DE69223934T2

DE69223934T2 - Methode und Apparat zum Aufrauhen faseroptischer Substrate

Info

Publication number: DE69223934T2
Application number: DE69223934T
Authority: DE
Inventors: George A Mezei
Original assignee: POLY OPTICAL PROD Inc
Current assignee: POLY OPTICAL PROD Inc
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2012-10-30
Also published as: EP0547343B1; JPH06138323A; US5312569A; DE69223934D1; EP0547343A1; CA2080434A1; HK1012697A1; CA2080434C; KR930007834A; US5499912A; KR0137357B1; JP2957053B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenaufrauhen eines faseroptischen Substrats, um eine faseroptische Einrichtung zur Hintergrundbeleuchtung zu schaffen, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung von sich drehenden Walzen für diesen Zweck.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.

Allgemeiner Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht

Faseroptische Substrate weisen eine oder mehrere optische Fasern auf, die gemeinsam in einer Band- oder Plattensubstrat-Ausgestaltung gruppiert sind. In typischer Weise ist das Band- oder Plattensubstrat etwa 0,025 bis 0,076 cm (0,01 bis 0,03 Inch) dick. Wenn eine oder mehrere Oberflächen des Substrats aufgerauht oder abgeschliffen sind und eine Lichtquelle bei einem Ende des aufgerauhten Substrats angewendet wird, wird das Licht von dem aufgerauhten Bereich ausgesendet. Dementsprechend kann ein derartiges Substrat aufgerauht werden, um ein spezifisches Beleuchtungsmuster zu erzeugen, welches in wirksamer Weise als Hintergrundbeleuchtung für eine Vielzahl von Anzeigen verwendet werden kann. Ein vergrößertes Oberflächenaufrauhen ergibt ferner eine erhöhte Lichtemission. Infolgedessen kann die Lichtintensität entlang der Länge des Substrats durch variierte Aufrauhung ebenfalls variiert werden.
Bisher wurde ein Aufrauhen von faseroptischen Substraten durch Prägen des Substrats mit einer aufgerauhten Platte hervorgerufen. Insbesondere wurde ein Substrat auf einem Auflager plaziert und ein Stempel mit einer Abdeckung, beispielsweise Schmirgelpapier, wurde gegen das Substrat gepreßt, um seine Oberfläche zu verformen. Um das Ausmaß des Oberflächenaufrauhens entlang des Substrats zu erhöhen, wurde das Auflager auf einer Platte mit einem besonderen Profil plaziert. Beispielsweise würde ein Plazieren des Auflagers auf einer Platte mit einer sich erhebenden Oberfläche und ein anschließendes Aufdrücken des Substrats gegen das Auflager zu einem minimalen Aufrauhen an dem niedrigen Ende der Platte und zu einem großeren Aufrauhen an dem hohen Ende der Platte führen. Dieses Aufrauhungsmuster war insbesondere dann wünschenswert, wenn eine einzige Lichtquelle an einem Ende des aufgerauhten Substrats anzuwenden war. Dieses Ergebnis würde eine gleichförmige Ausleuchtung entlang der Vorrichtung aufgrund des leichten Aufrauhens nahe der Lichtquelle und des voranschreitenden größeren Aufrauhens sein, wenn der Abstand von der Lichtquelle zunimmt. Es wurde eine symmetrisch gekrümmte Platte ebenfalls verwendet, bei der die größte Oberflächenaufrauhung in der Mitte des Substrats auftrat. Eine derartige Einrichtung ergab eine gleichförmige Beleuchtung, wenn Lichtquellen an beiden Enden der Einrichtung plaziert wurden. Für weitere Einzelheiten wird auf das US-Patent Nr. 4929169 für Fujigaki et al. mit der Bezeichnung Working Equipment For Roughening The Side Of Optical Fiber (Bearbeitungsausrüstung zum Aufrauhen der Seite einer optischen Faser) verwiesen.
