NL7906580A - Schakelaar voor lichtgeleidende vezels. - Google Patents

Description

* PHT 79-411......... -- 1-- —- - · ........ ·

Tekade Feiten & Guilleauae Fernmeldeanlagen GabH te Neurenberg, Schakelaar voor lichtgeleidende vezels. Bondsrep«Duitsland

De uitvinding heeft betrekking op een schakelaar voor het optisch koppelen met behulp van een V-groef van een lichtgeleidende vezel met een uit ten minste twee verdere lichtgeleidende vezels door een verplaatsing van de 5 eerst genoemde vezel ten opzichte van de ten minste twee verdere vezels, waarbij de verdere vezels elk in een afzonderlijke Y-groef zijn geplaatst.

Een dergelijke schakelaar is in een publicatie van Hisao Yamamoto en Harno Ogiwara in "Applied Opties", 10 Vol. 17, N° 22, van 15 november 1978 op pagina’s 3^75 tot en met 3678 beschreven. De getoonde schakelaar bevat een drager, waarin in een vlak radiaal gerichte groeven zijn aangebracht, waarin aan de ene zijde per groef vast een vezel is bevestigd en aan de andere zijde een vezel is te I5 plaatsen die met een van de vast bevestigde vezels te koppelen is. Bij een dergelijke schakelaar vindt het schakelen (het verbreken van een koppeling tussen een eerste, en een tweede vezel en het daarna realiseren van een koppeling tussen de eerste en een verdere vezel) door 20 ss het uit de groef lichten van de eerste vezel = het lateraal verplaatsen van de vezel en = het in een volgende groef plaatsen van de vezel Het is duidelijk dat de voorgaande handelingen een hoge mate van precisie dienen te hebben, hetgeen van nadeel is.

25 Verder mag tussen de uiteinden van de op voor gaand beschreven wijze gekoppelde vezels géén afstand groter dan enkele tientallen micrometers (30yu.m) bestaan, terwijl de kopvlakken van de gekoppelde vezels evenmin tegen elkaar mogen aanliggen. Ook deze eis vraagt om een minitieuze han-3Π tering van de te verplaatsen vezels. Het is duidelijk dat een schakelaar zoals hiervoor is beschreven een schakelme-chanisme dient te bezitten, dat uit precisie-onderdelen is opgebouwd en derhalve duur is.

7906580 Φν *· ΡΗΤ 79-^11 2

Het is Het doel van de uitvinding om in een schakelaar te voorzien, die buiten de genoemde V-vormige groeven geen verdere precisie-onderdelen bevat en dus voordelig te vervaardigen is.

5 Een verder doel vein de uitvinding is in een scha kelaar te voorzien, waarin op eenvoudige wijze de schakelfunctie te wijzigen is. (Met schakelfunctie wordt bedoeld het koppelen van bijvoorbeeld een vezel met een willekeurige andere vezel of het simultaan koppelen van bijvoor-1° beeld ten minste twee vezels met een even groot aantal verdere vezels, waarbij tussen de ten minste twee paar-gekop-pelde vezels een vaste relatie bestaat).

De uitvinding heeft daartoe tot kenmerk, dat de schakelaar een eerste en een tweede houder bevat, waarvan ^ de eerste houder aan de omtrek in de richting van een lengteas van de houder van V-vormige groeven is voorzien, die aan een zijde van de houder overgaan in een trechtervormig uitlopende invoeropening, waarbij de groeven equidistant van de lengteas van de houder zijn en verbindingslijnen van on de groeven naar een punt op de lengteas alle eenzelfde steekhoek of een veelvoud ervan insluiten, waarbij een eind-vlak van de eerste houder aan de zijde van de invoeropenin-gen van een dwars op de lengteas gerichte en daarmee concentrische tandkrans is voorzien, die in samenwerking met pc een nagenoeg identieke tandkrans op een eindvlak van de tweede houder ten minste één in de omtrek van de tweede houder gevormde V-vormige groef, die parallel loopt met de lengteas, met een verdere groef in de eerste houder uitlijnt, waarbij de houders met een veerkrachtige verbinding ^ met de tandkransen in aangrijping zijn, welke verbinding een tegen de veerkracht in gerichte verplaatsing langs de lengteas toelaat, waarbij na de genoemde verplaatsing een rotatie van de houders ten opzichte van elkaar mogelijk is, waarbij door in aangrijping komen van de tandkransen bij 35 terugveren van de eerste houder naar de tweede de grootte van de rotatie door de tandkransen is bepaald, welke grootte daarbij gelijk is aan de steekhoek of een veelvoud ervan .

