DE4101627A1 - Faseranordnung - Google Patents

Description

Es ist im Stand der Technik bekannt, eine Mehrzahl optischer Fasern Stoß auf Lücke (nachfolgend als Berg- und Tal- Relation bezeichnet) zusammenzupacken, und in Untereinheiten zusammenzuschmelzen, die dann später zur endgültigen Faser­ gesamtanordnung verschmolzen werden, wie es beispielsweise in dem US-Patent Nr. 32 16 807 vom 9. November 1965 von Woodbock mit dem Titel "Method for Making Fiber Optical Degvices" beschrieben ist.

Es ist auch bekannt, eine Mehrzahl dreifädiger Fasern, bei denen jeweils zwei kleinere Fasern um 180° zueinander ver­ setzt an eine größere Mittelfaser angeschmolzen werden, so zu Untereinheiten zusammenzuschmelzen, daß eine Berg- und Tal-Relation bezüglich des größeren Mittelteils entsteht, in der die kleineren Faserteile die Täler bilden, und eine Mehrzahl dieser Untereinheiten in derselben Berg- und Tal- Relation mit den kleineren Fäden zu einer verschmolzenen Anordnung zusammenzufügen, wie es im US-Patent 36 15 313 vom 26. Oktober 1971 von Phaneuf mit dem Titel "Method of Making Optical Fibers, Image Transfer Devices" beschrieben ist.

In dieser Patentschrift werden auch Vielfachfasern, nach­ folgend Multifasern genannt, mit zwei gegenüberliegenden äußeren Reihen beschrieben, in denen benachbarte Fasern nicht aneinanderstoßen, sondern ein Zwischenraum zwischen ihnen besteht.

Im Stande der Technik ist es auch bekannt, ein Multifaser­ element mit fast 8000 Fasern herzustellen, bei welchem diese vielen Einzelfasern in eine Lehre gebracht werden, wobei alle Fasern in jeder äußeren Reihe aneinanderstoßen, anschließend wird gezogen und gesintert, und danach wird eine Mehrzahl solcher Multifasern zusammengebracht und zur entsprechenden Vergrößerung der Querschnittsfläche gesintert.

In der US-Patentschrift Nr. 43 97 524 vom 9. August 1983 von Yoshimura et al mit dem Titel "Image Transmitting Bundled Optical Fibers" findet sich die Lehre, eine Wasserströmung zu benutzen, um eine zufällig angeordnete Gruppe loser Bild­ fasern miteinander auszurichten.

Zusammenfassung der Erfindung

Bei der Erfindung wurde festgestellt, daß Leitereinheit- Elemente, die für die Herstellung von Faserstrukturen nützlich sind, zweckmäßigerweise hergestellt werden durch Ausbilden kleinerer Leitereinheit-Elemente mit mindestens zwei aneinandergrenzenden äußeren Reihen, in denen Zwischen­ räume vorhanden sind, und anschließendes Zusammenpassen der Leitereinheit-Elemente so, daß die zwischenraumfreien äußeren Fasern des einen Leitereinheit-Elementes zwischen die Zwischenraum aufweisenden Teile eines angrenzenden Leitereinheit-Elementes passen.

Solche Erzeugnisse lassen sich zweckmäßigerweise herstellen, indem zuerst Leitereinheit-Elemente gebildet werden, die einen zentralen Teil, eine vorletzte Faserreihe und eine letzte Faserreihe (also jeweils die vor der äußeren Faser­ reihe liegende Reihe und die äußere Faserreihe selbst) aufweisen, wobei die Fasern im zentralen Teil in einer Berg- und Tal-Relation mit sechs angrenzenden Faserpaaren stehen, einschließlich aller der Paare der vorletzten Faserreihe, und die letzte Faserreihe Zwischenräume aufweist (also bestimmte Fasern der Reihe fehlen), und die in der letzten Reihe befindlichen Fasern in einer Berg- und-Tal-Relation mit zwei benachbarten Fasern der letzten Reihe stehen. Zweitens wird dann eine Anordnung mit Zwischenräumen in der äußeren Reihe zusammengepaßt mit einer anderen solchen Anordnung, die so dazwischenpaßt, daß an den Passungsstellen Umfangszwischenräume durch Fasern aufgefüllt werden, wobei Fasern der letzten Reihe zusammenpassender Teile und benach­ barter vorletzter Teile wie von allen Umfangspassungsfasern in einer Berg- und-Tal-Relation mit sechs Paaren von Fasern stehen und die Passung so erfolgt, daß zwischen irgend­ welchen Fasern der zusammenpassenden Leiterelemente kein umschlossener Zwischenraum entsteht, der größer als die Berg- und Talabmessung ist.

Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die zusammenzu­ passenden Leitereinheit-Elemente identisch, rotations­ symmetrisch, (d. h. daß die identischen Fasermuster sich alle 60°-Drehwinkel um die Mitte des Leitereinheit-Elementes wiederholen) und händig (d. h. gesehen von einem Ende des Leitereinheit-Elementes - und damit schließlich der Leiter­ einheit - ist die Form spiegelbildlich zu der vom anderen Ende gesehenen Form), und die Fasern sind rund.

Bei bevorzugten Verfahren gemäß der Erfindung werden Fasern in einer hexagonalen Konfiguration zusammengebracht, wobei alle Fasern in einer Berg- und Tal-Relation zu irgendeinem Paar benachbarter Fasern stehen und die letzte Reihe keine Zwischenräume aufweist und Tangenten an die Außenflächen der Faserreihen ein Sechseck definieren; danach werden in der äußeren Reihe wie gewünscht Zwischenräume durch Entfernen bestimmter Fasern ausgebildet: Vorzugsweise die halbe Anzahl in der angrenzenden vorletzten Reihe falls die Anzahl in dieser Reihe gerade ist, und die Hälfte dieser Anzahl, jedoch entweder um ein halb aufgerundet oder abgerundet, um die höhere oder niedrigere ganze Zahl zu erhalten, falls die vorletzte Reihe eine ungerade Anzahl hat. Bei der Auswahl der zu entfernenden Fasern beginnt man vorzugsweise mit einer Eckfaser (also einer solchen, die in zwei sich schneidenden Reihen vorliegt), und entfernt benachbart von dieser die gewünschte Anzahl und schreitet in der gleichen Rotationsrichtung fort zur nächsten Ecke, wiederholt dieses Verfahren und setzt dies sechsmal fort.

Bei einem anderen bevorzugten Verfahren der Erfindung können Leitereinheiten und Leitereinheit-Elemente vorzugsweise hergestellt werden, indem bei der Bildung ihrer Multifaser­ elemente das neue Verfahren angewandt wird, bei dem erst ein Strang hergestellt wird aus einer Mehrzahl von Fasern, deren jede zu jedem Paar benachbarter Fasern in einer Berg- und Tal-Relation orientiert ist, wobei Tangenten an den Strang­ querschnitt entweder ein gleichseitiges Dreieck oder ein regelmäßiges Sechseck bilden (solche Tangenten also ein isotopes Polygon definieren), und dann ein Ziehen und Sintern zur Bildung eines entsprechenden Grundelementes erfolgt; anschließend wird mindestens ein Leitereinheit- Element größeren Querschnitts gebildet, indem eine Mehrzahl von Grundelementen in Berg- und-Tal-Relation in einem zweiten Strang zusammengebracht wird und diese Mehrzahl zusammengezogen und gesintert wird.

Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die Fasern außen rund und man benutzt destilliertes Wasser zum Befeuchten der gesinterten Grundelemente bei der Herstellung der aus ihnen gebildeten Leitereinheit-Elemente, und auch diese noch größeren Elemente werden befeuchtet für die Bildung noch größerer Leiterstränge.

Bei der Erfindung hat sich auch gezeigt, daß die oben beschriebenen neuen Leitereinheit-Elemente, bei denen alle Fasern in einer Berg- und-Tal-Relation mit Paaren benach­ barter Fasern stehen und bei denen diese Art von Leiterein­ heit-Elementen auch als Platten bezeichnet werden können (Scheiben, die beispielsweise aus längeren Leitereinheit- Elementen geschnitten werden) gekennzeichnet ist durch eine "Händigkeit" (d. h., wenn eine aus einer zweiten oder größeren Platte hergestellte Scheibe, umgekehrt wird, ist ihre Umfangsform bei Draufsicht nicht identisch mit der in der vorherigen Lage erscheinenden Umfangsform, sondern vielmehr ihr Spiegelbild), so daß alle Leitereinheit- Elemente oder Leitereinheiten, die gemäß der Erfindung verwendet werden zur Bildung einer größeren Einheit, eine gemeinsame Händigkeit haben müssen, damit man ein voll­ ständiges Berg- und Tal-Zusammenpassen bei dem erfindungs­ gemäßen Erzeugnis erhält, wobei Verbindungsstellen zwischen den Einheiten bei mikroskopischer Untersuchung eines Quer­ schnittes nicht sichtbar sind.

