WO2004072704A1 - Device for tensioning and rotating an optical fiber, splicing device - Google Patents

Device for tensioning and rotating an optical fiber, splicing device Download PDF

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WO2004072704A1
WO2004072704A1 PCT/EP2004/000758 EP2004000758W WO2004072704A1 WO 2004072704 A1 WO2004072704 A1 WO 2004072704A1 EP 2004000758 W EP2004000758 W EP 2004000758W WO 2004072704 A1 WO2004072704 A1 WO 2004072704A1
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rotating body
axis
rotation
tensioning
bearing
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PCT/EP2004/000758
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Franz Drobner
Jürgen ISLINGER
Fridtjof Reinerth
Stephan Weber
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G02B6/3652—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures the additional structures being prepositioning mounting areas, allowing only movement in one dimension, e.g. grooves, trenches or vias in the microbench surface, i.e. self aligning supporting carriers

Definitions

  • the invention relates to a device for tensioning and rotating a light-conducting fiber, in particular for tensioning and rotating a polarization-maintaining light-conducting fiber, which is at least partially provided with a jacket.
  • the invention further relates to a splicing device for splicing light-conducting fibers using said device.
  • the ends of the optical fibers must be thermally welded to one another.
  • This process is also known as splicing.
  • the splicing is usually carried out in splicing devices, the two optical waveguides to be connected first being clamped in corresponding holding devices before the actual splicing process.
  • the clamped optical waveguides are then positioned relative to one another so that the end faces of the optical waveguides lie opposite one another as possible without lateral displacement.
  • the cores of the optical fibers When splicing polarization-maintaining optical fibers, the cores of the optical fibers generally have to be brought into the correct polarization plane. This is done by rotating the optical fibers axially around their
  • the optical fibers are inserted into a V-shaped groove and clamped into this groove by means of spring-loaded pressure pieces.
  • the two optical fibers are then centered axially to one another.
  • the size of the groove is adapted to the diameter of the optical fiber to be spliced.
  • a device for splicing polarization-maintaining optical fibers is known from US Pat. No. 6,151,919, in which the optical fibers are held in the inner corner of a positioning block by means of a suction force conveyed by a vacuum.
  • this type of tensioning has the disadvantage that, particularly for tensioning optical fibers with a small diameter, the suction channels via which the suction force is transmitted to the optical fiber must also be very small. This causes the
  • Suction channels can be clogged very easily by dirt, for example, and can only be cleaned with great difficulty due to the small diameter.
  • the invention has for its object to provide a device by means of which a light-conducting fiber is gently stretched reliably and precisely around its longitudinal axis can be rotated.
  • the invention is also based on the object of providing a splicing device in which at least one of two light-guiding fibers to be spliced is tensioned by means of the device mentioned.
  • the first object on which the invention is based is achieved by a device for tensioning and rotating a light-conducting fiber with the features of independent claim 1.
  • the device according to the invention has a base element and a rotating body, which has an elongated recess along its axis of rotation, into which a light-conducting fiber can be inserted parallel to the axis of rotation.
  • a tensioning element is provided, which can be introduced at least in a partial area of the recess in such a way that the central axis of the light-guiding fiber is at least approximately in the axis of rotation.
  • a first bearing is provided on the base element, which acts outside the axis of rotation on at least two support points on the rotary body and which supports the rotary body perpendicular to the axis of rotation in a fixed spatial position.
  • the first bearing is designed in such a way that the rotating body can be freely rotated around an initial position of the rotating body around the axis of rotation within a range of rotation angle of at least ⁇ 45 °.
  • the invention is based on the knowledge that a light-guiding fiber to be spliced, which must be aligned by an axial rotation before the actual splicing process, is not rotated within a fixed recess, but is rotated together with a rotating body about its axis of rotation.
  • a light-guiding fiber to be spliced which must be aligned by an axial rotation before the actual splicing process, is not rotated within a fixed recess, but is rotated together with a rotating body about its axis of rotation.
  • the two polarization planes can be made to coincide if the one optical waveguide by means of a first device according to the invention by an angle of + 45 ° and the second optical waveguide by means of a second device according to the invention by an angle of -45 ° is twisted.
  • two rotatably mounted rollers arranged on the base element are provided for supporting the rotating body, which support the rotating body at two support points.
  • the first bearing has a first holding magnet which conveys an attractive magnetic force between the rotating body and the first bearing and thus contributes to a defined and stable mounting of the rotating body.
  • the holding magnet is fastened, for example, to the base body between the two rollers, so that all components of the first bearing only act on the rotating body from one side.
  • the holding magnet can also be arranged offset along the axis of rotation next to the two rollers if a further bearing - offset along the axis of rotation - acts on the rotating body and thus prevents the rotating body from tilting relative to the base element.
  • the rotating body has a ferromagnetic material.
  • the recess in the rotating body is an elongated V-shaped groove with two inner surfaces.
  • the groove is preferably ground into the rotating body.
  • the groove can also be formed in an element which can be inserted into the rotating body and which is adapted to a specific diameter of an optical waveguide. In this case, the device for
  • the light-guiding fiber is clamped between two of the opposing V-shaped grooves, each having an inside angle of 90 °.
  • the cross-sectional area of the resulting chuck thus has a square shape, so that the chuck engages symmetrically around the central axis of the fiber at four elongated areas on the surface of the fiber.
  • the sheathing is at least slightly pressed in on the four contact surfaces and bulges out correspondingly in the direction of the corners of the chuck.
  • the cross section of the sheathing thus deviates more or less strongly from a perfect ring shape depending on the respective fiber diameter. It can thus be ensured in an advantageous manner that, even with tolerances with regard to the fiber diameter, the central axis of the fiber is clamped exactly in the axis of rotation of the rotating body.
  • the light-conducting fiber is clamped by a chuck, which is created by the interaction between a V-shaped groove with an internal angle of 60 ° and a clamping surface on the clamping element.
  • the cross-sectional area of the chuck thus has the shape of an equilateral triangle with an inside angle of 60 °, so that the chuck engages symmetrically around the central axis of the fiber in three elongated areas on the surface of the fiber.
  • the triangular cross section of the chuck has the advantage that the cavities formed in the three corners are particularly large and thus a large volume is available, into which the bulges of the fiber sheath can penetrate with a particularly large fiber diameter.
  • the fibers to be tensioned can be fixed exactly in the axis of rotation of the rotating body.
  • a so-called clamping magnet is also provided, which imparts an attractive magnetic force between the rotating body and the clamping element, so that the clamping element is attracted in the direction of the axis of rotation.
  • the rotating body preferably has a ferromagnetic material and the clamping magnet is located on the clamping element. In this way, a precisely defined force is exerted on the optical waveguide, which leads to an exact positioning of the tensioned light-conducting fiber in the axis of rotation.
  • the device according to claim 8 advantageously enables simple insertion of the optical waveguide into the recess and simple removal of the optical waveguide from the recess, since the clamping element is automatically removed from the rotating body when the operating element is open.
  • the coupling between the holding device and the clamping element can take place both mechanically and magnetically.
  • the coupling between the holding device and the clamping element must be stronger than the holding force between the rotating body and the clamping element, since this is the only way to ensure that the clamping element moves out when the operating element moves into the open position the recess is moved out. Since the coupling between the tensioning element and the holding device or the operating element must be released when the rotating body rotates, an electromagnet, which can be activated if necessary, is particularly suitable for a magnetic coupling as the holding device.
  • the coupling between the holding device and the tensioning element takes place mechanically by an engagement of a driving element fastened to the operating element in the tensioning element or by an expanded projection of the tensioning element engaging in the driving element.
  • the holding device arranged on the operating element additionally has a pivotable element which, when the operating element is opened, bears against the clamping element, so that the angular position of the clamping element relative to the axis of rotation or to the longitudinal direction of the recess preserved. This ensures that the clamping element can be inserted into the cutout when the operating element is closed again.
  • the device according to claim 11 has the advantage that mechanical damage to the rotating body, clamping element and / or holding device can be reliably prevented by incorrect operation.
  • a rotation angle range of the rotating body of at least ⁇ 135 ° has the advantage that manufacturing tolerances of optical fibers, in which the core of the optical fibers is not exactly in the fiber axis, can be at least partially compensated for by a corresponding rotation of the optical fibers.
  • Such a compensation of a so-called core eccentricity has the advantage that the optical fiber cores can be adjusted coaxially to one another despite a lack of rotation symmetry of the optical fiber and fiber splices with both a high mechanical Tensile strength can also be generated with a low optical damping.
  • the use of a second bearing has the advantage that an undesired tilting of the rotating body can be reliably excluded in a simple manner.
  • the second bearing is also a so-called support bearing.
  • the second bearing also has a holding magnet, which contributes to the fact that the preferably ferromagnetic rotating body rests firmly on the second bearing.
  • a further bearing is additionally provided, which fixes the rotating body with respect to a displacement along its longitudinal axis in a fixed spatial position.
  • the further mounting acts on the rotating body on an angled projection, preferably perpendicular to the axis of rotation.
  • a friction wheel is additionally provided, which engages the rotating body and which with a
  • the rotating body can thus be rotated about its axis of rotation by correspondingly controlling the drive with precisely defined angles of rotation.
  • the friction wheel preferably engages on the side of the rotating body on a projection of the rotating body, on which the first bearing or the second bearing also contacts the rotating body. This ensures that the friction wheel does not hinder insertion of the optical waveguide into the recess or removal of the optical waveguide from the recess. It is pointed out that the friction wheel can also be prestressed along the axis of rotation by means of a suspension, so that the friction wheel with further storage in this way interacts that a translational displacement of the rotating body along its axis of rotation is prevented.
  • the drive of the rotating body by means of a friction wheel also has the advantage that the rotating body can be easily exchanged, so that different rotating bodies with different recesses can be used for tensioning optical fibers of different thicknesses.
  • the tensioning element should also be replaced if necessary, in order to ensure both firm and gentle tensioning of optical fibers of different thicknesses.
  • the second object on which the invention is based is achieved by a splicing device for splicing light-conducting fibers, which has at least one and preferably two devices according to one of the preceding claims.
  • FIG. 1 shows a device for tensioning and rotating an optical waveguide with a closed operating element in a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal axis of a light-conducting fiber
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 with a partially opened operating element
  • FIG. 3 shows the device according to FIG open control element
  • Figure 4 shows the device of Figure 1 in a cross-sectional view parallel to the longitudinal axis of the light-guiding
  • Figure 4a is a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the
  • Optical waveguide along the line AA in Figure 4 and Figure 4b shows a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the
  • the device for tensioning and rotating an optical waveguide 100 has a base element 110, on which a rotating body 120 is rotatably mounted by means of a bearing (not shown).
