WO2023108187A1 - Prüfanordnung, vorrichtung, wickelanordnung und verfahren zum prüfen und losen aufwickeln eines lichtleiters - Google Patents

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WO2023108187A1
WO2023108187A1 PCT/AT2022/060442 AT2022060442W WO2023108187A1 WO 2023108187 A1 WO2023108187 A1 WO 2023108187A1 AT 2022060442 W AT2022060442 W AT 2022060442W WO 2023108187 A1 WO2023108187 A1 WO 2023108187A1
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light guide
winding
optical fiber
loop
sensor
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PCT/AT2022/060442
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Dieter HAUER
Martin SLAMA
Peter WERNISCH
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Medek & Schörner GmbH
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    • G02B6/4439—Auxiliary devices
    • G02B6/4457—Bobbins; Reels

Definitions

  • Test arrangement device, winding arrangement and method for testing and loosely winding an optical fiber
  • the invention relates to a device, a winding arrangement, a test arrangement and a method according to the preambles of the independent patent claims.
  • Optical fibers wound on spools in particular fiber optic cables, must be subjected to repeated tests during the production process, such as signal attenuation measurements, so that the quality of the end product can be ensured.
  • High tensile force and imprecise winding geometry have an impact on the measured values recorded during testing, which means that the measurements on the wound light guide do not correspond to the real product properties.
  • light guides must therefore be subjected to one or more test steps which, due to the tensile force of the winding, do not allow the real values of the end product to be recorded.
  • the winding speed When winding optical fibers, the winding speed must be relatively high due to their usual length, otherwise the winding process takes too long and is uneconomical. At such winding speeds, the fiber tensile forces are usually greater than 7 cN when using conventional devices. Already these tensile forces with which the light guides wound on the winding spool result in measurement results that do not correspond to those of the real product.
  • the light guide according to the prior art could be unwound loosely from the spool.
  • an optical fiber unwound in this way can no longer be reused or recycled.
  • the object of the invention is now to create an efficient way of carrying out meaningful tests on light guides.
  • the tested light guide should be able to continue to be used after the test without damage or impairment.
  • the invention preferably relates to a device, a winding arrangement and a method which enable an optical fiber to be wound essentially loosely on a take-up spool in order to test it. This should also take place at relatively high winding speeds.
  • the light guide should be wound up in such a way that it can be reused and is wound with sufficient precision so that it has a defined winding geometry that makes it possible to continue winding the light guide again.
  • the invention relates to a test arrangement for testing an essentially loosely wound optical fiber.
  • the invention relates to a device for essentially loosely winding up an optical fiber on a take-up spool, comprising:
  • a winding device arranged along the optical fiber path after the drive device, having a winding drive for driving a take-up spool and for winding the optical fiber at a second speed
  • a sagging area arranged along the light guide path between the drive device and the winding device to form a light guide loop of the moving light guide that sags freely in this area
  • a sensor device arranged in the sag region for detecting the sag or for detecting a change in the sag of the moving light guide
  • control device which processes an input signal from the sensor device and, based on this, controls the speed of the winding drive in such a way that the sag of the optical fiber loop remains within a predetermined range.
  • control device preferably includes a closed control loop for controlling the speed of the winding drive.
  • control device controls the speed of the winding drive in such a way that the tension of the optical fiber is minimized when it is being wound up on the take-up spool.
  • the first speed preferably corresponds to the second speed as long as the sag of the conductor loop remains unchanged.
  • the second speed can differ from the first speed in order to change the sag of the conductor loop.
  • the drive device is a non-slip drive device, such as in particular a belt haul-off or a caterpillar haul-off.
  • the sensor device comprises a non-contact sensor for detecting the sagging of the freely sagging optical fiber loop of the moving optical fiber.
  • the sensor device has a sensor gap for the passage of the optical fiber loop. If necessary, it is provided that the sensor device comprises a radiation source, in particular a light source such as a laser.
  • the radiation source is directed through the sensor gap onto a radiation detector of the sensor device, in particular onto a light sensor such as a CCD sensor.
  • the sensor device for detecting a change in the sagging of the optical fiber loop has a strip-shaped measurement area, which extends transversely to the optical fiber path and/or along a vertical direction.
  • the radiation source emits a strip-shaped laser beam onto a flat or strip-shaped radiation detector, which is covered in a specific area depending on the position of the light guide loop.
  • a guide device for guiding the light guide is provided along the light guide path between the sensor device and the winding device, in particular immediately after the light guide loop.
  • the guide device has at least one air opening connected to a fan, such as in particular a suction fan, for guiding the light conductor with an air stream.
  • a fan such as in particular a suction fan
  • the suction fan can work according to the Venturi principle.
  • the guide device has a contact surface for contacting the light guide.
  • At least one, preferably several, air openings connected to a suction fan are provided in the contact surface, which suck the moving light guide onto the contact surface for guidance. If necessary, it is provided that the guide device two
  • the distance between the lateral guide elements and thus the width of the guide gap is greater than the diameter of the light guide.
  • the invention relates to a winding arrangement for essentially loosely winding up an optical fiber on a take-up spool, comprising:
  • the invention relates to a test arrangement, comprising a device according to the invention and/or a winding arrangement according to the invention and a test device for testing a loosely wound optical fiber.
  • the testing device is designed in particular as a fiber measuring device for diameter measurement, crack detection, PMD, spectral analysis, attenuation measurement (OTDR) and/or surface damage detection.
  • the invention relates to a method for loosely winding up an optical fiber on a take-up spool, the optical fiber being guided along an optical fiber path through a device, comprising the following steps:
  • control device controls the speed of the winding drive in such a way that the tension of the optical fiber is minimized when it is being wound up on the take-up spool.
  • the light guide is guided along the light guide path between the sensor device and the winding device, in particular directly after the light guide loop, through a guide device.
  • a loose winding is in particular a winding around the take-up spool, in which the optical fiber is wound around the take-up spool with no or almost no tension.
  • loosely winding up a light guide in the sense of the invention means that the tensile force acting on the light guide when it is being wound up is less than 5 cN, in particular less than 3 cN, or less than 2 cN, preferably less than 1 cN and particularly preferably less than 0 .5 cN. This is preferably the tensile force that acts directly when the light guide is being wound up or in the area immediately in front of the take-up spool in the light guide.
  • the diameter of the light guide is, for example, about 0.05 mm to 1 mm, preferably 0.05 mm to 0.2 mm and particularly preferably 0.1 mm to 0.3 mm.
  • the sag of the fiber optic loop should be kept as small as possible. A large sag would mean that the weight of the fiber optic loop increases the tensile force when winding it up.
  • the sag should be less than 10 cm, preferably less than 5 cm and particularly preferably about 2 cm to 4 cm.
  • sag is preferably defined as a dimension or the position of the light guide loop of the light guide in the sensor area and in particular in the area of the lower extreme point of the light guide loop.
