DE102014004328A1

DE102014004328A1 - Haltevorrichtung zum Halten eines Lichteinkopplungsendes einer Lichtleitfaser

Info

Publication number: DE102014004328A1
Application number: DE201410004328
Authority: DE
Inventors: Doris Neumeier; Martin Bachhuber
Original assignee: Diehl Aerospace GmbH
Current assignee: Diehl Aerospace GmbH
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Halten eines Lichteinkopplungsendes einer Lichtleitfaser in einer vorgegebenen Position bezüglich einer Lichtquelle (1), umfassend ein Spannfutter (4) mit einem zentralen Durchbruch (6), an dessen einen Ende (E1) mehrere Spannbacken (5) vorgesehen sind und an dessen anderen Ende (E2) eine Licht zentrisch in den Durchbruch (6) abstrahlende Lichtquelle (1) anbringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Halten eines Lichteinkopplungsendes einer Lichtleitfaser.
Nach dem Stand der Technik sind Lichtleitfasern allgemein bekannt. Sie werden u. a. zur Akzentbeleuchtung, beispielsweise in Passagierflugzeugen, verwendet. Dabei kommen insbesondere sogenannte ”Seitenlichtfasern” zum Einsatz, welche ein an einem Lichteinkopplungsende eingekoppeltes Licht über die Zylinderwand der Lichtleitfaser auskoppeln.
Zum Einkoppeln von Licht in das Lichteinkopplungsende der Lichtleitfaser werden als Lichtquellen heute vorwiegend LEDs verwendet. Um das eingekoppelte Licht mit einer hohen Effizienz wieder aus der Lichtleitfaser auszukoppeln ist es erforderlich, dass eine Achse des Lichteinkopplungsendes der Lichtleitfaser bezüglich der Lichtquelle mittig und in einem vorgegebenen Abstand befestigt wird. Eine solche definierte Befestigung des Lichteinkopplungsendes bezüglich der Lichtquelle ist insbesondere bei der Durchführung optischer Messreihen erforderlich.
Zur Befestigung des Lichteinkopplungsendes bezüglich der Lichtquelle ist es nach dem Stand der Technik bekannt, ein an den Durchmesser der Lichtleitfaser angepasstes Befestigungselement zu verwenden. Ein solches Befestigungselement kann nachteiligerweise nicht für Lichtleitfasern mit einem unterschiedlichen Durchmesser verwendet werden. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, ist es nach dem Stand der Technik auch bekannt, ein Aufnahmeelement mit einem zentralen Durchbruch zu verwenden, dessen weiterer Durchmesser größer als ein größter Durchmesser der üblicherweise verwendeten Lichtleitfasern ist. Die jeweilige Lichtleitfaser wird im Durchbruch klemmend mit einer radial in den Durchbruch eingreifenden Klemmschraube gehalten. Da eine Position der Lichtquelle bezüglich des Aufnahmeelements vorgegeben ist, können insbesondere Lichtleitfasern mit einem kleinen Durchmesser nicht mittig bezüglich der Lichtquelle befestigt werden. Die Lichtauskopplungseffizienz nimmt bei der bekannten Haltevorrichtung mit abnehmendem Durchmesser der darin gehaltenen Lichtleitfaser ab.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine möglichst einfach und kostengünstig herstellbare Haltevorrichtung angegeben werden, mit der Lichtleitfasern mit einem unterschiedlichen Durchmesser exakt in einer vorgegebenen Position bezüglich einer Lichtquelle gehalten werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 11.
Nach Maßgabe der Erfindung wird eine Haltevorrichtung zum Halten eines Lichteinkopplungsendes einer Lichtleitfaser in einer vorgegebenen Position bezüglich einer Lichtquelle vorgeschlagen, umfassend ein Spannfutter mit einem zentralen Durchbruch, an dessen einen Ende mehrere Spannbacken vorgesehen sind und an dessen anderen Ende eine Licht zentrisch in den Durchbruch abstrahlende Lichtquelle anbringbar ist.
