DE8108748U1

DE8108748U1 - Optisches fernmeldeelement

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Publication number: DE8108748U1
Application number: DE19818108748U
Authority: DE
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1981-03-25
Publication date: 1981-11-05
Also published as: JPS56150709A; NL8001832A; DE3170366D1; US4468088A; EP0037129A3; CA1157696A; ATE13229T1; EP0037129A2; JPH0119561B2; ES500721A0; EP0037129B1; ES8202157A1

Description

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NEUE BESCHREIBUNGSEINLEITUNG
I "Optisches Fernmeldselement"

[ι Die Neuerung bezieht sich auf ein optisches Fernmeldeelement

das eine gewellte optische Faser innerhalb eines zylinderförmigen Mantels enthält, wobei die gewellte optische Faser periodisch auf der Innenwand dss zylinderförmigen Mantels fixiert ist.

Ein derartiges Element ist aus der US-PS 4.039.248 bekannt. In dem bekannten Element wird eine einzige optische Faser vez wendet, die sich sinusförmig oder im wesentlichen sinusförmig innerhalb des Mantels erstreckt. Die optische Faser kann dab« in einer Ebene liegen, aber kann auch in mehreren aufeinandez folgenden flachen Ebenen, die miteinander einen spitzen Winke _;;. einschließen, orientiert sein. Die Amplitude der sinusförmige

| optischen Faser entspricht dem Innendurchmesser des Mantels.

I Durch Anwendung eines Mantels, dessen Innenoberfläche mit Wöl

I bungen versehen ist, oder durch Anwendung in dem Mantel ange-

I brachter Querwände ist die optische Faser innerhalb des Mante

I fixiert.

I Die optische Faser weist einen viel niedrigeren Ausdehnungs-

^f\ koeffizienten als der Kunststoffmantel auf. Bei Temperatur-

\ änderungen wird eine Druck- oder Zugbelastung auf die Faser

' ausgeübt, wodurch an den Stellen, an denen die Faser auf der

ί Wand fixiert ist, Krümmungsradiusänderung und "Micro-bending

) auftreten. Dies hat zur Folge, daß sehr große SignalVerluste

I auftreten, während weiter die Möglichkeit nicht gering ist,

daß die Faser Mikrorisse aufweisen wird und bricht.

Das bekannte Element weist weiter den Nachteil auf, daß die Positionierung und insbesondere die Fixierung der Faser innei halb des Mantels ziemlich schwierig sind. Das Herstellungsverfahren kann leicht zu Fehlern führen, wodurch dieses Verfahren ziemlich kritisch und infolgedessen kostspielig ist.

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Die Neuerung hat die Aufgabe, ein optisches Fernmeldeelement | zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist. { Dies wird mit einem optischen Fernmeldeelement eingangs ge- | nannter Art erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die I optische Faser sich innerhalb des Mantels in Form einer Schraubenlinie oder einer Quasi-Schraubenlinie mit abwechselnd Links-: und Rechtsdrall erstreckt, wobei die optische Faser an den Wend) punkten der Drallrichtung auf der Innenwand des Mantels fixiertf ist. '

Dadurch, daß die optische Faser an den Wendepunkten der Drallrichtung auf dem Mantel fixiert ist, wird bei Ausdehnung oder
Schwindung des Mantels die optische Faser an diesen Haftstellen keine Krümmungsradiusänderung, "Micro-bending" oder Verschiebung in axialer oder tangentieller Richtung erfahren. Dadurch werden die vorgenannten, der bekannten Vorrichtung anhaftenden Nachtei: völlig beseitigt. Die Amplitude der schraubenlinienförmigen ode] quasi-schraubenlinienförmigen optischen Faser ist vorzugsweise kleiner als der Innendurchmesser des Mantels, so daß keine Reibung zwischen der Faser und dem Mantel auftritt.

Die optische Faser wird in der Regel die Form einer QuasiSchraubenlinie aufweisen. Darunter ist eine von einer eigentlicl Schraubenlinie, die durch einen konstanten Radius und Drallwinkel gekennzeichnet ist, abweichende Konfiguration zu verstehen, wobei sich der Radius und der Drallwinkel kontinuierlich ändern, Eine Schraubenlinie weist, in Projektion betrachtet, eine Kreisform auf, während die projizierte Quasi-Schraubenlinie birnenförmig ist.

Bei einer günstigen Ausführungsform ist die optische Faser mit Hilfe einer Kleberverbindung auf der Innenoberfläche des Mantelji fixiert. Eine Kleberverbindung weist prozeßtechnische Vorteile auf, wie aus der Figurbeschreibung hervorgehen ..wird.

Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform des optischen Femmeldeelements wird eine schraubenlinienförmige optische Faser
verwendet, die nach einer Umdrehung über höchstens 360° perio- \

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disch ihre Drallrichtung ändert. Auch dadurch werden prozeßtechnische Vorteile erhalten, weil z.B. keine mitdrehenden Vorratshaspeln optischer Fasern benötigt werden, wodurch das Herstellungsverfahren erheblich vereinfacht wird. Vorzugsweise wird nach einer Umdrehung über 270 - 330° von dem Linksdrall auf den Rechtsdrall übergegangen oder umgekehrt. Durch Anwendung dieser Maßnahme wird ein optisches Fernmeldeelement erhalten, daß sehr gut gegen äußere Kräfte, insbesondere Biegungskräfte, beständig ist.