Die oben beschriebene Prägemethode weist eine Reihe von Nachteilen auf. Eine Schwierigkeit besteht darin, daß die Länge des auf einmal zu behandelnden Substrats durch die Abmessung des Stempels begrenzt ist. Unterschiedlich bemessene Stempel können verwendet werden, jedoch würden größere Stempel offensichtlich mehr Kraft erfordern, um das erwünschte Druckprofil gegen das Auflager und die Platte zu erzielen. Darüber hinaus wird es, wenn die Größe des Stempels zunimmt, aufgrund des größeren Querschnittsbereichs der Platte schwieriger, die unterschiedlichen, gleichzeitigen Drücke genau aufzubringen, die erforderlich sind, um ein erwünschtes Aufrauhungsmuster entlang des Substrats zu erzeugen. Ein zusätzliches Problem besteht in der Notwendigkeit, Platten bei der Vorrichtung zu wechseln, wann auch immer ein unterschiedliches Aufrauhungsmuster erwünscht ist.
Ein weiteres Verfahren zum Aufrauhen der Oberfläche von optischen Fasern weist ein Hindurchschicken von optischen Fasern in Faden- oder Schichtform unter Druck durch wenigstens einen Satz von Walzen und daraufhin ein Hindurchlaufenlassen durch einen anderen Satz von Walzen auf, von welchen die eine feine Vorsprünge an ihrer Oberfläche aufweist. Im Ergebnis werden Lichtleckagebereiche an der Oberfläche der optischen Fasern gebildet. Für weitere Einzelheiten wird auf das japanische Patent Nr. JP-A-01273007 mit der Bezeichnung Method Of Roughening The Surface Of Optical Fibers" verwiesen. Dieses Verfahren leidet an einer Anzahl von Nachteilen, einschließlich der Schwierigkeit beim Erzielen eines vorgegebenen Aufrauhungsmusters entlang der Länge des faseroptischen Substrats.
Ein Verfahren in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 13 sind aus dem oben erwähnten Dokument JP-A-01273007 bekannt. Dementsprechend ergab sich eine Notwendigkeit für ein Verfahren sowie für eine Vorrichtung, welche ein Aufrauhen von Substraten mit unterschiedlichen Längen erlauben oder welche unterschiedliche Aufrauhungsmuster erfordern, ohne ein Unterbrechen des Betriebs der Vorrichtung, um geeignete Teile zu ersetzen. Es ist ferner wünschenswert, daß ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung dazu befähigt sind, allmählich und genau das Druckprofil zu ändern, welches auf das Substrat angewendet wird, wiederum ohne eine Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung.
Gemäß der vorliegenden Erlindung ist das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet, wie in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung durch die Merkmale gekennzeichnet, wie in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 12 angegeben.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufrauhen der Oberfläche eines faseroptischen Substrats dadurch, daß das Substrat zwischen ein Paar von sich drehenden Walzen zugeführt wird. Eine der Walzen ist mit einem Schleifmittel beschichtet. Die zweite Walze kann hart sein oder eine verformbare Umhüllung aufweisen. Die zweite Walze kann ebenfalls eine Schleifmittelbeschichtung aufweisen. Alternativ hierzu können eine oder beide Walzen geriffelt sein, um ein Riffelmuster in dem Substrat zu erzeugen. Es wird eine hydraulische, eine pneumatische oder eine andere Vorrichtung dazu verwendet, um entweder manuell und/oder automatisch den Spalt zwischen den Walzen zu verstellen, um den Druck und die Wirkung der Schleifmittelwalze über die Länge des zu verarbeitenden Substrats zu ändern. Es können ferner Computersteuerungen verwendet werden. Die eine oder beide der Walzen können erwärmt werden, um die Aufrauhungswirkung weiterhin zu verstärken. Die eine oder beide Walzen können ferner in einer vertikalen Richtung verschwenkbar sein, um einen Winkel zwischen den Walzen zu erzeugen. Dies resultiert in einem größeren Spalt an dem einen Ende der Walzen als an dem anderen Ende, wodurch eine allmähliche Zunahme oder Abnahme des Spalts oder des Kontaktdrucks entlang der Länge der Walzen verursacht wird.