7906580 PHT 79-411 3

De schakelaar volgens de uitvinding heeft tot voordeel, dat met uitzondering van de V-groeven géén hoog-precisiebewerkingen nodig zijn voor bet vervaardigen ervan. Bij gebruik van de schakelaar wordt een koppeling gereali-5 seerd tussen twee lichtgeleidende vezels in een van de V-groeven van de eerste houder. Een vezel is in de V-groef van de eerste houder vastgezet en de tweede vezel is in een V-groef van de tweede houder vastgezet. Door het tegen de veerkracht van de verbinding in verplaatsen van de tweede M houder wordt de koppeling verbroken en wordt de tweede vezel uit de V-groef en trechtervormige invoeropeningen van de eerste houder getrokken. Daarna zijn de houders ten opzichte van elkaar te verdraaien, waarbij de tweede vezel tegenover een volgende invoeropening gebracht wordt. Wordt 15 nu de tweede houder losgelaten, dan zal de tweede vezel via een trechtervormige invoeropening in’ de bijbehorende ν'-gr oef geschoven en met een in die groef bevestigde vezel gekoppeld worden, waarbij de tandkransen bewerkstelligen dat de houders daarbij de gewenste positie ten opzichte van el- 20 kaar innemen. Om te bereiken dat de V-groeven m de eerste en tweede houder exact in lijn liggen bij in aangrijping zijnde tandkransen, worden bij het vervaardigen van de houders eerst de tandkransen en daarna de V-groeven vervaardigd, waarbij de eerste en tweede houder met in aangrijping 25 zijnde tandkransen bijvoorbeeld in een freesbank zijn ingespannen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm heeft de schakelaar volgens de uitvinding tot kenmerk, dat de tweede houder een van de tandkrans voorzien houderlichaam en een po-30 sitioneringsring omvat, die op het aan de tandkrans grenzende einde van het houderlichaam is bevestigd, waarbij een binnendoorsnede van de positioneringsring nagenoeg complementair is aan de buitendoorsnede van de eerste houder aan de zijde van de tandkrans ervan.

35

Met de positioneringsring wordt bereikt, dat de houders (nadat deze uit elkaar zijn getrokken) na verdraaiing ten opzichte van elkaar niet naar elkaar toe bewogen kunnen worden, tenzij de vezel in de tweede houder zich 7906580 is «.

PHT 79-411 4 tegenover een invoeropening van de eerste houder bevindt, daar het uiteinde van de eerste houder in de positionerings-ring moet passen. Met een dergelijke constructie is vermeden dat het uiteinde van de in de groef van de tweede hou-5 der bevestigde vezel wordt beschadigd door verkeerd schakelen (door een rotatie over een te kleine of te grote hoek).

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een in tekening weergegeven voorbeeld, in welke tekening : W fig. 1 een langsdoorsnede, fig. 2 een bovenaanzicht en fig. 3 een frontaanzicht van een houder, die een uitvoeringsvóorbeeld van een schakelaar volgens de uitvinding weergeeft.

^ De langsdoorsnede van de schakelaar, die in fig.

