DE69331935T2

DE69331935T2 - Spule für optische faser und verfahren zum aufwickeln

Info

Publication number: DE69331935T2
Application number: DE69331935T
Authority: DE
Inventors: R. Bina; Douglas Milliman; L. Page
Original assignee: Smiths Industries Aerospace and Defense Systems Inc
Current assignee: Smiths Industries Aerospace and Defense Systems Inc
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2013-12-23
Also published as: JP3357061B2; EP0736189A4; DE69331935D1; JPH09510795A; EP0736189A1; EP0736189B1; WO1995017693A1

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Lichtwellenleiterspulen und Verfahren zu ihrer Herstellung und insbesondere ein verbessertes Spulenmuster.

Beschreibung des Stands der Technik

Faseroptische Sensorspulen werden unter anderem in faseroptischen Kreiseln dazu verwendet, ein optisches Ausgangssignal bereitzustellen, mit dem die Drehung eines Fahrzeugs (z. B. eines Flugzeugs) um eine Drehachse bestimmt wird. Ein typischer faseroptischer Kreisel verwendet drei Sensorspulen, um die Drehung um jede der drei orthogonalen Achsen zu erfassen. Der faseroptische Kreisel ist in der Regel wie ein Sagnac- Interferometer konfiguriert, das eine ein optisches Signal liefernde Lichtquelle, eine Spule aus Lichtwellenleiter mit mehreren Windungen, die als faseroptischer Ring bezeichnet wird, und elektronische Auslese- und Steuerschaltungen enthält. Das optische Signal wird zunächst an einen optischen Strahlteiler/Verknüpfer angelegt, der zwei identische optische Ausgangssignale liefert, die jeweils an ein Ende der faseroptischen Spule angelegt werden. Die beiden optischen Signale breiten sich in entgegengesetzten Richtungen durch die Spule aus und werden bei dem Strahlteiler/Verknüpfer wieder kombiniert. Eine Drehung der faseroptischen Spule um ihre Wickelachse bzw. Längsachse führt zu einer Phasenverschiebung zwischen den sich durch die Spule in entgegengesetzten Richtungen ausbreitenden optischen Signalen. Diese Phasenverschiebung ist als die Sagnac-Effekt-Phasenverschiebung bekannt. Der Sagnac-Effekt kann durch eine relativistische Theorie erläutert werden, die zeigt, daß eine sich durch eine sich drehende Spule in der Drehrichtung ausbreitende Welle mehr Zeit benötigt, um den Weg zu durchlaufen, als eine Welle, die sich entgegengesetzt der Drehrichtung ausbreitet. Diese Zeitdifferenz zeigt sich durch das Phasenverschiebungsinterferenzmuster des wiedervereinigten optischen Signals. Bei einem optischen Kreisel wird die Größe der Phasenverschiebung durch eine Analyse des an einen optischen Ausgabedetektor angelegten wiedervereinigten Signals bestimmt. Die Detektorausgabe wird in die Drehung darstellende elektrische Ausgabesignale umgesetzt.
Es kann davon ausgegangen werden, daß die an dem Ausgabedetektor erfaßte Phasenverschiebung aus zwei Teilen besteht. Der erste Teil ist die Sagnac-Effekt- Phasenverschiebung. Der andere Teil der erfaßten Phasenverschiebung ist auf durch Umgebungsfaktoren hervorgerufene Störungen in dem Lichtwellenleiter zurückzuführen. Die die Größe und Drehrichtung definierende Sagnac-Phasenverschiebung ist relativ klein, so daß eine etwaige erhebliche Phasenverschiebung, die auf Umgebungsfaktoren zurückzuführen ist, möglicherweise eine präzise Messung der Sagnac- Effekt-Phasenverschiebung erschwert. Es ist deshalb wünschenswert, den Effekt von Störungen aus der Umgebung auf die erfaßte Phasenverschiebung des wiedervereinigten optischen Signals zu minimieren.
Die als Reaktion auf das einzelne optische Eingangssignal aus dem Teiler/Verknüpfer austretenden beiden optischen Signale sind in Phase und werden an entgegengesetzten Enden der aufgespulten Faser angelegt und durchlaufen die Faser in entgegengesetzten Richtungen. Die unerwünschten Phasenverschiebungseffekte treten auf, wenn Störungen aus der Umgebung eines der Lichtsignale anders beeinflussen als das andere. Es ist allgemein anerkannt, daß die Störungen aus der Umgebung nicht eliminiert werden können, daß ihr Effekt aber minimiert werden kann, wenn diese Störungen gleichmäßig auf die sich entgegengesetzt ausbreitenden Lichtsignale angewendet werden. Ein bekannter Ansatz zum Reduzieren des Effekts der Störungen aus der Umgebung besteht darin, in die Meßspulen eine Symmetrie einzubauen. Zu bekannten Meßspulen zählen Dipol-, Quadrupol- und Octupolwicklungen. Bei diesen Spulen wird der Mittelpunkt einer Länge eines Lichtwellenleiters in der Nähe eines Seitenflansches eines Wickelkörpers angeordnet, und die von dem Mittelpunkt ausgehenden beiden Lichtwellenleitersegmente, die