Eine Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens, welche hierin beschrieben werden, ergibt eine Anzahl von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik. Zunächst ist, weil ein Oberflächenaufrauhen stattfindet, wenn das Substrat durch den Spalt zwischen den Walzen zugeführt wird, eine geringere Kraft erforderlich, um das Substrat aufzurauhen, als bei dem Prägeverfahren nach dem Stand der Technik. Der Spalt oder die Kontaktdrucklinie zwischen den Walzen ist leichter zu überwachen und genauer aufrecht zu erhalten als ein Druck, der quer über eine Prägeplatte entwickelt wird. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Vorrichtung und des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß irgendein Aufrauhungsmuster auf der Substratoberfläche dadurch erzeugt werden kann, daß die Geschwindigkeit des Substrats durch den Spalt eingestellt wird und/oder daß der Druck in dem Spalt geändert wird, wenn sich das Substrat hindurchbewegt, und/oder daß ein Druckdifferential entlang des Spalts oder der Kontaktdrucklinie zwischen den Walzen erzeugt wird. Mit anderen Worten, es sind die meisten Beleuchtungsprofile entlang der Oberfläche des Substrats möglich.
Die Verwendung eines Steuerflächenmechanismus, um den Druck in dem Spalt zu verstellen, ist ebenfalls vorteilhaft. Beispielsweise ist ein Steuerflächenelement insbesondere zur Erzielung einer graduellen Differentiation der Oberflächenaufrauhung entlang des Substrats nützlich. Ein Steuerflächenelement kann ebenfalls dazu verwendet werden, um Substraten von unterschiedlichen Längen dasselbe Beleuchtungsprofil dadurch zu verleihen, daß einfach die Geschwindigkeit des Steuerflächenelements in geeigneter Weise eingestellt wird. Hinzu kommt, daß der Steuerflächenmechanismus dazu verwendet werden kann, ein Wiederholungsdruckprofil auf den Spalt zu übertragen, um eine Anzahl von identisch behandelten Substraten herzustellen.
Es ist bemerkenswert, daß die obigen Vorteile ohne die Notwendigkeit der Verwendung unterschiedlich geformter Platten oder unterschiedlich bemessener Prägestempel, wie beim Stand der Technik erforderlich, erzielt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Aufrauhungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Fig. 2 stellt eine gemäß der Linie II-II nach Fig. 1 genommene Schnittansicht der Aufrauhungsvorrichtung dar.
Fig. 3 stellt eine gemäß der Linie III-III nach Fig. 2 genommene Schnittansicht der Aufrauhungsvorrichtung dar.
Fig. 4A bzw. Fig. 4B stellt eine Schnittansicht dar, welche gemäß der Linie 4A-4A nach Fig. 1 bzw.gemäß der Linie 4B-4B nach Fig. 4A genommen ist, wobei es sich bei der Darstellung nach Fig. 4A um eine Frontansicht bzw. bei der Darstellung nach Fig. 4B um eine Seitenansicht der Einrichtung zum Einstellen der Höhe der Stange handelt, die durch den Schlitz hindurch in dem Kipphebelarm der Aufrauhungsvorrichtung angeordnet ist.
Fig. 5A bzw. Fig. 5B ist eine Schnittansicht, welche jeweils gemäß der Linie 5-5 nach Fig. 1 genommen ist, wobei es sich jeweils um eine Seitenansicht des Schraubmechanismus in einer in Eingriff befindlichen Position bzw. in einer außer Eingriff befindlichen Position dieses Schraubmechanismus handelt.
Fig. 6 stellt eine von der Seite gesehene Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Aufrauhungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Fig. 7 stellt eine von vorne gesehene Schnittansicht der Aufrauhungsvorrichtung gemäß Fig. 6 dar.
Fig. 8 stellt eine von der Seite gesehene Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform der Walzen dar.
Fig. 9 stellt eine von vorne gesehene schematische Schnittansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform der Walzen dar.

