DE2841848A1 - Schalter fuer lichtleiter - Google Patents

Description

• Schalter für Lichtleiter
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter zum optischen Trennen oder Verbinden zumindest zweier Lichtleiter, deren Endabschnitte im wesentlichen in gleicher Richtung verlaufen und deren Stirnseiten einander zugewandt sind, wobei das Ende eines ersten Lichtleiters eine gleichbleibende Stellung einnimmt und das Ende eines zweiten Lichtleiters transversal bewegbar ist.
• Ein derartiger Schalter ist z.B. durch die DE-AS 25 31 398 bekannt geworden. Der Schalter ist ähnlich einem elektrischen Reedkontakt aufgebaut. Die Enden zweier Lichtleiter stehen sich in einem geschlossenen Gehäuse freiragend gegenüber und sind in magnetisierbaren Röhrchen gefasst. Durch Einwirkung eines magnetischen Feldes werden die beiden Röhrchen mit den Lichtleiterenden genau aufeinander ausgerichtet. Damit ist die optische Verbindung geschlossen. Wird das magnetische Feld abgeschaltet, so werden die Enden aufgrund der Rückfederung so weit ausgelenkt, dass eine optische Trennung erfolgt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der eingangs genannten Art so auszubilden, dass er nicht nur elektrisch, sondern auch mechanisch oder auf sonstige Art betätigt werden kann.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die beiden Lichtleiterenden in einer gemeinsamen Führungsnut eines elastischen Biegekörpers einliegen, dass das Ende des ersten Lichtleiters auf voller Länge in der Längsnut gehalten ist, dass der Endabschnitt des zweiten Lichtleiters in der Längsnut lose einliegt, dass der daran anschliessende Abschnitt dieses Lichtleiters fest in der Längsnut gehalten ist, dass der Biegekörper mittels eines Betätigungsmechani smus durch Verbiegen leiterseitig konvex krwimmbar ist und dass sich in dieser Stellung das lose Ende des zweiten Lichtleiters von dem Biegekörper abhebt. Ein solcher Aufbau hat den Vorteil, dass er nicht nur elektrische, sondern auch z.B. manuelle oder pneumatische Betätigung ermöglicht. Insbesondere in Fällen, in denen die optische Leitung überwiegend geschlossen sein soll, ist eine Einwirkung von aussen nicht erforderlich, da der optische Kontakt ohne weiteres im Ruhezustand geschlossen sein kann. Durch die gemeinsame Führungsnut in dem elastischen Biegekörper ist eine genaue Ausrichtung der beiden Lichtleiterenden gewährleistet. Vorteilhaft ist es, den Biegekörper leiterseitig mit einer Ätzschicht zu versehen, in welche die Längsnut eingeätzt ist. Dies ist besonders günstig für dünne Lichtleiter. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Dicke der Ätzschicht annähernd gleich dem Durchmesser der Lichtleiter und ist die Tiefe der Längsnut gleich der Dicke der Ätzschicht. Das heisst, dass die Ätzschicht bis auf ihren Grund durchgeätzt wird, so dass eine gleichmässige Tiefe der Längsnut gewährleistet ist.
• Bei einer derartig geringen Tiefe lässt sich auch die Weite der Längsnut mit hoher Genauigkeit einhalten. Eine gleichmässige Dicke erreicht man insbesondere dann, wenn die Ätzschicht aus einer aufgeklebten Folie besteht.
• Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der schlanke Biegekörper einseitig in dem Schalter eingespannt und durch Krafteinwirkung auf sein freies Ende verbiegbar. Dies stellt einen besonders einfachen Aufbau dar, der eine vielfältige Betätigung des Schalters ermöglicht.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung liegt lichtleiterseitig an dem flachen Biegekörper eine Gegenplatte an, die mit einer Freimachung für das sich abhebende lose Ende des zweiten Lichtleiters versehen ist.
• Die Gegenplatte dient sowohl als Anschlag für das freie Ende und als Einspannhilfe für das feststehende Ende des Biegekörpers, welches zwischen der Platte und einem Grundkörper eingespannt werden kann. Vorteilhaft ist es, wenn die Freimachung als Führungsnut für einen dritten Lichtleiter ausgebildet ist, dessen Ende in dieser festliegt, wenn sich die Führungsnut und die Längsnut überdecken, wenn das Ende des dritten Lichtleiters mit dem Ende des ersten Lichtleiters deckungsgleich ist und wenn die Stirnseiten des ersten und des dritten Lichtleiters fluchten. Auf diese Weise lässt sich mit geringem Mehraufwand ein Zweiwegschalter schaffen. Durch die Ausbildung einer Führungsnut in der Gegenplatte ist eine genaue Lagezentrierung in beiden Schaltstellungen möglich. Es ist zweckmässig, die Führüngsnut in gleicher Weise wie die Längsnut zu erzeugen.
• Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Biegekörper als gekrümmte Platte ausgebildet, die beidseitig auf einem Grundkörper aufliegt, sind die Stirnseiten der Lichtleiter im mittleren Abschnitt der Platte angeordnet und ist die Verbindung der beiden Lichtleiter im gekrümmten Zustand der Platte getrennt und im niedergedrückten Zustand geschlossen. Es ergibt sich ein symetrischer Aufbau des Schalters, der hinsichtlich der Auflage des Biegekörpers keine Schwierigkeiten mit sich bringt.
• Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind auf dem Biegekörper bzw. der Grundplatte mehrere erste und zweite und/oder dritte Lichtleiter sowie entsprechende Längs- bzw. Führungsnuten nebeneinanderliegend angeordnet. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein Mehrfachschalter bilden.
• Gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung besteht der Biegekörper zumindest teilweise aus magnetisierbarem Material und ist mittels eines Elektromagneten betätigbar. Beispielsweise kann das Ende des aus einem Magnetblech bestehenden Biegekörpers direkt an einem Ende eines Jochs des Elektromagneten aufliegen und das andere Ende des Jochs zum bewegbaren Teil des Biegekörpers einen Luftspalt aufweisen. Damit ist der Elektromagnet selbst zum Teil des Schalters geworden, was einen einfachen Aufbau ermöglicht.
• Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein bistabiler Schalter dadurch gebildet, dass in den Magnetfluss ein Dauermagnet ähnlich wie bei einem bistabilen elektrischen Schalter eingefügt ist.
• Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Biegekörper als piezoelektrischer Streifen ausgebildet, der sich beim Anlegen einer Spannung krümmt. Der piezoelektrische Streifen hat den Vorteil, dass er nur einseitig eingespannt bzw. abgestützt zu werden braucht. Er besteht z.B. aus zwei aufeinandergeklebten piezokeramischen Schichten, bei welcher unterschiedliche Spannungspotentiale angelegt werden.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: FIG 1 und 2 einen Längsschnitt durch einen Schalter für Lichtwellenleiter in zwei verschiedenen Schaltstellungen.
• Der Schalter besteht aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Lichtleiter 1, 2 und 3, einem flachen Biegekörper 4, einer Gegenplatte 5, sowie einem Elektromagneten, der sich aus einer Spule 6 und einem Joch 7 zusammensetzt. Der Biegekörper 4 ist lichtleiterseitig mit einer Ätzschicht 8 versehen, in welche eine Längsnut eingeätzt ist, die sich in der dargestellten Schnittebene erstreckt. Die Weite und die Tiefe der Längsnut sind gleich dem Durchmesser der Lichtleiter 1 und 2.
• Der erste Lichtleiter 1 ist mit seinem Ende in der Längsnut festgelegt. Das freie Ende des sich in der Verlängerung des ersten Lichtleiters 1 erstreckenden zweiten Lichtleiters 2 ist in der Längsnut lose geführt. Der daran anschliessende Abschnitt dieses Lichtleiters 2 ist in der Längsnut z.B. durch Kleben festgehalten.
• Die beiden Stirnseiten der Lichtleiter 1 und 2 sind mit geringem Abstand einander zugewandt. Der das festliegende Ende der ersten Lichtleiters 1 aufnehmende Abschnitt des Biegekörpers 4 ist an einem Ende des Jochs 7 eingespannt.
• Das freiragende Ende des Biegekörpers 4 weist im ungekrümmten Zustand einen Luftspalt zum anderen Ende des Jochs 7 auf. In dieser Stellung sind auch die beiden Lichtleiter 1 und 2 koaxial zueinander ausgerichtet, so dass zwischen beiden eine optische Verbindung mit geringen Koppelverlusten hergestellt werden kann. Wird nun der Elektromagnet 6, 7 eingeschaltet, so wird das freie Ende des aus magnetisierbarem Blech bestehenden Biegekörpers 4 zu dem entsprechenden Pol des Magnetjochs 7 hingezogen. Dadurch krümmt sich der Biegekörper 4 besonders an der Einspannstelle so stark, dass sich das lose Ende des zweiten Lichtleiters 2 von dem Biegekörper 4 abhebt. Damit wird aber auch seine Stirnseite so weit ausgelenkt, dass die optische Verbindung zwischen den beiden Lichtleitern 1 und 2 getrennt wird.
• Die Gegenplatte 5 ist lichtleiterseitig im Bereich des festliegenden ersten Lichtleiters an dem Biegekörper 4 befestigt. Sie ist ebenfalls mit einer Ätzschicht 9 versehen, in die eine Führungsnut eingeätzt ist, die mit der Längsnut des Biegekörpers 4 deckungsgleich ist.
