DE1237802B - Verfahren zur Herstellung einer Faseroptik aus verschmolzenen Faeden - Google Patents

Description

DEUTSCHES jmWWSi- PATENTAMT

DeutscheKI.: 42 h-1/01

AUSLEGESCHRIFT — ™

Aktenzeichen: A 45884IX a/42 h 123T802 Ammeldetag: 24. April 1964

Auslegetag: 30. März 1967

Es sind, insbesondere als optische Bildübertrager, Glasfaseroptiken bekannt, die aus miteinander verschmolzenen Glasfaden bestehen, wobei jeder Glasfaden einen Kern aus einem Glas von relativ hohem Brechungsindex und einen den Kern umgebenden Mantel von einem relativ kleinen Brechungsindex aufweist.

Zum Verschmelzen wird eine entsprechende Vielzahl Glasfaden in eine U-ScMene mit einer auflegbaren Declcelschiene eingelegt und in einen Ofen eingebracht, so daß die zum Verschmelzen der Glasfaden miteinander erforderliche Wärme dem Fadenbündel von außen zugeführt wird.

Dabei können die Fäden, wenn das verschmolzene Glasfadenbündel noch weiter ausgezogen wird, verhältnismäßig großen Durchmesser zunächst haben.

Bei dem Verschmelzen der Fäden zu dem Fadenbündel macht sich störend bemerkbar, daß sich keine gleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb des Bündelquerschnittes ergibt, vielmehr die äußersten Fäden des Bündels zu stark geschmolzen werden, während die mehr zur Mitte hin angeordneten Fäden zu wenig, oft nicht vollständig schmelzen und sich nicht hermetisch miteinander verbinden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die von den Seiten dem Fadenbündel in dem Ofen zugeführte Wärme in den äußeren Schichten bereits absorbiert wird und daher nur geschwächt in das Bündelinnere eintritt. Die Absorption der von den Bündelseiten zugeführten Wärme hängt ab von dem Absorpiionskoeffizienten des von der Strahlung durchsetzten Materials.

Die Erfindung bezweckt eine gleichmäßige Wärmeverteilung bei der Herstellung von Faserbündel^ für Faseroptiken und sieht zu diesem Zweck vor, den Absorptionskoeffizienten für Wärmestrahlung im Bündelquerschiütt in geeigneter Weise einzustellen.

Es ist an sich bekannt, daß Gläser verschiedenster Art durch Beigabe geringer Mengen Eisenoxydui wärmeabsorbierend gemacht werden können. Die Anwendung derartiger Mittel sieht die Erfindung gegebenenfalls vor. Wenn im nachfolgenden, insbesondere in den Ausführungsbeispielen, auf die Herstellung von Faseroptiken Bezug genommen wird, bei denen verschmolzene Glasfaden Anwendung finden, so ist zu beachten, daß an sich auch andere durchsichtige Materialien als Glas, beispielsweise Kunstgläser, Anwendung finden können.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Faseroptik aus verschmolzenen Fäden, die einen Kern aus lichtleitendem Material von einem relativ hohen Bre- ehungsindex und einen diesen Kern umgebenden Mantel von einem relativ kleinen Brechungsindex Verfahren zur Herstellung einer Faseroptik aus
verschmolzenen Fäden

Anmelder;

American Optical Company₃
Worcester, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. phii. G. B. Hagen, Patentanwalt,
München-Solln, Franz-Hals-Sir. 21

Als Erfinder benannt:

Frederick Rood Hays, Putnam, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. Mai 1963 (277 319) - -

aufweisen, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß eine Gruppe der Fäden aus Materialien bestehen, die die Wärmestrahlung schwach absorbieren, und eine zweite Gruppe der Fäden wenigstens teilweise aus Materialien bestehen, die die Wärmestrahlung relativ stark absorbieren, wobei die beiden Fadengruppen über den Querschnitt so verteilt sind, daß die in das Bündel zum Verschmelzen der Fäden radial eingestrahlte Wärmemenge in jeder Tiefe gleichmäßig absorbiert wird.