Detaillierte Beschreibung

Eine bevorzugte Vorrichtung zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats, welche die vorliegende Erfindung verkörpert, ist in Figuren 1 bis 3 bei 10 gezeigt. Die Vorrichtung weist eine obere Walze 12, eine untere Walze 14, Seitenplatten18 und Kipphebelarme 20 auf. Die Seitenplatten 18 sind an einer Mehrzahl von Verbindungsstangen 21, 22 und 23 befestigt, welche sich zwischen den Seitenplatten 18 für eine seitliche Abstützung erstrecken.
Die obere Walze 12 kann aus einem kohlenstoffarmen A-36 Stabstahl hergestellt sein. Eine Bohrung 15 erstreckt sich durch die obere Walze 12 zum Aufnehmen eines herkömmlichen Heizelements 28 einer herkömmlichen Heizeinrichtung 30. In bevorzugter Weise ist die Heizeinrichtung 30 ausreichend, um die obere Walze 12 auf etwa 200º F zu erwärmen. Die obere Walze 12 ist an den seitlichen Tragteilen 16 montiert und durch einen Motor 17 angetrieben. Vorzugsweise ist der Motor ein Gleichstrommotor mit verstellbarer Drehzahl. Alternativ hierzu kann die Walze manuell betätigt werden, beispielsweise mittels einer (nicht gezeigten) Handkurbel. Die Oberfläche 26 der oberen Walze ist gerauht oder vorzugsweise mit einer Diamantbeschichtung oder, alternativ hierzu, mit einem Sandpapier mit der Körnungsnummer 120 bedeckt.
Die untere Walze 14 kann aus einem kohlenstoffarmen Schnellautomatenstahl hergestellt sein. Die untere Walze 14 weist eine Welle 16 auf, die an Kipphebeln 20 (vgl. Fig. 3) angebracht ist. Die Welle 16 kann, falls erwünscht, sich durch Öffnungen 19 in den Seitenplatten 18 erstrecken, um mit einem (nicht gezeigten) zweiten Motor betriebsmäßig in Eingriff zu gelangen. Die Öffnungen 19 sind größer im Durchmesser als die Welle der unteren Walze 14, um es der unteren Walze 14 zu erlauben, sich näher zu oder weiter weg von der oberen Walze 12 zu bewegen. Es wird darauf hingewiesen, daß der Motor 17 für die obere Walze dazu verwendet werden kann, die untere Walze anzutreiben, beispielsweise durch die Reibungskräfte zwischen den Walzen oder durch ineinandergreifende Zahnräder zwischen den Walzen. Alternativ hierzu kann lediglich die untere Walze 14 angetrieben werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die untere Walze mit einer verformbaren Umhüllung 24, zum Beispiel Gummi oder Polyurethan, mit 90 ± 3 Durometer Shore A versehen.
Ein Spalt oder eine Kontaktdrucklinie 40 ist zwischen der oberen Walze 12 und der unteren Walze 14 definiert. Eine Länge eines Substrats, zum Beispiel in Form eines Bandes A, verläuft durch den Spalt 40 in der Richtung des Pfeils (vgl. Fig. 2). Die Richtung der Walzen kann umgekehrt werden, um es dem gleichen Band zu erlauben, nach rückwärts oder vorwärts durch den Spalt zu gehen. Ein (nicht gezeigtes) horizontal angeordnetes Blechstück kann zwischen den Seitenplatten 18 befestigt sein und dazu verwendet werden, das Band zu unterstützen, wenn es durch den Spalt 40 geht. Ein zweites Blechstück kann dazu verwendet werden, das Band zu unterstützen, wenn es aus dem Spalt herauskommt. Ein (nicht gezeigtes) Sicherheitsschild aus durchsichtigem Kunststoff kann ebenfalls vor und oberhalb der oberen Walze plaziert sein, um zu verhindern, daß die Finger einer Bedienungsperson in dem Spalt eingeklemmt werden.
Unter Bezugnahme auf Figuren 2 und 3 wird erläutert, daß die Kipphebel 20 an Drehstäben 42 drehbar befestigt sind, welche von den Seitenplatten 18 auskragen und durch die Seitenplatten 18 getragen sind. Vorzugsweise sind die Drehstäbe 42 zu der unteren Walze 14 benachbart und unterhalb des Spalts 40 an den Kipphebeln 20 befestigt.