als das vordere Segment und das Rücksegment bezeichnet werden, werden dann in entgegengesetzten Richtungen um die Spule herumgewickelt. Im Fall eines Dipols werden die vorderen und Rücksegmente in abwechselnden Schichten auf den Wickelkörper aufgewickelt. Bei dem Vierfachen folgen auf eine Schicht des vorderen Segments zwei Schichten des Rücksegments, gefolgt von zwei Schichten des vorderen Segments usw. Bei einer Octupolkonfiguration werden zwei Schichten des Rücksegments zwischen zwei Schichten des vorderen Segments geschichtet, worauf ein weiterer Satz aus vier Schichten folgt, bei dem zwei Schichten des vorderen Segments zwischen Schichten des Rücksegments geschichtet sind. All diese verschiedenen Konfigurationen versuchen, eine Symmetrie derart einzuführen, daß eine Störung der Spule aus der Umgebung die sich entgegengesetzt ausbreitenden Lichtsignale auf gleiche Weise beeinflußt. Wenn jedoch die Spule aus abwechselnden Schichten oder abwechselnden Paaren von Schichten aus dem vorderen Segment und Rücksegment aufgebaut wird, werden die vorderen und Rücksegmente durch die Störungen aus der Umgebung nicht notwendigerweise auf die gleiche Weise beeinflußt. Dies läßt sich besser verstehen, wenn der Charakter der Störungen aus der Umgebung betrachtet wird.
Störungen aus der Umgebung können auf mechanische Beanspruchungen, Vibrationen, Schocks und Temperaturänderungen zurückzuführen sein. Bekannterweise müssen zwei Arten von Temperaturstörungen berücksichtigt werden, nämlich solche, die auf radiale Temperaturgradienten und solche, die auf axiale Temperaturgradienten zurückzuführen sind. Wie der Name sagt, variiert bei einem radialen Temperaturgradienten die Temperatur radial derart, daß ein Lichtwellenleitersegment neben dem Kern des Wickelkörpers eine andere Temperatur aufweist als Fasersegmente in vom Kern des Wickelkörpers beabstandeten Schichten. Ein axialer Gradient erstreckt sich entlang der Wickelachse des Wickelkörpers. Es ist deshalb wünschenswert, wesentliche axiale und radiale Abstände zwischen Segmenten des Lichtwellenleiters zu vermeiden, die von jeweiligen Endpunkten derart den gleichen Abstand aufweisen, daß entsprechende Segmente des vorderen und Rücksegments der Spule die gleichen Störungen aus der Umgebung erfahren.
Eine Spule wie in dem Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist in EP-A-0616196 gezeigt. Weiterhin wird auf JP-A-1305310, EP-A-0516340 und US-A-4 928 894 Bezug genommen.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Diese und weitere Probleme des Stands der Technik werden gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Spule wie in Anspruch 1 definiert und einem Verfahren zum Wickeln einer faseroptischen Spule wie in Anspruch 9 definiert überwunden.
Weitere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird in den folgenden Absätzen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Teils einer gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung konstruierten Meßspule;
Fig. 2 bis 4 alternative Ausführungsformen der Erfindung, die alternative Spulwickelmuster zeigen; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Wickeln einer faseroptischen Spule gemäß der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Meßspule 100, die auf einen Wickelkörper 102 mit einem Kern 103 und gegenüberliegenden Flanschen 104, 106 gewickelt ist. Die Spule ist als eine faseroptische Meßspule konstruiert, die beispielsweise in einem faseroptischen Kreisel verwendet wird. Die Spule besteht aus einer durchgehenden Faser ausgewählter Länge, deren Mittelpunkt sich neben dem Kern der Spule befindet und deren Enden freiliegen. Die beiden sich von dem Mittelpunkt aus erstreckenden Lichtwellenleitersegmente, die als das vordere Segment und das Rücksegment bezeichnet werden, werden in entgegengesetzten Richtungen auf den Wickelkörper gewickelt. Wie in dem Stand der Technik erläutert, werden bei Gebrauch zwei identische optische Signale einzeln an die gegenüberliegenden Enden der Spule angelegt und breiten sich in entegengesetzen Richtungen durch das vordere und Rücksegment aus.