  • the rotating body 120 has a cutout 121 which can be seen in FIG. 2 and FIG. 3 and into which the optical waveguide 100 can be inserted.
  • the inserted optical waveguide 100 is located exactly in the axis of rotation of the rotating body 120.
  • a tensioning element 130 is provided, on which a projection 131 is formed.
  • the device also has an operating element 140, which according to the exemplary embodiment shown here is an operating flap or a lever.
  • the operating element 140 is pivotally connected to the base element 110 in an axis of rotation 141.
  • the operating element 140 can thus be brought into different positions, a closed position shown in FIG. 1, a partially open position shown in FIG. 2 and a fully open position shown in FIG.
  • the rotating body When the operating member 140 is closed, the rotating body can be rotated together with the clamping element 130 about the longitudinal axis of the rotating body 120, so that the tensioned optical waveguide 100 is rotated about its longitudinal axis when the rotating body 120 is rotated.
  • the projection 131 of the clamping element 130 engages in the driving element 150.
  • the tensioning element 130 is thus removed from the recess 121 and the previously tensioned optical waveguide 100 is released.
  • a pivotable element 160 is also provided which is fastened to the operating element 140 in a pivot axis 161. As can be seen from FIG. 2 and FIG. 3, when the operating element 140 is opened, the pivotable element 160 bears against the tensioning element 130, so that this is caused by the pivotable element
  • Element 160 mediated clamping effect can not be rotated.
  • a stop 162 is provided on the operating element 140, as can be seen in FIG.
  • the cutout 121 When the operating element is completely open, the cutout 121 is thus freely accessible, so that an optical waveguide can be inserted into the cutout 121 in a simple manner or an optical waveguide 100 located in the cutout 121 can be removed from the cutout 121.
  • the rotating body 120 can be freely rotated about the longitudinal axis of the rotating body 120 together with the clamping element 130 and an optionally tensioned optical waveguide 100.
  • FIG. 4 shows the device for tensioning and rotating the optical waveguide 400 in a cross-sectional view parallel to the longitudinal axis of the optical waveguide 400.
  • FIG. 4A shows a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the optical waveguide 400 through a front part of the device.
  • FIG. 4B shows a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the optical waveguide 400 through a rear part of the device.
  • the optical waveguide 400 which is located in the recess 421 of the rotary body 420, is fixed in the axis of rotation of the rotary body 420 by the tensioning element 430.
  • the tensioning element 430 can be removed from the recess 421 by lifting the operating element 440.
  • the tensioning element 430 engages with the projection 431 in the driving element 450.
  • the tensioning element 430 exerts a tensioning force on the optical waveguide 400. This is conveyed by a clamping magnet 432, which is embedded in the clamping element 430 and which pulls the clamping element 430 in the direction of the axis of rotation of the rotating body 420 made of a ferromagnetic material.
  • the optical waveguide 400 is held in the recess 421 by the tensioning element 430 by means of a precisely defined magnetic force.
  • both the shape of the clamping element 430 and the shape of the recess 421 are adapted to the respective diameter of the optical waveguide 400.
  • the centering of the optical waveguide 400 by the clamping element 430 which fixes the optical waveguide 400 through the magnetic force of the clamping magnet 432, enables light with a corresponding rotation of the rotating body 420 a precise rotation of the optical waveguide about its longitudinal axis.
  • a front support bearing 470 and a rear support bearing 480 are provided for mounting the rotating body 420. How out
  • the front support bearing 470 has two spaced apart rollers 473 which are rotatably arranged on the base element (not shown).
  • the two rollers 473 support the rotary body 420 on the side opposite the control element 460.
  • the rear support bearing 480 shown in FIG. 4B, which together with the front support bearing 470 ensures stable coaxial mounting of the rotating body 420, likewise has two rollers 483 spaced apart from one another.
  • a rear holding magnet 381 which exerts a magnetic attraction force on the rear part of the ferromagnetic rotating body 420, is likewise fastened to the base element between the two rollers 483, so that it is pressed against the two rollers 483.
  • the two support bearings 470 and 480 which each interact with a holding magnet 471 or 481, ensure reliable and precise mounting of the rotating body 420 without using a third roller opposite the two rollers 473 or 483.
  • a front projection 423 and a rear projection 424 are formed on the rotating body 420.
  • the front projection 423 lies against a front z-bearing, so that, as can be seen from FIG. 4, the rotating body 120 cannot be moved to the right.
  • the rear projection 424 interacts with a rotary drive which has a drive shaft 493, a friction wheel 491 fastened to the drive shaft and an annular rubber 492 arranged on the surface of the friction wheel.
  • the ring rubber presses against the projection 424, the compressive force being brought about by a prestressed compression spring 494 which is tensioned between the rotary drive and the base element.
  • the drive axle 493 is coupled to a motor, not shown.
  • the axial position of the rotating body 420 is precisely defined by the interaction of the rotary drive, which exerts a force action to the right due to the prestress of the compression spring 494 on the rotating body 120, and the front z-bearing 490, which prevents the rotating body 420 from shifting to the right ,
  • the angle of rotation of the rotating body and thus the angle of rotation of the optical waveguide tensioned in the rotating body 420 by means of the tensioning element 430 can be precisely adjusted by a suitable control of the rotary drive.
  • the recess 421 can thus extend over the entire longitudinal direction of the rotary body 420, so that when the operating member is open, the area above the rotary body 420 remains freely accessible for the handling of the optical waveguide 400 and can be used accordingly.
  • the optical waveguide 400 can thus be inserted into the cutout 421 unhindered.
  • the distance between the two rollers 483, which is somewhat larger than the distance between the two rollers 473, is chosen such that the rotating body 420 by one Angle of rotation of + 137.5 ° can be rotated about its starting position without the area of the recess 410 being turned into the area of the rear support bearing.
  • the large rotation angle range of slightly more than + 135 ° makes it possible to align the cores of two optical fibers coaxially to one another by means of two corresponding devices, even if these cores are not exactly in the middle within the jacket of the optical waveguide.
  • the advantage of fixing the optical waveguide 400 in the rotatably mounted rotating body 420 is that the optical waveguide 400 does not have to be stripped of its sheathing and consequently mechanical damage to the surface of the optical waveguide 400 is reliably prevented by the fixing.
  • the mounting of the rotating body 420 by means of holding magnets 471 and 481 has the advantage that even in the event of thermal expansion of the rotating body 420 and / or the clamping element 430 due to a temperature fluctuation, the holding force of the magnets 471 and 481 for a permanent fixation of the optical waveguide 400 in the axis of rotation provides.
  • the spring force of the compression spring 494 likewise compensates for thermal expansion along the longitudinal direction of the optical waveguide 400, so that in any case a precise mounting of the optical waveguide 400 is ensured in all spatial directions.
  • the invention provides a device for tensioning and rotating an optical waveguide, which can be fixed in a recess 421 of a rotating body 420 by a tensioning element 430 in the axis of rotation of the rotating body 420.
  • the rotating body 420 is rotatably supported by means of at least one support bearing 470, 480, which is outside the axis of rotation attacks two support points on the rotating body.
  • the contact points lie only on one side of the optical waveguide 400, so that the other side of the rotating body 420 remains free for inserting the optical waveguide 400.
  • holding magnets 471, 481 ensures a fixed mounting of the rotating body 420 and at the same time a large range of rotation angles of at least ⁇ 45 °, preferably of + 135 °, without the recess 421 getting into the region of the support bearings 471, 481 when the rotating body 420 is rotated.
  • the tensioning element 430 is pulled in the direction of the axis of rotation by means of a magnetic force mediated by a tensioning magnet 432.
  • a stable mounting of the rotating body 420 along the longitudinal axis of the optical waveguide 400 is brought about by the interaction of a z-bearing 490 with a friction wheel 491, which each engage a projection 423, 424 on the rotating body 420.

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Abstract

The invention relates to a device for tensioning and rotating an optical fiber which is fixated in a recess (421) of a rotating body (420) in the axis of rotation of the rotating body (420) by means of a tensioning element (430). Said rotating body (420) is rotationally received by at least one support bearing (470, 480) which acts upon two points of support on the rotating body outside the rotational axis. The points of support are located only on one side of the optical fiber (400) so that the other side of the rotating body (420) remains free for the optical fiber (400) to be inserted. Holding magnets (471, 481) firmly hold the rotating body (420) in place and at the same time allow for a large angle of rotation range of at least ±45°, preferably of ±135° without the recess (421) getting into the area of the support bearings (471, 481) when the rotating body (420) is turned. The tensioning element (430) is drawn into the direction of the rotational axis by means of a magnetic force produced by a tensioning magnet (432). The rotating body (420) is stably held in place along the longitudinal axis of the optical fiber (400) by the interaction of a z support (490) with a frictional wheel (491) which act upon the rotating body (420) on a projection (423, 424) each.

Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung zum Spannen und Drehen einer lichtleitenden Faser, SpleißvorrichtungDevice for tensioning and rotating a light-conducting fiber, splicing device
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und Drehen einer lichtleitenden Faser, insbesondere zum Spannen und Drehen einer polarisationserhaltenden lichtleitenden Faser, die zumindest teilweise mit einer Ummantelung versehen ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Spleißvorrichtung zum Spleißen von lichtleitenden Fasern unter Verwendung der genannten Vorrichtung.The invention relates to a device for tensioning and rotating a light-conducting fiber, in particular for tensioning and rotating a polarization-maintaining light-conducting fiber, which is at least partially provided with a jacket. The invention further relates to a splicing device for splicing light-conducting fibers using said device.
Um lichtleitende Fasern, welche häufig auch als Lichtwellen- leiter oder Glasfasern bezeichnet werden, miteinander verbinden zu können, müssen die Enden der Lichtwellenleiter thermisch miteinander verschweißt werden. Dieser Vorgang wird auch als Spleißen bezeichnet. Das Spleißen erfolgt üblicherweise in Spleißvorrichtungen, wobei vor dem eigentlichen Spleißvorgang zunächst die beiden zu verbindenden Lichtwellenleiter in entsprechenden Haltevorrichtungen eingespannt werden. Danach werden die eingespannten Lichtwellenleiter zueinander positioniert, so dass die Endflächen der Lichtwellenleiter möglichst ohnen seitlichen Versatz einander gegen- überliegen.In order to be able to connect light-conducting fibers, which are often also referred to as optical fibers or glass fibers, the ends of the optical fibers must be thermally welded to one another. This process is also known as splicing. The splicing is usually carried out in splicing devices, the two optical waveguides to be connected first being clamped in corresponding holding devices before the actual splicing process. The clamped optical waveguides are then positioned relative to one another so that the end faces of the optical waveguides lie opposite one another as possible without lateral displacement.