Der Druck in dem Spalt kann durch die Verwendung eines Schraubenmechanismus 46 verstellt werden, welcher auf eine Stange 44 einwirkt, die an den Kipphebeln 20 angebracht ist und sich zwischen den Kipphebeln 20 erstreckt. Vorzugsweise ist die Stange 44 an den Kipphebeln mit einem ausreichenden Abstand gegenüber dem Spalt befestigt, um als ein Hebel zu wirken, wenn die Stange 44 nach aufwärts bewegt wird, um den Druck in dem Spalt zu erhöhen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist eine Verlängerung 43 der Stange 44 in einem Schlitz 32 eines jeden Kipphebels 20 (vgl. Fig. 4A und 4B) aufgenommen. Jeder Kipphebel weist ferner eine vertikale Öffnung 34 zum Aufnehmen einer verstellbaren Schraube 36 auf, um eine obere Grenze einzustellen, bis zu welcher jede Verlängerung 43 der Stange 44 sich in dem Schlitz 32 während des Aufbringens von Druck auf den Spalt bewegen kann. Mit anderen Worten, die Höhe eines jeden Endes der Stange 44 kann separat verstellt werden, um zu gewährleisten, daß ein gleichförmiger Druck in dem Spalt entlang der Länge der Walzen aufgebracht wird. Alternativ hierzu können die verstellbaren Schrauben 36 in der Weise eingestellt werden, daß der Druck in dem Spalt entlang der Länge der Walzen erhöht oder herabgesetzt wird. Dies würde vorteilhaft sein, wenn es erwünscht ist, daß ein Band in der Längsrichtung in den Spalt eingeführt wird.
Der Schraubenmechanismus 46 weist einen mit Gewinde versehenen Schaft 48, einen Knopf 50 und eine Hülse 52 auf. Unter Bezugnahme auf die Figuren 5A und 5B wird erläutert, daß die Hülse 52 eine Bohrung 54 zum Aufnehmen eines Endes 56 des mit Gewinde versehenen Schafts 48 aufweist. Der mit Gewinde versehene Schaft 48 weist ferner eine Kerbe 58 zum Aufnehmen eines Stifts 60 zum Befestigen der Hülse 52 an dem mit Gewinde versehenen Schaft 48 auf. Die Kerbe 58 erlaubt einen kleinen Betrag einer relativen Bewegung zwischen dem mit Gewinde versehenen Schaft 48 und der Hülse 52. Eine Feder 62 kann ferner in der Bohrung 54 der Hülse vorgesehen sein, um gegen das Ende 56 des mit Gewinde versehenen Schafts 48 zu drücken.
Die Stange 44 ist mit einer Gewindebohrung 64 zum Aufnehmen des mit Gewinde vesehenen Schafts 48 des Schraubenmechanismus 46 versehen. Eine Verbindungsstange 22 ist mit einem versenkten Loch 66 zum Aufnehmen eines Endes 68 der Hülse 52 versehen. Um den Schraubenmechanismus zusammenzufügen, wird der Knopf 50 auf den mit Gewinde versehenen Schaft 48 geschraubt, welcher seinerseits durch die Gewindebohrung 64 der Stange 44 geschraubt wird. Die Hülse 52 wird sodann über das Ende des mit Gewinde versehenen Schafts 48 plaziert und der Stift 60 wird durch die Hülse und in die Kerbe 58 des mit Gewinde versehenen Schafts eingesetzt. Der mit Gewinde versehen Schaft 48 wird sodann weiterhin durch die Bohrung 64 eingeschraubt, bis das Ende 68 der Hülse 52 mit dem versenkten Loch 66 der Verbindungsstange 22 in Eingriff kommt.
Bei Betrieb wird der Druck in dem Spalt 40 durch Drehen des Knopfes 50 erhöht, um die Stange 44 zu veranlassen, sich an dem mit Gewinde versehenen Schaft 48 hochzuschieben. Somit wirkt die Stange 44 als ein Hebel, um die Kipphebel 20 zu veranlassen, sich im Uhrzeigersinn um den Drehstab 42 zu drehen, wodurch die untere Walze 14 näher zu der oberen Walze 12 hin bewegt wird und der Druck in dem Spalt erhöht wird. Um den Druck in dem Spalt freizugeben, wird der Knopf 50 in der entgegengesetzten Richtung gedreht.
