NO852400L - Fiberoptisk koplingsorgan - Google Patents

Description

Fiberoptisk koplingsorgan.

Foreliggende oppfinnelse angår et fiberoptisk koplingsorgan som inneholder fiberoptiske ledere, for omkopling av optiske signaler gjennom et første antall parallelt anordnede fibre til et andre antall parallelt anordnede fibre. Et slikt koplingsorgan kan anvendes som relé, f.eks. for et sløyfesystem i forbindelsespunktet mellom fiber-sløyfen og databussterminalen.

I det fiberoptiske koplingsorganet som beskrives i svensk patentsøknad 8204085-8 inngår en bevegelig slide, som de optiske fibrene er festet på. Fibrene går parallelt ved siden av hverandre til en fast holder i koplingsorganet. Ved omkoplingspunktet er fiberender med samme egenskaper og dimensjoner som de i den bevegelige sliden fast anordnet. Den bevegelige sliden påvirkes av det bevegelige ankeret i en elektromagnetisk jernkrets for å gi tilslag, og den bevegelige sliden føres tilbake ved hjelp av en returfjær til sin nøytralstilling i upåvirket tilstand.

I det kjente koplingsorganet tilveiebringes en direkte påvirkning av den bevegelige sliden ved at en påvirkningsarm utstyrt med en fjærtunge, forflytter sliden fra den ene stillingen til den andre under påvirkning av en magnetisk kraft. I praksis oppstår imidlertid problemer med denne direkte påvirkningen ved at påvirkningsarmens fjærtunge bør være stiv i begynnelsen av bevegelsen, men myk mot slutten av bevegelsen for å kunne motstå trykk uten unødig stor magnetisk kraftvirkning.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å løse ovenstående problem ved å tilveiebringe et påvirkningsorgan i et fiberoptisk relé som har en indirekte virkning på den bevegelige sliden.

Oppfinnelsen karakteriseres derved slik det fremgår av den kjennetegnende del av patentkrav 1.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere med henvisning til de vedlagte tegningene, der

figur 1 viser et oversiktsbilde av et fiberoptisk koplingsorgan i samsvar med den ovennevnte svenske patentsøknad,

figur 2 viser et skjematisk riss av fibre og av slidens bevegelse,

figur 3 viser et skjematisk riss av slidens bevegelse,

figur 4 viser et oversiktsbilde av et koplingsorgan med indirekte kopling i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

figur 5 viser et detaljbilde av et koplingsorgan med indirekte kopling i samsvar med figur 4, og

figur 6 viser et sideriss av samme koplingsorgan.

I figur 1 vises et oversiktsbilde ovenfra av det fiberoptiske koplingsorganet i samsvar med ovennevnte svenske patentsøknad, i form av et relé. Reléet er oppbygd på en bunnplate 1, med to jernkjerner 2 og 3 festet ved platens langside. Et anker 4 av bløtt magnetisk materiale er festet til en ankerfjær 5. Den magnetiske fluksen dannes på i og for seg kjent vis med hjelp av en ikke-vist spole som magnetiserer en jernkrets hvor magnetkjernene 2, 3 og ankeret 4 inngår.

En holder 12 er festet på bunnplaten. Holdere fastholder tre optiske fibre 13, 14 og 15. En bevegelig slide 8 kan gli i en bevegelse hovedsakelig vinkelrett på den langs-gående retningen til fibrene 13, 14, 15. På sliden 8 er det satt fast tre optiske fibre 19, 20 og 21. Disse fibrene går mot høyre i figuren forbi slidens høyre kant, og er for-ankret i en fast holder 16. En returfjaer 17 holder den bevegelige sliden 8 på plass i sin utgangsstilling der sliden presses mot kjernen 2. Ved magnetisering føres den bevegelige sliden til anlegg mot styreplaten 10 ved den over-

flaten som i figuren har betegnelsen 11.

I det beskrevne releet, såvel som i lignende konstruksjoner for fiberoptisk omkopling, er det normalt at ankeret påvirker den bevegelige sliden direkte. Når ankeret 4 ved tilslag beveger seg mot kjernen 2, vil fjærtungen 7 nærme seg den bevegelige sliden 8, og når tungen treffer sliden, vil tungen 7 først bøye seg i en viss grad, avhengig av slidens 8 treghet og fjærkraften til returfjæren 17, og vil deretter begynne å skyve den bevegelige sliden 8 til den sistnevnte stoppes av overflaten 11. Når ankeret 4 så fort-setter sin bevegelse til fullt anlegg mot kjernen 2, tvinges fjærtungen 7 til å bøye seg ytterligere.