  • the length of the light guide loop ie in particular the product sheet size, is preferably between 5 cm and 120 cm, depending on the embodiment. If necessary, the optical fiber loop has a length of less than 100 cm, less than 80 cm, less than 50 cm, less than 30 cm, less than 20 cm or less than 10 cm.
  • the length of the fiber optic loop is preferably the freely hanging length of the fiber optic loop, i.e. in particular the length of the fiber optic located between the drive device and the winding spool, with the length also being able to be limited by a guide device touching the fiber optic.
  • the first and the second speed should be in the range from 0.5 m/s to 1 m/s, for example. If necessary, the speeds can be increased, up to 10 m/s, 20 m/s, 30 m/s or up to 50 m/s. Optionally, the first and the second speed are about 4-8 m/s, preferably about 6 m/s.
  • the light guide is preferably a single fiber of a light guide, which is optionally coated, for example with a curable acrylate or a polymer.
  • the optical fiber is guided around a drive roller in the drive device and thus has a curvature, this curvature preferably running in the opposite direction than the curvature of the optical fiber loop, in particular in the same direction as the curvature in the area of the take-up spool. If necessary, provision is made for the light guide to sag freely in the slack area and, with the exception of the negligible air friction, to be moved smoothly.
  • the optical fiber If necessary, provision is made for the optical fiber to be moved smoothly between the drive device and the guide device arranged after the sag region, with the exception of the air friction, which is negligible.
  • the optical fiber is moved smoothly between the drive device and the winding device, with the exception of the air friction, which is negligible.
  • the light guide is guided laterally within certain limits by the guide device. These limits are preferably many times smaller than the width of the take-up spool.
  • the winding device not only rotates the take-up spool during winding about its axis of rotation, but also moves it back and forth in translation along its axis of rotation in order to obtain a preferably uniform winding geometry along the width of the take-up spool.
  • the light guide is preferably always output in essentially the same position, guided laterally by the guide device.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a test arrangement.
  • Fig. 2 shows details of a device for loosely winding an optical fiber.
  • Fig. 3 shows a detail of the device from Fig. 2.
  • FIG. 4 shows a schematic detailed view of the detail from FIG. 3, the viewing direction following the path of the light guide.
  • FIG. 5 shows a detail of a possible guiding device in a schematic view.
  • FIG. 6 shows a schematic view of the guiding device from FIG. 5, the viewing direction essentially following the course of the light guide.
  • Optical fiber 1 take-up reel 2, optical fiber path 3, drive device 4, winding device 5, winding drive 6, slack area 7, optical fiber loop 8, slack 9, sensor device 10, predetermined area (of the optical fiber loop) 11, sensor gap 12, radiation source 13, radiation detector 14, strip-shaped measurement area 15 , guide device 16, air opening 17, contact surface 18,
  • the device 1 shows a test arrangement with a device for loosely winding up a light guide 1 on a take-up reel 2.
  • the device, the light guide 1 and the take-up reel 2 together form an arrangement.
  • the take-up spool 2 can be part of the device in all embodiments.
  • the take-up reel 2 is an interchangeable part that is plugged onto the device.
  • the light guide 1 When loosely wound up on the take-up spool 2, the light guide 1 is usually supplied on an unwind roll 21, where it is wound up with a certain tensile force. Subsequently, the light guide 1 is unwound from the unwinding roll 21 and loosely wound onto the take-up spool 2 in the device. For this purpose, the light guide 1 is passed through the device along a light guide path 3 .
  • This test device 22 can, for example, be an optical test device that measures the attenuation or other optical parameters of the light guide 1 checks. Measurement checks can be, for example, a spectrum analysis, a PMD measurement or an OTDR loss measurement. If necessary, a mechanical testing device can also be provided, which, for example, applies tension to the light guide 1 in order to test its mechanical tensile strength. Such a mechanical testing device can also be part of the winding arrangement, for example.
  • a special device is provided for loosely winding the light guide 1 onto the take-up spool 2, the function of which will be described below.
  • the optical fiber 1 is guided along an optical fiber path 3 through the device or through the winding arrangement.
  • the light guide path 3 is the area in which the light guide 1 runs.
  • the light guide path 3 is defined in particular by deflection rollers, rollers, guides or similar components.
  • the optical fiber path 3 is defined in the sagging area 7 in that the optical fiber 1 sags essentially freely. If necessary, lateral limitations can be provided which prevent the light guide 1 from swinging out to the side.
  • the device includes a drive device 4.
  • This drive device 4 is set up to move the light guide 1 at a first speed.
  • This first speed or a signal that provides information about this first speed is preferably transmitted to a control device.
  • the drive device 4 is designed as a substantially slip-free drive device 4 so that the first speed can be specified or determined with sufficient accuracy.
  • the drive device 4 is preferably designed as a so-called belt haul-off or as a caterpillar haul-off.
  • the light guide 1 is placed around a drive roller in the drive device 4, with a pressure element being provided in addition to the drive roller, which is designed, for example, as a pressure roller, but in this embodiment as a pressure belt.
  • a non-slip haul-off such as a belt haul-off or a caterpillar haul-off can be used as the drive device 4 .
  • the optical fiber 1 driven at the first speed is loosely wound along the optical fiber path 3 at a further rear location by the take-up device 5 and in particular by a winding drive 6 of the take-up device 5 at a second speed on a take-up spool 2 .
  • a slack area 7 is provided between the drive device 4 and the take-up device 5, in which the optical fiber 1 in the form of an optical fiber loop 8 essentially hangs freely while it is conveyed through the slack area 7.
  • the speed of the winding drive 6 is regulated in such a way that the sag 9, ie in particular the position, of the optical fiber loop 8 is kept within a predetermined range 11.
  • a control device is provided which controls the first speed and/or the second speed.
  • a sensor device 10 is provided for regulation, which detects or can measure the position of the optical fiber loop 8 or the sag 9 in the sag region 7 .
  • the length of the optical fiber loop 8 is preferably between 5 cm and 120 cm, depending on the configuration of the device.
  • the optical fiber loop 8 has a length of less than 100 cm, less than 80 cm, less than 50 cm, less than 30 cm, less than 20 cm or less than 10 cm.
  • the length of the light guide loop 8 is preferably the freely hanging length of the light guide loop 8, i.e. in particular the length of the light guide 1 that is located between the drive device 4 and the take-up reel 2, the length in the present embodiment being controlled by a guide device 16 is limited.
  • a guide device 16 is provided between the sensor device 10 and the winding device 5 .
  • this guide device 16 is preferably provided directly at the end or after the end of the light guide loop 8 and thereby defines the end of the light guide loop 8. This guide device 16 guides the light guide 1 so that any deviations in the course of the light guide 1 can be caught or so that the light guide 1 is guided after the slack area 7 .
  • FIG. 3 shows detail A from FIG.
  • the light guide 1 is moved through the sagging area 7 in the form of a freely sagging light guide loop 8 .
  • the shape and position of the optical fiber loop 8 remains constant as long as the first speed corresponds to the second speed.
  • the second speed is dependent on the winding circumference and the longitudinal movement of the take-up spool 2 .
  • the winding circumference changes as the winding progresses.