• In der Führungsnut 9 ist ein dritter Lichtleiter 3 gehalten, der deckungsgleich zum ersten Lichtleiter 1 angeordnet ist. Die beiden Stirnseiten des ersten Lichtleiters 1 und des dritten Lichtleiters 3 sind fluchtend angeordnet. In der in FIG 2 gezeigten Schaltstellung stösst das sich abhebende Ende des Lichtleiters 2 an den Grund der Führungsnut in der Gegenplatte 5 an und befindet sich somit auf gleicher Höhe wie der in der Führungsnut festliegende dritte Lichtleiter 3. Damit ist nicht nur die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Lichtleiter 1 und 2 getrennt sondern auch zwischen dem zweiten und dritten Lichtleiter 2 und 3 geschlossen.
• 14 Patentansprüche 2 Figuren

Claims (14)

1. Patentansprüche Schalter zum optischen Trennen oder Verbinden zumindest zweier Lichtleiter, deren Endabschnitte im wesentlichen in gleicher Richtung verlaufen und deren Stirnseiten einander zugewandt sind, wobei das Ende eines ersten Lichtleiters eine gleichbleibende Stellung einnimmt und das Ende eines zweiten Lichtleiters transversal bewegbar ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass die beiden Lichtleiterenden in einer gemeinsamen Führungsnut eines elastischen Biegekörpers (4) einliegen, dass das Ende des ersten Lichtleiters (1) auf volle Länge in der Längsnut gehalten ist, dass der Endabschnitt des zweiten Lichtleiters (2) in der Längsnut lose einliegt, dass der daran anschliessende Abschnitt dieses Lichtleiters (2) fest in der Längsnut gehalten ist, dass der Biegekörper mittels eines Betätigungsmechanismus (z.B. 6, 7) durch Verbiegen leiterseitig konvex kriimmbar ist und dass sich in dieser Stellung das lose Ende des zweiten Lichtleiters (2) von dem Biegekörper (4) abhebt.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass der Biegekörper (4) leiterseitig mit einer Ätzschicht (8) versehen ist, in welche die Längsnut eingeätzt ist.
3. 3. Schalter nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Dicke der Ätzschicht (8) annähernd gleich dem Durchmesser der Lichtleiter (1 und 2) ist und dass die Tiefe der Längsnut gleich der Dicke der Ätzschicht (8) ist.
4. 4. Schalter nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ätzschicht (8) aus einer aufgeklebten Folie besteht.
5. 5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der schlanke Bìegekörper (4) einseitig in dem Schalter eingespannt ist und durch Krafteinwirkung auf sein freies Ende verbiegbar ist.
6. 6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass lichtleiterseitig an dem flachen Biegekörper (4) eine Gegenplatte (5) anliegt, die mit einer Freimachung für das sich abhebende lose Ende des zweiten Lichtleiters (2) versehen ist.
7. 7. Schalter nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Freimachung als Führungsnut für einen dritten Lichtleiter (3) ausgebildet ist, dessen Ende in dieser festliegt, dass sich die Führrngsnut und die Längsnut überdecken, dass das Ende des dritten Lichtleiters (3) mit dem Ende des ersten Lichtleiters (1) deckungsgleich ist und dass die Stirnseiten des ersten und des dritten Lichtleiters (1 und 3) fluchten.
8. 8. Schalter nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Führungsnut in gleicher Weise wie die Längsnut erzeugt ist.
9. 9. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Biegekörper als gekriimmte Platte ausgebildet ist, die beidseitig auf einem Grundkörper aufliegt, dass die Stirnseiten der Lichtleiter im mittleren Abschnitt der Platte angeordnet sind und dass die Verbindung der beiden Lichtleiter im gekrümmten Zustand der Platte getrennt und im niedergedrückten Zustand geschlossen ist.
10. 10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf dem Biegekörper bzw. der Gegenplatte mehrere erste und zweite und/oder dritte Lichtleiter sowie entsprechende Längs- bzw. Führungsnuten nebeneinanderliegend angeordnet sind.
11. 11. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Biegekörper (4) zumindest teilweise aus magnetisierbarem Material besteht und mittels eines Elektromagneten (6,7) betätigbar ist.
12. 12. Schalter nach Anspruch 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass ein Ende des Biegekörpers (4) direkt an einem Ende eines Jochs (7) des Elektromagneten aufliegt und dass das andere Ende des Jochs zum bewegbaren Teil des Biegekörpers (4) einen Luftspalt aufweist.
13. 13. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein bistabiler Schalter durch Einfügen eines Dauermagneten in den Magnetfluss ähnlich wie bei einem bistabilen elektrischen Schalter gebildet ist.
14. 14. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Biegekörper als piezoelektrischer Streifen ausgebildet ist, der sich beim Anlegen einer Spannung krümmt.