I et fiberoptisk relé for omkopling vil den fiberbærende slidens bevegelse bli bestemt av avstanden mellom fibrene. Figur 2 viser avstanden D mellom fibrene hos et kjent relé i samsvar med det ovenstående, og avstanden E som den bevegelige sliden beveger seg ved reléets tilslag, hvilken distanse E i prinsipp må være lik D for at senterlinjene til fibrene skal falle sammen før og etter bevegelsen. Figur 3 viser skjematisk avstanden E og den passende avstanden som ankeret beveger seg, nemlig H, som er lik E + F + G, der tilleggsavstanden F kan betegne en frigangsstrek-ning hos ankeret før den bevegelige sliden påvirkes. Avstanden F kan sies å være nødvendig for å tillate prelling av ankeret når reléet slår fra uten at sliden som gir den optiske forbindelsen skal påvirkes. Avstanden G er en fri-gang hos ankeret ved tilslagsstillingen, som sikrer at mindre avstandsunøyaktigheter ikke påvirker den optiske forbindelsen. Avstandene F og G bidrar reléets pålitelige funksjon, og i praksis er de små i forhold til den nødvend-ige bevegelsen E.

En eller annen form for fjæranordning må anvendes for å tilveiebringe frigangsbevegelsene som tilsvarer avstandene F og G for et direkte påvirkende anker. I figur 1 er denne fjæranordningen fjærtungen 7. Ved en praktisk utførelse oppstår imidlertid et motstående forhold på den måten at tungen 7 burde være stiv ved begynnelsen av bevegelsen, slik at frigangsbevegelsen som tilsvarer F ikke blir for stor og dermed krever et langt ankerslag. På den annen side burde løftetungen ved slutten av tilslaget være myk, for å motstå sammentrykning uten at kraften øker for mye. Foreliggende oppfinnelse har oppstått for å løse dette pro-blemet .

I figurene 4, 5 og 6 beskrives en indirekte virkende fiberoptisk koplingsanordning i samsvar med foreliggende oppfinnelse. En tilslagsfjær 26 festet til en kjerne 23 er forspent slik at den gir den bevegelige sliden 28, tilsvarende sliden 8 i det kjente releet, en kraft P^av størrelses-orden 150 mN. En fraslagsfjær 27 festet til en styreplate 40 er forspent slik at den gir den bevegelige sliden 28 en kraft ?2av størrelsesorden 300 mN. Resultanten~

P^blir ca. 150 mN og utgjør den kraft som i fraslått stilling holder den bevegelige sliden 28 mot en kjerne 22 som tilsvarer kjernen 2 i figur 1.

I figurene 5 og 6 vises hele utseendet av en ankerbro 29, som bare delvis fremgår av figur 4. I figur 5 er ankeret 24 utstyrt med ankerbroen 29, som ved ankerets 24 tilslag påvirker fraslagsfjæren 27 via den justerbare tungen 32, og fører fraslagsfjæren 27 i retning nedover. Derved kan tilslagsfjæren 26 påvirke den bevegelige sliden 28 slik at den gjennomfører sin bevegelse og når sitt stopp-punkt mot styreplatens 30 anslagsflate 31. Tilslagsfjæren 26 holder den bevegelige sliden 28 presset mot anslagsflaten 31. Ankeret 24 kan fortsette sin bevegelse til den stoppes av polbossen 35 .

Kreftene som påvirker ankeret ved denne indirekte drevne koplingen i forbindelse med tilslag, er: under den første delstrekningen F (jfr. figur 3) bare ankerfjærens 25 motrettede kraft (ca. 100 mN).

Under neste strekning E påvirker dessuten fraslagsfjæren 27 (ca. 300 mN) ankeret motrettet bevegelsen og tilslagsfjæren 26 (ca. 150 mN) ankeret medrettet bevegelsen, hvilket med-fører at ankeret på denne strekningen skal overvinne en kraft på ca. 100 + 300 - 150 = 250 mN. Når den bevegelige sliden har truffet anslagsflaten 31, gjenstår delstrekningen G av ankerets bevegelse. Under denne delen G av bevegelsen påvirkes ankeret av ankerfjæren 25 pluss fra-slagsf jæren 27, dvs. ca. 100 + 300 = 400 mN.

Det foreslåtte reléets konstruksjon er ikke begrenset til at en bladfjær 26 anvendes som tilslagsfjær for fibrene. Det er også mulig å forspenne fibrene 19, 20, 21 ved holderen 36 slik at en fjærkraft oppstår i selve fibrene. Fjæren 27 vil da virke med en motkraft på én av, eller alle, fibrene 19, 20, 21.