Beim Spleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern müssen die Kerne der Lichtwellenleiter im allgemeinen noch in die richtige Polarisationsebene gebracht werden. Dies erfolgt durch eine axiale Drehung der Lichtwellenleiter um ihreWhen splicing polarization-maintaining optical fibers, the cores of the optical fibers generally have to be brought into the correct polarization plane. This is done by rotating the optical fibers axially around their
Längsachse, so dass die Polarisationsebenen der beiden zu verspleißenden Lichtwellenleiter in einer Ebene liegen. Um polarisationsabhängige Spleißverbindungen von hoher Qualität, d.h. mit geringer optischer Dämpfung zu erhalten, muss die axiale Drehung der polarisationserhaltenden Lichtwellenleiter mit höchster Genauigkeit ausgeführt werden, da bei einer exzentrischen Drehung der Lichtwellenleiter eine genaue Positionierung der Endflächen zueinander nahezu unmöglich ist.Longitudinal axis, so that the polarization planes of the two optical fibers to be spliced lie in one plane. In order to obtain polarization-dependent splice connections of high quality, that is to say with low optical attenuation, the axial rotation of the polarization-maintaining optical waveguides must be carried out with the greatest precision, since an accurate rotation occurs when the optical waveguides are rotated eccentrically Positioning the end faces to each other is almost impossible.
Bei herkömmlichen Spleißvorrichtungen werden die Lichtwellen- leiter in eine V-förmige Nut eingelegt und mittels angefederter Druckstücke in diese Nut eingespannt. Danach werden die beiden Lichtwellenleiter axial zueinander zentriert. Dabei ist die Größe der Nut auf den Durchmesser des zu verspleißenden Lichtwellenleiters angepasst. Bei polarisationserhalten- den Lichtwellenleitern kann diese Art der Spannung allerdings nur unter großen Schwierigkeiten angewandt werden, da die Ummantelung der Lichtwellenleiter reibungsbedingt eine gleichmäßige und ruckfreie Drehung des Lichtwellenleiters in der Nut behindert. Aus diesem Grund muss bei polarisationser- haltenden Lichtwellenleitern auf der nackten, d.h. von ihrer Ummantelung befreiten Glasfaser gespannt werden. Dabei ist allerdings die Gefahr einer mechanischen Beschädigung der Oberfläche der Glasfaser groß, so dass eine qualitativ hochwertige Spleißverbindung mit hoher Zugfestigkeit kaum erziel- bar ist.In conventional splicing devices, the optical fibers are inserted into a V-shaped groove and clamped into this groove by means of spring-loaded pressure pieces. The two optical fibers are then centered axially to one another. The size of the groove is adapted to the diameter of the optical fiber to be spliced. With polarization-maintaining optical fibers, however, this type of voltage can be used only with great difficulty, since the sheathing of the optical fibers impedes smooth and jerk-free rotation of the optical waveguide in the groove due to friction. For this reason, with polarization-maintaining optical fibers on the bare, i.e. glass fiber freed from its sheathing. However, there is a great risk of mechanical damage to the surface of the glass fiber, so that a high-quality splice connection with high tensile strength can hardly be achieved.
Aus der US 6,151,919 ist eine Vorrichtung zum Verspleißen von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern bekannt, bei der die Lichtwellenleiter mittels einer durch ein Vakuum vermit- telten Saugkraft in der Innenecke eines Positionierblocks gehalten werden. Diese Art des Spannens hat jedoch den Nachteil, dass insbesondere zum Spannen von Lichtwellenleitern mit einem geringen Durchmesser die Saugkanäle, über welche die Saugkraft an den Lichtwellenleiter übertragen wird, ebenfalls sehr klein sein müssen. Dies führt dazu, dass dieA device for splicing polarization-maintaining optical fibers is known from US Pat. No. 6,151,919, in which the optical fibers are held in the inner corner of a positioning block by means of a suction force conveyed by a vacuum. However, this type of tensioning has the disadvantage that, particularly for tensioning optical fibers with a small diameter, the suction channels via which the suction force is transmitted to the optical fiber must also be very small. This causes the
Saugkanäle beispielsweise durch Schmutz sehr leicht verstopft werden und aufgrund des kleinen Durchmessers nur sehr schwer gereinigt werden können.Suction channels can be clogged very easily by dirt, for example, and can only be cleaned with great difficulty due to the small diameter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine lichtleitende Faser auf schonende Weise zuverlässig gespannt und präzise um ihre Längs- achse gedreht werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Spleißvorrichtung zu schaffen, bei welcher zumindest eine von zwei zu verspleißenden lichtleitenden Faser mittels der genannten Vorrichtung gespannt wird.The invention has for its object to provide a device by means of which a light-conducting fiber is gently stretched reliably and precisely around its longitudinal axis can be rotated. The invention is also based on the object of providing a splicing device in which at least one of two light-guiding fibers to be spliced is tensioned by means of the device mentioned.
Die erste der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Spannen und Drehen einer lichtleitenden Faser mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.The first object on which the invention is based is achieved by a device for tensioning and rotating a light-conducting fiber with the features of independent claim 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Grundelement und einen Drehkörper auf, welcher entlang seiner Drehachse eine längliche Aussparung aufweist, in welche eine lichtleitende Faser parallel zu der Drehachse einlegbar ist. Zum Spannen der lichtleitenden Faser in der Aussparung ist ein Spannele- ment vorgesehen, welches zumindest in einem Teilbereich der Aussparung derart einbringbar ist, dass sich die Mittelachse der lichtleitenden Faser zumindest annähernd in der Drehachse befindet. Zur Lagerung des Drehkörpers an dem Grundelement ist eine an dem Grundelement angeordnete erste Lagerung vorgesehen, welche außerhalb der Drehachse zumindest an zwei Auflagestellen an dem Drehkörper angreift und welche den Drehkörper senkrecht zu der Drehachse in einer festen räumlichen Position abstützt. Dabei ist die erste Lagerung derart ausgebildet, dass der Drehkörper innerhalb eines Drehwinkel- bereichs von zumindest ±45° um eine Ausgangsstellung des Drehkörpers um die Drehachse herum frei drehbar ist.The device according to the invention has a base element and a rotating body, which has an elongated recess along its axis of rotation, into which a light-conducting fiber can be inserted parallel to the axis of rotation. For tensioning the light-guiding fiber in the recess, a tensioning element is provided, which can be introduced at least in a partial area of the recess in such a way that the central axis of the light-guiding fiber is at least approximately in the axis of rotation. To mount the rotary body on the base element, a first bearing is provided on the base element, which acts outside the axis of rotation on at least two support points on the rotary body and which supports the rotary body perpendicular to the axis of rotation in a fixed spatial position. The first bearing is designed in such a way that the rotating body can be freely rotated around an initial position of the rotating body around the axis of rotation within a range of rotation angle of at least ± 45 °.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine zu verspleißende lichtleitende Faser, welche vor dem eigentli- chen Spleißvorgang durch eine axiale Drehung ausgerichtet werden muss, nicht innerhalb einer ortsfesten Aussparung gedreht, sondern gemeinsam mit einem Drehkörper um ihre Drehachse gedreht wird. Um zwei polarisationserhaltende Lichtwellenleiter hinsichtlich ihrer Polarisationsebenen zueinander auszurichten, genügt es, wenn jede der beiden Lichtwellenleiter innerhalb eines Drehwinkelbereichs von zumindest ±45° drehbar ist, da aufgrund der Zweifachsymmetrie von polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern die Polarisationsebenen der beiden Lichtwellenleiter in einer Ausgangsstellung maximal um einem Winkel von 90° gegeneinander verkippt sein können. Bei einer derartig orthogonalen Stellung der beiden Polarisationsebenen zueinander können die beiden Polarisationsebenen zur Deckung gebracht werden, wenn der eine Lichtwellenleiter mittels einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung um einen Winkel von +45° und der zweite Lichtwellenleiter mittels einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung um einen Winkel von -45° verdreht wird.The invention is based on the knowledge that a light-guiding fiber to be spliced, which must be aligned by an axial rotation before the actual splicing process, is not rotated within a fixed recess, but is rotated together with a rotating body about its axis of rotation. In order to align two polarization-maintaining optical fibers with respect to their polarization planes, it is sufficient if each of the two optical fibers can be rotated within an angle of rotation range of at least ± 45 °, because of the double symmetry of polarization-maintaining optical fibers, the polarization planes of the two optical fibers in an initial position can be tilted at most by an angle of 90 ° with respect to one another. With such an orthogonal position of the two polarization planes relative to one another, the two polarization planes can be made to coincide if the one optical waveguide by means of a first device according to the invention by an angle of + 45 ° and the second optical waveguide by means of a second device according to the invention by an angle of -45 ° is twisted.
Gemäß Anspruch 2 sind zur Lagerung des Drehkörpers zwei an dem Grundelement angeordnete drehbar gelagerte Rollen vorgesehen, welche den Drehkörper an zwei Auflagestellen abstüt- zen.According to claim 2, two rotatably mounted rollers arranged on the base element are provided for supporting the rotating body, which support the rotating body at two support points.
Gemäß Anspruch 3 weist die erste Lagerung einen ersten Haltemagneten auf, welcher zwischen dem Drehkörper und der ersten Lagerung eine anziehende Magnetkraft vermittelt und somit zu einer definierten und stabilen Lagerung des Drehkörpers beiträgt. Der Haltemagnet ist beispielweise an dem Grundkörper zwischen den beiden Rollen befestigt, so dass sämtliche Komponenten der ersten Lagerung lediglich von einer Seite an dem Drehkörper angreifen. Der Haltemagnet kann auch neben den beiden Rollen entlang der Drehachse versetzt angeordnet sein, falls eine weitere Lagerung - entlang der Drehachse versetzt - an dem Drehkörper angreift und somit eine Verkippung des Drehkörpers relativ zu dem Grundelement verhindert wird. Um eine hohe Haltekraft zwischen Haltemagnet und Drehkörper zu erreichen, weist der Drehkörper ein ferromagnetisches Material auf. Dies hat gegenüber einem in dem Drehkörper verankerten Permanentmagneten den Vorteil, dass die Haltekraft unabhängig von dem aktuellen Drehwinkel des Drehkörpers ist. Da bei der beschriebenen Lagerung sämtliche Komponenten der Lagerung von einer Seite an dem Drehkörper angreifen, bleibt die der Lagerung gegenüberliegende Seite des Drehkör- pers zum unbehinderten Einlegen und Herausnehmen eines Lichtwellenleiters aus der Aussparung frei.According to claim 3, the first bearing has a first holding magnet which conveys an attractive magnetic force between the rotating body and the first bearing and thus contributes to a defined and stable mounting of the rotating body. The holding magnet is fastened, for example, to the base body between the two rollers, so that all components of the first bearing only act on the rotating body from one side. The holding magnet can also be arranged offset along the axis of rotation next to the two rollers if a further bearing - offset along the axis of rotation - acts on the rotating body and thus prevents the rotating body from tilting relative to the base element. In order to achieve a high holding force between the holding magnet and the rotating body, the rotating body has a ferromagnetic material. This has the advantage over a permanent magnet anchored in the rotating body that the holding force is independent of the current angle of rotation of the rotating body. Since in the described bearing all components of the bearing act on one side of the rotating body, the side of the rotating body opposite the bearing remains. free for unhindered insertion and removal of an optical fiber from the recess.