Um die Fäden der einen Fadengruppe für Wärmestrahlung relativ stark absorbierend zu machen, kann entweder der Fadenkern oder der den Kern umgebende Mantel oder es können auch beide durch. Wahl ihrer Materialzusammensetzung absorbierend gemacht sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfogenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren erörtert. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 stark vergrößert in einer Stirnansicht einen einzelnen optisch wirksamen Faden einer erfindungsgemäßen fadenoptisehen Einrichtung,

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1,

F i g. 3 schaubildlich ein aus derartigen Fäden bestehendes Bündel in einem Träger und

F i g. 4 schematisch einen Ofen zum Verschmelzen eines solchen Fadenbündels;

709 547/181

F i g. 5 und 6 zeigen in größerem Maßstab im Querschnitt andere Ausführungsformen von optisch wirksamen Fäden zur Herstellung anderer Ausführungsformen der Erfindung;

F i g. 7 zeigt schematisch in einer Stirnansicht einen Teil eines Bündels von optischen Fäden in einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 bis 11 zeigen stark vergrößert in schematischen Stirnansichten zur Herstellung von erfindungsgemäßen Einrichtungen geeignete Fadenstränge;

F i g. 12 zeigt schematisch in einer Stirnansicht ein Bündel von Fadensträngen der in Fig. 8 bis 11 gezeigten Art;

Fig. 13, 14 und 15 zeigen stark vergrößert in Stirnansicht abgeänderte Ausführungsformen von *5 Fadensträngen, die zur Herstellung von erfindungsgemäßen Einrichtungen verwendet werden können;

F i g. 16 zeigt in einer Stirnansicht einen Teil eines Bündels von Fadensträngen der in Fig. 13 bis 15 dargestellten Art;

Fig. 17, 18 und 19 zeigen vergrößert in Stirnansichten weitere Ausführungsformen von Fadensträngen;

Fig. 20 erläutert in einer schematischen Darstellung die Verwendung einer erfindungsgemäßen fadenoptischen Einrichtung.

Gemäß Fig. 1 und 2 besitzt der Faden20 in bekannter Weise einen Kern 22 aus einem lichtübertragenden Material mit einem relativ hohen Brechungsexponenten und einem Mantel 24 aus lichtübertragendem Material mit einem relativ niedrigen Brechungsexponenten. Zwischen dem Kern und dem Mantel ist eine lichtreflektierende Grenzfläche 26 vorhanden. Der Faden 20 kann am einen Ende Licht empfangen, das durch den LichtstrahlL dargestellt ist, der auf die Grenzfläche 26 unter einem Winkel a fällt, der größer ist als der Grenzwinkel für die Reflexion an der Grenzfläche. Nach dem bekannten Prinzip der totalen Innenreflexion wird dieses Licht im Bereich der Grenzfläche 26 wiederholt reflektiert und dadurch vom einen Ende des Fadens zum entgegengesetzten Ende geleitet. Wenn der Fadenkern 22 beispielsweise aus Flintglas mit dem Brechungsexponenten 1,75 und der Fadenmantel aus Kronoder Natronkalkglas od. dgl. mit dem Brechungsexponenten 1,52 besteht, erfahren Lichtstrahlen, die in den Faden unter einem Winkel b von bis zu etwa 60° eintreten, an der Grenzfläche 26 eine im wesentlichen totale Innenreflexion, so daß sie durch den Kern 22 geleitet werden. Der größte Lichteintrittswinkel b ist in bekannter Weise eine Funktion des Verhältnisses zwischen den Brechungsexponenten des Kernes und des Mantels. Die Fäden können im Rahmen der Erfindung wie in dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel einen quadratischen oder auch einen runden, sechseckigen oder einen anderen gewünschten Querschnitt haben. Man kann bekanntlich auch andere thermoplastische Materialien als Glas verwenden, sofern das Verhältnis zwischen ihren Brechungsexponenten derart ist, daß eine totale Innenreflexion über einen brauchbaren Winkelbereich erhalten wird.

Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil auf fadenoptische Einrichtungen anwendbar, die dadurch erhalten werden, daß eine große Zahl von relativ langen Fäden nebeneinander angeordnet werden und dieses relativ lange Bündel einer solchen Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, daß die benachbarten Mäntel miteinander verschmelzen.

Zur Erläuterung ist eines von verschiedenen möglichen Verfahren zur Herstellung derart langer fadenoptischer Bündel in F i g. 3 und 4 gezeigt. Mehrere Fäden 20 werden von einem Block 28 in Form eines U-Profils getragen, in dem die Fäden 20 parallel angeordnet sind. Der Block 28 wird in einen geeigneten Ofen 30 eingesetzt. In dem Block 28 ist oben auf den Fäden20 ein Gewicht 32 (s. Fig. 4) oder ein anderes Mittel zum Zusammendrücken der Fäden eingesetzt, damit die Fäden satt aneinanderliegend gehalten werden und während des Verschmelzens einem leichten Druck ausgesetzt sind. Der Block 28 und das Gewicht 32 bestehen vorzugsweise aus geeigneten feuerfesten Materialien, die an den Materialien der Fäden 20 nicht ankleben. Man kann auch eine Trennschicht aus einem Material anwenden, das nicht an dem Glas oder dem Material des Blocks 28 anklebt. Eine derartige Trennschicht kann beispielsweise aus Glimmer bestehen. Die aus den Fäden 20 bestehende Anordnung wird auf die Schmelztemperatur erhitzt, beispielsweise mit Hilfe von elektrischen Heizwendeln 34 od. dgl., wie sie in F i g. 4 schematisch dargestellt sind.

Die von den Heizwendeln 34 ausgehende Strahlung dringt durch den Block 28 hindurch und in das aus den Fäden 20 bestehende Bündel ein, so daß die Mäntel der Fäden miteinander verschmelzen. Der Block 28 soll aus einem Material bestehen, das für die von den Wendeln 34 ausgesendete Strahlung relativ durchlässig ist oder Wärme gut von außen nach innen leitet.

Zum Verschmelzen der Fäden können diese an Stelle in dem Block 28 auch in einem rohrförmigen Körper aus thermoplastischem Glas angeordnet oder mit entfembaren Bindungen oder anderen geeigneten Tragmitteln zusammengehalten werden. Ferner kann das Fadenbündel zum Verschmelzen seiner Fäden auch fortschreitend vom einen Ende zum andern erhitzt werden.

Beim Verschmelzen von fadenoptischen Bündeln, die einen relativ großen Durchmesser und eine relativ große Länge haben, muß die Wärme von den Seiten des Bündels her radial eingeführt werden. Dabei besteht die Tendenz, die äußersten Fäden zu überhitzen, so daß sie sich verziehen, während die innersten Fäden zu wenig erhitzt und nicht vollständig miteinander verbunden werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Ofenstrahlung absorbiert wird, während sie in die Tiefe des Fadenbündels eintritt.

Die in einem Fadenbündel in jeder Tiefe erzeugte Wärme ist dem Produkt aus dem Absorptionskoeffizienten und der in der betrachteten Tiefe vorhandenen Strahlungsstärke proportional. Daher kann man eine gleichmäßige Wärmeabsorption in jeder Tiefe erzielen, wenn der Absorptionskoeffizient des Fadenbündels mit zunehmender Tiefe zunimmt.

Erfindungsgemäß werden Fäden mit einem relativ hohen Absorptionskoeffizienten für Infrarot in einem zu verschmelzenden Fadenbündel so verteilt, daß diese Fäden zur Mitte des Bündels hin in größerer Anzahl und fortschreitend kleiner werdenden Abständen vorgesehen sind.