1 is weergegeven, toont een eerste houder 1a en een tweede houder 1b. De eerste houder 1a omvat een eerste houderli-chaam 2a, een klemring 3> klemmiddelen 5a en een tandkrans 7a. De tweede houder 1b omvat een tweede houderlichaam 2b, 20 een positioneringsring 9, een klemmiddel 5*> en een in de positioneringsring 9 bevestigd aandrukmiddel 13 in de vorm van een bladveer, waarvan de drukkracht met een stelschroef 15 instelbaar is. De houderlichamen 2a en 2b zijn langwerpig en hebben een regelmatige vierkante doorsnede, met afge-25 schuinde hoeken 63 zoals in fig. 3 is te zien. In elk van de vier langwerpige zijwanden van het houderlichaam 2a zijn V-vormige groeven 10 aangebracht (zie fig. 3)» waarin licht- geleidende vezels 17 zijn bevestigd. De twee houderlichamen 2a en 2b worden bij voorkeur in een bewerkingsstap van on-30 diepe vlakken uitsparingen 11. voorzien, bijvoorbeeld door frezen, waarin de V-groeven 10 worden aangebracht, die dan precies op één lijn liggen. De vezels 17 zijn elk met een klemmiddel 5a, dat uit een elastisch kussen 19 (bijvoorbeeld rubber), een drukplaat 21 en twee bouten 23 bestaat, 35 in de groeven 10 vastgeklemd en een secundaire ommanteling 25 van de vezels 17 is met de klemring 3 in de in het houderlichaam 2a gevormde goten 27 vastgeklemd.

Het houderlichaam 2b is slechts aan één zijde van 7906580 PHT 79-411 5 een V-vormige groef 10 voorzien (zie fig. 2), waarin een vezel 29 met het klemmiddel 5b» dat uit een elastisch (rubber) kussen 19 en een drukplaat 21, alsmede twee bouten 23 bestaat, wordt vastgeklemd. Op het houderlichaam 2b is de 5 positioneringsring 9 bevestigd, die van vier vleugels 31 zijn voorzien, die parallel lopen aan de vier zijden van het houderlichaam 2b en bij gekoppelde toestand van twee vezels 17» 29 eveneens aan de vier zijden van houderlichaam 2a. Xn de positioneringsring 9 is een aandrukmiddel 13 in W de vorm van een fosforbronzen bladveer bevestigd, die in samenwerking met een stelschroef 15 het uiteinde 33 van de vezel 29 naar een centrale as 35 van de schakelaar en bij gekoppelde toestand van twee vezels 17» 29 in de V-groef in het houderlichaam 2a drukt.

15 Het houderlichaam 2a is van een doorboring 37 voorzien, die aan de zijde van invoeropeningen 39 is vergroot. In de uitsparing die bijvoorbeeld door*uitfrezen van de doorboring 37 is verkregen, is de ringvormige tandkrans 7a geperst of gelijmd, die met de aan het houderlichaam 2b 20 *” gevormde tandkrans 7b moet samenwerken. Bij voorkeur wordt de tandkrans 7a in de doorboring 37 gelijmd, daar hiermee mechanische spanningen en dus vervormingen van houder 2a worden vermeden. In de doorboring 37 is aan de zijde van een tandkrans 7a schroefdraad 41 gevormd, waarin een bout 25 43 is bevestigd. Om de bout 43 is een bus 45 geplaatst, die van een binnenkraag 47 en een buitenkraag 49 is voorzien.

Op de binnenkraag 47 rust een schroefveer 51» ü© aan de andere zijde van de bout 43 tegen een ring 53 aanligt, die door een sluitschroef 55 aan de bout is bevestigd, die in 30 het van schroefdraad voorziene holle uiteinde van de bout 43 is geschroefd. Met de schroefveer 51 wordt de buitenkraag 49 van de bus tegen in een doorboring 57’van het houderlichaam 2b gevormde rand 59 gedrukt, zodat de tandkran- sen 7a en 7b met elkaar in aangrijping zijn.