Unter dem Begriff ”Lichteinkopplungsende” wird ein Endabschnitt der Lichtleitfaser verstanden, welcher eine senkrecht zum Zylindermantel der Lichtleitfaser verlaufende Zylinderfläche bzw. Lichteinkopplungsfläche umfasst. Das Lichteinkopplungsende wird so in der Haltevorrichtung befestigt, dass die Lichteinkopplungsfläche sich gegenüberliegend der Lichtquelle befindet.
Die vorgeschlagene Haltevorrichtung kann einfach und kostengünstig hergestellt werden. Damit können Lichteinkopplungsenden von Lichtleitfasern mit einem unterschiedlichen Durchmesser schnell und einfach so befestigt werden, dass eine Achse der Lichtleitfaser im Wesentlichen mit einer Achse des zentralen Durchbruchs zusammenfällt und damit zentrisch bezüglich der Lichtquelle ausgerichtet ist. Mit der vorgeschlagenen Haltevorrichtung kann unabhängig vom Durchmesser der darin gehaltenen Lichtleitfaser stets eine maximale Lichtauskopplungseffizienz erreicht werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung können Stirnflächen der Spannbacken Abschnitte einer Kegelfläche oder einer konvex gekrümmten Fläche bilden. Zum Zwingen der Spannbacken gegeneinander kann eine Überwurfmutter vorgesehen sein, welche an ihrer den Stirnflächen zugewandten Innenseite eine zu den Stirnflächen korrespondierend ausgebildete Innenumfangsfläche aufweist. Die Innenumfangsfläche kann als Schrägfläche ausgebildet sein, welche zu den abschnittsweise kegelflächenartig ausgebildeten Stirnflächen korrespondiert. Die Innenumfangsfläche kann auch abschnittsweise konkav ausgebildet sein, wenn die Stirnflächen der Spannbacken abschnittsweise konvex gekrümmt sind. Beim Spannen der Überwurfmutter bezüglich des Spannfutters werden die Stirnflächen gegen die Innenumfangsfläche gezwungen. Infolgedessen gleiten die Stirnflächen radial nach innen und klemmen das darin eingesteckte Lichteinkopplungsende der Lichtfaser.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Spannfutter einstückig aus einem Polymer hergestellt. Dabei sind die Spannbacken beispielsweise als radial bewegbare Federzungen ausgebildet.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist an einem Außenumfang des Spannfutters ein Außengewinde vorgesehen, welches zu einem Innengewinde der Überwurfmutter korrespondiert. Nach einer alternativen Ausgestaltung kann es auch sein, dass ein rohrartiges Aufnahmeelement mit einem zylindrischen Durchgang vorgesehen ist, in dessen eines Ende das Spannfutter abschnittsweise einsteckbar ist. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise in einem weiteren Außenumfang des Aufnahmeelements ein Außengewinde vorgesehen, welches zum Innengewinde der Überwurfmutter korrespondiert.
Das Vorsehen des rohrartigen Aufnahmeelements macht die Haltevorrichtung noch universeller. Es ist möglich, darin unterschiedlich ausgestaltete Spannfutter einzustecken. Beispielsweise können für verschiedene Durchmesserbereiche von Lichtleitfasern unterschiedliche Spannfutter bereitgehalten werden.
Zur Begrenzung einer Einstecktiefe in das Aufnahmeelement kann an einer dem Durchbruch abgewandten Außenseite jedes Spannbackens eine Schulter vorgesehen sein. Im vollständig eingesteckten Zustand stützt sich das Spannfutter mittels der Spannbacken auf einen eine Einstecköffnung des Aufnahmeelements umgebenden Rand ab. Damit ist es möglich, die Spannbacken mit der mit dem Aufnahmeelement verschraubten Überwurfmutter gegeneinander zu zwingen.