In einer in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung haben mehrere Fäden 20' Mäntel 24' aus einem relativ stark infrarotabsorbierenden Material. Das Material der Mäntel 24' ist so gewählt, daß es hinsichtlich des Brechungsexponenten, der Wärmedehnzahl, der Viskosität und der spektralen Über-

tragungseigenschaften für sichtbares Licht dem Material der Mäntel 24 der Fäden 20 gleicht oder ähnlich ist. Die Fäden 20' könnten beispielsweise Kerne 22' aus optischem Flintglas mit einem Brechungsexponenten von etwa 1,75 und Mäntel 24' aus Natronkalkglas mit einem Brechungsexponenten von etwa 1,52 haben, wobei das die Mäntel 24' bildende Glas infolge eines Zusatzes von 0,5 bis 1 Gewichtsprozent Eisen(II)-Oxyd ein relativ hohes Absorptionsvermögen für Infrarotstrahlen besitzt.

Zum Verschmelzen können die Fäden 20 und 20' erfindungsgemäß nach F i g. 7 angeordnet werden. In dieser sind die Fäden 20', deren Mäntel ein relativ hohes Absorptionsvermögen für Infrarot besitzen, durch eine starke Umrandung dargestellt. Diese Fäden sind im Bereich des Mittelpunkts 40 des Bündels 38 in einer größeren Anzahl und radial von dem Mittelpunkt 40 weg in einer fortschreitend kleiner werdenden Anzahl und in fortschreitend größer werdenden Abständen vorgesehen. Beim Erhitzen des Bündels 38 beispielsweise in der in F i g. 4 dargestellten Weise wird daher die Ofenstrahlung von den relativ schwach infrarotabsorbierenden Fäden 20 in der üblichen Weise absorbiert. Von den Mänteln 24' der Fäden 20' wird dagegen die von den Wendeln 34 ausgesendete Strahlung stärker absorbiert. Durch die Wiederausstrahlung von den Fäden 20' auf ihre Nachbarn wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung in dem Bündel 38 erhalten. Diese stärkere Absorption kompensiert die zur Mitte der Anordnung hin abnehmende Stärke der Strahlung, so daß eine gleichmäßigere Verschmelzung in dem ganzen Bündel erhalten wird.

Die Anzahl der in dem Bündel 38 verteilten Fäden 20' und die Abstände zwischen ihnen werden in Abhängigkeit von der Tiefe des Bündels 38 so gewählt, daß dessen Absorptionskoeffizient zur Mitte des Bündels hin allmählich zunimmt. Auf diese Weise kann man in dem ganzen Bündel eine im wesentlichen gleichmäßige Temperaturverteilung und daher auch eine gleichmäßige Verschmelzung erzielen.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die in Fig. 5 und 7 gezeigten Fäden20' durch Fäden 20" der in F i g. 6 gezeigten Art ersetzt werden. Die Fäden 20" haben Kerne 22" aus einem relativ stark infrarotabsorbierenden Material und Mäntel 24" aus einem Material mit einem relativ geringen Absorptionsvermögen für Infrarotstrahlung. Beispielsweise können die Fäden 20" Kerne 22" aus Flintglas mit einem Gehalt von etwa 0,5 bis 1 Gewichtsprozent Eisen(II)-oxyd und einem Brechungsexponenten von etwa 1,75 bestehen. Dagegen kann der Mantel 24" aus üblichem Kron- oder Natronkalkglas od. dgl. mit einem Brechungsexponenten von etwa 1,52 bestehen. Die Übertragung des weißen Lichts durch die Fäden 20" wird durch das in den Kernen 22" enthaltene Eisen(II)-Oxyd im wesentlichen nicht beeinflußt.