35

In fig. 2 en 3 zijn een bovenaanzicht en een frontaanzicht van de schakelaar, respectievelijk de houder 1a, weergegeven, waarin voor de overeenkomstige (onder)delen dezelfde verwijzingscijfers zijn gebruikt. In fig. 2 is 7906580 PHT 79-411 6 duidelijk te zien hoe de vleugels 31 van de positionerings-ring 9 om het houderlichaam 2a grijpen, indien de tandkran-sen 7a> 7b met elkaar in aangrijping zijn. Verder is de vleugel 31 aan de zijde van de V-groef in de houder 1b van 5 een uitsparing 61 voorzien, die een markering 62 op het houderlichaam 2a vrijlaat. De lichtgeleidende vezels 17 in de V-groeven van de houder 1a worden onder het daarbij loszittende klemmiddel door tot aan de markering Ó2 geschoven, waarna de vezels 17 met het klemmiddel 5a worden vastgezet. 10 Het plaatsen en schuiven van een vezel 17 in de V-groef kan met het blote oog gebeuren, daar het vezeluiteinde niet exact tot bij de markering 62 behoeft te reiken, hetgeen verderop zal worden toegelicht. Toleranties van enkele tienden tot. een halve millimeter in de positie van het uit- ie einde van een vezel hebben geen invloed op het te bereiken koppelrendement. Nadat in elke V-groef 10 in de houder 1a een vezel 17 is geplaatst en vastgezet, wordt met de klem-ring 3 de secundaire ommanteling 25 van de vezels vastgeklemd. De vezel 29» die in de houder 1b wordt bevestigd, 20 — wordt in de V-groef 10 geschoven, nadat de twee houders 1a en 1b tegen de veerkracht in van elkaar zijn getrokken en een achtste slag ten opzichte van elkaar gedraaid zijn. De positioneringsring 9 zal in die stand na loslaten van een houder met de vleugels 31 op de hoeken 63 van het houderli-25 chaam 2a rusten. In deze positionering van de houders la en 1b wordt de vezel 29 in de groef van houder 1b geschoven tot voorbij de drukveer 13 en tot vlak voor de buitenrand 65 van de positioneringsring 9» zodat de vezel het houder- lichaam 2a net niet raakt. De vezel wordt vastgeklemd, 30 waarna de schakelaar voor gebruik gereed is, waarbij de vezel 29 tijdens het verdraaien van de ene houder ten opzichte van de andere niet beschadigd kan worden.

Wordt houder 1a ten opzichte van houder 1b verdraaid, dan zullen in een bepaalde stand van de houder 1a 35 ten opzichte van de houder 1b de vleugels 31 de vlakke zijden van het houderlichaam 2a omvatten. Het gevolg is dat door de veerkracht van schroefveer 51 de houders naar elkaar worden toegetrokken, waarbij de in houder 1b gemonteer- 7906580 _ PHT 79-411 7 de vezel via een invoeropening 39 in een V-groef van houder 1a -wordt geschoven (de bladveer houdt de vezel 29 in de V-groef gedrukt) en een uiteinde van de vezel 29 tegen een uiteinde van de in de V-groef van houder 1a geplaatste ve-5 zei 17 aan zal gaan liggen.

Tijdens het naar elkaar toebewegen van de houders 1a en 1b komen de tandkransen 7a en 7b met elkaar in aan-grijping, waardoor bij het tegen elkaar aan gaan liggen van de vezeluiteinden een precisering van de positie van de hou-10 ders 1a en 1b ten opzichte van elkaar plaatsvindt. Daar de buitenrand 65 tot voorbij de markering 62 steekt, zullen eindvlakken van de aldus gekoppelde vezels reeds aanliggen, voordat de beweging van de houders naar elkaar toe is voltooid. Om de daarbij optredende verdere beweging van de ve-10 zei op te vangen nadat de eindvlakken tegen elkaar aanliggen is tussen de positioneringsring 9 en het klemmiddel 5¾ een expansieruimte 67 ‘gemaakt, waarin de vezel in een boog 69 zal gaan staan om de verdere beweging op te vangen. De ring 31 sluit de vezel 29 zodanig op in de V-groef 33» dat 20 de vezel 29 slechts een axiale verplaatsing kan ondergaan.

Het voordeel hierbij is dat de eindvlakken steeds onder een lichte aandrukking tegen elkaar aanliggen. Hiermee wordt tegelijkertijd uitzetting en inkrimping van de vezels en diverse onderdelen bij temperatuurschommelingen opgevangen.

