsprechender Auflagekraft abgesenkt
wird. Durch Veränderung der Gleichstromkomponente ist damit die Auflagekraft der
Schneide veränderbar. Durch entsprechende und an sich bekannte Anordnungen von Kontakten
am Federarm und in den Zuleitungen zur Spule lassen sich auch Schwingungserzeuger
in Form von Unterbrechern bzw.
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Summern herstellen, durch die die Schneide bewegt wird. An der Wirkungsweise
des Schneidevorgangs ändert sich hierdurch jedoch nichts.
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Die Erfindung wird nun an Hand von zwei Figuren, in denen das Brechgerät
in verschiedenen Ansichten dargestellt wird, näher erläutert.
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Aus der Seitenansicht (F i g. 1) wird das Zusammenwirken zwischen
den beiden Klemmvorrichtungen 2-4 und 3-4, der Krümmung 1 und der an einem Federarm
10 befestigten Schneide 11 deutlich. Der zu brechende Lichtwellenleiter 12 wird
nun beim Einlegen in die beiden Klemmvorrichtungen 2-4 und 3-4, die im wesentlichen
aus der jeweiligen Unterlage 3 bzw. 4 und den darüber angeordneten, klappbaren Klemmen
4 bestehen, über die Krümmung 1 gespannt Diese Krümmung 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel
als kontinuierliche Fortsetzung der Klemmvorrichtung 3-4, deren Einlegeebene zweckmäßigerweise
schräg verläuft, ausgebildet. Auf diese Weise besteht nur ein Spalt, der sich zwischen
der Krümmung 1 und der zweiten, beweglichen Klemmvorrichtung 2-4 ergibt Diese Klemmeinrichtung
2-4 ist auf einer Achse 5 drehbar so gelagert, daß ihre Einlegeebene mit der Krümmungsfläche
der Krümmung 1 fluchtet und daß außerdem bei einer Drehung um die Achse 5 in dem
hier in Frage kommenden Bereich kaum eine Auf- bzw. Abbewegung der oberen Kante
erfolgt. Durch diese Drehbewegung wird die zum Brechen des bereits in den Klemmvorrichtungen
fest eingespannten Lichtwellenleiters 12 benötigte Zugspannung erzeugt, da die obere,
der Krümmung 1 gegenüberliegende Kante der Klemmvorrichtungen 2-4 infolge der Einwirkung
einer Druckfeder 6 von der festangeordneten Klemmvorrichtung 3-4 abgedrückt wird.
Der Fußpunkt 9 dieser Druckfeder 6 ist in ihrer Längsachse verschiebbar, so daß
hierdurch die Abdruckkraft der Klemmvorrichtung 2-4 von der Klemmvorrichtung 3-4
verändert werden kann. Die Feder 7, deren Fußpunkt über einen Exzenter 8 verstellbar
ist, bewirkt die Freigabe oder Blockierung der Feder 6. Weiterhin ist die Schneide
11, wofür ein Diamant oder ein Hartmetall verwendet wird, sichtbar, die an einem
Federarm 10 befestigt wird. Dieser führt zusammen mit der Schneide 11 gemäß der
Erfindung Schwingungen quer zur Achsrichtung des eingespann-
ten
Lichtwellenleiters 12 aus. Die Vibrationsvorrichtung, welche die Schwingungen erzeugt,
ist hinter den Klemmvorrichtungen 2-4 und 3-4 angeordnet und deshalb nicht sichtbar.
Der Schnitt für die Seitenansicht in F i g. 2 ist durch II-II angedeutet.
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Die F i g. 2 zeigt die auf der Grundplatte festmontierte Klemmvorrichtung
3-4 mit dem in einer Nut 13 geführten und eingespannten Lichtwellenleiter 12 an
der Kante der hier nicht mehr sichtbaren Krümmung 1.
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Die beiden, in Bohrungen der Klemmvorrichtung 3-4 einlaufenden Federn
6 und 7 sind ebenfalls erkennbar.