Aus Gründen der Klarheit der Darstellung sind die Fäden 20,20' und 20" in Fig. 1, 2, 5, 6 und 7 ziemlieh groß dargestellt und zu Bündeln 38 von nur relativ wenigen Fäden vereinigt. In der Praxis können die Fäden eine Querabmessung von nur wenigen Mikron haben und in einer Anzahl von vielen Tausenden verwendet werden.

Fadenoptische Bündel können auch aus Fadensträngen zusammengesetzt werden, d. h. daß jeder Strang eine Anzahl von einzelnen Kernen enthalten

kann, die von einem Material mit niedrigem Brechungsexponenten umgeben und alle miteinander verschmolzen sind.

Derartige Fadenstränge können bekanntlich dadurch gebildet werden, daß eine gewählte Anzahl von relativ großen Fäden nebeneinander angeordnet werden und unter Erhitzung auf einen kleineren Querschnitt gestreckt werden, wobei die benachbarten Fäden des Fadenstranges miteinander verschmelzen.

F i g. 8 zeigt stark vergrößert in einer Stirnansicht einen derartigen Fadenstrang 42, der aus einer Anzahl von Fäden 20 besteht. In dem dargestellten Beispiel besitzt der Fadenstrang 42 nur eine relativ kleine Anzahl von Einzelfäden 20, die einen relativ großen Querschnitt haben. Im Rahmen der Erfindung könnte in dem Fadenstrang 42 natürlich auch eine größere Anzahl von Fäden 20 pro Flächeneinheit vorgesehen sein.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung werden Fadenstränge zur Herstellung von relativ langen, verschmolzenen, fadenoptischen Einrichtungen der in F i g. 3, 4 und 7 gezeigten Art verwendet. Dabei werden die Fadenstränge als Bausteine verwendet und zu einem Bündel 44 der in Fig. 12 gezeigten Art vereinigt. Das Bündel44 kann in der an Hand des Bündels 38 beschriebenen Art der Wärmewirkung ausgesetzt werden, damit benachbarte Fadenstränge miteinander verschmelzen.

Erfindungsgemäß sind in dem Bündel 44 relativ stark infrarotabsorbierende Fäden derart verteilt, daß der Absorptionskoeffizient der Anordnung 44 mit zunehmender Tiefe dieser Anordnung zunimmt. Zu diesem Zweck werden Fadenstränge vorgesehen, in denen stark infrarotabsorbierende Fäden in verschiedener Anzahl enthalten sind. Diese Fadenstränge werden dann so zusammengesetzt, daß die Stränge mit einer größeren Anzahl von relativ stark infrarotabsorbierenden Fäden näher bei dem Mittelpunkt des Bündels 44 und jene mit einer kleineren Anzahl von relativ stark infrarotabsorbierenden Fäden in fortschreitend stärkerem Maße zu den äußeren Begrenzungen des Bündels 44 hin verwendet werden.

Gemäß Fig. 9, 10 und 11 enthalten die Fadenstränge 42 a, 42b und 42c relativ stark infrarotabsorbierende Fäden. Beispielsweise ist der Fadenstrang 42 a mit vier derartigen infrarotabsorbierenden Fäden gezeigt, die nach einem Merkmal der Erfindung aus Fäden 20' mit relativ stark infrarotabsorbierenden Mänteln 24' bestehen. Die Mäntel 24' der Fäden 20' sind in Fi g. 9, 10 und 11 im Querschnitt gezeigt, um diese Fäden von anderen Teilen der Fadenstränge zu unterscheiden. Der Rest des Fadenstrangs 42 a besteht aus Fäden 20, deren Kerne und Mäntel Infrarotstrahlung nur relativ schwach absorbieren. Der Fadenstrang 42 & enthält zwei Fäden 20' und der Fadenstrang 42 b und 42 c einen einzigen Faden 20'. Im übrigen bestehen die Fadenstränge 42b und 42c aus Fäden 20.