Fig. 1 zeigt eine Spule 100 mit 28 Schichten, wobei jede Schicht aus einer Reihe von Windungen entgegengesetzt gewickelter Fasersegmente besteht. Für diese Beschreibung werden Windungen des Vorwärtsfasersegments so dargestellt, daß sie sich von dem Betrachter weg erstrecken und durch X identifiziert werden, und Windungen des Rücksegments werden so dargestellt, daß sie sich zu dem Betrachter hin erstrecken und als O bezeichnet werden. Die in Fig. 1 gezeigte Spule 100 weist eine erste Schicht (1) mit einer ungeraden Anzahl von Windungen, z. B. 99 Windungen, auf. Die Windungen erstrecken sich von dem Mittelpunkt der Faser, der durch M dargestellt ist, in entgegengesetzte Richtung zu den gegenüberliegenden Flanschen 104, 106. Die nächste Schicht (2) weist eine gerade Anzahl abwechselnder, entgegengesetzt gerichteter Windungen des Lichtwellenleiters auf. Die äußersten Windungen dieser Schicht sind bevorzugt mit einem Abstand von etwa der Hälfte des Durchmessers der Faser von jedem der Flanschen 104, 106 versetzt, und zwar derart, daß die zweite Schicht eine Windung weniger als die erste Schicht aufweist. Diese Anordnung von Schichten wird so wiederholt, daß alle geradzahligen Schichten eine Windung weniger als die ungeradzahligen Schichten aufweisen. Dadurch können die Faserwicklungen der nächsten Schicht in den natürlich ausgebildeten Nuten zwischen benachbarten Windungen der vorausgegangenen Schicht positioniert werden. Durch diese Anordnung von Schichten erhält die Spule Stabilität. Dadurch wird im allgemeinen auch der Gesamtspulendurchmesser reduziert, was in Raumfahrzeugen und anderen Anwendungen mit erheblichen Platzeinschränkungen wichtig ist. Benachbarte Windungen können mit einem ausgewählten Abstand voneinander beabstandet sein, um für die Windungen der nächsten Schicht ausgeprägtere und tiefere Nuten zu bilden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht die erste Schicht, Schicht 1, jeweils aus einem halben vorderen Segment und einem halben Rücksegment. Nach der ersten Schicht wird ein bestimmtes Muster aus vorderen und Rücksegmentwindungen entwickelt. Das Muster der Windungen in den in Fig. 1 gezeigten Schichten ist derart, daß es jede vierte Schicht wiederholt wird. Das Muster der Windungen in jeder der Schichten 2 bis 5 ist bezüglich jeder der vorausgegangenen Schichten einzigartig. Nach der Schicht 5 jedoch wird das Muster der Windungen in den Schichten 2 bis 5 in nachfolgenden Gruppen von vier Schichten wiederholt. Somit weist die Schicht 6 das gleiche Muster von Windungen wie die Schicht 2 auf. Die anderen in Fig. 1 gezeigten Schichten, Schicht 28, weist das gleiche Muster wie Schicht 4 auf.
Es können andere Muster abwechselnder Windungen des vorderen und Rücksegments erzeugt werden. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Muster weisen alle geraden Reihen, z. B. 2, 4, 6, die gleichen Windungsmuster auf, wohingegen die ungeradzahligen Schichten, d. h. 3, 5, 7 und 9, abwechselnde Wicklungsmuster aufweisen. Somit wird das Muster der Schicht 3 in den Schichten 7, 11, usw. und das Muster der Schicht 5 in den Schichten 9, 13 usw. wiederholt. Neben den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Mustern kann man sich ohne weiteres andere Muster ausdenken. Das in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigte Muster sind für eine Anordnung bestimmt, bei dem die erste Schicht neben dem Kern 103 eine ungerade Anzahl von Windungen aufweist. Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der die erste Schicht, Schicht 1, eine gerade Anzahl von Windungen aufweist. Bei dieser Konfiguration weisen die ungeradzahligen Schichten, d. h. 3, 5, usw., das gleiche Windungsmuster und die geradzahligen Schichten, d. h. 2, 4, 6 usw., abwechselnde Muster auf. Diese Windungsmuster werden in jeder vierten Schicht wiederholt. Somit weist die Schicht 6 das gleiche Muster wie Schicht 2, Schicht 8 das gleiche Muster wie Schicht 4 auf usw.. Die Ausbildung der Windungsmuster in den Schichten ist eine Funktion des Verfahrens zum Wickeln der Spule 100.
Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Teils einer Meßspule 100, die derart gewickelt ist, daß alle Schichten die gleiche Anzahl von Windungen aufweisen, während die Faserwindungen benachbarter Schichten voneinander mit einem Abstand seitlich versetzt sind, der etwa gleich der Hälfte des Faserdurchmessers ist. Bei dieser besonderen Konfiguration weisen die geradzahligen Schichten entsprechende Konfigurationen aus vorderen und Rücksegmentwindungen und die ungeradzahligen Schichten, beginnend mit der dritten Schicht, entsprechende Konfigurationen aus vorderen und Rücksegmentwindungen auf. Jede Schicht kann insgesamt eine geradzahlige oder ungeradzahlige Anzahl von Windungen aufweisen. Bei der Anordnung von Fig. 5 ist die erste Schicht von dem rechten Flansch 104 um einen Abstand versetzt, der im wesentlichen gleich dem halben Faserdurchmesser ist. Ein Abstandshalter 105 mit einer seitlichen Abmessung von etwa