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Für die Einstellung der Kräfte kann zweckmäßigerweise eine Eichung
vorgenommen werden, die z. B. auf einer Gewindespindel, mit der der Fußpunkt 9 der
Feder 6 verschoben werden kann, markiert wird. Weiterhin ist hier das Zusammenwirken
der Vibrationseinrichtung 10-15-16 mit dem Federarm 10, der als gekröpfte Blattfeder
ausgebildet ist, zu ersehen. An seinem oberen Ende, das über den Bereich des Lichtwellenleiters
12 gebogen ist, wird in einer entsprechenden Halterung die Schneide 11 befestigt
und das untere Ende des Federarmes 10 ist an der Grundplatte eingespannt. Im oberen
Bereich des Federarmes 10 greift ein verstellbarer Federzug an, der zur Einstellung
der Auflagekraft der Schneide 11 während des Schneidevorganges dient.
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Dieser Federzug 14 wird in der Nähe der Grundplatte umgelenkt und
ist an einer hier nicht sichtbaren Feder angeschlossen, die wiederum verstellbar
ist, so daß der Auflagedruck variiert werden kann. Die Auflagekraft könnte jedoch
auch so variiert werden, daß die Schneide 11 über ein Gelenk in der Art einer Waage
am Federarm 10 befestigt wird, wobei ein Arm dieser Waage mit entsprechenden Gewichten
be- bzw.
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entlastet wird. Nach dem Einlegen des Lichtwellenleiters 12 wird schließlich
die Schneide 11 auf den Lichtwellenleiter 12 abgesenkt und mit Hilfe der beschriebenen
Einrichtungen wird die Sollauflagekraft eingestellt. Nach dieser Einstellung wird
die Vibrationsvorrichtung 15-16 in Betätigung gesetzt, so daß die abgesenkte Schneide
11 sägende Schwingungen quer zur Achse des Lichtwellenleiters 12 auf dessen Oberfläche
ausführt bis er an der eingeritzten Stelle bricht. Dadurch, daß alle Werte auf den
zu brechenden Lichtwellenleitertyp optimal eingestellt sind, ist die optische Güte
der so hergestellten Trennfläche mit genügend großer Sicherheit reproduzierbar.
Die Vibrationsvorrichtung selbst kann z. B. aus einer elektrischen Spule 15 bestehen,
die durch Erregung mit Wechselstrom infolge ihres dadurch aufgebauten Magnetfeldes
auf den Federarm 10 so einwirkt, daß er in Schwingungen versetzt wird. Die Amplitude
dieser Schwingungen läßt durch die angelegte Wechselspannung oder bei Gleichstrom
mit einer verstellbaren Schraube 16, durch die der Abstand zwischen Spule 15 und
Federarm 10 verändert werden kann, regeln. Diese Ausbildung ähnelt den bekannten
Unterbrecher- oder Summerschaltungen, auf die hier nicht näher eingegangen werden
muß. Nun bietet sich bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Vibrationsvorrichtung
noch an, die Auflagekraft der Schneide 11 durch eine statische, magnetische Krafteinwirkung
auf den entsprechend geformten Federarm 10 einzustellen. Durch diese statische Kraft
kann die Schneide 11 mit entsprechender Kraft auf die Oberfläche des Lichtwellenleiters
12 abgesenkt werden und durch anschließende Überlagerung mit wechselnder Erregung
erfolgt dann die Schwingungserzeugung, so daß mit einer einzigen Einrichtung die
Einstellung der Auflagekraft und die Erzeugung der Schwingung vorgenommen werden
können. Eine derartige Anordnung vereinfacht die gesamte Schneidevorrichtung sehr
wesentlich, da nur eine Vorrichtung einzustellen ist. Die Grundeinstellung für die
Auflagekraft kann durch einen verschiebbaren Permanentmagneten oder auch durch Überlagerung
der Wechselstromkomponente mit einer Gleichstromkomponente erfolgen. Die Größe der
Auflagekraft wird dann durch die Höhe der Gleichstromkomponente bestimmt. Schließlich
kann auch noch nach dem Einschalten durch Hochfahren der Amplitude gleichzeitig
die nötige Bewegung des entsprechend gekröpften Federarmes 10 erreicht werden, bis
die Schneide 11 mit der erforderlichen Auflagekraft auf der Oberfläche des Lichtwellenleiters
schwingt. In diesem Fall ist dann der mittlere Auflagedruck der Sägeamplitude proportional.
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Hierbei kann der Federzug 14 mit den entsprechenden Einstellmöglichkeiten
entfallen. Als Energieversorgung dient z. B. eine Taschenlampenbatterie, die auch
den erforderlichen abstimmbaren Generator speist.