Gemäß Fig. 12 sind in der Mitte des Bündels 44 mehrere Fadenstränge 42 a angeordnet, die von einer Lage aus Fadensträngen 42 b umgeben sind. Die Fadenstränge 426 sind ihrerseits von einer Lage aus Fadensträngen 42 c umgeben. Die äußeren Begrenzungsflächen des Bündels 44 werden von Fadensträngen 42 gebildet. In dieser Ausführungsform enthält das Bündel 44 somit eine Anzahl von relativ stark infrarotabsorbierenden Fäden. Diese stark um-

1 23

randeten Fäden sind so verteilt, daß zu der Mitte des Bündels 44 hin ihre Anzahl fortschreitend zunimmt und ihre Abstände fortschreitend kleiner werden.

Es versteht sich, daß in den Fadensträngen 42 a, 42 b oder 42 c die Fäden 20' durch Fäden 20" der in Fig. 6 gezeigten Art ersetzt werden können. Ferner kann man in den einzelnen Fadensträngen 42 a, 42 & oder 42 c eine größere oder kleinere Anzahl der relativ stark infrarotabsorbierenden Fäden vorsehen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können zwischen benachbarten Fäden 20 von Bündeln wie38(Fig.7) oder44 (Fig. 12) infrarotabsorbierende Fäden mit relativ hohen Absorptionskoeffizienten für Infrarot vorgesehen werden. Nach diesem Merkmal der Erfindung kann eine Anzahl von Fadensträngen der in Fig. 8 bis 11 gezeigten Art aus Fäden 20 und relativ stark infrarotabsorbierenden, langen und dünnen Hilfsfäden gebildet werden. Fig. 13, 14 und 15 zeigen stark vergrößert in Stirnansicht drei derartige Fadenstränge 44 a, 44 δ und 44 c. Zur Erläuterung ist der Fadenstrang 44 a (Fig. 13) mit vier relativ stark infrarotabsorbierenden, langen und dünnen Hilfsfäden 46 und der Fadenstrang446 (Fig. 14) mit zwei relativ stark infrarotabsorbierenden Hilfsfäden 46 dargestellt. F i g. 15 zeigt einen Fadenstrang 44 c mit einem einzigen relativ stark infrarotabsorbierenden Hilfsfaden 46. Zur Gewährleistung einer einwandfreien Wärmeverteilung während des Verschmelzungsvorganges können diese Hilfsfäden natürlich in viel größerer Zahl verwendet werden.

Die infrarotabsorbierenden Hilfsfäden 46 können aus Natronkalkglas mit etwa 15 Gewichtsprozent Eisen(II)-Oxyd bestehen.

Während der Herstellung der Fadenstränge 44 a, 44 & und 44 c werden die Fäden 20 und die zwischen benachbarten Fäden angeordneten Hilfsfäden 46 zusammengebracht, erhitzt und gestreckt, wie dies vorstehend für die Herstellung der Fadenstränge beschrieben wurde.

Bei der Herstellung eines Bündels 48 aus Fadensträngen der in Fig. 13, 14 und 15 gezeigten Art werden gemäß Fig. 16 mehrere Fadenstränge 44a zentral in dem Bündel 48 angeordnet. Um die Fadenstränge 44 a herum wird eine Lage aus Fadensträngen 44 & und um diese herum eine Lage aus Fadensträngen 44 c gebildet. Die Fadenstränge 44 c sind von Fadensträngen 44 umgeben, die nur aus Fäden 20 ohne zwischen diesen befindlichen, relativ stark infrarotabsorbierenden Hilfsfäden bestehen. In dieser Ausführungsform enthält das Bündel 48 somit relativ stark infrarotabsorbierende Hilfsfäden 46, die so verteilt sind, daß zu dem Mittelpunkt 50 des Bündels 48 hin ihre Anzahl fortschreitend zunimmt und ihre Abstände fortschreitend kleiner werden. Wenn das Bündel 48 gemäß Fig. 4 der Ofenstrahlung ausgesetzt wird, absorbieren die Hilfsfäden 46 Strahlung von den Heizwendeln 34 und strahlen diese Strahlung wieder auf die benachbarten Fäden 20 aus, so daß eine gleichmäßigere Temperaturverteilung in dem Bündel 48 erhalten wird.