Leitereinheit-Elemente gemäß der Erfindung sind auch in anderer Hinsicht neu, indem sie nämlich eine größere Regel­ mäßigkeit innerhalb der Multifasern und eine größere Perfektion entlang der Multifaserzwischenflächen als beim Stand der Technik aufweisen, wie mikroskopisch feststellbar ist. Im Gegensatz zum Stande der Technik ist in beiden Hinsichten tatsächlich die Freiheit von jeglichen Ungenauig­ keiten von Faser zu Faser oder Multifaser zur Multifaser fast vollständig, so daß unter dem Mikroskop nichts sichtbar ist.

Bevorzugte Ausführung

Es folgt nun eine Beschreibung einer bevorzugten Aus­ führungsform unter Darstellung in den Zeichnungen und Beschreibung der Struktur und Wirkungsweise.

Fig. 1 zeigt eine schematische vergrößerte Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Multifaser einer dritten Stufe,

Fig. 2 zeigt eine schematische vergrößerte Ansicht einer alternativen Ausführung einer Grundform,

Fig. 3, 4 und 5 zeigen schematische vergrößerte Ansichten in unterschiedlichen Maßstäben bevorzugter Aus­ führungsformen von Multifaserelementen der Grund­ stufe, der zweiten und der dritten Stufe,

Fig. 6 bis 8 zeigen schematische vergrößerte Ansichten in unterschiedlichen Maßstäben von Multifasern unter­ schiedlicher Stufen von insgesamt dreieckiger Gestalt, gemäß der Erfindung,

Fig. 9 und 10, 11 und 12, 13 und 14, 15 und 16, 17 und 18 zeigen Paare schematischer Darstellungen von Mehrfaserelement-Fasergruppen vor bzw. nach dem Entfernen von Fasern aus den äußeren Reihen zur Bildung komplexer Leitereinheiten erster Ordnung gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung,

Fig. 19 veranschaulicht aufeinanderfolgende Schritte bei der Herstellung von Plattenelementen gemäß bestimmten Gesichtspunkten der Erfindung und

Fig. 20 zeigt eine Eigenschaft eines anderen Platten­ elementes gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Multifaser 10 einer dritten Stufe, die aus sieben Multifasern 12 einer zweiten Stufe besteht (in welcher die zentrale Multifaser 12 nur in Umrissen gezeigt ist, um Formen und gegenseitige Beziehungen der Multifasern 12 besser verständlich zu machen). Jeder der Multifasern 12 besteht ihrerseits aus sieben Grundelement-Multifasern 14 einer ersten Stufe, deren jede wiederum aus sieben Fasern zylindrischer Außenfläche und gleicher Durchmesser besteht und eine zentrale Faser 16 und sechs Fasern 18 in Hexagonal­ ordnung um die Zentralfaser aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Multifaser nach Fig. 1 werden zuerst sieben Monofasern (Monofaservorformen) mit Zentralfaser und hexagonal angeordneten Außenfasern gemäß der Grundstufenfaser 14 zusammengefügt. Diese Vorformen sind zylindrische Lichtleiter mit einem Zentralteil und einem Umgebungsring, wie es im Stand der Technik bekannt ist, mit einem Außendurchmesser von 2,54 cm. Sie werden dann gezogen und zusammengesintert in der gerade erwähnten Beziehung, um die Grundelementfaser zu bilden, wobei der Durchmesser auf 1/10 des Anfangsdurchmessers schrumpft (also der Durchmesser jeder einzelnen Komponente der sieben Fasern wird zu 0,254 cm). Das Ergebnis ist das Grund-Leiterelement.

Als nächstes werden sieben dieser Grundelemente zusammen­ gebracht in einer gegenseitigen Anordnung mit einer in der Mitte und sieben hexagonal drumherum, wobei achtgegeben wird, daß jede Komponente jedes Elementes in Berg-und Tal- Relation zu jeder angrenzenden Komponente des benachbarten Elementes steht. Die Komponenten werden mit destilliertem Wasser befeuchtet, so daß Oberflächenspannungseffekte die Anpassung und ein vorübergehendes Zusammenhaften an Ort und Stelle ermöglichen. Sie werden dann gezogen und gesintert in ein einheitliches Vor-Leitereinheit-Element der zweiten Stufe zur Verringerung des Durchmessers dieses Elementes und aller seiner Komponenten auf 1/10 des Durchmessers der zweiten Stufe. Der Durchmesser jeder der 49 vorhandenen Monofasern beträgt nun 0,0254 cm. Das Ergebnis ist ein Leitereinheit-Element der zweiten Stufe.