  • the take-up spool 2 is reciprocated along the axis of rotation for uniform winding across its width. This also affects the second speed.
  • a speed difference between the first and second speed causes a change in the sag 9 of the optical fiber loop 8. This change can be detected by the sensor device 10.
  • the sensor device 10 is connected to the control device.
  • the sensor device 10 comprises a radiation source 13 from which radiation is emitted through a sensor gap 12 onto a radiation detector 14 .
  • the light guide 1 in particular the light guide loop 8 , is guided through the sensor gap 12 and is thus arranged between the radiation source 13 and the radiation detector 14 .
  • the light guide 1 covers a different area of the radiation detector 14 depending on the sag 9 or depending on the position, with which the sensor device 10 can detect the position of the light guide 1 or the light guide loop 8 .
  • the sensor device 10 has a measurement area 15 which runs in strip form transversely to the optical fiber path 3 or transversely to the optical fiber 1, so that changes in the sag 9 can be detected.
  • FIG. 4 shows a schematic view of components of the sensor device 10, the viewing direction essentially following the course of the light guide 1 or the light guide path 3.
  • the light guide 1 is guided through the sensor gap 12 .
  • the radiation source 13 such as a light source for example, is provided on one side of the sensor gap 12 , the radiation of which is directed through the sensor gap 12 onto the radiation detector 14 .
  • the radiation detector 14 can be, for example, a flat light detector, such as a CCD chip in particular.
  • the light guide 1 covers part of the radiation detector 14, with which it can detect its position. The detection can take place in particular along a strip-shaped measurement area 15 .
  • the sag 9 can be inferred. If the slack 9 becomes too small, the first and the second speed are adjusted in such a way that the slack 9 increases again.
  • the winding drive 6 is preferably controlled in such a way that the light guide 1 or the sag 9 of the light guide loop 8 remains in a predetermined area 11 .
  • the first speed can optionally be kept constant.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a guiding device 16 as can be provided, for example, in the devices of FIGS. 1 and/or 2.
  • the guide device 16 includes a contact surface 18 on which the light guide 1 is placed for guidance. At least one air opening 17 is provided in the contact surface 18 . In the present embodiment, several air openings 17 are arranged along the contact surface 18 .
  • a fan in particular a suction fan, is connected to the air openings 17 so that air is sucked through the air openings 17 . As a result, the light guide 1 can be sucked onto the contact surface 18 .
  • two lateral guidance elements 19 can be provided, between which a guide gap 20 is provided.
  • the light guide 1 preferably runs through this guide gap 20 .
  • FIG. 6 shows a detail of a guiding device 16, in particular the guiding device from FIG.
  • the width of the guide gap 20 is preferably greater than the diameter of the light guide 1 .
  • the light guide 1 only comes into contact with one of the lateral guide elements 19 when its course deviates from the desired course.
  • the guide gap 20 has a certain oversize compared to the light guide 1 .
  • the guide device 16 is designed in such a way that the light guide 1 rests against a lateral guide element 19 only when the light guide 1 deviates from its predetermined position. In this way, during normal operation, the light guide 1 can be prevented from resting against a lateral guide element 19, with the result that the friction and thus also the tensile force during winding are minimized.

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters (1) auf einer Aufwickelspule (2), umfassend: - eine Antriebsvorrichtung (4) zur Bewegung des Lichtleiters (1 ) mit einer ersten Geschwindigkeit, - eine entlang eines Lichtleiterpfades (3) nach der Antriebsvorrichtung (4) angeordnete Aufwickelvorrichtung (5) mit einem Wickelantrieb (6) zum Antrieb einer Aufwickelspule (2) und zum Aufwickeln des Lichtleiters (1 ) mit einer zweiten Geschwindigkeit, - einen entlang des Lichtleiterpfades (3) zwischen der Antriebsvorrichtung (4) und der Aufwickelvorrichtung (5) angeordneten Durchhangsbereich (7) zur Bildung einer in diesem Bereich frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe (8) des bewegten Lichtleiters (1), - eine im Durchhangsbereich (7) angeordnete Sensorvorrichtung (10) zur Detektion des Durchhangs (9) oder zur Detektion einer Änderung des Durchhangs (9) des bewegten Lichtleiters, - und eine Regelungseinrichtung, die ein Eingangssignal der Sensorvorrichtung (10) verarbeitet und darauf basierend die Drehzahl des Wickelantriebs (6) derart regelt, dass der Durchhang (9) der Lichtleiterschlaufe (8) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (11) bleibt.

Description

Prüfanordnung, Vorrichtung, Wickelanordnung und Verfahren zum Prüfen und losen Aufwickeln eines Lichtleiters
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, eine Wickelanordnung, eine Prüfanordnung und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Auf Spulen aufgewickelte Lichtleiter, insbesondere Glasfaserleiter, sind im Produktionsprozess wiederholten Prüfungen, wie beispielsweise Signaldämpfungsmessungen, zu unterwerfen, damit die Qualität des Endproduktes sichergestellt werden kann. Hohe Zugkraft und unpräzise Wickelgeometrie haben einen Einfluss auf die bei der Prüfung aufgenommenen Messewerte, womit die Messungen an dem aufgewickelten Lichtleiter nicht den realen Produkteigenschaften entsprechen. Lichtleiter müssen in der Praxis also einem oder mehreren Prüfschritten unterzogen werden, die durch die Zugkraft der Aufwicklung keine Erfassung der realen Werte des Endproduktes ermöglichen.
Beim Aufwickeln von Lichtleitern muss aufgrund deren üblicher Länge die Wickelgeschwindigkeit verhältnismäßig hoch gewählt werden, da andernfalls der Prozess der Wicklung zu lange dauert und unwirtschaftlich ist. Bei derartigen Wickelgeschwindigkeiten sind die Faserzugkräfte bei Verwendung herkömmlicher Vorrichtungen meist größer als 7 cN. Bereits diese Zugkräfte, mit denen die Lichtleiter auf der Wickelspule aufgewickelt sind, ergeben Messergebnisse, die nicht jenen des realen Produkts entsprechen.
Um die Verfälschung der Ergebnisse durch Zugkräfte zu verhindern, könnte der Lichtleiter gemäß Stand der Technik von der Spule lose abgewickelt werden. Jedoch kann ein derart abgewickelter Lichtleiter nicht mehr wiederverwendet bzw. verwertet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine effiziente Möglichkeit zu schaffen, aussagekräftige Prüfungen an Lichtleitern durchzuführen. Insbesondere soll der geprüfte Lichtleiter nach der Prüfung ohne Schäden oder Beeinträchtigungen weiterverwendet werden können.