der Hälfte des Faserdurchmessers ist neben dem Kern 103 und dem rechten Flansch 104 vorgesehen, um die gewünschte Beabstandung der am weitesten rechts liegenden Windung der ersten Schicht von dem rechten Flansch 104 zu liefern. Die Schicht 2 ist um einen Abstand von dem linken Flansch 106 versetzt, der im wesentlichen gleich der Hälfte des Faserdurchmessers ist, wobei Windungen der zweiten Schicht in den durch die Windungen der ersten Schicht ausgebildeten Nuten angeordnet sind. Nachfolgende Schichten sind abwechselnd von dem rechten Flansch 104 und dem linken Flansch 106 beabstandet, um zwischen benachbarten Schichten den Versatz um einen halben Faserdurchmessers beizubehalten.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Wickeln der Spule 100. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist der Wickelkörper 102 auf einer von einem Antriebsmotor 203 angetriebenen Antriebswelle 204 montiert. Wenn eine Faser um die Spule 100 gewickelt werden soll, wird die Faser beginnend mit gegenüberliegenden Enden der Faser zunächst auf zwei getrennte Vorratswickelkörper 209 und 223 gewickelt. Die Vorratswickelkörper 209 und 223 sind an einer linken bzw. rechten Stützhalterung 207 bzw. 221 montiert. Bei einem bevorzugten Verfahren zum Wickeln der Spule 100 ist die Länge der Faser auf einem der Vorratswickelkörper, z. B. dem rechten Vorratswickelkörper 209, gleich der Hälfte der Gesamtlänge der Faser plus der Länge entsprechend einer Hälfte der ersten Schicht, Schicht 1. Der Mittelpunkt zwischen den beiden Vorratswickelkörpern kann neben einem der Flansche, beispielsweise dem linken Flansch 106, angeordnet werden und hinüber zu dem rechten Flansch 104 gewickelt werden. Der Mittelpunkt der Länge der Faser wird dann im wesentlichen auf den Mittelpunkt des Wickelkörpers 102 ausgerichtet positioniert sein, wie in Fig. 1 gezeigt.
Die linke und rechte Stützhalterung 221 und 207 sind an jeweiligen linken und rechten Wellenabschnitten 204 bzw. 205 angebracht. Es sind Kupplungen 215 und 216 vorgesehen, um die Wellenabschnitte 204 bzw. 205 gezielt mit der Antriebswelle 203 zur Drehung mit dem Wickelkörper 102 in Eingriff zu bringen. Der Lichtwellenleiter von dem Vorratswickelkörper 209 auf der Halterung 207 wird über eine Walze 213 dem Wickelkörper 102 zugeführt. Die Walze 213 wird mit Hilfe einer an der Halterung 207 befestigten Halterung 211 gestützt. Auf ähnliche Weise stützt eine mit der Halterung 221 verbundene Halterung 225 eine Walze 226, um den Lichtwellenleiter von dem Wickelkörper 223 auf der Halterung 221 zu der Spule 100 zu führen. Wenn die Spule 100 von dem an der rechten Halterung 207 montierten Vorratswickelkörper 209 aus gewickelt werden soll, wird die linke Kupplung 215 eingerückt, um den linken Wellenabschnitt 204 und die Halterung 221 mit der Antriebswelle 203 zur Drehung mit dem Wickelkörper 102 zu verriegeln. Die rechte Kupplung wird von der Antriebswelle 204 ausgerückt und in einer festen Position gehalten. Wenn analog der Wickelkörper 100 von dem Vorratswickelkörper 223 auf der Halterung 221 aus gewickelt werden soll, wird die Kupplung 216 eingerückt, um den rechten Wellenabschnitt 205 und die Halterung 207 mit der Antriebswelle 203 zur Drehung mit dem Wickelkörper 102 zu verriegeln. Die Kupplung 215 wird ausgerückt und die Halterung 221 wird stationär gehalten. Der Motor 201 kann umgekehrt laufen, damit die Spule 100 entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden kann.
Da jede Schicht mit Ausnahme der Schicht 1 ein vorderes und ein Rücksegment umfaßt, kommt es bei Beginn des Wickelns der zweiten Hälfte jeder Schicht zu einer Überkreuzung, da die Windungen der zweiten Hälfte in den zwischen den Windungen der ersten Hälfte der Schicht ausgebildeten Räumen positioniert sind. Zur Überkreuzung kommt es einmal pro Schicht und entweder an dem rechten Flansch 104 oder dem linken Flansch 106. Um eine Störung zwischen den Fasern von den beiden getrennten Vorratswickelkörpern zu verhindern, werden die Vorratswickelkörper 209 und 223 entfernt und ihre Positionen bei jeder Überkreuzung vertauscht.