Gemäß Anspruch 4 ist die Aussparung in dem Drehkörper eine längliche V-förmige Nut mit zwei Innenflächen. Die Nut ist bevorzugt in den Drehkörper eingeschliffen. Alternativ kann die Nut auch in einem in den Drehkörper einlegbaren Element ausgebildet sein, welches auf einen bestimmten Durchmesser eines Lichtwellenleiters angepasst ist. In diesem Fall kann durch einen Austausch dieses Elements die Vorrichtung zumAccording to claim 4, the recess in the rotating body is an elongated V-shaped groove with two inner surfaces. The groove is preferably ground into the rotating body. Alternatively, the groove can also be formed in an element which can be inserted into the rotating body and which is adapted to a specific diameter of an optical waveguide. In this case, the device for
Spannen und Drehen von verschieden dicken Lichtwellenleitern verwendet werden.Tensioning and turning of different thickness optical fibers can be used.
Gemäß Anspruch 5 wird die lichtleitende Faser zwischen zwei einender gegenüber angeordneten V-förmige Nuten mit jeweils einem Innenwinkel von 90° eingespannt. Die Querschnittsfläche des daraus resultierenden Spannfutters hat somit eine quadratische Form, so dass das Spannfutter symmetrisch um die Mittelachse der Faser an vier länglichen Bereichen an der Oberfläche der Faser angreift. Aufgrund einer stets vorhandenen Kompressibilität der Ummantelung einer lichtleitenden Faser wird die Ummantelung an den vier Auflageflächen zumindest leicht eingedrückt und in Richtung der Ecken des Spannfutters entsprechend ausgebeult. Der Querschnitt der Ummante- lung weicht somit abhängig von dem jeweiligen Faserdurchmesser mehr oder weniger stark von einer perfekten Ringform ab. Somit kann auf vorteilhafte Weise gewährleistet werden, dass auch bei Toleranzen hinsichtlich des Faserdurchmessers die Mittelachse der Faser exakt in der Drehachse des Drehkörpers eingespannt ist.According to claim 5, the light-guiding fiber is clamped between two of the opposing V-shaped grooves, each having an inside angle of 90 °. The cross-sectional area of the resulting chuck thus has a square shape, so that the chuck engages symmetrically around the central axis of the fiber at four elongated areas on the surface of the fiber. On account of the compressibility of the sheathing of a light-conducting fiber which is always present, the sheathing is at least slightly pressed in on the four contact surfaces and bulges out correspondingly in the direction of the corners of the chuck. The cross section of the sheathing thus deviates more or less strongly from a perfect ring shape depending on the respective fiber diameter. It can thus be ensured in an advantageous manner that, even with tolerances with regard to the fiber diameter, the central axis of the fiber is clamped exactly in the axis of rotation of the rotating body.
Alternativ wird gemäß Anspruch 6 die lichtleitende Faser von einem Spannfutter eingespannt, welches durch das Zusammenwirken zwischen einer V-förmigen Nut mit einem Innenwinkel von 60° und einer an dem Spannelement vorhandenen Spannfläche entsteht. Die Querschnittsfläche des Spannfutters hat somit die Form eines gleichseitigen Dreiecks mit einem Innenwinkel von 60°, so dass das Spannfutter symmetrisch um die Mittelachse der Faser an drei länglichen Bereichen an der Oberfläche der Faser angreift. Hinsichtlich der Deformation und der Mittellage der Faser gilt das gleiche wie bei dem oben erläuterten aus zwei rechtwinkligen Nuten bestehenden Spannfutter. Der dreiecksförmige Querschnitt des Spannfutters hat jedoch den Vorteil, dass die in den drei Ecken gebildeten Hohlräume besonders groß sind und somit ein großes Volumen zur Verfügung steht, in das bei besonders großem Faserdurch- esser die Ausbeulungen der Faserummantelung eindringen können. Somit können auch bei großen Toleranzen hinsichtlich des Faserdurchmessers die zu spannender Fasern exakt in der Drehachse des Drehkörpers fixiert werden.Alternatively, according to claim 6, the light-conducting fiber is clamped by a chuck, which is created by the interaction between a V-shaped groove with an internal angle of 60 ° and a clamping surface on the clamping element. The cross-sectional area of the chuck thus has the shape of an equilateral triangle with an inside angle of 60 °, so that the chuck engages symmetrically around the central axis of the fiber in three elongated areas on the surface of the fiber. With regard to the deformation and the central position of the fiber, the same applies as for the chuck consisting of two right-angled grooves explained above. However, the triangular cross section of the chuck has the advantage that the cavities formed in the three corners are particularly large and thus a large volume is available, into which the bulges of the fiber sheath can penetrate with a particularly large fiber diameter. Thus, even with large tolerances with regard to the fiber diameter, the fibers to be tensioned can be fixed exactly in the axis of rotation of the rotating body.
Gemäß Anspruch 7 ist ferner ein so genannter Spannmagnet vorgesehen, welcher zwischen dem Drehkörper und dem Spannelement eine anziehende Magnetkraft vermittelt, so dass das Spannelement in Richtung der Drehachse angezogen wird. Bevorzugt weist der Drehkörper, wie oben bereits erläutert, ein ferromagnetisches Material auf und der Spannmagnet befindet sich an dem Spannelement. Auf diese Weise wird auf den Lichtwellenleiter eine genau definierte Kraft ausgeübt, die zu einer exakten Positionierung der gespannten lichtleitenden Faser in der Drehachse führt.According to claim 7, a so-called clamping magnet is also provided, which imparts an attractive magnetic force between the rotating body and the clamping element, so that the clamping element is attracted in the direction of the axis of rotation. As already explained above, the rotating body preferably has a ferromagnetic material and the clamping magnet is located on the clamping element. In this way, a precisely defined force is exerted on the optical waveguide, which leads to an exact positioning of the tensioned light-conducting fiber in the axis of rotation.
Die Vorrichtung nach Anspruch 8 ermöglicht auf vorteilhafte Weise ein einfaches Einlegen des Lichtwellenleiters in die Aussparung sowie ein einfaches Herausnehmen des Lichtwellenleiters aus der Aussparung, da bei geöffnetem Bedienorgan das Spannelement automatisch von dem Drehkörper entfernt ist. Die Kopplung zwischen der Halteeinrichtung und dem Spannelement kann sowohl mechanisch als auch magnetisch erfolgen. Im Falle einer magnetischen Kopplung ist zu beachten, dass die Kopplung zwischen Halteeinrichtung und Spannelement stärker sein muss als die Haltekraft zwischen Drehkörper und Spannelement, da nur dann gewährleistet wird, dass bei einer Bewegung des Bedienorgans in die geöffnete Stellung das Spannelement aus der Aussparung heraus bewegt wird. Da bei einer Drehung des Drehkörpers die Kopplung zwischen dem Spannelement und der Halteeinrichtung bzw. dem Bedienorgan aufgehoben sein muss, eignet sich für eine magnetische Kopplung als Halteeinrich- tung insbesondere ein bei Bedarf aktivierbarer Elektromagnet.The device according to claim 8 advantageously enables simple insertion of the optical waveguide into the recess and simple removal of the optical waveguide from the recess, since the clamping element is automatically removed from the rotating body when the operating element is open. The coupling between the holding device and the clamping element can take place both mechanically and magnetically. In the case of a magnetic coupling, it should be noted that the coupling between the holding device and the clamping element must be stronger than the holding force between the rotating body and the clamping element, since this is the only way to ensure that the clamping element moves out when the operating element moves into the open position the recess is moved out. Since the coupling between the tensioning element and the holding device or the operating element must be released when the rotating body rotates, an electromagnet, which can be activated if necessary, is particularly suitable for a magnetic coupling as the holding device.
Gemäß Anspruch 9 erfolgt die Kopplung zwischen Halteeinrichtung und Spannelement mechanisch durch ein Eingreifen eines an dem Bedienorgan befestigten Mitnahmeelementes in das Spannelement oder durch ein Eingreifen eines aufgeweiteten Vorsprungs des Spannelements in das Mitnahmeelement.According to claim 9, the coupling between the holding device and the tensioning element takes place mechanically by an engagement of a driving element fastened to the operating element in the tensioning element or by an expanded projection of the tensioning element engaging in the driving element.
Bei der Vorrichtung nach Anspruch 10 weist die an dem Bedienorgan angeordnete Halteeinrichtung zusätzlich ein schwenkba- res Element auf, welches sich bei einem Öffnen des Bedienorgans an das Spannelement anlegt, so dass die Winkellage des Spannelements relativ zu der Drehachse bzw. zu der Längsrichtung der Aussparung erhalten bleibt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass bei einem erneuten Schließen des Bedien- organs das Spannelement in die Aussparung einbringbar ist.In the device according to claim 10, the holding device arranged on the operating element additionally has a pivotable element which, when the operating element is opened, bears against the clamping element, so that the angular position of the clamping element relative to the axis of rotation or to the longitudinal direction of the recess preserved. This ensures that the clamping element can be inserted into the cutout when the operating element is closed again.
Die Vorrichtung nach Anspruch 11 hat den Vorteil, dass eine mechanische Beschädigung von Drehkörper, Spannelement und/oder Halteeinrichtung durch eine falsche Bedienung zuver- lässig verhindert werden kann.The device according to claim 11 has the advantage that mechanical damage to the rotating body, clamping element and / or holding device can be reliably prevented by incorrect operation.