Zur Begrenzung einer weiteren Einstecktiefe der Lichtleitfaser kann ein radial nach innen in den Durchbruch oder in den Durchgang sich erstreckender Vorsprung vorgesehen sein, welcher vorzugsweise umlaufend ausgebildet ist. D. h. der Vorsprung kann als radial nach innen vorspringende umlaufende Stufe bzw. Schulter ausgebildet sein. Damit wird sichergestellt, dass eine am Lichteinkopplungsende der Lichtleitfaser vorgesehene Lichteinkopplungsfläche stets in einem vorgegebenen Abstand bezüglich der Lichtquelle im Halteelement gehalten wird. Es kann damit weiter die Lichtauskopplungseffizienz verbessert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind am anderen Ende des Spannfutters oder des Aufnahmeelements Befestigungselemente zur Befestigung der Lichtquelle vorgesehen.
Es kann sich dabei um Gewinde, Elemente einer Rastbefestigung, eines Bajonettverschlusses, einer Klemm- oder Steckverbindung oder dgl. handeln.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist eine auf einer Platine montierte LED, vorzugsweise eine rgb-LED, am anderen Ende des Spannfutters oder des Aufnahmeelements befestigt. In diesem Fall bildet die Haltevorrichtung gemeinsam mit der Lichtquelle ein universell verwendbares Lichteinkopplungselement für Lichtleitfasern.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Haltevorrichtung,
2 eine Seitenansicht gemäß 1 und
3 eine Draufsicht gemäß 2.
Bei der in den Figuren gezeigten Haltevorrichtung umfasst eine allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Lichtquelle zumindest eine LED 2, vorzugsweise eine rgb-LED, welche auf einer Platine 3 montiert ist. Mit dem Bezugszeichen 4 ist ein Spannfutter bezeichnet, welches an seinem einen Ende E1 mehrere Spannbacken 5 aufweist. Ein dem einen Ende E1 gegenüberliegendes anderes Ende des Spannfutters 4 ist mit dem Bezugszeichen E2 bezeichnet. Das Spannfutter 4 weist einen zentralen, hier zylindrisch ausgebildeten, Durchbruch 6 auf. Das Spannfutter 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Stück, vorzugsweise aus Kunststoff, hergestellt. Die Spannbacken 5 sind nach Art von radial bewegbaren, flexiblen Federzungen ausgebildet. Eine Stirnfläche 7 jedes Spannbackens 5 bildet einen Abschnitt einer zentrisch bezüglich des Durchbruchs 6 orientierten Kegelfläche.
Mit dem Bezugszeichen 8 ist eine Überwurfmutter bezeichnet, an deren Innenseite 9 ein (hier nicht gezeigtes) Innengewinde vorgesehen ist. Die Innenseite 9 weist ferner eine korrespondierend zu den Stirnflächen 7 ausgebildete Innenumfangsfläche 10 auf.
Mit dem Bezugszeichen 11 ist ein hier nach Art eines Rohrabschnitts ausgebildetes Aufnahmeelement bezeichnet, welches einen zylindrischen Durchgang 12 aufweist. Ein Innendurchmesser des zylindrischen Durchgangs 12 ist so ausgestaltet, dass darin das Spannfutter 4 abschnittsweise einsteckbar ist. Jeder der Spannbacken 5 weist eine nach außen vorspringende erste Schulter 13 auf, welche eine Einstecktiefe des Spannfutters 4 bezüglich des Aufnahmeelements 11 begrenzt. D. h. im eingesteckten Zustand liegt die erste Schulter 13 auf einem Umfangsrand eines Einsteckendes E3 des Aufnahmeelements 11 auf. Das Aufnahmeelement 11 weist eine radial nach innen vorspringende zweite Schulter 14 auf, welche eine Einstecktiefe einer in das Spannfutter 4 eingesteckten Lichtleitfaser (hier nicht gezeigt) begrenzt. Ferner weist das Aufnahmeelement 11 an einem dem Einsteckende E3 gegenüberliegenden Befestigungsende E4 mehrere Bohrungen 15 oder dgl. auf, mit denen Befestigungselemente zum Befestigen der Platine 3 verbunden werden können.