Die Prozedur zum Wickeln der Spule 100, damit man das in Fig. 1 gezeigte Muster erhält, wobei die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung verwendet wird, wird weiter unten beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird der Wickelkörper 223 als der X-Wickelkörper bezeichnet, der das vordere Segment darstellt, und der Wickelkörper 209 wird als der O-Wickelkörper bezeichnet, der das Rücksegment der faseroptischen Meßspule 100 darstellt. Wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt, sind die Windungen in benachbarten Schichten zueinander versetzt. Dies erleichtert den Wickelprozeß, wie unten umrissen, indem bewirkt wird, daß Windungen einer nächsten Schicht in der vorausgegangenen Schicht vorgesehenen Nuten folgen. Dies ist bei der Ausbildung eines beabstandeten Windungsmusters besonders hilfreich, bei dem beabstandete Windungen um einen Abstand voneinander beabstandet sind, der gleich dem Durchmesser der Faser oder geringfügig größer ist, wie weiter unten beschrieben ist.
Die Prozedur zum Wickeln einer Spule in der Konfiguration, die in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die folgenden Schritte:
1. Wickeln des Rücksegments O des Vorratswickelkörpers mit einer Länge von Faser entsprechend einer Hälfte der Gesamtlänge der Faser plus der Länge, die erforderlich ist, um eine Hälfte der ersten Schicht der Spule auf dem Wickelkörper 102 auszubilden, und Markieren des Endpunkts dieses Segments.
2. Wickeln des Rests des Lichtwellenleiters auf das vordere Segment X des Vorratswickelkörpers.
3. Anordnen des X-Wickelkörpers auf der linken Zuführhalterung 221 und Anordnen des O-Wickelkörpers auf der rechten Zuführhalterung 207.
4. Beginnend mit der markierten Position des Lichtwellenleiters neben dem linken Flansch 106 des Wickelkörpers 100, Wickeln der ersten Schicht von dem O-Vorratswickelkörper entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn unter Bewegung von links nach rechts zum Vervollständigen der ersten Schicht.
5. Wickeln einer Umdrehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn von dem O-Vorratswickelkörper neben dem rechten Flansch 104 als Teil der zweiten Schicht.
6. Wickeln eines beabstandeten abwechselnden Windungsmusters im Uhrzeigersinn von dem X-Vorratswickelkörper unter Bewegung von links nach rechts.
7. Vertauschen der X- und O-Vorratswickelkörper durch Bewegen des O-Vorratswickelkörpers von der rechten Halterung 207 zu der linken Halterung 221 und Bewegen des X-Wickelkörpers von der linken Halterung 221 zu der rechten Halterung 207.
8. Wickeln eines abwechselnden Windungsmusters entgegen dem Uhrzeigersinn von dem O-Vorratswickelkörper zwischen den Windungen des abwechselnden Musters der X-Faser unter Bewegung von rechts nach links zum Vervollständigen der zweiten Schicht.
9. Wickeln eines beabstandeten abwechselnden Windungsmusters im Uhrzeigersinn von dem X-Vorratswickelkörper unter Bewegung von rechts nach links.
10. Vertauschen der X- und O-Vorratswickelkörper durch Bewegen des X-Vorratswickelkörpers zu der linken Halterung 221 und des O-Vorratswickelkörpers zu der rechten Halterung 207.
11. Wickeln eines abwechselnden Windungsmusters zwischen den abwechselnden Windungen der X-Faser entgegen dem Uhrzeigersinn von dem O-Vorratswickelkörper unter Bewegung von links nach rechts zur Vervollständigung der dritten Schicht.
12. Wickeln eines beabstandeten abwechselnden Windungsmusters im Uhrzeigersinn von dem X-Vorratswickelkörper unter Bewegung von links nach rechts.
13. Vertauschen der X- und O-Vorratswickelkörper durch Bewegen des X-Vorratswickelkörpers zu der rechten Halterung 207 und des O-Vorratswickelkörpers zu der linken Halterung 221.
14. Wickeln eines abwechselnden Windungsmusters zwischen den abwechselnden Windungen der X-Faser entgegen dem Uhrzeigersinn von dem O-Vorratswickelkörper unter Bewegung von rechts nach links zur Vervollständigung der vierten Schicht.
15. Wickeln eines beabstandeten abwechselnden Windungsmusters entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn von dem O-Vorratswickelkörper unter Bewegung von links nach rechts.
16. Vertauschen der X- und O-Vorratswickelkörper durch Bewegen des X-Vorratswickelkörpers zu der linken Halterung 221 und des O-Vorratswickelkörpers zu der rechten Halterung 207.
17. Wickeln eines abwechselnden Windungsmusters zwischen den abwechselnden Windungen der O-Faser im Uhrzeigersinn von dem X-Vorratswickelkörper unter Bewegung von rechts nach links zur Vervollständigung der fünften Schicht.
18. Wiederholen der Schritte 5 bis 17 für jede der Gruppen von 4 Schichten (6) bis (9), (10) bis (13) usw., bis die Spule fertig ist.
Es versteht sich, daß die oben beschriebene Anordnung für die Anwendung der Grundlagen der Erfindung lediglich bespielhaft ist und daß sich der Fachmann zahlreiche andere Anordnungen ausdenken kann, ohne von der Idee und dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Im wesentlichen symmetrisch gewickelte Spule (100) aus Lichtwellenleiter, umfassend:

mehrere im Uhrzeigersinn gewickelte Windungen eines ersten Segments eines Lichtwellenleiters und mehrere entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gewickelte Windungen eines zweiten Segments des Lichtwellenleiters;

wobei das erste und zweite Segment jeweils an einem Endpunkt enden und sich an einem von den Endpunkten im wesentlichen äquidistanten Mittelpunkt des Lichtwellenleiters treffen und die Windungen des ersten Segments und zweiten Segments zusammen mehrere überlagerte Schichten von Windungen aus Lichtwellenleiter bilden und wobei die innerste Schicht gegenüberliegende Enden aufweist, wobei der Mittelpunkt des Lichtwellenleiters zwischen den gegenüberliegenden Enden der inneren Schicht und im wesentlichen äquidistant von den gegenüberliegenden Enden der inneren Schicht angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der verbleibenden Schichten ausschließlich abwechselnde benachbarte Windungen des ersten und zweiten Segments aus Lichtwellenleiter umfaßt.

2. Spule nach Anspruch 1 mit einer inneren Schicht mit mehreren Windungen des ersten Segments und des zweiten Segments und einer zweiten, dritten und vierten Schicht mit jeweils abwechselnden benachbarten Windungen des ersten und zweiten Segments und wobei die Positionen der Windungen des ersten Segments und der zweiten Segmente in der vierten Schicht genau den Positionen der Windungen der jeweiligen Segmente in der zweiten Schicht entsprechen.