Die Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung betrifft bevorzugt eine Vorrichtung, eine Wickelanordnung und ein Verfahren, die es ermöglichen, einen Lichtleiter im Wesentlichen lose auf einer Aufwickelspule aufzuwickeln, um ihn zu prüfen. Dies soll auch bei verhältnismäßig hohen Wickelgeschwindigkeiten erfolgen. Der Lichtleiter soll aber so aufgewickelt sein, dass er weiterverwendbar ist und ausreichend präzise gewickelt ist, sodass er eine definierte Wickelgeometrie aufweist, die es ermöglicht, den Lichtleiter wieder weiterspulen zu können. Zudem betrifft die Erfindung eine Prüfanordnung für die Prüfung eines im Wesentlichen lose aufgewickelten Lichtleiters.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum im Wesentlichen losen Aufwickeln eines Lichtleiters auf einer Aufwickelspule, umfassend:
- einen Lichtleiterpfad, entlang dessen Verlauf der Lichtleiter durch die Vorrichtung geführt ist,
- eine Antriebsvorrichtung zur Bewegung des Lichtleiters mit einer ersten Geschwindigkeit,
- eine entlang des Lichtleiterpfades nach der Antriebsvorrichtung angeordnete Aufwickelvorrichtung mit einem Wickelantrieb zum Antrieb einer Aufwickelspule und zum Aufwickeln des Lichtleiters mit einer zweiten Geschwindigkeit,
- einen entlang des Lichtleiterpfades zwischen der Antriebsvorrichtung und der Aufwickelvorrichtung angeordneten Durchhangsbereich zur Bildung einer in diesem Bereich frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe des bewegten Lichtleiters,
- eine im Durchhangsbereich angeordnete Sensorvorrichtung zur Detektion des Durchhangs oder zur Detektion einer Änderung des Durchhangs des bewegten Lichtleiters,
- und/oder eine Regelungseinrichtung, die ein Eingangssignal der Sensorvorrichtung verarbeitet und darauf basierend die Drehzahl des Wickelantriebs derart regelt, dass der Durchhang der Lichtleiterschlaufe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs bleibt.
Die Regelungseinrichtung umfasst in allen Ausführungsformen bevorzugt einen geschlossenen Regelkreis zur Regelung der Drehzahl des Wickelantriebs.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Regelungsvorrichtung die Drehzahl des Wickelantriebs derart regelt, dass der Zug des Lichtleiters beim Aufwickeln auf der Aufwickelspule minimiert ist.
Bevorzugt entspricht die erste Geschwindigkeit der zweiten Geschwindigkeit, solange der Durchhang der Leiterschlaufe unverändert bleibt. Zur Änderung des Durchhanges der Leiterschlaufe kann die zweite Geschwindigkeit von der ersten Geschwindigkeit abweichen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung eine schlupflose Antriebsvorrichtung, wie insbesondere ein Bandabzug oder ein Raupenabzug ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung einen berührungslosen Sensor zur Detektion des Durchhangs der frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe des bewegten Lichtleiters umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung einen Sensorspalt zur Durchführung der Lichtleiterschlaufe aufweist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung eine Strahlungsquelle, insbesondere eine Lichtquelle wie einen Laser, umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Strahlungsquelle durch den Sensorspalt hindurch auf einen Strahlungsdetektor der Sensorvorrichtung, insbesondere auf einen Lichtsensor wie beispielsweise einen CCD-Sensor, gerichtet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung zur Detektion einer Änderung des Durchhangs der Lichtleiterschlaufe einen streifenförmigen Messbereich aufweist, der sich quer zum Lichtleiterpfad und/oder entlang einer vertikalen Richtung erstreckt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Strahlungsquelle einen streifenförmigen Laserstrahl auf einen flächigen oder streifenförmigen Strahlungsdetektor ausgibt, der je nach Lage der Lichtleiterschlaufe in einem bestimmten Bereich abgedeckt ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass entlang des Lichtleiterpfads zwischen der Sensorvorrichtung und der Aufwickelvorrichtung, insbesondere unmittelbar nach der Lichtleiterschlaufe, eine Führungsvorrichtung zur Führung des Lichtleiters vorgesehen ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Führungsvorrichtung mindestens eine mit einem Gebläse, wie insbesondere einem Sauggebläse, verbundene Luftöffnung zur Führung des Lichteiters mit einem Luftstrom aufweist. Beispielsweise kann das Sauggebläse nach dem Venturi-Prinzip funktionieren.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Führungsvorrichtung eine Anlagefläche zur Anlage des Lichtleiters aufweist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass in der Anlagefläche mindestens eine, bevorzugt mehrere, mit einem Sauggebläse verbundene Luftöffnungen vorgesehen sind, die den bewegten Lichtleiter zur Führung an die Anlagefläche saugen. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Führungsvorrichtung zwei
Seitenführungselemente mit einem zwischen den Seitenführungselementen vorgesehen Führungsspalt zur seitlichen Führung des Lichtleiters aufweist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Abstand der Seitenführungselemente und damit die Breite des Führungsspalts größer ist als der Durchmesser des Lichtleiters.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Wickelanordnung zum im Wesentlichen losen Aufwickeln eines Lichtleiters auf einer Aufwickelspule, umfassend:
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
- einen entlang des Lichtleiterpfads bewegten Lichtleiter,
- und eine an der Aufwickelvorrichtung angebrachte und von dem Wickelantrieb angetriebene Aufwickelspule.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Prüfanordnung, umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder eine erfindungsgemäße Wickelanordnung und eine Prüfvorrichtung zur Prüfung eines losen aufgewickelten Lichtleiters.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Prüfvorrichtung insbesondere als Fasermessgerät zur Durchmessermessung, Rissprüfung, PMD, Spektralanalyse, Dämpfungsmessung (OTDR) und/oder Oberflächenschadensdetektion ausgebildet ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters auf einer Aufwickelspule, wobei der Lichtleiter entlang eines Lichteiterpfades durch eine Vorrichtung geführt wird, umfassend folgende Schritte:
- Betreiben einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Lichtleiters mit einer ersten Geschwindigkeit,
- Betreiben einer Aufwickelvorrichtung zum Aufwickeln des Lichteiters um eine entlang des Lichtleiterpfades nach der Antriebsvorrichtung angeordnete Aufwickelspule mit einer zweiten Geschwindigkeit,
- Bilden einer frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe des bewegten Lichtleiters zwischen der Antriebsvorrichtung und der Aufwickelvorrichtung, - und/oder Detektieren des Durchhangs oder der Änderung des Durchhangs des bewegten Lichtleiters mit einer Sensorvorrichtung.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zweite Geschwindigkeit von einer Regelungseinrichtung derart geregelt wird, dass der Durchhang der Lichtleiterschlaufe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs bleibt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Regelungsvorrichtung die Drehzahl des Wickelantriebs derart regelt, dass der Zug des Lichtleiters beim Aufwickeln auf der Aufwickelspule minimiert ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Lichtleiter entlang des Lichtleiterpfads zwischen der Sensorvorrichtung und der Aufwickelvorrichtung, insbesondere unmittelbar nach der Lichtleiterschlaufe, durch eine Führungsvorrichtung geführt wird.