Die Funktion der Haltevorrichtung ist Folgende:
Die Platine 3 wird am Befestigungsende E4 des Aufnahmeelements 11 so montiert, dass die LED 2 zentrisch bezüglich des Durchgangs 12 angeordnet ist. Das Spannfutter 4 wird in den Durchgang 12 eingesteckt, bis die erste Schultern 13 am Einsteckende E3 auf dem Umfangsrand des Aufnahmeelements 11 aufliegen. Anschließend wird die Überwurfmutter 8 auf das Aufnahmeelement 11 aufgeschraubt, wobei ein Innengewinde der Überwurfmutter 8 in ein (hier nicht gezeigtes) Außengewinde an einem Außenumfang des Aufnahmeelements 11 eingreift. Es wird nun das Lichteinkopplungsende einer Lichtleitfaser in den zentralen Durchbruch 6 eingesteckt, bis die Lichteinkopplungsfläche auf der zweiten Schulter 14 aufliegt. Anschließend wird die Überwurfmutter 8 angezogen, so dass die Innenumfangsfläche 10 gegen die korrespondierenden Stirnflächen 7 gezwungen werden, wodurch die Spannbacken 5 radial nach innen gedrückt werden. Infolgedessen wird die Lichtleitfaser klemmend und gleichzeitig zentrisch bezüglich der LED 2 gehalten.
Bezugszeichenliste

1: Lichtquelle
2: LED
3: Platine
4: Spannfutter
5: Spannbacke
6: zentraler Durchbruch
7: Stirnfläche
8: Überwurfmutter
9: Innenseite
10: Innenumfangsfläche
11: Aufnahmeelement
12: Durchgang
13: erste Schulter
14: zweite Schulter
15: Bohrung
E1: eines Ende
E2: zweites Ende
E3: Einsteckende
E4: Befestigungsende

Claims

Haltevorrichtung zum Halten eines Lichteinkopplungsendes einer Lichtleitfaser in einer vorgegebenen Position bezüglich einer Lichtquelle (1), umfassend ein Spannfutter (4) mit einem zentralen Durchbruch (6), an dessen einen Ende (E1) mehrere Spannbacken (5) vorgesehen sind und an dessen anderen Ende (E2) eine Licht zentrisch in den Durchbruch (6) abstrahlende Lichtquelle (1) anbringbar ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1, wobei Stirnflächen (7) der Spannbacken (5) Abschnitte einer Kegelfläche oder einer konvex gekrümmten Fläche bilden.
Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Zwingen der Spannbacken (5) gegeneinander eine Überwurfmutter (8) vorgesehen ist, welche an ihrer den Stirnflächen (7) zugewandten Innenseite (9) eine zu den Stirnflächen (7) korrespondierend ausgebildete Innenumfangsfläche (10) aufweist.
Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Spannfutter (4) einstückig aus einem Polymer hergestellt ist.
Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem Außenumfang des Spannfutters (4) ein Außengewinde vorgesehen ist, welches zu einem Innengewinde der Überwurfmutter (8) korrespondiert.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein rohrartiges Aufnahmeelement (11) mit einem zylindrischen Durchgang (12) vorgesehen ist, in dessen eines Ende (E1) das Spannfutter (4) abschnittsweise einsteckbar ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 6, wobei an einem weiteren Außenumfang des Aufnahmeelements (11) ein Ausgewinde vorgesehen ist, welches zu einem Innengewinde der Überwurfmutter (8) korrespondiert.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei zur Begrenzung einer Einstecktiefe in das Aufnahmeelement (11) an einer dem Durchbruch (6) abgewandten Außenseite jedes Spannbackens (5) eine Schulter (13) vorgesehen ist.
Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Begrenzung einer weiteren Einstecktiefe der Lichtleitfaser ein radial nach innen in den Durchbruch (6) oder in den Durchgang (12) sich ersteckender Vorsprung (14) vorgesehen ist, welcher vorzugsweise umlaufend ausgebildet ist.
Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am anderen Ende (E2) des Spannfutters (4) oder des Aufnahmeelements (11) Befestigungsmittel (15) zur Befestigung der Lichtquelle (1) vorgesehen sind.
Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine auf einer Platine (3) montierte LED (2), vorzugsweise eine rgb-LED, am anderen Ende (E2) des Spannfutters (4) oder des Aufnahmeelements (11) befestigt ist.