Ein Drehwinkelbereich des Drehkörpers von zumindest ±135° gemäß Anspruch 12 hat den Vorteil, dass Fertigungstoleranzen von Lichtwellenleitern, bei denen der Kern der Lichtwellen- leiter nicht exakt in der Faserachse liegt, durch eine entsprechende Drehung der Lichtwellenleiter zumindest teilweise kompensiert werden können. Eine derartige Kompensation einer so genannten Kern-Exzentrizität hat den Vorteil, dass die Lichtwellenleiterkerne trotz einer fehlenden Rotationssymmet- rie des Lichtwellenleiters koaxial zueinander justiert werden können und Faserspleiße mit sowohl einer hohen mechanischen Zugfestigkeit als auch mit einer geringen optischen Dämpfung erzeugt werden können.A rotation angle range of the rotating body of at least ± 135 ° has the advantage that manufacturing tolerances of optical fibers, in which the core of the optical fibers is not exactly in the fiber axis, can be at least partially compensated for by a corresponding rotation of the optical fibers. Such a compensation of a so-called core eccentricity has the advantage that the optical fiber cores can be adjusted coaxially to one another despite a lack of rotation symmetry of the optical fiber and fiber splices with both a high mechanical Tensile strength can also be generated with a low optical damping.
Die Verwendung einer zweiten Lagerung gemäß Anspruch 13 hat den Vorteil, dass eine unerwünschte Verkippung des Drehkörpers auf einfache Weise zuverlässig ausgeschlossen werden kann.The use of a second bearing has the advantage that an undesired tilting of the rotating body can be reliably excluded in a simple manner.
Gemäß Anspruch 14 ist auch die zweite Lagerung ein so genann- tes Stützlager.According to claim 14, the second bearing is also a so-called support bearing.
Gemäß Anspruch 15 weist auch die zweite Lagerung einen Haltemagneten auf, welcher dazu beiträgt, dass der bevorzugt ferromagnetische Drehkörper fest an der zweiten Lagerung anliegt.According to claim 15, the second bearing also has a holding magnet, which contributes to the fact that the preferably ferromagnetic rotating body rests firmly on the second bearing.
Gemäß Anspruch 16 ist zusätzlich eine weitere Lagerung vorgesehen, welche den Drehkörper hinsichtlich einer Verschiebung entlang seiner Längsachse in einer festen räumlichen Position fixiert. Die weitere Lagerung greift dabei an dem Drehkörper an einem winklig, bevorzugt senkrecht zu der Drehachse ausgebildeten Vorsprung an.According to claim 16, a further bearing is additionally provided, which fixes the rotating body with respect to a displacement along its longitudinal axis in a fixed spatial position. The further mounting acts on the rotating body on an angled projection, preferably perpendicular to the axis of rotation.
Gemäß Anspruch 17 ist zusätzlich ein Reibrad vorgesehen, welches an dem Drehkörper angreift und welches mit einemAccording to claim 17, a friction wheel is additionally provided, which engages the rotating body and which with a
Antrieb koppelbar ist. Damit kann der Drehkörper durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebs mit genau definierten Drehwinkeln um seine Drehachse gedreht werden. Das Reibrad greift dabei bevorzugt auf der Seite des Drehkörpers an einem Vorsprung des Drehkörpers an, an welcher auch die erste Lagerung bzw. die zweite Lagerung den Drehkörper berührt. Damit wird gewährleistet, dass auch das Reibrad ein Einlegen des Lichtwellenleiters in die Aussparung sowie ein Herausnehmen des Lichtwellenleiters aus der Aussparung nicht behin- dert. Es wird darauf hingewiesen, dass das Reibrad auch mittels einer Federung entlang der Drehachse vorgespannt sein kann, so dass das Reibrad mit der weiteren Lagerung derart zusammenwirkt, dass eine translatorische Verschiebung des Drehkörpers entlang seiner Drehachse verhindert wird. Der Antrieb des Drehkörpers mittels eines Reibrades hat zudem den Vorteil, dass der Drehkörper einfach ausgetauscht werden kann, so dass zum Spannen von unterschiedlich dicken Lichtwellenleitern verschiedene, mit unterschiedlichen Aussparungen versehene Drehkörper verwendet werden können. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass zum Spannen von unterschiedlich dicken Lichtwellenleitern gegebenenfalls auch das Spannelement ausgetauscht werden sollte, um ein sowohl festes als auch schonendes Spannen von verschieden dicken Lichtwellenleitern zu gewährleisten.Drive can be coupled. The rotating body can thus be rotated about its axis of rotation by correspondingly controlling the drive with precisely defined angles of rotation. The friction wheel preferably engages on the side of the rotating body on a projection of the rotating body, on which the first bearing or the second bearing also contacts the rotating body. This ensures that the friction wheel does not hinder insertion of the optical waveguide into the recess or removal of the optical waveguide from the recess. It is pointed out that the friction wheel can also be prestressed along the axis of rotation by means of a suspension, so that the friction wheel with further storage in this way interacts that a translational displacement of the rotating body along its axis of rotation is prevented. The drive of the rotating body by means of a friction wheel also has the advantage that the rotating body can be easily exchanged, so that different rotating bodies with different recesses can be used for tensioning optical fibers of different thicknesses. In this context, it is pointed out that for tensioning optical fibers of different thicknesses, the tensioning element should also be replaced if necessary, in order to ensure both firm and gentle tensioning of optical fibers of different thicknesses.
Die zweite der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Spleißvorrichtung zum Spleißen von lichtleitenden Fasern, welche zumindest eine und bevorzugt zwei Vorrichtungen nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist.The second object on which the invention is based is achieved by a splicing device for splicing light-conducting fibers, which has at least one and preferably two devices according to one of the preceding claims.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform.Further advantages and features of the present invention result from the following exemplary description of a currently preferred embodiment.
In der Zeichnungen zeigenShow in the drawings
Figur 1 eine Vorrichtung zum Spannen und Drehen eines Licht- Wellenleiters mit einem geschlossenen Bedienorgan in einer Querschnittsansicht senkrecht zu der Längsachse einer lichtleitenden Faser, Figur 2 die Vorrichtung gemäß Figur 1 mit einem teilweise geöffneten Bedienorgan, Figur 3 die Vorrichtung gemäß Figur 1 mit einem vollständig geöffneten Bedienorgan, Figur 4 die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einer Querschnittsansicht parallel zu der Längsachse der lichtleitenden1 shows a device for tensioning and rotating an optical waveguide with a closed operating element in a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal axis of a light-conducting fiber, FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 with a partially opened operating element, FIG. 3 shows the device according to FIG open control element, Figure 4 shows the device of Figure 1 in a cross-sectional view parallel to the longitudinal axis of the light-guiding
Faser, Figur 4a einen Querschnitt senkrecht zu der Längsachse desFiber, Figure 4a is a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the
Lichtwellenleiters entlang der Linie A-A in Figur 4 und Figur 4b einen Querschnitt senkrecht zu der Längsachse desOptical waveguide along the line AA in Figure 4 and Figure 4b shows a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the
Lichtwellenleiters entlang der Linie B-B in Figur 4.Optical waveguide along the line B-B in Figure 4.
An dieser Stelle bleibt anzumerken, dass in der Zeichnung gleiche Komponenten der Vorrichtung entweder mit gleichen Bezugszeichen oder mit lediglich in ihrer ersten Ziffer unterschiedlichen Bezugszeichen versehen sind.At this point it should be noted that in the drawing the same components of the device are either provided with the same reference symbols or with only different reference symbols in their first digit.
Wie aus den Figuren 1, 2 und 3 ersichtlich, weist die Vor- richtung zum Spannen und Drehen eines Lichtwellenleiters 100 ein Grundelement 110 auf, an welchem ein Drehkörper 120 mittels einer nicht dargestellten Lagerung drehbar gelagert ist. Der Drehkörper 120 weist eine in Figur 2 und Figur 3 ersichtliche Aussparung 121 auf, in welche der Lichtwellen- leiter 100 eingelegt werden kann. Der eingelegte Lichtwellenleiter 100 befindet sich exakt in der Drehachse des Drehkörpers 120. Zur Fixierung des Lichtwellenleiters 100 in dieser Position ist ein Spannelement 130 vorgesehen, an welchem ein Vorsprung 131 ausgebildet ist.As can be seen from FIGS. 1, 2 and 3, the device for tensioning and rotating an optical waveguide 100 has a base element 110, on which a rotating body 120 is rotatably mounted by means of a bearing (not shown). The rotating body 120 has a cutout 121 which can be seen in FIG. 2 and FIG. 3 and into which the optical waveguide 100 can be inserted. The inserted optical waveguide 100 is located exactly in the axis of rotation of the rotating body 120. To fix the optical waveguide 100 in this position, a tensioning element 130 is provided, on which a projection 131 is formed.
Die Vorrichtung weist ferner ein Bedienorgan 140 auf, welches gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Bedienklappe bzw. ein Hebel ist. Das Bedienorgan 140 ist in einer Drehachse 141 mit dem Grundelement 110 schwenkbar verbunden. Das Bedienorgan 140 kann somit in verschiedene Stellungen, eine in Figur 1 dargestellte geschlossene Stellung, eine in Figur 2 dargestellte teilweise geöffneten Stellung und eine in Figur 3 dargestellte vollständig geöffnete Stellung gebracht werden.The device also has an operating element 140, which according to the exemplary embodiment shown here is an operating flap or a lever. The operating element 140 is pivotally connected to the base element 110 in an axis of rotation 141. The operating element 140 can thus be brought into different positions, a closed position shown in FIG. 1, a partially open position shown in FIG. 2 and a fully open position shown in FIG.