In aus verschmolzenen Fäden bestehenden optischen Einrichtungen der der Erfindung zugrunde liegenden Art wird Licht, das am einen Ende in die Kerne der Fäden 20, 20' oder 20" innerhalb des größten Lichtempfangswinkels b (Fig. 2) eintritt, in den Kernen bis zu dem entgegengesetzten Ende geleitet. Dagegen tritt Licht, das in die Fäden unter

7 802

einem Winkel eintritt, der größer ist als der größte Lichteintrittswinkel b (s. den Lichtstrahl c in F i g. 1) durch die Zwischenfläche 26 hindurch und aus dem betreffenden Faden heraus. In aus verschmolzenen Fäden bestehenden optischen Einrichtungen tritt dieses Licht als Streulicht in benachbarte Fäden ein. Ein derartiges Streulicht kann die Ausgangs-Endfläche der Faseroptik erreichen und zu einer Kontrastminderung führen,
ίο Derartiges unerwünschtes Streulicht kann vermindert werden, indem man zwischen benachbarten Fäden sichtbares Licht absorbierende Hilfsfäden in der vorstehend für die Hilfsfäden 46 beschriebenen Art anordnet. Die streulichtabsorbierenden Hilfsfäden werden jedoch vorzugsweise nicht in zur Mitte der Faseroptik zunehmender Anzahl verteilt, wie dies für die Hilfsfäden 46 beschrieben wurde, sondern im wesentlichen gleichmäßig.
Zur Anordnung sowohl der streulichtabsorbierenden Hilfsfäden als auch der vorstehend beschriebenen, infrarotabsorbierenden Hilfsfäden 46 ist die Schaffung von Fadensträngen der in F i g. 17, 18 und 19 gezeigten Art vorgesehen. Gemäß Fig. 17 besitzt der Fadenstrang 52 zwei relativ stark infrarotabsorbierende Hilfsfäden 46 und zwei lichtabsorbierende Hilfsfäden 54, die Infrarotstrahlen relativ schwach und sichtbares Licht relativ stark absorbieren. Die Hilfsfäden 54 können aus Natronkalkglas mit einem Gehalt von etwa 20 ⁰Zo Mangandioxyd bestehen.
Fig. 18 zeigt einen Fadenstrang 56 mit einem einzigen relativ stark infrarotabsorbierenden Hilfsfaden 46 und drei Hilfsfäden 54. Der Fadenstrang 58 enthält vier Hilfsfäden 54 und keinen infrarotabsorbierenden Hilfsfäden 46.
Bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines Bündels der in F i g. 16 mit 48 bezeichneten Art werden die Fadenstränge44b in Fig. 16 durch eine Anzahl von Fadensträngen 52, die Fadenstränge 44c durch eine Anzahl von Fadensträngen 56 und die Fadenstränge 44 durch eine Anzahl von Fadensträngen 58 ersetzt.

In dem so erhaltenen Bündel sind die Hilfsfäden 46 und 54 über das ganze Bündel verteilt. Jeder dieser Hilfsfäden absorbiert sichtbares Streulicht. Während des Verschmelzens des Bündels absorbieren die infrarotabsorbierenden Hilfsfäden 46, die radial zu dem Mittelpunkt des Bündels hin in zunehmend größerer Anzahl und geringeren Abständen vorgesehen sind, eine beträchtliche Infrarotstrahlung und bewirken damit eine annähernd gleichmäßige Wärmeverteilung in dem ganzen Bündel.