Als loses Aufwickeln wird insbesondere ein Aufwickeln um die Aufwickelspule bezeichnet, bei dem der Lichtleiter zugspannungslos oder nahezu zugspannungslos um die Aufwickelspule gewickelt ist. Insbesondere wird unter losem Aufwickeln eines Lichtleiters im Sinne der Erfindung verstanden, dass die beim Aufwickeln auf den Lichtleiter wirkende Zugkraft weniger als 5 cN, insbesondere weniger als 3 cN, oder weniger als 2 cN, bevorzugt weniger als 1 cN und besonders bevorzugt weniger als 0,5 cN, beträgt. Es handelt sich hierbei bevorzugt um jene Zugkraft, die unmittelbar beim Aufwickeln des Lichtleiters bzw. im Bereich unmittelbar vor der Aufwickelspule im Lichtleiter wirkt.
Der Durchmesser des Lichtleiters beträgt beispielsweise etwa 0,05 mm bis 1 mm, bevorzugt 0,05 mm bis 0,2 mm und besonders bevorzugt 0,1 mm bis 0,3 mm.
Der Durchhang der Lichtleiterschlaufe soll möglichst klein gehalten werden. Ein großer Durchhang würde bedeuten, dass bereits die Gewichtskraft der Lichtleiterschlaufe die Zugkraft beim Aufwickeln erhöht. Der Durchhang soll beispielsweise weniger als 10 cm, bevorzugt weniger als 5 cm und besonders bevorzugt etwa 2 cm bis 4 cm betragen. Als Durchhang ist in allen Ausführungsformen bevorzugt ein Maß bzw. die Lage der Lichtleiterschlaufe des Lichtleiters im Sensorbereich und insbesondere im Bereich des unteren Extrempunktes der Lichtleiterschlaufe definiert.
Bevorzugt beträgt die Länge der Lichtleiterschlaufe, also insbesondere das Produktbogenmaß, je nach Ausführungsform zwischen 5cm und 120cm. Gegebenenfalls weist die Lichtleiterschlaufe eine Länge von kleiner als 100cm, kleiner als 80cm, kleiner als 50 cm, kleiner als 30cm, kleiner als 20 cm oder kleiner als 10 cm auf. Die Länge der Lichtleiterschlaufe ist bevorzugt die frei durchhängende Länge der Lichtleiterschlaufe, also insbesondere die Länge des Lichtleiters, die sich zwischen der Antriebsvorrichtung und der Aufwickelspule befindet, wobei die Länge auch durch eine den Lichtleiter berührende Führungsvorrichtung begrenzt sein kann.
Die erste und die zweite Geschwindigkeit sollen beispielsweise im Bereich von 0,5 m/s bis 1 m/s liegen. Gegebenenfalls können die Geschwindigkeiten erhöht werden, und dies auf bis zu 10 m/s, 20 m/s, 30 m/s oder bis zu 50 m/s. Gegebenenfalls betragen die erste und die zweite Geschwindigkeit etwa 4-8 m/s, bevorzugt etwa 6m/s.
Bevorzugt ist der Lichtleiter in allen Ausführungsformen eine Einzelfaser eines Lichtleiters, die gegebenenfalls beschichtet ist, beispielsweise mit einem aushärtbaren Acrylat oder einem Polymer.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Lichtleiterschlaufe nach unten durchhängt und dadurch eine Krümmung aufweist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Lichtleiter um eine Aufwickelspule aufgewickelt wird und dadurch eine Krümmung aufweist, wobei diese Krümmung bevorzugt in die andere Richtung verläuft als die Krümmung der Lichtleiterschlaufe. Der Lichtleiter wird insbesondere über die Oberseite der Aufwickelspule geführt und aufgewickelt. Der Lichtleiter hat im Bereich der Lichtleiterschlaufe und der Aufwickelvorrichtung dadurch einen S-förmigen Verlauf. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Lichtleiter in der Antriebsvorrichtung um eine Antriebsrolle geführt ist und dadurch eine Krümmung aufweist, wobei diese Krümmung bevorzugt in die andere Richtung verläuft als die Krümmung der Lichtleiterschlaufe, insbesondere in die gleiche Richtung wie die Krümmung im Bereich der Aufwickelspule. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Lichtleiter im Durchhangsbereich frei durchhängt und, mit Ausnahme der zu vernachlässigenden Luftreibung, reibungslos bewegt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Lichtleiter zwischen der Antriebsvorrichtung und der nach dem Durchhangsbereich angeordneten Führungsvorrichtung mit Ausnahme der zu vernachlässigenden Luftreibung, reibungslos bewegt wird.
Ist keine Führungsvorrichtung vorhanden, oder handelt es sich um eine im Wesentlichen reibungslose Führungsvorrichtung, so ist bevorzugt vorgesehen, dass der Lichtleiter zwischen der Antriebsvorrichtung und der Wickelvorrichtung mit Ausnahme der zu vernachlässigenden Luftreibung, reibungslos bewegt wird.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen der Antriebsvorrichtung und der Wickelvorrichtung keine Umlenkrollen oder ähnliche Elemente an dem Lichtleiter angreifen.
Bevorzugt ist in allen Ausführungsformen vorgesehen, dass der Lichtleiter durch die Führungsvorrichtung in gewissen Grenzen seitlich geführt ist. Dies Grenzen sind bevorzugt um ein Vielfaches kleiner als die Breite der Aufwickelspule.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Aufwickelvorrichtung die Aufwickelspule beim Aufwickeln nicht nur um deren Drehachse dreht, sondern auch translatorisch entlang ihrer Drehachse hin und her bewegt, um eine bevorzugt gleichmäßige Wickelgeometrie entlang der Breite der Aufwickelspule zu erhalten. Der Lichtleiter wird aber hierbei bevorzugt aber seitlich geführt durch die Führungsvorrichtung im Wesentlichen immer an derselben Position ausgegeben.
In weiterer Folge wird die Erfindung anhand der Figuren weiter beschrieben:
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Prüfanordnung.
Fig. 2 zeigt Details einer Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters. Fig. 3 zeigt ein Detail der Vorrichtung aus Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine schematische Detailansicht des Details aus Fig. 3, wobei die Blickrichtung dem Verlauf des Lichtleiters folgt.
Fig. 5 zeigt ein Detail einer möglichen Führungsvorrichtung in einer schematischen Ansicht.
Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht der Führungsvorrichtung aus Fig. 5, wobei die Blickrichtung im Wesentlichen dem Verlauf des Lichtleiters folgt.
Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen folgenden Komponenten:
Lichtleiter 1 , Aufwickelspule 2, Lichtleiterpfad 3, Antriebsvorrichtung 4, Aufwickelvorrichtung 5, Wickelantrieb 6, Durchhangsbereich 7, Lichtleiterschlaufe 8, Durchhang 9, Sensorvorrichtung 10, vorbestimmter Bereich (der Lichtleiterschlaufe) 11 , Sensorspalt 12, Strahlungsquelle 13, Strahlungsdetektor 14, streifenförmiger Messbereich 15, Führungsvorrichtung 16, Luftöffnung 17, Anlagefläche 18,
Seitenführungselement 19, Führungsspalt 20, Abwickelrolle 21 , Prüfvorrichtung 22
Fig. 1 zeigt eine Prüfanordnung mit einer Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters 1 auf einer Aufwickelspule 2. Insbesondere bilden die Vorrichtung, der Lichtleiter 1 und die Aufwickelspule 2 zusammen eine Anordnung. Die Aufwickelspule 2 kann in allen Ausführungsformen ein Teil der Vorrichtung sein. Gegebenenfalls ist die Aufwickelspule 2 jedoch ein Wechselteil, das auf die Vorrichtung aufgesteckt wird.