25

Door nu de twee houders 1a en 1b van elkaar af te trekken en ten opzichte van elkaar te roteren en weer naar elkaar toe te bewegen, is een koppeling tussen een eerste en een tweede vezel te verbreken, en tussen de tweede en een derde vezel te realiseren. De ene optische verbinding 30 wordt uit- en een andere optische verbinding wordt ingeschakeld, waarbij tijdens het schakelen geen precisiehande-lingen nodig zijn.

Bij het bedrijfsklaar maken van de schakelaar kan natuurlijk ook eerst vezel 29 in de V-groef worden ge-35 plaatst, waarbij het uiteinde van de vezel tussen de markering 62 en de buitenrand 65 wordt geplaatst. Daarna worden de houders 1a en 1b uit elkaar getrokken en de houders ten opzichte van elkaar verdraaid, zodat de vleugels 31 op het 70 n fi a n

Claims (3)

1. Schakelaar voor het via een V-groef optisch koppe len van een lichtgeleidende vezel met een uit ten minste ^ twee verdere vezels door een verplaatsing van de eerstgenoemde vezel ten opzichte van de ten minste twee verdere vezels, waarbij de verdere vezels elk in een afzonderlijke V-groef zijn geplaatst, met het kenmerk, dat de schakelaar 7906580 PHT 79-^11 9 een eerste en een tweede houder bevat, waarvan de eerste houder aan de omtrek in de richting van een lengte-as ervan van V-vormige groeven is voorzien voor het opnemen van de verdere vezels en welke V-vormige groeven ten minste aan 5 één zijde van de houder overgaan in een trechtervormig uitlopende invoeropening, waarbij de groeven equidistant van de lengte-as van de houder zijn en verbindingslijnen van de groeven naar één punt op de lengte-as alle eenzelfde steek-hoek óf een veelvoud ervan insluiten, waarbij een eindvlak M van de eerste houder aan de zijde van de invoeropeningen van een dwars op de lengte-as gerichte en daarmee concentrische tandkrans is voorzien, die in samenwerking met een tweede tandkrans op een eindvlak van de tweede houder ten minste een in de omtrek van de tweede houder gevormde V-10 vormige groef, die parallel loopt met de lengte-as, met een verdere groef in de eerste houder uitlijnt, waarbij de houders met een veerkrachtige verbinding met de tandkransen in aangrijping zijn, die een tegen de veerkracht in gerichte verplaatsing van de houders ten opzichte van elkaar langs 2Q de lengte-as toelaat, waarbij een na de genoemde verplaatsing rotatie van de eerste houder ten opzichte van de tweede houder mogelijk is, waarbij door in aangrijping komen van de tandkrans en bij terugveren van de eerste houder naar de tweede de grootte van de rotatie door de tandkransen is 25 beperkt, welke grootte gelijk is aan de steekhoek of een veelvoud ervan.

2. Schakelaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede houder aan een van de tandkrans afgekeerd einde van een klemmiddel, waarmee de in de Y-groef te plaat-30 sen vezel wordt vastgeklemd, en aan een einde bij de tandkrans van een aandrukmiddel is voorzien, dat een uiteinde van een in de V-groef van de tweede houder geplaatste vezel in een V-groef van de eerste houder drukt, indien de tandkransen met elkaar in aangrijping zijn, waarbij tussen het 35 klem- en het aandrukmiddel in een expansieruimte voor de vezel is voorzien.

3· Schakelaar volgens conclusie 1 of 2, met het ken merk, dat de tweede houder een van de tandkrans voorzien 7906580 *»»·* A· PHT 79-411 10 houderlichaam en een positioneringsring omvat, die op het aan de tandkrans grenzende einde van het houderlichaam is bevestigd, waarbij een binnendoorsnede van de positioneringsring nagenoeg complementair is aan de doorsnede van de 5 eerste houder aan de zijde van de tandkrans ervan. 1° 15 20 25 30 35 7906580