Bei geschlossenem Bedienorgan 140 ist der Drehkörper gemeinsam mit dem Spannelement 130 um die Längsachse des Drehkörpers 120 drehbar, so dass der gespannte Lichtwellenleiter 100 bei einer Drehung des Drehkörpers 120 um seine Längsachse gedreht wird. Bei einer bestimmten Winkellage des Drehkörpers 120 (siehe Figur 1) greift der Vorsprung 131 des Spannelements 130 in das Mitnahmeelement 150 ein. Bei einer Öffnung des Bedienorgans 140 wird somit das Spannelement 130 aus der Aussparung 121 entfernt und der zuvor gespannte Lichtwellenleiter 100 freigegeben. Um ein Verdrehen des mit dem Bedienorgan 140 mechanisch gekoppelten Spannelements 130 bei geöff- netem Bedienorgan 140 zu verhindern, ist ferner ein schwenkbares Element 160 vorgesehen, welches in einer Schwenkachse 161 an dem Bedienorgan 140 befestigt ist. Wie aus Figur 2 und Figur 3 ersichtlich, legt sich bei einem Öffnen des Bedienorgans 140 das schwenkbare Element 160 an das Spannelement 130 an, so dass dieses aufgrund einer durch das schwenkbareWhen the operating member 140 is closed, the rotating body can be rotated together with the clamping element 130 about the longitudinal axis of the rotating body 120, so that the tensioned optical waveguide 100 is rotated about its longitudinal axis when the rotating body 120 is rotated. At a certain angular position of the rotating body 120 (see FIG. 1), the projection 131 of the clamping element 130 engages in the driving element 150. At an opening of the operating element 140, the tensioning element 130 is thus removed from the recess 121 and the previously tensioned optical waveguide 100 is released. In order to prevent twisting of the clamping element 130 mechanically coupled to the operating element 140 when the operating element 140 is open, a pivotable element 160 is also provided which is fastened to the operating element 140 in a pivot axis 161. As can be seen from FIG. 2 and FIG. 3, when the operating element 140 is opened, the pivotable element 160 bears against the tensioning element 130, so that this is caused by the pivotable element
Element 160 vermittelten Klemmwirkung nicht verdreht werden kann. Um bei geöffnetem Bedienorgan 140 ein Abrutschen des schwenkbaren Elements 160 zu verhindern, ist, wie aus Figur 3 ersichtlich, an dem Bedienorgan 140 ein Anschlag 162 vorgese- hen.Element 160 mediated clamping effect can not be rotated. In order to prevent the pivotable element 160 from slipping when the operating element 140 is open, a stop 162 is provided on the operating element 140, as can be seen in FIG.
Bei vollständig geöffnetem Bedienorgan ist somit die Aussparung 121 frei zugänglich, so dass auf einfache Weise ein Lichtwellenleiter in die Aussparung 121 eingelegt oder ein in der Aussparung 121 befindlicher Lichtwellenleiter 100 aus der Aussparung 121 entnommen werden kann.When the operating element is completely open, the cutout 121 is thus freely accessible, so that an optical waveguide can be inserted into the cutout 121 in a simple manner or an optical waveguide 100 located in the cutout 121 can be removed from the cutout 121.
Bei einem Schließen des Bedienorgans 140 wird bei einer Berührung des schwenkbaren Elements 160 mit dem Grundelement 110, wie in Figur 2 dargestellt, der dem Drehkörper 120 zugewandte Teil des schwenkbaren Elements 160 relativ zu dem Bedienorgan 140 angehoben, so dass das schwenkbare Element 160 das Spannelement 130 freigibt. Bei einem weiteren Schließen des Bedienorgans 140 wird das Spannelement 130 dann in die Aussparung 121 abgesenkt. Die Zentrierung des Spannelements 130 in den Drehkörper 120 wird dabei durch genau bearbeitete Grenzflächen zwischen der Aussparung 121 und dem Spannelement 130 realisiert, wobei durch die schräg verlaufenden Seitenwände der Aussparung 121 das Einfädeln des Spannelements 130 erleichtert wird. Wie in Figur 1 angedeutet, ist bei vollständig geschlossenem Bedienorgan 140 die mechanische Kopplung zwischen dem Mitnahmeelement 150 und dem Vorsprung 131 aufgehoben. Somit ist der Drehkörper 120 gemeinsam mit dem Spannelement 130 und einem gegebenenfalls gespannten Lichtwellenleiter 100 um die Längsachse des Drehkörpers 120 frei drehbar.When the operating element 140 is closed, when the pivotable element 160 comes into contact with the base element 110, as shown in FIG 130 releases. When the operating element 140 is closed further, the clamping element 130 is then lowered into the recess 121. The clamping element 130 is centered in the rotating body 120 by precisely machined interfaces between the recess 121 and the clamping element 130, the threading of the clamping element 130 being facilitated by the oblique side walls of the recess 121. As indicated in FIG. 1, when the operating element 140 is completely closed, the mechanical coupling between the driving element 150 and the Projection 131 canceled. Thus, the rotating body 120 can be freely rotated about the longitudinal axis of the rotating body 120 together with the clamping element 130 and an optionally tensioned optical waveguide 100.
Die Figur 4 zeigt die Vorrichtung zum Spannen und Drehen des Lichtwellenleiters 400 in einer Querschnittsansicht parallel zu der Längsachse des Lichtwellenleiters 400. Die Figur 4A zeigt einen Querschnitt senkrecht zu der Längsachse des Lichtwellenleiters 400 durch einen vorderen Teil der Vorrichtung. Die Figur 4B zeigt einen Querschnitt senkrecht zu der Längsachse des Lichtwellenleiters 400 durch einen hinteren Teil der Vorrichtung. Der Lichtwellenleiter 400, welcher sich in der Aussparung 421 des Drehkörpers 420 befindet, wird durch das Spannelement 430 in der Drehachse des Drehkörpers 420 fixiert.FIG. 4 shows the device for tensioning and rotating the optical waveguide 400 in a cross-sectional view parallel to the longitudinal axis of the optical waveguide 400. FIG. 4A shows a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the optical waveguide 400 through a front part of the device. FIG. 4B shows a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the optical waveguide 400 through a rear part of the device. The optical waveguide 400, which is located in the recess 421 of the rotary body 420, is fixed in the axis of rotation of the rotary body 420 by the tensioning element 430.
Das Spannelement 430 kann, wie zuvor anhand der Figuren 1, 2 und 3 beschrieben, durch ein Anheben des Bedienorgans 440 aus der Aussparung 421 entfernt werden. Dabei greift gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel das Spannelement 430 mit dem Vorsprung 431 in das Mitnahmeelement 450 ein. Zum Spannen des Lichtwellenleiter 400 übt das Spannelement 430 auf den Lichtwellenleiter 400 eine Spannkraft aus. Diese wird von einem Spannmagneten 432 vermittelt, welcher in das Spannelement 430 eingebettet ist und welcher das Spannelement 430 in Richtung der Drehachse des aus einem ferromagnetischen Material gefertigten Drehkörpers 420 zieht. Somit wird der Lichtwellenleiter 400 in der Aussparung 421 von dem Spannele- ment 430 mittels einer genau definierten Magnetkraft festgehalten. Um eine optimale und zugleich schonende Zentrierung des Lichtwellenleiters 400 zu erreichen, ist sowohl die Form des Spannelements 430 als auch die Form der Aussparung 421 auf den jeweiligen Durchmesser des Lichtwellenleiters 400 angepasst. Die Zentrierung des Lichtwellenleiters 400 durch das Spannelement 430, welches durch die Magnetkraft des Spannmagneten 432 den Lichtwellenleiter 400 fixiert, ermög- licht bei entsprechender Drehung des Drehkörpers 420 eine präzise Drehung des Lichtwellenleiters um seine Längsachse.As previously described with reference to FIGS. 1, 2 and 3, the tensioning element 430 can be removed from the recess 421 by lifting the operating element 440. According to the exemplary embodiment described here, the tensioning element 430 engages with the projection 431 in the driving element 450. To tension the optical waveguide 400, the tensioning element 430 exerts a tensioning force on the optical waveguide 400. This is conveyed by a clamping magnet 432, which is embedded in the clamping element 430 and which pulls the clamping element 430 in the direction of the axis of rotation of the rotating body 420 made of a ferromagnetic material. Thus, the optical waveguide 400 is held in the recess 421 by the tensioning element 430 by means of a precisely defined magnetic force. In order to achieve an optimal and at the same time gentle centering of the optical waveguide 400, both the shape of the clamping element 430 and the shape of the recess 421 are adapted to the respective diameter of the optical waveguide 400. The centering of the optical waveguide 400 by the clamping element 430, which fixes the optical waveguide 400 through the magnetic force of the clamping magnet 432, enables light with a corresponding rotation of the rotating body 420 a precise rotation of the optical waveguide about its longitudinal axis.
Zur Lagerung des Drehkörpers 420 ist ein vorderes Stützlager 470 und ein hinteres Stützlager 480 vorgesehen. Wie ausA front support bearing 470 and a rear support bearing 480 are provided for mounting the rotating body 420. How out
Figur 4A ersichtlich, weist das vordere Stützlager 470 zwei voneinander beabstandete Rollen 473 auf, die drehbar an dem nicht dargestellten Grundelement angeordnet sind. Die beiden Rollen 473 stützen den Drehkörper 420 an der dem Bedienorgan 460 gegenüberliegenden Seite ab. Entlang der Längsachse des Lichtwellenleiters 400 versetzt ist an dem Grundelement fixiert ein vorderer Haltemagnet 471 vorgesehen, welcher auf den ferromagnetischen Drehkörper 420 eine Magnetkraft ausübt, welche den Drehkörper 420 in Richtung der beiden Rollen 473 zieht. Das in Figur 4B dargestellte hintere Stützlager 480, welches gemeinsam mit dem vorderen Stützlager 470 eine stabile koaxiale Lagerung des Drehkörpers 420 gewährleistet, weist ebenfalls zwei voneinander beabstandete Rollen 483 auf. Diese sind an dem nicht dargestellten Grundelement drehbar gelagert angeordnet und stützen den hinteren Teil des Drehkörpers 420 ab. Zwischen den beiden Rollen 483 befindet sich ebenfalls an dem Grundelement befestigt ein hinterer Haltemagnet 381, welcher auf den hinteren Teil des ferromagnetischen Drehkörpers 420 eine magnetische Anziehungskraft ausübt, so dass dieser gegen die beiden Rollen 483 gedrückt wird. Durch die beiden Stützlager 470 und 480, welche jeweils mit einem Haltemagneten 471 bzw. 481 zusammenwirken, wird ohne Verwendung einer den beiden Rollen 473 bzw. 483 gegenüberliegenden dritten Rolle eine zuverlässige und präzise Lagerung des Drehkörpers 420 gewährleistet.4A, the front support bearing 470 has two spaced apart rollers 473 which are rotatably arranged on the base element (not shown). The two rollers 473 support the rotary body 420 on the side opposite the control element 460. A front holding magnet 471, which exerts a magnetic force on the ferromagnetic rotating body 420 and which pulls the rotating body 420 in the direction of the two rollers 473, is fixed to the base element and offset along the longitudinal axis of the optical waveguide 400. The rear support bearing 480 shown in FIG. 4B, which together with the front support bearing 470 ensures stable coaxial mounting of the rotating body 420, likewise has two rollers 483 spaced apart from one another. These are rotatably mounted on the base element, not shown, and support the rear part of the rotating body 420. A rear holding magnet 381, which exerts a magnetic attraction force on the rear part of the ferromagnetic rotating body 420, is likewise fastened to the base element between the two rollers 483, so that it is pressed against the two rollers 483. The two support bearings 470 and 480, which each interact with a holding magnet 471 or 481, ensure reliable and precise mounting of the rotating body 420 without using a third roller opposite the two rollers 473 or 483.