Sieben solcher Leitereinheit-Elemente der zweiten Stufe werden dann in derselben Art zusammengebracht (eins in der Mitte und die anderen hexagonal drumherum), wie es Fig. 1 zeigt. Wieder benutzt man destilliertes Wasser zum Befeuchten der sieben zum selben Zweck wie oben. Man muß achtgeben, daß alle diese Elemente der zweiten Stufe, die eine Händigkeit haben, in ihren Axialrichtungen orientiert sind, so daß jedes der sieben die gleiche Händigkeit hat. Wiederum wird jede periphere Komponente (Faser) jedes Leiters so orientiert, daß sie in einer Berg-und Tal- Relation mit jedem Paar von Fasern steht, an welche sie im benachbarten Element grenzt. Durch Ziehen und Sintern (Verschmelzen) werden dann die sieben zu einem Leiter­ einheit-Element der dritten Stufe integriert, welches auf 1/10 seines Durchmessers und den seiner Fasern herabgezogen ist, so daß der Durchmesser der 343 vorhandenen Fasern nur 0,0025 cm beträgt.

Genug Elemente der dritten Stufe werden dann zusammen­ gebracht zur Bildung einer Anordnung einer vierten Stufe mit etwa 2,5 cm Durchmesser. Dazu braucht man natürlich Dutzende von Leitereinheit-Elementen der dritten Stufe. Man muß dieselbe Vorsicht walten lassen, um die Händigkeit anzu­ passen, und danach trachten, daß die Berg- und-Tal-Relation zwischen Fasern aneinandergrenzender Leitereinheiten voll­ ständig unter den Fasern erhalten bleibt. Wieder benutzt man Wasser für diesen Schritt und zum selben Zweck. Die Anord­ nung der vierten Stufe wird dann in einen Zylinder aus weicherem ätzbaren "Flaschen"-Glas gebracht und unter Vakuum gesintert, wobei die Sinterhitze nicht nur die Anordnung der vierten Stufe verschmilzt, sondern auch das Flaschenglas erweicht und um die Anordnung zusammenzieht zu einem Um­ fangsschutz.

Das langgezogene Leitereinheit-Element der vierten Stufe wird dann in Scheiben geschnitten (die Leitereinheit-Ele­ mente werden hier auch Leitereinheit genannt). Diese Leiter werden dann in einer Lehre zusammengepaßt zu einer wesent­ lich größeren Gesamtfläche, wie dies gewünscht ist. Dieselbe Vorsicht muß auch bezüglich der Händigkeit und der voll­ ständigen Aufrechterhaltung der gleichen Art von Berg- und Tal-Relation dieser Leitereinheiten walten wie bei den Leitereinheit-Elementen der niedrigeren Stufe.

Es folgt eine Schlußsinterung zur Bildung eines Elementes beachtlicher Fläche, beispielsweise unter Verwendung einer geeigneten Heizpresse.

Nach dem Zusammenfügen jeder in ein Leitereinheit-Element zu sinternder Stufe (nach der Grundform) wird noch im nassen Zustand ein Gummiband um das zusammengefügte Bündel herum­ gelegt, welches dann vor dem Ziehen und Sintern austrocknet.

Nach der gegenwärtig am meisten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Leitereinheit-Element der ersten Stufe nicht ein Grundelement der oben beschrie­ benen Art genommen, sondern statt dessen ein komplexeres Element, bei welchem vorzugsweise alle äußeren Faserreihen Abstände aufweisen.

Eine Ausführung des Verfahrens bei diesem Vorgehen ist in den Fig. 15 und 16 veranschaulicht. Zuerst werden in einer Lehre 61 Fäden in die hexagonale Anordnung 46 gemäß Fig. 15 gebracht. Dann werden die 12 in Fig. 15 ge­ strichelten Fäden entfernt, so daß das komplexe Leiter­ einheit-Element 34 der ersten Stufe gemäß Fig. 16 mit 49 Fäden entsteht. Nach einem ersten Zieh- und Sinterschritt werden 49 dieser aus 49 Fasern bestehenden Multielemente naßgemacht und zusammen in eine Lehre gebracht, wobei natürlich alle aneinandergrenzenden Fasern in Berg- und Tal- Relation stehen. Es folgt ein zweiter Zieh- und Sinter­ schritt. Als Ergebnis erhält man ein Leitereinheit-Element, nach nur zweimaligem Ziehen, das genau dem Leitereinheit- Element der vierten Stufe entspricht, welches oben im Zusammenhang mit dem Prozeß beschrieben ist, der mit einer Grundelement-Leitereinheit beginnt, wobei die Herstellung entsprechend wirtschaftlich ist.

Leitereinheit-Elemente 28, 30, 32 und 26 gemäß den Fig. 10, 12, 14 bzw. 18 werden hergestellt aus Vorläufern 37, 40, 44 und 48 nach den Fig. 9, 10, 13 bzw. 17. Die Leiter­ elemente 32, 34 und 36 sind händig, die Elemente 28 und 30 nicht.