Um eine durch Wärme bedingte Beschädigung an der Polyurethan- Umhüllung 24 der unteren Walze 14 zu vermeiden, ist es wünschenswert, daß die obere Walze 12 von der unteren Walze 14 vollständig außer Eingriff gelangt, wenn die Vorrichtung nicht in Betrieb ist. Um den Druck in dem Spalt vollständig freizugeben, wird der Knopf gedreht, bis die Hülse durch eine Bedienungsperson aus dem versenkten Loch freigegeben werden kann. Die Feder 62 kann dazu verwendet werden, um es dem Schraubmechanismus zu erlauben, leichter mit dem versenkten Loch in Eingriff zu gelangen bzw. leichter aus dem versenkten Loch außer Eingriff zu gelangen, und zwar aufgrund der Bewegung der Hülse 52 relativ zu dem mit Gewinde versehenen Schaft 48 (vgl. Fig. 5A und 5B).
Um eine besondere Länge des Bandes aufzurauhen oder abzuschleifen, wird ein Ende des Bandes in den Spalt eingeführt. Wenn das Band durch den Spalt geht, wird der Schraubmechanismus manuell verstellt, um den Druck in dem Spalt zu erhöhen oder zu erniedrigen. Beispielsweise kann, wenn ein 0,025 cm-(0,01 Inch)-Band mit einer einzigen Lichtquelle verwendet werden soll, sodann der Spalt zwischen der oberen Walze und der unteren Walze anfänglich auf 0,0076 cm (0,003 Inch) eingestellt werden und fortschreitend bis auf 0,0127 cm (0,005 Inch) aufgeweitet werden, wenn das Band durch den Spalt verläuft. Dies wird bei dem Band dazu führen, daß es an dem Ende, das zuerst durch den Spalt verläuft, eine stärkere Aufrauhung aufweist. Wenn zwei Lichtquellen zusammen mit dem Band zu verwenden sind, und zwar eine an jedem Ende, wird die Bedienungsperson für die Vorrichtung das Band in den Spalt unter niedrigem Druck einführen, den Druck allmählich erhöhen, bis die Mitte des Bandes sich in dem Spalt befindet, und sodann allmählich den Druck herabsetzen, bis eine Aufrauhung des Bandes abgeschlossen ist. Selbstverständlich kann der Schraubmechanismus automatisiert werden und/oder programmierbar sein, um irgendeine erwünschte Druckvariation in dem Spalt zu erzielen. Andere Variationen in den Aufrauhungsmustern können dadurch bewerkstelligt werden, daß lediglich ein Bereich des Bandes durch den Spalt angeordnet oder das Band in dem Spalt nach rückwärts und nach vorwärts bewegt wird. Ein zweiter Satz von nicht aufrauhenden Walzen (welche nicht gezeigt sind) kann dazu verwendet werden, um das Ziehen des Substrats durch die Vorrichtung hindurch aufrecht zu erhalten, wenn der erste Satz der Walzen 12, 14 offen ist.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 wird erläutert, daß eine zweite bevorzugte Ausführungsform zum Ändern des Drucks in dem Spalt wenigstens ein Steuerflächenrad 70 aufweist, das auf einer Steuerflächenwelle 72 angeordnet ist (zwei Steuerflächenräder sind in Figur 7 dargestellt). Ein Motor 84 mit verstellbarer Geschwindigkeit ist betriebsmäßig mit der Steuerflächenwelle 72 verbunden. Die Kipphebel 20 bei dieser Ausführungsform weisen jeweils einen Hauptbereich 74 und eine Verlängerung 76 auf, die sich oberhalb eines jeden Steuerflächenrades 70 erstreckt. Jede Verlängerung 76 weist ferner eine Bohrung 78 zum Aufnehmen einer Verstellschraube 80 mit einem Anschlag 81 zum Einstellen des Abstands zwischen dem Steuerflächenrad 70 und dem Kipphebel 20 auf. Die Oberfläche 82 des Steuerflächenrades kann profiliert sein, um dem durch den Spalt verlaufenden Band irgendein erwünschtes Aufraubungsmuster zu verleihen. Ein Verstellen der Drehzahl des Steuerflächenrades erlaubt es, daß dasselbe Aufrauhungsmuster auf Substrate von unterschiedlicher Länge aufgebracht wird. In Figur 6 ist der Kipphebel in Phantomzeichnung in der außer Eingriff gebrachten Position dargestellt, das heißt, der Kipphebel ist genügend entgegen dem Uhrzeigersinne in der Weise gedreht, daß die untere Walze von der oberen Walze freigegeben ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird erläutert, daß eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit zwei Walzen mit