Um ein unbeabsichtigtes Verschieben des Drehkörpers 420 entlang seiner Längsachse zu verhindern, ist an dem Drehkörper 420 ein vorderer Vorsprung 423 und ein hinterer Vorsprung 424 ausgebildet. Der vordere Vorsprung 423 liegt an einem vorderen z-Lager an, so dass, wie aus Figur 4 ersichtlich, der Drehkörper 120 nicht nach rechts verschoben werden kann. Um ein Verschieben des Drehkörpers 420 nach links zu verhindern, wirkt der hintere Vorsprung 424 mit einem Drehantrieb zusammen, welcher eine Antriebsachse 493, ein an der Antriebsachse befestigtes Reibrad 491 sowie einen an der Ober- fläche des Reibrads angeordneten Ringgummi 492 aufweist. Der Ringgummi drückt gegen den Vorsprung 424, wobei die Druckkraft von einer vorgespannten Druckfeder 494 bewirkt wird, welche zwischen dem Drehantrieb und dem Grundelement gespannt ist. Die Antriebsachse 493 ist mit einem nicht dargestellten Motor gekoppelt.In order to prevent inadvertent displacement of the rotating body 420 along its longitudinal axis, a front projection 423 and a rear projection 424 are formed on the rotating body 420. The front projection 423 lies against a front z-bearing, so that, as can be seen from FIG. 4, the rotating body 120 cannot be moved to the right. In order to prevent the rotary body 420 from shifting to the left, the rear projection 424 interacts with a rotary drive which has a drive shaft 493, a friction wheel 491 fastened to the drive shaft and an annular rubber 492 arranged on the surface of the friction wheel. The ring rubber presses against the projection 424, the compressive force being brought about by a prestressed compression spring 494 which is tensioned between the rotary drive and the base element. The drive axle 493 is coupled to a motor, not shown.
Durch das Zusammenwirken des Drehantriebs, welcher aufgrund der Vorspannung der Druckfeder 494 auf den Drehkörper 120 eine Kraftwirkung nach rechts ausübt, und das vordere z-Lager 490, welches ein Verschieben des Drehkörpers 420 nach rechts verhindert, ist die axiale Position des Drehkörpers 420 genau festgelegt. Durch eine geeignete Ansteuerung des Drehantriebs kann der Drehwinkel des Drehkörpers und damit der Drehwinkel des in dem Drehkörper 420 mittels des Spannelements 430 gespannten Lichtwellenleiters präzise verstellt werden.The axial position of the rotating body 420 is precisely defined by the interaction of the rotary drive, which exerts a force action to the right due to the prestress of the compression spring 494 on the rotating body 120, and the front z-bearing 490, which prevents the rotating body 420 from shifting to the right , The angle of rotation of the rotating body and thus the angle of rotation of the optical waveguide tensioned in the rotating body 420 by means of the tensioning element 430 can be precisely adjusted by a suitable control of the rotary drive.
Da sowohl die beiden Stützlager 470 und 480 sowie die beiden Haltemagneten 471 und 481 unterhalb des Lichtwellenleiters 400 an dem Drehkörper 420 angreifen ist durch das Zusammen- wirken dieser Komponenten eine Lagerung des Drehkörpers 420 oberhalb des Lichtwellenleiters 400 nicht erforderlich. Somit kann sich die Aussparung 421 über die gesamte Längsrichtung des Drehkörpers 420 erstrecken, so dass bei einem geöffneten Bedienorgan der Bereich oberhalb des Drehkörpers 420 für die Handhabung des Lichtwellenleiters 400 frei zugänglich bleibt und entsprechend genutzt werden kann. Somit kann der Lichtwellenleiter 400 ungehindert in die Aussparung 421 eingelegt werden.Since both the support bearings 470 and 480 and the two holding magnets 471 and 481 act on the rotating body 420 below the optical waveguide 400, the interaction of these components means that it is not necessary to mount the rotating body 420 above the optical waveguide 400. The recess 421 can thus extend over the entire longitudinal direction of the rotary body 420, so that when the operating member is open, the area above the rotary body 420 remains freely accessible for the handling of the optical waveguide 400 and can be used accordingly. The optical waveguide 400 can thus be inserted into the cutout 421 unhindered.
Der Abstand zwischen den beiden Rollen 483, welcher etwas größer ist als der Abstand zwischen den beiden Rollen 473, ist dabei derart gewählt, dass der Drehkörper 420 um einen Drehwinkel von +137,5° um seine Ausgangsstellung drehbar ist, ohne dass der Bereich der Aussparung 410 in den Bereich des hinteren Stützlagers gedreht wird. Durch den großen Drehwinkelbereich von etwas mehr als +135° wird es möglich, mittels zwei entsprechenden Vorrichtungen die Kerne von zwei Lichtwellenleitern koaxial zueinander auszurichten, selbst wenn sich diese Kerne innerhalb der Ummantelung des Lichtwellenleiters nicht exakt in der Mitte befinden.The distance between the two rollers 483, which is somewhat larger than the distance between the two rollers 473, is chosen such that the rotating body 420 by one Angle of rotation of + 137.5 ° can be rotated about its starting position without the area of the recess 410 being turned into the area of the rear support bearing. The large rotation angle range of slightly more than + 135 ° makes it possible to align the cores of two optical fibers coaxially to one another by means of two corresponding devices, even if these cores are not exactly in the middle within the jacket of the optical waveguide.
Der Vorteil der Fixierung des Lichtwellenleiters 400 in dem drehbar gelagerten Drehkörper 420 besteht darin, dass der Lichtwellenleiter 400 nicht von seiner Ummantelung befreit werden muss und demzufolge eine mechanische Beschädigung der Oberfläche des Lichtwellenleiters 400 durch die Fixierung zuverlässig verhindert wird. Zum Verspleißen des Endes des Lichtwellenleiters 400, welches in Figur 4 auf der linken Seite zu erkennen ist, muss lediglich dieses Ende von der Ummantelung befreit werden.The advantage of fixing the optical waveguide 400 in the rotatably mounted rotating body 420 is that the optical waveguide 400 does not have to be stripped of its sheathing and consequently mechanical damage to the surface of the optical waveguide 400 is reliably prevented by the fixing. For splicing the end of the optical waveguide 400, which can be seen on the left in FIG. 4, only this end has to be freed from the sheathing.
Die Lagerung des Drehkörpers 420 mittels Haltemagneten 471 und 481 hat den Vorteil, dass auch bei einer infolge einer Temperaturschwankung bedingten thermischen Ausdehnung des Drehkörpers 420 und/oder des Spannelements 430 die Haltekraft der Magnete 471 und 481 für eine beständige Fixierung des Lichtwellenleiters 400 in der Drehachse sorgt. Ebenso kompensiert die Federkraft der Druckfeder 494 eine thermische Ausdehnung entlang der Längsrichtung des Lichtwellenleiters 400, so dass auf jeden Fall in sämtlichen Raumrichtungen eine präzise Lagerung des Lichtwellenleiters 400 sichergestellt ist.The mounting of the rotating body 420 by means of holding magnets 471 and 481 has the advantage that even in the event of thermal expansion of the rotating body 420 and / or the clamping element 430 due to a temperature fluctuation, the holding force of the magnets 471 and 481 for a permanent fixation of the optical waveguide 400 in the axis of rotation provides. The spring force of the compression spring 494 likewise compensates for thermal expansion along the longitudinal direction of the optical waveguide 400, so that in any case a precise mounting of the optical waveguide 400 is ensured in all spatial directions.
Zusammenfassend schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Spannen und Drehen eines Lichtwellenleiters, welcher in einer Aussparung 421 eines Drehkörpers 420 von einem Spannelement 430 in der Drehachse des Drehkörpers 420 fixierbar ist. Der Drehkörper 420 ist mittels zumindest eines Stützlagers 470,480 drehbar gelagert, welches außerhalb der Drehachse an zwei Auflagestellen an dem Drehkörper angreift. Die Auflagestellen liegen lediglich auf einer Seite des Lichtwellenleiters 400, so dass die andere Seite des Drehkörpers 420 zum Einlegen des Lichtwellenleiters 400 frei bleibt. Durch die Verwendung von Haltemagneten 471,481 wird eine feste Lagerung des Drehkörpers 420 und gleichzeitig ein großer Drehwinkelbereich von mindestens ±45°, bevorzugt von +135° gewährleistet, ohne dass bei einer Drehung des Drehkörpers 420 die Aussparung 421 in den Bereich der Stützlager 471,481 gerät. Das Spannelement 430 wird mittels einer durch einen Spannmagneten 432 vermittelten Magnetkraft in Richtung der Drehachse gezogen. Eine stabile Lagerung des Drehkörpers 420 entlang der Längsachse des Lichtwellenleiters 400 wird durch das Zusammenwirken eines z-Lagers 490 mit einem Reibrad 491 bewirkt, welche an dem Drehkörper 420 jeweils an einem Vorsprung 423,424 angreifen.' In summary, the invention provides a device for tensioning and rotating an optical waveguide, which can be fixed in a recess 421 of a rotating body 420 by a tensioning element 430 in the axis of rotation of the rotating body 420. The rotating body 420 is rotatably supported by means of at least one support bearing 470, 480, which is outside the axis of rotation attacks two support points on the rotating body. The contact points lie only on one side of the optical waveguide 400, so that the other side of the rotating body 420 remains free for inserting the optical waveguide 400. The use of holding magnets 471, 481 ensures a fixed mounting of the rotating body 420 and at the same time a large range of rotation angles of at least ± 45 °, preferably of + 135 °, without the recess 421 getting into the region of the support bearings 471, 481 when the rotating body 420 is rotated. The tensioning element 430 is pulled in the direction of the axis of rotation by means of a magnetic force mediated by a tensioning magnet 432. A stable mounting of the rotating body 420 along the longitudinal axis of the optical waveguide 400 is brought about by the interaction of a z-bearing 490 with a friction wheel 491, which each engage a projection 423, 424 on the rotating body 420. '

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Spannen und Drehen einer lichtleitenden Faser, insbesondere zum Spannen und Drehen einer zumindest teilweise ummantelten polarisationserhaltenden lichtleitenden Faser, mit1. Device for tensioning and rotating an optical fiber, in particular for tensioning and rotating an at least partially coated polarization-maintaining optical fiber with
• einem Grundelement (110),A basic element (110),
• einem an dem Grundelement (110) angeordneten und relativ zu dem Grundelement (110) drehbar gelagerten Drehkörper (120,420), welcher entlang seiner Drehachse eine längliche Aussparung (121,421) aufweist, in welche eine lichtleitende Faser (100,400) parallel zu der Drehachse einlegbar ist,• A rotating body (120, 420) arranged on the base element (110) and rotatably mounted relative to the base element (110), which has an elongated recess (121, 421) along its axis of rotation, into which a light-conducting fiber (100, 400) can be inserted parallel to the axis of rotation .