Ausführungen des Verfahrens und Erzeugnisses, bei dem mit einem Grundelement, nämlich dem dreifaserigen dreieckigen Grundelement 20 begonnen wird, zeigt Fig. 19. In Fig. 19b sind drei Grundelemente 20 veranschaulicht, die aus Gründen der Klarheit auseinandergezeichnet sind und eine Multifaser 60 der zweiten Stufe bilden. Fig. 19c veranschaulicht, daß Tangenten 62 an die äußeren Flächen der äußeren Faserreihen der Multifaser 60 ein gleichseitiges Dreieck bilden. Fig. 19d zeigt eine größere händige Multifaser 64, die durch Zusammenbringen von drei Multifasern 60 gebildet ist. Fig. 19e zeigt eine noch größere noch händige Multifaser 66, die durch Zusammenbringen von drei Multifasern 64 gebildet ist.

Eine andere Art der Verwendung dreieckiger Grundelemente 20 zeigen die Fig. 7 und 8. Bei diesem Gesichtspunkt der Erfindung besteht die Möglichkeit, ein komplexes Leiterein­ heit-Element der ersten Stufe wie in Fig. 7 bei 26 gezeigt, lose in einer Lehre zusammenzubringen, ohne daß irgendwelche Fasern aus einem Vorläufer entfernt würden. Man sieht, daß die äußeren Reihen Abstände aufweisen, daß die äußeren Flächen identisch sind, daß eine Rotationssymmetrie besteht und daß diese komplexen Leitereinheit-Elemente der ersten Stufe zusammenpassen, um größere Anordnungen der zweiten Stufe zu bilden, wie dies in Fig. 8 bei 68 gezeigt ist.

Fig. 20 zeigt, daß das Leitereinheit-Element 12, 34 so ist, daß Tangenten 70, welche die äußeren Teile der äußeren Faserreihen verbinden, ein regelmäßiges Sechseck bilden.

Die Spalte der äußeren Reihen und andere geplante Unregel­ mäßigkeiten bilden in den Peripherien der äußeren Leiter­ einheit-Elemente Vertiefungen, die größer sind als die­ jenigen, welche von zwei Fasern gebildet werden, die an einem Punkt zusammenstoßen, der auf der ihre Achsen ver­ bindenden Linie liegt (die klassische Vertiefung zwischen "Berg und Tal"); diese größeren Vertiefungen erlauben ein wesentlich leichteres und genaueres Zusammenpassen aneinandergrenzender Leitereinheit-Elemente; es ist als ob ein feiner Satz von Lehren in jedes Leitereinheit-Element eingebaut wäre, und dies ist wesentlich wirksamer als die klassische Berg- und-Tal-Vertiefung, da es sowohl nicht wahrnehmbare Zwischenflächen zwischen den Leitereinheit- Elementen als auch die Verwendung kleinerer Leitereinheit- Elemente erlaubt und damit weniger "Lehrenpassungen", welche nur die Berg- und Tal-Verrastung benutzen (wie sie charak­ teristisch ist für die Grundelemente und die komplexen Leiterelemente der ersten Stufe, welche die Erfindung ver­ wendet und welche auch bei den größeren Multifasern nach dem Stand der Technik verwendet werden, obgleich das erfindungs­ gemäße Vorgehen die Verwendung dieser Berg- und Tal-Lehre nur für kleine Anzahlen benötigt, wo dies praktikabler ist, im Gegensatz zum Stand der Technik, der mit einer viele tausend Fasern umfassenden ersten Stufe arbeiten kann und dann eine Berg- und-Talverrastung dieser Erststufenelemente anstreben muß).

Wie noch gezeigt wird, hat bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung der Zwischenraum an seiner schmalsten Seite die Breite einer Faser und ist eine halbe Faserbreite tief (beispielsweise Fig. 7, 10, 12 und 19c). Bei anderen Ausführungsformen ist die Tiefe die gleiche, jedoch sind die Zwischenräume breiter (beispielsweise Fig. 4, 14, 16, 18). Fig. 19d zeigt beide Typen der soeben erwähnten Zwischen­ räume oder Spalte. Noch andere Leiterelemente enthalten wesentlich größere Zwischenräume (beispielsweise Fig. 1, 5 und 19e). Jedoch lassen sich alle eben zusammenfügen mit anderen identischen Leitereinheit-Elementen.