geriffelten Oberflächen 86 dargestellt ist. Die Riffelungen sind abgerundet und die obere Walze 12 kämmt mit der unteren Walze 14. Ein durch den Spalt verlaufendes Substrat B wird eine gerippte Oberfläche erhalten, derart, daß, wenn das aufgerauhte Substrat mit einer Lichtquelle verbunden wird, das Licht von den Rippen ausgesendet wird. Alternativ hierzu kann lediglich die eine Walze geriffelt sein. Ebenso wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen kann der Druck in dem Spalt während des Aufrauhens verstellt werden und/oder der Spalt zwischen den Walzen kann an dem einen Ende der Walze größer als an dem anderen sein.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird erläutert, daß eine zweite alternative Ausführungsform der Aufrauhungsvorrichtung in schematischer Form gezeigt ist, bei welcher die obere Walze 12 horizontal und die untere Walze 14 vertikal um ein Ende verschwenkbar ist. Der Druck in dem Spalt wird von dem einen Ende der Walzen zu dem anderen in Abhängigkeit von dem Winkel zwischen den Walzen zunehmen oder abnehmen. Alternativ hierzu können die obere Walze 12 oder beide Walzen an einem oder an beiden Enden verschwenkbar sein. Die obere Walze 12 kann durch Träger 96, 98 von oben drehbar getragen sein, zum Beispiel durch einen (nicht gezeigten) strukturellen Rahmen oder einen (nicht gezeigten) Kragträger. Die untere Walze 14 ist an dem einen Ende durch ein Universalgelenk 97 getragen, welches eine Drehung erlaubt. Das andere Ende der unteren Walze 14 ist durch eine hydraulische, pneumatische oder durch eine andere Hebeeinrichtung 99 getragen, welche die untere Walze anheben oder absenken kann, wodurch der Winkel zwischen den Walzen verstellt wird. Alternativ hierzu kann die untere Walze 14 auskragend sein. In diesem Falle kann eine Hebeeinrichtung 99' an der Welle 95 der Walze nahe zu dem Universalgelenk 97 plaziert sein. Um eine geeignete Hebekraft zu ergeben, kann die Welle 95 verlängert sein.
Bei dieser Ausführungsform ist es vorzuziehen, das Substrat, zum Beispiel ein Bandsubstrat, seitwärts durch den Spalt einzuführen. Auf diese Art und Weise kann die volle Länge des Bandes auf einmal aufgerauht werden. Insbesondere weisen Bandsubstrate oftmals einen Schwanz 90 an einem Ende auf, der aus freien optischen Fasern besteht, welche es nicht erfordern, aufgerauht zu werden. Eine Bedienungsperson 88 (oder eine Tragausrüstung) hält den Schwanz 90 des Bandsubstrats und führt den aufzurauhenden Bereich 92 des Substrats seitwärts zwischen die Walzen zu (die Richtung der Bewegung des Substrats ist senkrecht zur Papierebene in Fig. 9). Diese Vorrichtung und dieses Verfahren erzeugen ein Aufrauhungsmuster, welches sich hinsichtlich der Intensität entlang der Länge des Substrats allmählich erhöht oder vermindert, ohne daß die Notwendigkeit für eine kontinuierliche Verstellung des Spaltdruckes vorliegt, wenn das Substrat durch den Spalt verläuft.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsformen beschrieben worden ist, so versteht es sich, daß diese Ausführungsformen lediglich zur Erläuterung der Prinzipien und der Anwendungen der vorliegenden Erfindung dienen. Beispielsweise sind die spezifischen Mechanismen zum Verstellen des Drucks in dem Spalt lediglich repräsentativ und sie werden dafür gehalten, daß sie zu den besten derzeit bekannten Ausführungsformen führen. Als eine alternative Ausführungsform können hydraulische oder pneumatische Einrichtungen verwendet werden, um die untere Walze näher zu der oberen Walze unmittelbar anzuheben. In der Tat sind viele andere Arten und Weisen zum Ändern des Drucks in dem Spalt, mit oder ohne Kipphebel, dem Fachmann bekannt.