• einem Spannelement (130,430), welches zumindest in einem Teilbereich der Aussparung (121,421) in die Aussparung (121,421) einbringbar ist und welches zur räumlichen Fixierung einer in die Aussparung (121,421) eingelegten Faser (100,400) relativ zu dem Drehkörper (120,420) vorgesehen ist, so dass sich die Mittelachse der Faser (100,400) zumindest annähernd in der Drehachse befindet, und • einer ersten Lagerung (470),• a tensioning element (130, 430) which can be inserted into the recess (121, 421) at least in a partial area of the recess (121, 421) and which is provided for the spatial fixing of a fiber (100, 400) inserted in the recess (121, 421) relative to the rotating body (120, 420) is such that the central axis of the fiber (100, 400) is at least approximately in the axis of rotation, and • a first bearing (470),
- welche an dem Grundelement (110) angeordnet ist,- which is arranged on the base element (110),
- welche außerhalb der Drehachse zumindest an zwei Auflagestellen an dem Drehkörper (120,420) angreift und- Which acts outside of the axis of rotation at least at two support points on the rotating body (120, 420) and
- welche den Drehkörper (120,420) senkrecht zu der Drehach- se in einer festen räumlichen Position abstützt, wobei der Drehkörper (120,420) innerhalb eines Drehwinkelbereichs von zumindest ±45° um eine Ausgangsstellung um die Drehachse herum frei drehbar ist.- Which supports the rotating body (120, 420) perpendicular to the rotating axis in a fixed spatial position, the rotating body (120, 420) being freely rotatable about a starting position around the rotating axis within a range of at least ± 45 °.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Lagerung (470) zwei drehbar gelagerte Rollen (473) aufweist.2. Device according to claim 1, wherein the first bearing (470) has two rotatably mounted rollers (473).
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der die erste Lagerung (470) einen ersten Haltemagneten (471) auf- weist, welcher zwischen dem Drehkörper (120,420) und der ersten Lagerung (470) eine anziehende Magnetkraft vermittelt, 3. Device according to one of claims 1 to 2, wherein the first bearing (470) has a first holding magnet (471), which mediates an attractive magnetic force between the rotating body (120, 420) and the first bearing (470),
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Aussparung (121,421) eine längliche V-förmige Nut mit zwei Innenflächen ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the recess (121, 421) is an elongated V-shaped groove with two inner surfaces.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der5. The device according to claim 4, wherein
• die längliche V-förmige Nut einen Innenwinkel von 60° aufweist und• the elongated V-shaped groove has an internal angle of 60 ° and
• das Spannelement (130,430) an seiner der Drehachse zugewandten Seite eine Spannfläche aufweist, wobei zum Fixieren einer Faser (100,400) die beiden Innenflächen der Nut und die Spannfläche zu einem Spannfutter zusammenwirken, welches an drei symmetrisch um die Mittelachse der Faser verteilten länglichen Bereichen an der Oberfläche der Faser (100,400) angreift.• The clamping element (130,430) has a clamping surface on its side facing the axis of rotation, the two inner surfaces of the groove and the clamping surface interacting to fix a fiber (100,400) to form a chuck which is attached to three elongated areas symmetrically distributed around the central axis of the fiber the surface of the fiber (100,400).
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der6. The device according to claim 4, wherein
• die längliche V-förmige Nut einen Innenwinkel von 90° aufweist und• The elongated V-shaped groove has an internal angle of 90 ° and
• das Spannelement (130,430) an seiner der Drehachse zuge- wandten Seite eine weitere V-förmige Nut mit zwei Innenflächen und mit einem Innenwinkel von 90° aufweist, wobei zum Fixieren einer Faser (100,400) die beiden Innenflächen der Nut und die beiden Innenflächen der weiteren Nut zu einem Spannfutter zusammenwirken, welches an vier symmetrisch um die Mittelachse der Faser verteilten länglichen Bereichen an der Oberfläche der Faser (100,400) angreift.• The tensioning element (130, 430) on its side facing the axis of rotation has a further V-shaped groove with two inner surfaces and with an inner angle of 90 °, the two inner surfaces of the groove and the two inner surfaces of the another groove cooperate to form a chuck which acts on four elongated regions symmetrically distributed around the central axis of the fiber on the surface of the fiber (100, 400).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zusätzlich mit zumindest einem Spannmagneten (432), welcher an dem Drehkörper (120,420) und/oder an dem Spannelement (130,430) befestigt ist und welcher zwischen Drehkörper (120,420) und Spannelement (130,430) eine anziehende Magnetkraft vermittelt, die das Spannelement (130,430) in Richtung der Drehachse anzieht.7. Device according to one of claims 1 to 6, additionally with at least one clamping magnet (432) which is attached to the rotating body (120,420) and / or to the clamping element (130,430) and which between the rotating body (120,420) and clamping element (130,430) an attractive magnetic force that attracts the tensioning element (130, 430) in the direction of the axis of rotation.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zusätzlich mit • einem Bedienorgan (140,440), welches gegenüber dem Grundelement (110) zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist, und8. Device according to one of claims 1 to 7, additionally with • an operating element (140, 440) which can be moved relative to the base element (110) between an open position and a closed position, and
• einer Halteeinrichtung, welche an dem Bedienorgan (140,440) angeordnet ist, wobei,A holding device which is arranged on the operating member (140, 440),
- wenn sich das Bedienorgan (140,440) in der geöffneten Stellung befindet, die Halteeinrichtung mit dem Spannelement (130,430) gekoppelt ist, so dass bei einer Bewegung des- If the operating member (140,440) is in the open position, the holding device is coupled to the tensioning element (130,430), so that when the
Bedienorgans (140,440) das Spannelement (130,430) gemeinsam mit dem Bedienorgan (140,440) bewegt wird, undOperating member (140,440), the clamping element (130,430) is moved together with the operating member (140,440), and
- wenn sich das Bedienorgan (140,440) in der geschlossenen Stellung befindet, die Halteeinrichtung von dem Spannelement (130,430) entkoppelt ist, so dass das Spannelement (130,430) gemeinsam mit dem Drehkörper (120,420) drehbar ist.- When the operating member (140,440) is in the closed position, the holding device is decoupled from the clamping element (130,430), so that the clamping element (130,430) can be rotated together with the rotating body (120,420).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Halteeinrichtung ein Mitnahmeelement (150,450) aufweist, welches bei einem Öffnen des Bedienorgans (140,440) in das Spannelement (130,430) eingreift und bei einem Schließen des Bedienorgans (140,440) das Spannelement (130,430) freigibt.9. The device according to claim 8, wherein the holding device has a driving element (150,450) which engages in the clamping element (130,430) when the operating element (140,440) is opened and releases the clamping element (130,430) when the operating element (140,440) is closed.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Halteeinrichtung zusätzlich ein schwenkbares Element (160) aufweist, welches sich bei einem Öffnen des Bedienorgans (140,440) an das Spannelement (130,430) anlegt und bei einem Schließen des Bedienorgans (140,440) von dem Spannelement (130,430) entfernt.10. The device according to claim 9, wherein the holding device additionally has a pivotable element (160) which bears against the tensioning element (130,430) when the operating element (140,440) is opened and from the tensioning element (140,440) when the operating element (140,440) is closed. 130,430) away.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der das Bedienorgan (140,440) lediglich dann in die geschlossene Stellung bringbar ist, wenn sich der Drehkörper (120,420) in seiner Ausgangsstellung befindet.11. The device according to one of claims 8 to 10, wherein the operating member (140,440) can only be brought into the closed position when the rotating body (120,420) is in its starting position.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Aussparung (121,421) derart schmal und/oder der Abstand zwischen den beiden Auflagestellen derart klein ist, dass der Drehkörper (120,420) innerhalb eines Drehwinkelbereichs von zumindest ±135° frei drehbar ist.12. The device according to one of claims 1 to 11, wherein the recess (121, 421) is so narrow and / or the distance between the two support points is so small that the rotating body (120, 420) can be freely rotated within a rotation angle range of at least ± 135 °.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, zusätzlich mit einer zweiten Lagerung (480),13. Device according to one of claims 1 to 12, additionally with a second bearing (480),
- welche an dem Grundelement (110) angeordnet ist, - welche im Vergleich zu der ersten Lagerung (470) parallel zu der Drehachse versetzt angeordnet ist, und- Which is arranged on the base element (110), - Which is arranged offset in comparison to the first bearing (470) parallel to the axis of rotation, and
- welche außerhalb der Drehachse zumindest an zwei Auflagestellen an dem Drehkörper (120,420) angreift.- Which acts outside the axis of rotation at least at two support points on the rotating body (120, 420).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die zweite Lagerung (480) zwei drehbar gelagerte Rollen (483) aufweist.14. The apparatus of claim 13, wherein the second bearing (480) has two rotatably mounted rollers (483).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, bei der die zweite Lagerung (480) einen zweiten Haltemagneten (481) aufweist, welcher zwischen dem Drehkörper (120,420) und der zweiten Lagerung (480) eine anziehende Magnetkraft vermittelt.15. The device according to one of claims 13 to 14, wherein the second bearing (480) has a second holding magnet (481) which mediates an attractive magnetic force between the rotating body (120, 420) and the second bearing (480).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, zusätzlich mit einer weiteren Lagerung (490), welche den um seine Drehachse frei drehbaren Drehkörper (120,420) entlang seiner Drehachse in einer festen räumlichen Position fixiert.16. Device according to one of claims 1 to 16, additionally with a further bearing (490) which fixes the rotating body (120, 420), which is freely rotatable about its axis of rotation, along its axis of rotation in a fixed spatial position.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, zusätzlich mit einem Reibrad (491), welches an dem Drehkörper (120,420) angreift und welches mit einem Antrieb koppelbar ist.17. Device according to one of claims 1 to 16, additionally with a friction wheel (491) which engages on the rotating body (120, 420) and which can be coupled to a drive.
18. Spleißvorrichtung zum Spleißen von lichtleitenden Fasern mit zumindest einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17. 18. Splicing device for splicing light-conducting fibers with at least one device according to one of claims 1 to 17.
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