Betriebsweise

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert erfindungsgemäße Erzeugnisse, die eine wesentlich größere Fläche haben können, als es im Stand der Technik möglich war, während sie gleich­ zeitig eine größere Freiheit von Bildverzerrungen, sei es bei optischen (beispielsweise einer Faseroptikfrontplatte) oder elektronischen (beispielsweise eine Mikrokanalplatte) Anwendungen erlauben. Man erhält schön aufgebaute Elemente, die frei sind von Verschiebungen (seitliche Änderungen der Relationen zwischen Fasern an der Bildeingangs- bzw. Bild­ ausgangsseite). Alle Erzeugnisse der Erfindung sind gekenn­ zeichnet durch hexagonale Gitter, wobei die Abstände zwischen den Fasermittellinien in allen Richtungen gleich sind.

Weitere Ausführungsformen

Grundelemente können irgendeine gewünschte Anzahl von Fasern (Komponenten einschließlich Vorformen oder Strängen) ent­ halten. Diese dreieckigen Vorformen, wie etwa in Fig. 2 gezeigt, können drei, zehn (wie in Fig. 10) oder irgendeine andere Anzahl haben, deren Querschnitt mit Tangenten zu ihren äußeren Faserflächen ein gleichseitiges Dreieck definiert. Ähnlich können die Grundformen wie in Fig. 1 gekennzeichnet sein durch nicht nur sieben, sondern ebenso­ gut durch 19, 37 oder mehr Fasern, bei denen verbindende Tangenten an die äußeren Faserflächen im Querschnitt weiter­ hin regelmäßige Sechsecke definieren.

Bei allen oben aufgezeigten Leitereinheit-Elementen sind die Elemente eben zusammenfügbar (d. h. sie lassen sich nur durch seitliche Verschiebungen zusammenfügen und nicht durch Versetzen ihrer Ebenen, wie es bei Puzzleelementen notwendig ist). Jedoch erstreckt sich der Erfindungsbereich auch auf Ausführungen, die solche Bewegungen erfordern, um keine Zwischenräume innerhalb von irgendwelchen, diese umgebenden) Multifasern zu erhalten.

Fasern von erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch Glas oder anderen Materialien sein (beispielsweise Plastik wie bei Plastikoptikfasern). Die Glasfasern können massiv (wie für Lichtleiter) oder hohl (wie für Mikrokanalplatten) sein. Das Verbinden kann durch geeignete Mittel wie Adhäsion oder Kohäsion erfolgen. Auch andere Ausführungsformen ergeben sich für den Fachkundigen und liegen innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche.

Claims (40)

1. Verfahren zur Herstellung eines Multifaserelementes gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ausbildung eines isotropen Grundstufen-Leitereinheit-Elementes und
Vereinigen dieses Elementes mit einer Mehrzahl anderer solcher Elemente zu einem Leitereinheit-Element einer zweiten Stufe derart, daß jede Faser jedes solchen Elementes der zweiten Stufe in einer Berg- und Talbeziehung mit jedem benachbarten Faser­ paar steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen zylindrischen Außendurchmesser haben und jeder solcher Durchmesser der gleiche ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundstufen-Leitereinheit-Element aus einer zentralen Faser, die von sechs Fasern umgeben ist, welche in einem regelmäßigen sechseckigen Berg- und Talmuster um die zentrale Faser herum angeordnet sind, besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Leitereinheit-Element der zweiten Stufe aus sieben Grundstufen-Leitereinheit-Elementen besteht in Form eines zentralen Grundstufen-Leitereinheit-Elementes und sechs um dieses herum angeordneten und mit ihm eine Berg- und Talrelation bildenden sechs weiteren Grundstufen-Leitereinheit-Elementen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitereinheit-Element der zweiten Stufe mit einer Mehrzahl zusätzlicher Leitereinheit-Elementen der zweiten Stufe zu einem Leitereinheit-Element einer dritten Stufe vereinigt ist, wobei jede Faser in dem Leitereinheit-Element der dritten Stufe in einer Berg- und Talrelation mit jedem benachbarten Faserpaar steht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitereinheit-Element der dritten Stufe aus sieben Leitereinheit-Elementen der zweiten Stufe gebildet ist mit einem zentralen Leitereinheit-Element der zweiten Stufe und sechs darum herum angeordneten Leitereinheit-Elementen der zweiten Stufe.

7. Verfahren zur Bildung von Leitereinheit-Elementen, die größer als diejenigen der dritten Stufe sind, gekennzeichnet durch Vereinigen einer Mehrzahl von Leitereinheit-Elementen der dritten Stufe derart, daß jede Faser des resultierenden Multistufen-Leitereinheit-Elementes in einer Berg- und Tal­ relation mit jedem benachbarten Faserpaar steht.