Ved hjelp av den her beskrevne indirekte påvirkningen av den bevegelige sliden oppnås følgende vesentlige fordeler: - Sliden 28 påvirkes av tilslagsfjæren 26 umiddelbart når ankertungen påvirker fraslagsfjæren 27, siden ankerbroens tunge 32 er stiv. Dette medfører at frigangen F kan<g>jøres kort.

- Frigangen F kan justeres ved å bøye tungen 32.

- Under ankerets strekning G er kraften som skal overvinnes bare ankerfjærens 25 returkraft og fraslagsfjærens 27 kraft. - Frigangen G justeres ved å bøye ankerbroens tunge 33. - Ankerets slagvidde kan gjøres mindre med denne indirekte drevne kopleren enn med en direkte drevet kopler, som må ha en fjærende ankertunge 7. - Det svingende systemet (sliden 28 med sine fibre og til-slagsf jæren 26) er ved tilslag frikoplet fra ankeret 24

med dets relativt store masse, hvorved dempningstiden for vibrasjonene som forekommer ved tilslag blir kortere.

Ved fremstilling av fiberoptiske releer i samsvar med den her beskrevne oppfinnelsen forenkles justeringen av reléets funksjonsdata på følgende måte: Ankeret 24 med sin påmonterte ankerf jaer 25 kan kontrolleres med hensyn til å gi korrekt kraft, og ved behov justeres før det festes til kjernen 23. Tilslagsfjæren 26, som er montert på kjernen 23, kan kontrolleres med hensyn til korrekt kraft, og ved behov justeres før montering av sliden 28 og de andre føringene som tilhører fibrene. Fraslagsfjæren 27, som er montert på sin holder 40, kan kontrolleres med hensyn til korrekt kraft og ved behov justeres før holderen monteres i releet. Det at man på den beskrevne måte kan justere de inngående fjærene 25, 26, 27 separat, medfører at man ikke behøver å gjøre noen inngrep etter at reléets deler er satt på plass, og risikoen for å skade de ømtålige fiberendene minsker således betraktelig. Med hensyn til ankeret 24 har fremgangsmåten som er brukt for fjærene sitt motstykke i en målekontroll og en eventuell forjustering av de to justeringstungene 32 og 33. For at den bevegelige sliden 28 skal styres av bunnplaten 21 når den beveger seg, er den faste fiberholderen 36 utstyrt med to trådfjærer 37, 38, som gir en kraft rettet ned mot bunnplaten 21, og som glir i spor i sliden 28 når sliden 28 beveger seg.

Claims (5)

1. Fiberoptisk koplingsorgan for å omkople, dvs. slutte, bryte eller veksle en optisk signalvei, utført med minst én fast anordnet fiberende, som utgjør en signalvei, og minst én bevegelig anordnet fiberende som utgjør en andre signalvei, hvorved magnetisk aktiverte påvirkningsorganer er anordnet for i avhengighet av en magnetiseringsstrøm å tilveiebringe en forflytning av den bevegelige fiberenden for omkopling mellom den første og den andre signalveien, eller for å bryte signalveien, karakterisert ved en fast innspent første fjær (26) for å forflytte nevnte fiberende (19, 20, 21), en andre fjær (27) som motvirker den første fjæren (26), samt organer (29, 32) for ved magnetisk påvirkning å oppheve den andre fjærens (27) motholdende virkning slik at fiberenden forflyttes under innvirk-ning av den første fjæren (26) for å tilveiebringe nevnte omkopling eller bryting.

2. Koplingsorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte påvirkningsorgan omfatter et magnetisk påvirkbart anker (24), samt at nevnte organ omfatter en ankerbro (29) utstyrt med et tungeformet organ (32) fast anordnet på ankeret (24), hvorved det tungeformede organet (32) opphever nevnte motholdende virkning ved anlegg mot den andre fjæren (27) ved magnetisk påvirkning og under ankerets (24) bevegelse.

3. Koplingsorgan som angitt i krav 2, karakterisert ved at det tungeformede organet utgjøres av en justerbar løftetunge (32) for å påvirke den andre fjæren (27) .

4. Koplingsorgan som angitt i krav 2, karakterisert ved at ankeret (24) har en justerbar tunge (33) for bestemmelse av ankerets (24) slagvidde (H).

5. Koplingsorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at én av eller begge fjærene (26, 27) er en bladfjær.