3. Spule nach Anspruch 1, weiterhin mit einer zweiten, dritten, vierten und fünften Schicht aus abwechselnden benachbarten Windungen des ersten und zweiten Segments, wobei die Positionen der Windungen des ersten Segments in der fünften Schicht genau den Positionen der Windungen des zweiten Segments in der dritten Schicht entsprechen und wobei die Positionen der Windungen des zweiten Segments in der fünften Schicht genau den Positionen der Windungen des ersten Segments in der dritten Schicht entsprechen.

4. Spule nach Anspruch 1, weiterhin mit einer zweiten und einer dritten Schicht und mehreren zusätzlichen Schichten aus abwechselnden benachbarten Windungen des ersten und zweiten Segments, wobei Windungen des ersten und zweiten Segments in geradzahligen Schichten hinsichtlich der Position genau der Position der Windungen der jeweiligen Segmente in der zweiten Schicht entsprechen und wobei Windungen des ersten und zweiten Segments in ungeradzahligen Schichten hinsichtlich der Position genau den Positionen der Windungen der jeweiligen Segmente der dritten und fünften Schicht entsprechen.

5. Spule nach Anspruch 4, wobei die innere Schicht eine gerade Anzahl von Windungen aus dem Lichtwellenleiter umfaßt.

6. Spule nach Anspruch 1, wobei die Windungen des ersten Segments und des zweiten Segments zusammen jede Schicht von mehreren Schichten aus dem Lichtwellenleiter bilden, wodurch die Fasern zwischen unmittelbar benachbarten Windungen in jeder Schicht ausgebildete Nuten bilden;

wobei die Windungen jeder Schicht aus dem Lichtwellenleiter teilweise in den in einer benachbarten Schicht ausgebildeten Nuten angeordnet sind.

7. Spule nach Anspruch 6, wobei benachbarte Schichten abwechselnd eine ungerade und gerade Anzahl von Windungen aufweisen.

8. Spule nach Anspruch 6 mit einem Wickelkörper mit seitlich beabstandeten Seitenflanschen, wobei benachbarte Schichten eine gleiche Anzahl von Windungen aufweisen und jede Schicht von einem der Seitenflansche seitlich mit einem Abstand beabstandet ist, der im wesentlichen gleich dem halben Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts ist.

9. Verfahren zum Ausbilden einer faseroptischen Meßspule (100), die aus mehreren Schichten besteht, die durch Aufwickeln eines Lichtwellenleiters vorbestimmter Länge und vorbestimmten Durchmessers auf einen Wickelkörper mit axial beabstandeten Seitenflanschen ausgebildet werden, wobei die Faser ein vorderes Segment und ein hinteres Segment aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Ausbilden einer ersten Schicht durch Aufwickeln eines Teils der Faser auf den Wickelkörper derart, daß Teile des vorderen und hinteren Segments neben benachbarten gegenüberliegenden Seitenflanschen angeordnet sind; Ausbilden einer zweiten Schicht durch Wickeln der Windungen des vorderen Segments in einer ersten Drehrichtung und Wickeln der Windungen des hinteren Segments in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung; dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ausbildens einer zweiten Schicht umfaßt, einen Teil des vorderen Segments in einem benachbarten Windungsmuster derart auf die erste Schicht zu wickeln, daß alle benachbarten Windungen des vorderen Segments mit einem Abstand beabstandet sind, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Lichtwellenleiters ist, und einen Teil des hinteren Segments in einem Windungsmuster auf die erste Schicht zwischen die Windungen des Windungsmusters des vorderen Segments zu wickeln.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Wickelkörper einen axial äquidistant von den Seitenflanschen angeordneten Wickelkörpermittelpunkt umfaßt und die Faser gegenüberliegende Enden und einen im wesentlichen äquidistant von den gegenüberliegenden Enden angeordneten Fasermittelpunkt aufweist, wobei sich das vordere und hintere Segment von dem Fasermittelpunkt aus in entgegengesetzte Richtungen erstrecken und wobei bei dem Schritt des Ausbildens der ersten Schicht die erste Schicht derart gewickelt wird, daß der Fasermittelpunkt im wesentlichen auf den Wickelkörpermittelpunkt ausgerichtet ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin mit dem Schritt, zusätzliche Schichten auszubilden, wobei jede Schicht abwechselnd Windungen des vorderen Segments und des hinteren Segments umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Schritte, die zweite Schicht und die zusätzlichen Schichten auszubilden, das Ausbilden einer Spule aus benachbarten Schichten mit abwechselnd einer ungeraden und einer geraden Anzahl von Windungen umfassen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schritte, die zweite Schicht und die zusätzlichen Schichten auszubilden, umfassen, eine nächste Schicht derart aufzuwickeln, daß die Windungen der nächsten Schicht in Nuten angeordnet sind, die durch die Windungen der unmittelbar vorausgegangenen Schicht gebildet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin mit dem Schritt, vor dem Schritt des Ausbildens der zweiten Schicht eine zusätzliche Windung des hinteren Segments neben einem der Flansche zu wickeln, um eine Windung aus einer zweiten Schicht auszubilden.