Beim losen Aufwickeln auf der Aufwickelspule 2 wird der Lichtleiter 1 meist auf einer Abwickelrolle 21 geliefert, wo er mit einer gewissen Zugkraft aufgewickelt ist. In weiterer Folge wird der Lichtleiter 1 von der Abwickelrolle 21 abgewickelt und in der Vorrichtung auf die Aufwickelspule 2 lose aufgewickelt. Hierzu wird der Lichtleiter 1 entlang eines Lichtleiterpfads 3 durch die Vorrichtung hindurch geführt.
Ist der Lichtleiter 1 im Wesentlichen lose auf der Aufwickelspule 2 aufgewickelt, so kann er in einer Prüfvorrichtung 22 geprüft werden. Diese Prüfvorrichtung 22 kann beispielsweise eine optische Prüfvorrichtung sein, die die Dämpfung bzw. andere optische Parameter des Lichtleiters 1 prüft. Messprüfungen können beispielsweise eine Spektralanalyse, eine PMD-Messung oder eine OTDR-Dämpfungsmessung sein. Gegebenenfalls kann auch eine mechanische Prüfvorrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise den Lichtleiter 1 auf Zug beansprucht, um dessen mechanische Zugfestigkeit zu prüfen. Eine derartige mechanische Prüfvorrichtung kann beispielsweise auch ein Teil der Wickelanordnung sein.
Zum losen Aufwickeln des Lichtleiters 1 auf der Aufwickelspule 2 ist eine spezielle Vorrichtung vorgesehen, deren Funktion in weiterer Folge beschrieben wird.
Fig. 2 zeigt ein Detail einer Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters 1 auf einer Aufwickelspule 2. Der Lichtleiter 1 wird entlang eines Lichtleiterpfades 3 durch die Vorrichtung bzw. durch die Wickelanordnung geführt. Der Lichtleiterpfad 3 ist jener Bereich, in dem der Lichtleiter 1 verläuft. Der Lichtleiterpfad 3 ist insbesondere durch Umlenkrollen, Walzen, Führungen oder ähnliche Komponenten definiert. Der Lichtleiterpfad 3 ist in dem Durchhangsbereich 7 dadurch definiert, dass der Lichtleiter 1 im Wesentlichen frei durchhängt. Gegebenenfalls können seitliche Begrenzungen vorgesehen sein, die ein seitliches Ausschwenken des Lichtleiters 1 verhindern.
Die Vorrichtung umfasst eine Antriebsvorrichtung 4. Diese Antriebsvorrichtung 4 ist dazu eingerichtet, den Lichtleiter 1 mit einer ersten Geschwindigkeit zu bewegen. Diese erste Geschwindigkeit bzw. ein Signal, das Aufschluss über diese erste Geschwindigkeit gibt, wird bevorzugt an eine Regelungseinrichtung übertragen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Antriebsvorrichtung 4 als im Wesentlichen schlupflose Antriebsvorrichtung 4 ausgebildet, sodass die erste Geschwindigkeit mit ausreichender Genauigkeit vorgegeben bzw. bestimmt werden kann. Bevorzugt ist die Antriebsvorrichtung 4 in allen Ausführungsformen als sogenannter Bandabzug oder als Raupenabzug ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Lichtleiter 1 in der Antriebsvorrichtung 4 um eine Antriebsrolle gelegt, wobei zusätzlich zu der Antriebsrolle ein Andrückelement vorgesehen ist, das beispielsweise als Andrückwalze, in dieser Ausführungsform aber als Andrückband, ausgebildet ist. In allen Ausführungsformen kann ein schlupfloser Abzug wie beispielsweise ein Bandabzug oder ein Raupenabzug als Antriebsvorrichtung 4 eingesetzt werden.
Durch dieses Einklemmen des Lichtleiters 1 bei dessen Antrieb in der Antriebsvorrichtung 4 kann ein Antriebsschlupf verhindert oder minimiert werden.
Der mit der ersten Geschwindigkeit angetriebene Lichtleiter 1 wird entlang des Lichtleiterpfades 3 an einem weiter hinten liegenden Ort durch die Aufwickelvorrichtung 5 und insbesondere durch einen Wickelantrieb 6 der Aufwickelvorrichtung 5 mit einer zweiten Geschwindigkeit auf einer Aufwickelspule 2 lose aufgewickelt. Um die Zugkraft beim Aufwickeln auf der Aufwickelspule 2 zu minimieren, ist zwischen der Antriebsvorrichtung 4 und der Aufwickelvorrichtung 5 ein Durchhangbereich 7 vorgesehen, in dem der Lichtleiter 1 in Form einer Lichtleiterschlaufe 8 im Wesentlichen frei durchhängt, während er durch den Durchhangbereich 7 gefördert wird.
Um den Zug minimal bzw. konstant minimal zu halten, wird die Drehzahl des Wickelantriebs 6 so geregelt, dass der Durchhang 9, also insbesondere die Lage, der Lichtleiterschlaufe 8 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs 11 gehalten wird. Um den Durchhang 9 in dem vorbestimmten Bereich 11 zu halten, ist eine Regelungseinrichtung vorgesehen, die die erste Geschwindigkeit und/oder die zweite Geschwindigkeit regelt. Zur Regelung ist eine Sensorvorrichtung 10 vorgesehen, die die Lage der Lichtleiterschlaufe 8 bzw. den Durchhang 9 im Durchhangsbereich 7 detektiert bzw. messen kann.
Bevorzugt beträgt die Länge der Lichtleiterschlaufe 8 je nach Ausgestaltung der Vorrichtung zwischen 5cm und 120cm. Gegebenenfalls weist die Lichtleiterschlaufe 8 eine Länge von kleiner als 100cm, kleiner als 80cm, kleiner als 50 cm, kleiner als 30cm, kleiner als 20 cm oder kleiner als 10 cm auf. Die Länge der Lichtleiterschlaufe 8 ist bevorzugt die frei durchhängende Länge der Lichtleiterschlaufe 8, also insbesondere die Länge des Lichtleiters 1 , die sich zwischen der Antriebsvorrichtung 4 und der Aufwickelspule 2 befindet, wobei die Länge in der vorliegenden Ausführungsform durch eine den Lichtleiter 1 berührende Führungsvorrichtung 16 begrenzt ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist zwischen der Sensorvorrichtung 10 und der Aufwickelvorrichtung 5 eine Führungsvorrichtung 16 vorgesehen. Diese Führungsvorrichtung 16 ist in allen Ausführungsformen bevorzugt unmittelbar am Ende bzw. nach dem Ende der Lichtleiterschlaufe 8 vorgesehen und definiert dadurch das Ende der Lichtleiterschlaufe 8. Diese Führungsvorrichtung 16 führt den Lichtleiter 1 , sodass etwaige Abweichungen im Verlauf des Lichtleiters 1 abgefangen werden können bzw. sodass der Lichtleiter 1 nach dem Durchhangsbereich 7 geführt wird.