Es versteht sich, daß die Fadenstränge nach Fig. 17, 18 und 19 nur Ausführungsbeispiele sind. Man kann Fadenetränge schaffen, in denen die Hilfsfäden 46 und 54 hinsichtlich ihrer Anzahl, Lage und Abstände anders kombiniert sind. Ferner können die Fäden20' oder 20" der in Fig. 5 bis 11 gezeigten Art mit einem zweiten Außenmantel versehen werden, der ähnliche Lichtabsorptionseigenschaften hat wie die Hilfsfäden 54, so daß in Bündeln der in Fig.7, 12 und 17 gezeigten Art das unerwünschte Streulicht verringert wird.

In allen vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen der Erfindung sind in fadenoptischen Bündeln, die verschmolzen werden sollen, stark infrarotabsorbierende Bestandteile so angeordnet, daß diese Bestandteile radial zur Mittelachse des Bündels Mn in fortschreitend zunehmender An-

Claims (4)

zahl und fortschreitend abnehmenden Abständen vorgesehen sind. Wenn ein derartiges Bündel der Ofenstrahlung ausgesetzt wird, absorbieren diese infrarotabsorbierenden Bestandteile Wärme und strahlen sie wieder an benachbarte Stränge ab, so daß in allen Querschnitten des Bündels eine relativ rasche und gleichmäßige Wärmeverteilung und damit eine gleichmäßige und feste Verschmelzung gewährleistet ist. Bei einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in derartigen fadenoptischen Bündeln kann man niedrigere Schmelztemperaturen als üblich bzw. minimale Schmelztemperaturen verwenden und eine vollständige und feste Verschmelzung der Bündel in kürzerer Zeit als üblich erzielen. Durch die Anwendung der niedrigeren Temperaturen und die kürzere Dauer der Einwirkung der Schmelztemperaturen wird die Tendenz zu einem Verziehen der Stränge des Bündels herabgesetzt und werden die bekannten, nachteiligen Wirkungen der zu starken Schmelzung oder der zu starken Einwirkung der Ofenstrahlung ao vermieden. Die erfindungsgemäß geschaffenen, aus verschmolzenen Fäden bestehenden optischen Einrichtungen können in bekannter Weise als Leuchtschirme von Kathodenstrahlröhren od. dgl. verwendet werden, wie dies beispielsweise in F i g. 20 gezeigt ist. Kathodenstrahlröhren müssen einen Leuchtschirm besitzen, der vakuumdicht ist und zusammen mit dem Röhrenkolben das Innere der Röhre von der Außenatmosphäre hermetisch abdichtet. Das vakuumdichte plattenförmige Element 60 wird an seinem Rand in üblicher Weise vakuumdicht mit dem Röhrenkolben 62 verbunden. Auf der bildempfangenden oder Eingangsstirnfläche 66 ist das plattenartige Element mit LeuchtstofIteilchen 64 versehen. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Faseroptik aus verschmolzenen Fäden, die einen Kern aus lichtleitendem Material von einem relativ hohen Brechungsindex und einen diesen Kern umgebenden Mantel von einem relativ kleinen Brechungsindex aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe der Fäden aus Materialien bestehen, die die Wärmestrahlung schwach absorbieren, und eine zweite Gruppe der Fäden wenigstens teilweise aus Materialien bestehen, die die Wärmestrahlung relativ stark absorbieren, wobei die beiden Fadengruppen über den Querschnitt so verteilt sind, daß die in das Bündel zum Verschmelzen der Fäden radial eingestrahlte Wärmemenge in jeder Tiefe annähernd gleichmäßig absorbiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der zweiten Gruppe vollständig aus Materialien bestehen, die Infrarotstrahlung relativ stark absorbieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der zweiten Gruppe Kerne aus Materialien besitzen, die Infrarotstrahlung relativ stark absorbieren.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der zweiten Gruppe Mäntel besitzen, die Infrarotstrahlung relativ stark absorbieren.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 604 146;
USA.-Patentschrift Nr. 2 825 260;
Technische Rundschau vom 27. Juli 1962, S. 2,
1, 5 und 6.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 547/181 3.67 © Bundesdruckerei Berlin