15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei bei dem Schritt des Ausbildens der ersten Schicht eine ungerade Anzahl von Windungen des Lichtwellenleiters und bei dem Schritt des Ausbildens der zweiten Schicht eine gerade Anzahl von Windungen des Lichtwellenleiters ausgebildet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin mit dem Schritt, eine dritte Schicht aus abwechselnden Windungen des vorderen Segments und der hinteren Segmente auszubilden, und dem Schritt, eine vierte Schicht aus abwechselnden Windungen der vorderen und hinteren Segmente derart auszubilden, daß die Windungen des vorderen und hinteren Segments in der vierten Schicht relativ zu den Seitenflanschen hinsichtlich der Position genau den Windungen der zweiten Schicht relativ zu den Seitenflanschen entsprechen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt, die vierte Schicht aus abwechselnden Windungen des vorderen Segments und der hinteren Segmente derart auszubilden, daß die Position der Windungen des vorderen Segments der vierten Schicht relativ zu den Seitenflanschen genau der Position der Windungen des hinteren Segments der zweiten Schicht relativ zu den Seitenflanschen entspricht und die Position der Windungen des hinteren Segments der vierten Schicht relativ zu den Seitenflanschen genau der Position der Windungen des vorderen Segments der zweiten Schicht relativ zu den Seitenflanschen entspricht.

18. Verfahren nach Anspruch 17, weiterhin mit dem Schritt, eine fünfte Schicht derart auszubilden, daß die Position der Windungen des vorderen Segments der fünften Schicht relativ zu den Seitenflanschen genau der Position der Windungen des hinteren Segments der dritten Schicht relativ zu den Seitenflanschen und die Position der Windungen des hinteren Segments der fünften Schicht relativ zu den Flanschen genau der Position der Windungen des vorderen Segments der dritten Schicht relativ zu den Flanschen entsprechen.

19. Verfahren nach Anspruch 18, weiterhin mit den Schritten, eine sechste, siebte, achte und neunte Schicht aus abwechselnden Windungen des vorderen und hinteren Segments derart auszubilden, daß die Positionen der Windungen des vorderen und hinteren Segments der sechsten Schicht relativ zu den Seitenflanschen genau der Position der Windungen der jeweiligen Segmente der zweiten Schicht relativ zu den Seitenflanschen entsprechen und die Positionen der Windungen des vorderen und hinteren Segments der siebten Schicht relativ zu den Seitenflanschen genau den Positionen der Windungen der jeweiligen Segmente der dritten Schicht entsprechen und die Positionen der Windungen des vorderen und hinteren Segments der achten Schicht relativ zu den Seitenflanschen genau den Positionen der Windungen der jeweiligen Segmente der vierten Schicht relativ zu den Seitenflanschen entsprechen und die Positionen der Windungen des vorderen und hinteren Segments der neunten Schicht relativ zu den Seitenflanschen genau der Position der Windungen der jeweiligen Segmente der fünften Schicht relativ zu den Seitenflanschen entsprechen.