8. Verfahren zur Bildung einer größeren Multifaser durch Vereinigen einer Mehrzahl kleinerer Multifasern, dadurch gekennzeichnet, daß jede kleinere Multifaser ein isotropes Grundstufen-Leitereinheit-Element enthält und jede Faser in der größeren Multifaser in einer Berg- und Talrelation mit jedem benachbarten Faserpaar steht.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Flüssigkeit bei der Vereinigung im Sinne einer Oberflächenspannungshilfe beim Zusammenhalten der zu vereinigenden Leitereinheiten während der Herstellung.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit destilliertes Wasser ist.

11. Optisches Multifaser-Element, gekennzeichnet durch ein zentrales isotropisches Grundstufen-Leitereinheit-Element und eine Mehrzahl dieses umgebende Leitereinheit-Elemente, wobei jede Faser des Elementes in einer Berg- und Talrelation mit jedem benachbarten Faserpaar steht.

12. Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundstufen-Leitereinheit-Element aus einer zentralen Faser mit sechs in einer sechseckigen Berg- und Talanordnung um diese herum angeordneten Fasern besteht, daß die Mehrzahl sechs beträgt und jeweils identisch mit dem zentralen Leiter­ einheit-Element ist und alle Leitereinheit-Elemente aus Fasern bestehen, deren Außenflächen zylindrisch sind und die den gleichen Durchmesser haben.

13. Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von einer weiteren Mehrzahl von Leiterein­ heit-Elementen, und zwar sechs Stück, umgeben ist, die jeweils aus einem zentralen Leitereinheit-Element, welches von der Mehrzahl nach Anspruch 12 umgeben ist, bestehen, wobei jede Faser in jedem Element in einer Berg- und Talbeziehung mit jedem benachbarten Faserpaar steht zur Bildung eines Leiter­ einheit-Elementes einer dritten Stufe.

14. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitereinheit-Elemente mindestens einer Stufe gezogen werden zur Verringerung ihres Durchmessers und desjenigen ihrer Komponenten.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitereinheit-Elemente aller drei Stufen so gezogen werden.

16. Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Mehrzahl von einer zusätzlichen Mehrzahl von Leitereinheit-Elementen, und zwar sechs, umgeben werden und jeweils aus einem Leitereinheit-Element nach Anspruch 13 bestehen, und daß jede Faser jedes Elementes in einer Berg- und Talbeziehung mit jedem benachbarten Faserpaar steht.

17. Verfahren zur Bildung von Leitereinheit-Platten, dadurch gekennzeichnet, daß ein längsgestrecktes händiges Leitereinheit-Element quer zerschnitten wird.

18. Verfahren zur Herstellung von Elementen größerer Fläche als die Platten nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl solcher Platten zusammengesetzt werden derart, daß jede Faser in benachbarten Elementen in einer Berg- und Talrelation zu jedem benachbarten Faserpaar steht.

19. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Leitereinheit-Elementen der dritten Stufe derart zusammengebracht werden, daß jede Faser in einer Berg- und Talrelation zu jedem Paar benachbarter Fasern steht und die resultierende Anordnung in ein Rohr aus Flaschenglas eingebracht wird, welches evakuiert und erhitzt wird zum Sintern der Mehrzahl und Formen des darauf befindlichen Flaschenglases.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt dieses Anspruchs in Platten zerlegt wird, das Flaschenglas weggeätzt wird und die resultierenden dünnen Leitereinheiten so zusammengepaßt werden, daß jede Faser in benachbarten Leitereinheiten in einer Berg- und Talbeziehung mit jedem benachbarten Faserpaar steht.

21. Ein größeres Leitereinheit-Element aus einer Mehrzahl kleinerer Leitereinheit-Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß die kleineren Leitereinheit-Elemente jeweils mindestens zwei benachbarte, einen Zwischenraum bildende äußere Reihen enthalten und daß die Leitereinheit-Elemente so zusammenpassen, daß kein Zwischenraum verbleibt außer entlang äußeren Reihen in dem größeren Leitereinheit-Element, und daß alle sich berührenden Fasern in einer Berg- und Talrelation nur mit benachbarten Paaren stehen.

22. Größeres Leitereinheit-Element nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenfläche zwischen den kleineren Leitereinheit-Elementen mikroskopisch fast nicht wahrnehmbar ist.

23. Größeres Leitereinheit-Element nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Fasern nahezu frei von Unperfektheiten sind.