Bei einer noch anderen günstigen Ausführungsform werden mehrer; schraubenlinienförmige optische Fasern verwendet, die gegeneinander in tangentieller Richtung verschoben sind. Die Vorteile der Anwendung mehrerer optischer Fasern sind klar. Die Anzahl von Fasern ist nicht an enge Grenzen gebunden und kann, je nach dem-Anwendungsgebiet des Elements, nach Bedarf gewählt! werden. Der beschränkende Faktor ist ein etwaiger Mangel an Raum innerhalb des Mantels. Durch Vergrößerung des Durchmesser/ kann dieser beschränkende Faktor eine geringere Bedeutung erhalten.

Die Neuerung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeic nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellun

eines optischen Fernmeldeelementes, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Antriebsmechanismus der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Fernmeldeelement, das

mehrere optische Fasern enthält, und Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer optischen Faser in einem optischen Fernmeldelement.

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In Fig. 1 ist mit 1 eine vorzugsweise aus Metall hergestellt« hohle Wellebezeichnet, die an einem Ende mit einem Einlaufstück 2 für ein Bündel optischer Fasern 3 versehen ist.
Die optischen Fasern 3 laufen durch Nuten 4, die regelmäßig
über die kegelige Oberfläche des Einlaufstückes 2 verteilt
sind, in die hohle Welle 1 ein. Die Anzahl optischer Fasern 3 ist nicht an enge Grenzen gebunden und

- weiter Seite 5 der ursprünglichei Beschreibung -

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kann z.B. 100 — 300 betragen. Jede optische Faser rührt von einem Vorratshaspel 5 her. Die hohle Welle 1 ist im Inneren mit einem konzentrischen vorzugsweise ebenfalls aus Metall hergestellten Rohr 6 versehen, das in der Nähe des EinlaufStückes 2 mittels einer kegeligen Stirnfläche 7 mit der Welle 1 verbunden ist.

Das Gebilde der Welle 1 und des Rohres 6 wird mittels eines Antriebsmechanismus 8 gedreht, wobei die Drehbewegung periodisch ihre Richtung ändert. Dazu enthält der Antriebsmechanismus 8, wie schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, ein auf der hohlen Welle 1 befestigtes Zahn— J rad 9j das in den Bügel 10 eingreift und über eine am Bügel 10 befestigte Antriebsstange 11 mit der Kurbel 12 der Kurbelwelle 13 verbunden ist. Bei Drehung der Kurbelwelle 13 wird einem Zahnrad 9 eine periodisch ihre Richtung ändernde Drehbewegung erteilt.

In den zwischen der Welle 1 und dem Rohr 6 liegenden ringförmigen Raum Ik wird periodisch eine Menge Kleber eingeführt, der vom Behälter 15 herrührt, der über den Zufuhrkanal 16, die Drehabdichtung 17 und in die Welle 1 vorgesehene Offnungen 18 mit dem Innenraum 14 in Verbindving s t eht.

Die sich innerhalb des Rohres β erstreckenden optischen Fasern 3 werden über Durchfuhrkammern 19, die sich zwischen der Welle 1 und dem Rohr 6 erstrecken, zu der Aussenoberflache der Welle 1 geführt. Die Durchfuhrkammern, die in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt sind, werden durch Querwände 20 gebildet, die in parallelen Ebenen senkrecht zu der Welle 1 liegen und durch eine Anzahl Längswände 21 (Fig. z) miteinander verbunden sind. Die Ober- und Unterseiten der Kammern 19 werden durch Teile der Welle 1 bzw. des Rohres 6 gebildet und sind mit je einer Öffnung 22 versehen.

Die ausserhalb der Welle 1 geführten optischen Fasern 3 erstrecken sich weiter über einen am Ende der Welle 1 angebrachten Kamm 23. Der Kamm 23 ist an der Aussenoberflache mit Führungsnuten 2k versehen und enthält einen mittleren Stöpsel 25» der das Rohr 6

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verschliesst. Im Kamm 23 sind veiter radiale Kanäle 26 f

angebracht, die einerseits mit dem ringförmigen Raum 14 f· in Verbindung stehen und andererseits in Offnungen 27

münden, die in der zylindrischen Aussenoberflache des ^;j

Kammes 23 angebracht sind (siehe Fig. h) . Der Kamm 23 ist ^;;

an dem von dem Stöpsel 25 abgekehrten Teil mit einem \

Gewxndeanschlussteil 28 versehen, der mit einem Stütz- f.

stift 29 verbunden ist. Der Durchmesser des Stützstiftes 29 ^!i

ist etwas kleiner als der des Kammes 23. Über die zylindri- '' sehe Aussenoberf lache des Kammes 23 wird mit Hilfe eines fj Fliesspresskopfes 30, der mit einer umlaufenden spalt- i