Claims

1. Ein Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats (B), die folgenden Schritte aufweisend:

Zuführen des faseroptischen Substrats (B) zwischen ein Paar von sich drehenden Walzen (12, 14), welche einen Spalt (40) bilden, wobei das genannte Paar von sich drehenden Walzen (12, 14) eine erste Walze (12) und eine zweite Walze (14) aufweist und wobei die genannte erste Walze (12) eine Oberfläche (26) zum Aufrauhen des faseroptischen Substrats aufweist, wenn dieses durch den Spalt (40) geht, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:

Erzeugen eines Druckdifferentials (46) in dem Spalt (40), um ein vorgegebenes Aufrauhungsmuster entlang der Länge des faseroptischen Substrats (B) zu erhalten, wobei das Druckdifferential durch Aufbringen eines größeren Druckes in dem Spalt (40) an einem Ende des Paares der Walzen (12, 14) als an dem anderen Ende des Paares der Walzen (12, 14) erzeugt wird.

2. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (26) der ersten Walze (12) rauh ist.

3. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (14) eine rauhe Oberfläche aufweist.

4. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (14) eine glatte, harte Oberfläche aufweist.

5. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (14) eine verformbare Umhüllung (24) aufweist.

6. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch den Schritt des Einstellens der Geschwindigkeit des Substrats (B) durch den Spalt (40), um ein vorgegebenes Aufrauhungsmuster an dem faseroptischen Substrat zu erhalten.

7. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch den Schritt des Erwärmens (30) wenigstens einer der Walzen (12, 14) vor dem Einführen des faseroptischen Substrats (B) in den Spalt (40).

8. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faseroptische Substrat (B) von der Seite zwischen die Walzen (12, 14) eingeführt wird.

9. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Walzen (12, 14) geriffelt (86) ist.

10. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:

Verstellen wenigstens einer der Walzen (12, 14) in Bezug auf die andere Walze zumindest dann, wenn das Substrat (B) durch den Spalt (40) geht, um den Spalt (40) zu verstellen, damit das Aufrauhen des Substrats variiert wird, um Variationen in der Menge des Lichtes zu erhalten, welches von dem Substrat entlang seiner Länge austritt.

11. Das Verfahren zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anpruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (40) verstellt wird, um das Aufrauhen des Subtrats zu variieren, damit eine gleichmäßige Beleuchtung von dem Substrat entlang seiner Länge erhalten wird.

12. Eine Vorrichtung (10) zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats, aufweisend:

eine erste Walze (12) mit einer Oberfläche (26) zum Aufrauhen des faseroptischen Substrats (B);

eine zweite Walze (14), welche mit der ersten Walze (12) einen Spalt (40) definiert; und

eine Einrichtung (17) zum Antreiben wenigstens einer der genannten Walzen (12, 14), gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung (46) zum Erzeugen eines Druckdifferentials in dem Spalt (40) entlang der Länge der Walzen (12, 14), um ein vorgegebenes Aufrauhungsmuster entlang der Länge des faseroptischen Substrats (B) zu erhalten, wobei das Druckdifferential durch Aufbringen eines größeren Druckes in dem Spalt (40) an einem Ende des Paares der Walzen (12, 14) als an dem anderen Ende des Paares der Walzen (12, 14) erzeugt ist.

13. Die Vorrichtung (10) zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung (17) zum Antreiben verstellbare Geschwindigkeiten aufweist.

14. Die Vorrichtung (10) zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (26) der ersten Walze (12) rauh ist.

15. Die Vorrichtung (10) zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (14) eine rauhe Oberfläche aufweist.

16. Die Vorrichtung (10) zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (14) eine glatte, harte Oberfläche aufweist.

17. Die Vorrichtung (10) zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (14) eine verformbare Umhüllung (24) aufweist.

18. Die Vorrichtung zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 12, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30) zum Erwärmen wenigstens einer der Walzen (12, 14).

19. Die Vorrichtung zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Walzen (12, 14) geriffelt (86) ist.

20. Die Vorrichtung (10) zum Aufrauhen eines faseroptischen Substrats nach einem der Ansprüche 12 bis 19, ferner gekennzeichnet durch ein zweites Paar von Walzen zum Ziehen des Substrats durch die Vorrichtung (10), wenn sich die erste Walze (12) und die zweite Walze (14) nicht in Eingriff mit dem Substrat befinden.