24. Leitereinheit-Element, gekennzeichnet durch einen inneren Abschnitt, der eine Mehrzahl von Fasern bildet, die in einer Berg- und Talrelation jeweils mit Paaren benach­ barter Fasern stehen, durch eine Mehrzahl äußerer Reihen von Fasern, und durch Zwischenräume jeweils zwischen mindestens zwei benachbarten der äußeren Reihen derart, daß nicht jede Faser der äußeren Reihen mit einer anderen Faser der gleichen äußeren Reihe zusammenstößt.

25. Leitereinheit-Element nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern im Querschnitt rund sind.

26. Leitereinheit-Element nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß jede der äußeren Reihen identisch mit jeder anderen der äußeren Reihen ist.

27. Leitereinheit-Element nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß sechs solcher äußeren Reihen vorgesehen sind und daß das Leitereinheit-Element rotationssymmetrisch ist.

28. Leitereinheit-Element nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es eines der Fig. 1, 4, 5, 14 und 18 ist.

29. Leitereinheit-Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es eines der Fig. 7, 8 und 19c, d und e ist.

30. Das Erzeugnis nach dem Verfahren nach Anspruch 4, 6 oder 7.

31. Leitereinheit-Element, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens 10 000 Fasern aufweist, die alle in einer Berg- und Talrelation stehen und daß es sich durch eine neue Freiheit von Imperfektionen an den Faserverbindungsstellen auszeichnet.

32. Verfahren zur Herstellung eines Leitereinheit-Elementes, gekennzeichnet durch Zusammenfügen eines Bündels loser Fasern in einer gegenseitigen Querschnittsbeziehung nach Anspruch 26 und anschließendes Sintern der Fasern in eine einstückige Multifaser.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel in einer Lehre zusammengefügt wird.

34. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel in einer Relation zusammengefügt wird, deren Querschnitt ein regelmäßiges Sechseck ist, und daß dann vor­ bestimmte Fasern entfernt werden.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Fasern um das Bündel fortschreitend nacheinander sind: eine Eckfaser, eine Anzahl von Fasern der äußeren Reihe, welche auf die Eckfaser folgen und der Hälfte der Anzahl von Fasern in der nächsten inneren Reihe entsprechen, wenn die Anzahl gerade ist, oder die Hälfte der Anzahl entweder auf- oder abgerundet ist, wenn die Anzahl ungerade ist, die nächste Eckfaser, die nächsten Außenfasern entsprechend den nicht an den Ecken gelegenen Außenfasern, die in der vorigen Fläche entfernt worden sind, und entspre­ chend um das Bündel herum.

36. Verfahren zur Herstellung eines Leitereinheit-Elementes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl der Leitereinheit- Elemente nach Anspruch 26 in einer Lehre lose zusammengefügt werden, so daß alle aneinandergrenzenden Fasern in einer Berg- und Talbeziehung mit Paaren benachbarter Fasern stehen, und daß anschließend zur Bildung einer einstückigen Struktur gesintert wird.

37. Verfahren zur Bildung eines optischen Multifaser-Elementes, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bildung einer Mehrzahl von Leitereinheit-Elementen einer ersten Stufe, von denen jedes eine Mehrzahl von Fasern enthält, die in einer Berg- und Talbeziehung mit jedem benachbarten Faserpaar stehen, wobei das Leitereinheit-Element der ersten Stufe eine solche Form hat, daß rechtwinklig zu den Längsachsen der Fasern verlaufende Linien und Tangenten an die äußersten Fasern ein gleichseitiges Dreieck oder ein gleichseitiges Sechseck bilden, und daß bei dieser Ausbildung Fasern in einer Berg- und Talrelation zusammengesintert werden,
Vereinigen von Leitereinheit-Elementen der ersten Stufe zur Bildung eines Leitereinheit-Elementes einer zweiten Stufe, wobei jede Faser an Zwischenstellen zwischen den Grundstufen- Leitereinheit-Elementen in dem Leitereinheit-Element der zweiten Stufe in einer Berg- und Talrelation mit jedem benach­ barten Faserpaar anderer Leitereinheit-Elemente der ersten Stufe an den Zwischenflächen steht, wobei die Vereinigung ein Zusammensintern der Leitereinheit-Elemente der ersten Stufe umfaßt.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Leitereinheit-Element der ersten Stufe ein Grund­ stufen-Leitereinheit-Element mit einer solchen Form ist, daß die Außenumfänge der Leitereinheit-Elemente berührende Linien ein gleichseitiges Dreieck oder ein gleichseitiges Sechseck bilden.

39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung die Fasern zur Reduzierung der Faser­ durchmesser gezogen werden.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Zusammenfügung Leitereinheit-Elemente der ersten Stufe zur weiteren Reduzierung der Durchmesser gezogen werden.