Γ förmigen Öffnung 31 versehen ist, ein Kunststoffmantel 32 I

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durch Fliesspressen gebildet. |

Die sich über den sich hin und her drehenden t

Kamm 23 erstreckenden optischen Fasern 3 werden eine schraubenlinienförmige Bahn mit abwechselnd Links- und Rechtsdrall zurücklegen. Jeweils wenn der Kamm seine Drehrichtung ändert, wird über Kanäle 26 eine geringe Klebermenge dosiert. Infolgedessen werden die optischen Fasern an den

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Wendepunkten der schraubenlinienförmigen Bahn auf der Innenoberfläche des Mantels 32 fixiert. Der Mantel 32 kann durch axiale Zugbelastung plastisch verformt werden, wobei die Dicke des Mantels etwas geringer wird. Die Amplitude der optischen Fasern nimmt dabei ab und wird kleiner als

( 26

^v der Durchmesser des Mantels 32. Mit Ausnahline der Haftpunkte werden die Fasern nicht mit der Innenwand des Mantels 32 in Kontakt stehen. Die Fasern 3 werden nach der punktweisen Haftung auf dem Mantel 32 zeitweilig von dem

Stift 29 abgestützt. Die gestrichelte Linie 33 gibt an,dass 30

die Bahn der betreffenden optischen Faser hinter dem Stift 2Q liegt. Die optischen Fasern werden nach dem Passieren des Stützstiftes 29 einen quasi-schraubenlinienförmigen Verlauf mit einer birnenförmigen statt einer kreisförmigen Projektion infolge des Eigengewichts und der in den Haft-

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punkten fixierten Torsionskräfte aufweisen.

Eine Querschnitt durch ein auf die obenbeschriebene ¥eise erhaltenes optisches Fernmeldeelement ist in Fig. 5

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gezeigt. In diesem Element sind mit der Bezugsziffer ¹^k zwölf quasi-schraubenlinienförmige optische Fasern bezeichnet,, Jede optische Faser ist periodisch, in diesem Falle nach jedem Schraubengang, mittels eines Klebers 35 atif der Innenwand eines Kunststoffmantels 36 fixiert.

Die Haftpunkte sind zugleich Wendepunkte der Drallrichtting jeder optischen Faser. Die Haftpunkte liegen in einer Ebene, die zu dem Mantel 36 senkrecht ist, und sind in tangentieller Richtung gegeneinander verschoben. Die Quasi—Schraubenlinienkonfiguration jeder optischen

Faser3 wobei sich der Drallwinkel und die Amplitude konti-Γ"\ nuierlich ändern, ergibt eine birnenförmige Projektion, die aus der Figur deutlich ersichtlich ist. Die Höchstamplitude der optischen Fasern ist kleiner als der Durchmesser des Mantels.

In Fig. 6 ist eine Quasi-Schraubenlinienkonfiguration mit abwechselnd Links— und Rechtsdrall einer optischen Faser perspektivisch dargestellt. Die optische Faser 37 ist an den Wendepunkten 38 auf der Wand des

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Kunststoffmantels 39 fixiert.

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Zusammenfassung

Optisches Fernmeldeelement.

Optisches Fernmeldeelement, das einen zylinderförmigen Mantel sowie eine oder mehrere optische Fasern enthält, die sich innerhalb des Mantels in Form einer Schraubenlinie oder Quasi-Schraubenlinie mit abwechselnd S Links- und Rechtsdrall erstrecken, wobei die Fasern an den Wendepunkten der Drallrichtung vorzugsweise mit Hilfe

,-v eines Klebers auf der Innenwand des Mantels fixiert sind. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren ztir Herstellung des optischen Fernmeldeelements sowie auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Fig.

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Claims

N.V. PHILIPS'... :'":"."·' ;"··**· ·"· .Han^urg, 30.7. 1981 G 81 08 748.9 '' '''''''I l:"l ' :': I Wg/Ka NEUE SCHUTZANSPRUCHE 1 - 4

1. Optisches Fernmeldelement, das eine gewellte optische Faser innerhalb eines zylinderförmigen Mantels enthält, wobei die gewellte optische Faser periodisch auf der Innenwand des zylinderförmigen Mantels fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die optische Faser innerhalb des Mantels in Form einer Schraubenlinie oder Quasi-Schraubenlinie mit abwechselnd Links- und Rechtsdrall erstreckt, und daß die optische Faser an den Wendepunkten der Drallrichtung auf der Innenwand des Mantels fixiert ist.

2. Optisches Fernmeldeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser mittels einer Kleberverbindung auf dem Mantel fixiert ist.

3. Optisches Ferameldeelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Faser nach einer Umdrehuni über höchstens 360° periodisch ihre Drallrichtung ändert.

4. Optisches Fernmeldeelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere schraubenlinienförmige optische Fasern vorgesehen sind, die in tangentieller Richtung gegeneinander verschoben sind.

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