Fig. 3 zeigt das Detail A aus Fig. 2. Der Lichtleiter 1 ist im Durchhangsbereich 7 als frei durchhängende Lichtleiterschlaufe 8 ausgebildet. Insbesondere wird der Lichtleiter 1 in Form einer frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe 8 durch den Durchhangsbereich 7 bewegt. Die Form und Lage der Lichtleiterschlaufe 8 bleibt konstant, solange die erste Geschwindigkeit der zweiten Geschwindigkeit entspricht. Jedoch ist insbesondere die zweite Geschwindigkeit vom Wickelumfang und von der Längsbewegung der Aufwickelspule 2 abhängig. So ändert sich der Wickelumfang mit fortschreitender Aufwicklung. Zudem wird die Aufwickelspule 2 zur gleichmäßigen Aufwicklung über deren Breite entlang der Drehachse hin und her bewegt. Auch dies hat Einfluss auf die zweite Geschwindigkeit. Zudem kann es auch vorkommen, dass der Wickelumfang ungleichmäßig geformt ist, was ebenfalls kompensiert werden sollte. Eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen erster und zweiter Geschwindigkeit bewirkt eine Änderung des Durchhangs 9 der Lichtleiterschlaufe 8. Diese Änderung kann durch die Sensorvorrichtung 10 detektiert werden. Zur Regelung der ersten Geschwindigkeit und/oder der zweiten Geschwindigkeit, insbesondere zur Regelung der Drehzahl des Wickelantriebs 6, ist die Sensorvorrichtung 10 mit der Regelungseinrichtung verbunden. Die Sensorvorrichtung 10 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform eine Strahlungsquelle 13, von der aus Strahlung durch einen Sensorspalt 12 auf einen Strahlungsdetektor 14 ausgegeben wird. Der Lichtleiter 1 , insbesondere die Lichtleiterschlaufe 8, ist durch den Sensorspalt 12 geführt und damit zwischen der Strahlungsquelle 13 und dem Strahlungsdetektor 14 angeordnet. Dadurch deckt der Lichtleiter 1 je nach Durchhang 9 bzw. je nach Lage einen anderen Bereich des Strahlungsdetektors 14 ab, womit die Sensorvorrichtung 10 die Lage des Lichtleiters 1 bzw. der Lichtleiterschlaufe 8 detektieren kann. Insbesondere weist die Sensorvorrichtung 10 einen Messbereich 15 auf, der streifenförmig quer zum Lichtleiterpfad 3 bzw. quer zum Lichtleiter 1 verläuft, sodass Änderungen des Durchhangs 9 detektiert werden können. In allen Ausführungsformen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung 10 als berührungslose Sensorvorrichtung ausgebildet ist.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht von Komponenten der Sensorvorrichtung 10, wobei die Blickrichtung im Wesentlichen dem Verlauf des Lichtleiters 1 bzw. des Lichtleiterpfads 3 folgt. Der Lichtleiter 1 ist durch den Sensorspalt 12 geführt. Auf der einen Seite des Sensorspalts 12 ist die Strahlungsquelle 13, wie beispielsweise eine Lichtquelle, vorgesehen, deren Strahlung durch den Sensorspalt 12 hindurch auf den Strahlungsdetektor 14 gerichtet ist. Der Strahlungsdetektor 14 kann beispielsweise ein flächiger Lichtdetektor, wie insbesondere ein CCD-Chip, sein. Der Lichtleiter 1 deckt einen Teil des Strahlungsdetektors 14 ab, womit dieser dessen Lage detektieren kann. Die Detektion kann insbesondere entlang eines streifenförmigen Messbereichs 15 erfolgen.
Je nach Lage des Lichtleiters 1 kann auf den Durchhang 9 geschlossen werden. Wird der Durchhang 9 zu klein, so werden die erste bzw. die zweite Geschwindigkeit so angepasst, dass der Durchhang 9 wieder ansteigt. Bevorzugt wird der Wickelantrieb 6 derart geregelt, dass der Lichtleiter 1 bzw. der Durchhang 9 der Lichtleiterschlaufe 8 in einem vorbestimmten Bereich 11 verbleibt. Die erste Geschwindigkeit kann gegebenenfalls konstant gehalten werden.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Führungsvorrichtung 16, wie sie beispielsweise in den Vorrichtungen der Fig. 1 und/oder 2 vorgesehen sein kann. Die Führungsvorrichtung 16 umfasst eine Anlagefläche 18, an der der Lichtleiter 1 zur Führung angelegt ist. In der Anlagefläche 18 ist zumindest eine Luftöffnung 17 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Luftöffnungen 17 entlang der Anlagefläche 18 angeordnet. An die Luftöffnungen 17 ist ein Gebläse, insbesondere ein Sauggebläse, angeschlossen, sodass Luft durch die Luftöffnungen 17 gesaugt wird. Dadurch kann der Lichtleiter 1 an die Anlagefläche 18 angesaugt werden. Hierbei handelt es sich um eine Möglichkeit einer Führungsvorrichtung 16, die eine besonders reibungsarme Führung erlaubt.
Zur seitlichen Führung des Lichtleiters 1 können zwei Seitenführungselemente 19 vorgesehen sein, zwischen denen ein Führungsspalt 20 vorgesehen ist. Der Lichtleiter 1 verläuft bevorzugt durch diesen Führungsspalt 20 hindurch.
Fig. 6 zeigt ein Detail einer Führungsvorrichtung 16, insbesondere der Führungsvorrichtung aus Fig. 5. Der Lichtleiter 1 ist durch einen Führungsspalt 20 geführt, der beidseitig von je einem Seitenführungselement 19 begrenzt ist. Bevorzugt ist die Breite des Führungsspalts 20 größer als der Durchmesser des Lichtleiters 1 . Dadurch kommt der Lichtleiter 1 nur dann in Kontakt mit einem der Seitenführungselemente 19, wenn dessen Verlauf von dem gewünschten Verlauf abweicht. Insbesondere weist der Führungsspalt 20 ein gewisses Übermaß gegenüber dem Lichtleiter 1 auf.
Bevorzugt ist in allen Ausführungen vorgesehen, dass die Führungsvorrichtung 16 derart ausgebildet ist, dass eine Anlage des Lichtleiters 1 an einem Seitenführungselement 19 nur dann erfolgt, wenn der Lichtleiter 1 von seiner vorbestimmten Lage abweicht. Dadurch kann im Normalbetrieb eine Anlage des Lichtleiters 1 an einem Seitenführungselement 19 verhindert werden, womit die Reibung und dadurch auch die Zugkraft beim Aufwickeln minimiert werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters (1 ) auf einer Aufwickelspule
(2), umfassend:
- einen Lichtleiterpfad (3), entlang dessen Verlauf der Lichtleiter (1 ) durch die Vorrichtung geführt ist,
- eine Antriebsvorrichtung (4) zur Bewegung des Lichtleiters (1 ) mit einer ersten Geschwindigkeit,
- eine entlang des Lichtleiterpfades
(3) nach der Antriebsvorrichtung
(4) angeordnete Aufwickelvorrichtung
(5) mit einem Wickelantrieb
(6) zum Antrieb einer Aufwickelspule (2) und zum Aufwickeln des Lichtleiters (1 ) mit einer zweiten Geschwindigkeit,
- einen entlang des Lichtleiterpfades (3) zwischen der Antriebsvorrichtung (4) und der Aufwickelvorrichtung (5) angeordneten Durchhangsbereich
(7) zur Bildung einer in diesem Bereich frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe
(8) des bewegten Lichtleiters (1 ),
- eine im Durchhangsbereich (7) angeordnete Sensorvorrichtung (10) zur Detektion des Durchhangs (9) oder zur Detektion einer Änderung des Durchhangs
(9) des bewegten Lichtleiters,
- und eine Regelungseinrichtung, die ein Eingangssignal der Sensorvorrichtung
(10) verarbeitet und darauf basierend die Drehzahl des Wickelantriebs (6) derart regelt, dass der Durchhang (9) der Lichtleiterschlaufe (8) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (11 ) bleibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsvorrichtung die Drehzahl des Wickelantriebs (6) derart regelt, dass der Zug des Lichtleiters (1 ) beim Aufwickeln auf der Aufwickelspule (2) minimiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (4) eine schlupflose Antriebsvorrichtung, wie insbesondere ein Bandabzug oder ein Raupenabzug ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10) einen berührungslosen Sensor zur Detektion des Durchhangs (9) der frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe (8) des bewegten Lichtleiters (1 ) umfasst. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Sensorvorrichtung (10) einen Sensorspalt (12) zur Durchführung der Lichtleiterschlaufe (8) aufweist,
- dass die Sensorvorrichtung (10) eine Strahlungsquelle (13), insbesondere eine Lichtquelle wie einen Laser, umfasst,
- und dass die Strahlungsquelle (13) durch den Sensorspalt (12) hindurch auf einen Strahlungsdetektor (14) der Sensorvorrichtung (10), insbesondere auf einen Lichtsensor wie beispielsweise einen CCD-Sensor, gerichtet ist. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Sensorvorrichtung (10) zur Detektion einer Änderung des Durchhangs (9) der Lichtleiterschlaufe (8) einen streifenförmigen Messbereich (15) aufweist, der sich quer zum Lichtleiterpfad (3) und/oder entlang einer vertikalen Richtung erstreckt,
- insbesondere dass die Strahlungsquelle (13) einen streifenförmigen Laserstrahl auf einen flächigen oder streifenförmigen Strahlungsdetektor (14) ausgibt, der je nach Lage der Lichtleiterschlaufe (8) in einem bestimmten Bereich abgedeckt ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Lichtleiterpfads (3) zwischen der Sensorvorrichtung (10) und der Aufwickelvorrichtung (5), insbesondere unmittelbar nach der Lichtleiterschlaufe (8), eine Führungsvorrichtung (16) zur Führung des Lichtleiters (1 ) vorgesehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (16) mindestens eine mit einem Gebläse, wie insbesondere einem Sauggebläse, verbundene Luftöffnung (17) zur Führung des Lichteiters (1 ) mit einem Luftstrom aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Führungsvorrichtung (16) eine Anlagefläche (18) zur Anlage des 17
Lichtleiters (1 ) aufweist,
- und dass in der Anlagefläche (18) mindestens eine, bevorzugt mehrere mit einem Sauggebläse verbundene Luftöffnungen (17) vorgesehen sind, die den bewegten Lichtleiter (1) zur Führung an die Anlagefläche (18) saugen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Führungsvorrichtung (16) zwei Seitenführungselemente (19) mit einem zwischen den Seitenführungselementen (19) vorgesehen Führungsspalt (20) zur seitlichen Führung des Lichtleiters (1 ) aufweist,
- wobei der Abstand der Seitenführungselemente (19) und damit die Breite des Führungsspalts (20) größer ist als der Durchmesser des Lichtleiters. Wickelanordnung zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters (1 ) auf einer Aufwickelspule (2), umfassend:
- eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis10,
- einen entlang des Lichtleiterpfads (3) bewegten Lichtleiter (1 ),
- und eine an der Aufwickelvorrichtung (5) angebrachte und von dem Wickelantrieb (6) angetriebene Aufwickelspule (2). Prüfanordnung, umfassend eine Wickelanordnung nach Anspruch 11 und eine Prüfvorrichtung (22) zur Prüfung eines lose aufgewickelten Lichtleiters (1 ), wobei die Prüfvorrichtung (22) insbesondere als Fasermessgerät zur Durchmessermessung, Rissprüfung, PMD, Spektralanalyse, Dämpfungsmessung (OTDR) und/oder Oberflächenschadensdetektion ausgebildet ist. Verfahren zum losen Aufwickeln eines Lichtleiters (1 ) auf einer Aufwickelspule (2), wobei der Lichtleiter (1 ) entlang eines Lichteiterpfades (3) durch eine Vorrichtung geführt wird, umfassend folgende Schritte:
- Betreiben einer Antriebsvorrichtung (4) zum Antreiben des Lichtleiters (1 ) mit einer ersten Geschwindigkeit,
- Betreiben einer Aufwickelvorrichtung (5) zum Aufwickeln des Lichteiters (1 ) um eine entlang des Lichtleiterpfades (3) nach der Antriebsvorrichtung (4) angeordnete Aufwickelspule (2) mit einer zweiten Geschwindigkeit,
- Bilden einer frei durchhängenden Lichtleiterschlaufe (8) des bewegten Lichtleiters (1 ) zwischen der Antriebsvorrichtung (4) und der Aufwickelvorrichtung 18
(5),
- Detektieren des Durchhangs (9) oder der Änderung des Durchhangs (9) des bewegten Lichtleiters mit einer Sensorvorrichtung (10), dadurch gekennzeichnet,
- dass die zweite Geschwindigkeit von einer Regelungseinrichtung derart geregelt wird, dass der Durchhang (9) der Lichtleiterschlaufe (8) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (11 ) bleibt. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsvorrichtung die Drehzahl des Wickelantriebs (6) derart regelt, dass der Zug des Lichtleiters (1 ) beim Aufwickeln auf der Aufwickelspule (2) minimiert ist. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (1 ) entlang des Lichtleiterpfads (3) zwischen der Sensorvorrichtung (10) und der Aufwickelvorrichtung (5), insbesondere unmittelbar nach der
Lichtleiterschlaufe (8), durch eine Führungsvorrichtung (16) geführt wird.
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