DE102024104879A1 - Fiber optic coil and method for producing a fiber optic coil - Google Patents
Fiber optic coil and method for producing a fiber optic coilInfo
- Publication number
- DE102024104879A1 DE102024104879A1 DE102024104879.4A DE102024104879A DE102024104879A1 DE 102024104879 A1 DE102024104879 A1 DE 102024104879A1 DE 102024104879 A DE102024104879 A DE 102024104879A DE 102024104879 A1 DE102024104879 A1 DE 102024104879A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber
- winding
- flange
- glass fiber
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
- G02B6/4439—Auxiliary devices
- G02B6/4457—Bobbins; Reels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H55/00—Wound packages of filamentary material
- B65H55/04—Wound packages of filamentary material characterised by method of winding
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
- G01C19/721—Details, e.g. optical or electronical details
- G01C19/722—Details, e.g. optical or electronical details of the mechanical construction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Ein Verfahren zur Herstellung einer Glasfaserspule (300) weist auf: Bereitstellen eines Spulenkörpers (100) mit einem zylinderförmigen Spulenkern (110) und einem ersten Flansch (130) an einem ersten Ende des Spulenkerns (110) und einem zweiten Flansch (135) an einem zweiten Ende des Spulenkerns (110); Wickeln einer ersten Faserlage (211) durch Ablegen von Faserabschnitten (201) von Glasfaser (200) in einem Abstand von P = 2d · cos 30°, mit d dem Durchmesser der Glasfaser (200); und Wickeln von weiteren Faserlagen (212, 213, 214) durch Ablegen von Faserabschnitten (201) in Vertiefungen zwischen Faserabschnitte (201) in der vorhergehenden Faserlage (211). Hierbei erfolgt das Wickeln der Faserlagen (211, 212, 213) durch abwechselndes Wickeln des ersten Endes der Glasfaser (200) im Uhrzeigersinn um den Spulenkern (110) und des zweiten Endes der Glasfaser gegen den Uhrzeigersinn um den Spulenkern (110) und das Ablegen der Glasfaser (200) an den Enden des Spulenkerns (110) erfolgt direkt anliegend an die Flansche (130, 135).A method for producing a glass fiber coil (300) comprises: providing a coil body (100) with a cylindrical coil core (110) and a first flange (130) at a first end of the coil core (110) and a second flange (135) at a second end of the coil core (110); winding a first fiber layer (211) by depositing fiber sections (201) of glass fiber (200) at a distance of P = 2d · cos 30°, where d is the diameter of the glass fiber (200); and winding further fiber layers (212, 213, 214) by depositing fiber sections (201) in recesses between fiber sections (201) in the previous fiber layer (211). In this case, the winding of the fiber layers (211, 212, 213) is carried out by alternately winding the first end of the glass fiber (200) clockwise around the spool core (110) and the second end of the glass fiber counterclockwise around the spool core (110), and the laying of the glass fiber (200) at the ends of the spool core (110) is carried out directly adjacent to the flanges (130, 135).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glasfaserspule und Verfahren zur Herstellung des Spulenkörpers/der Glasfaserspule. Die Glasfaserspule ist insbesondere für den Einsatz in faseroptischen Gyroskopen geeignet.The present invention relates to a fiber optic coil and methods for manufacturing the coil body/fiber optic coil. The fiber optic coil is particularly suitable for use in fiber optic gyroscopes.
In faseroptischen Gyroskopen kommen Faserspulen zum Einsatz, in denen eine Glasfaser um einen Spulenkörper gewickelt ist. In die Glasfaser wird Licht eingekoppelt, dessen Phasenverschiebung bei Drehung der Faserspule gemessen werden kann. Basierend auf der gemessenen Phasenverschiebung kann auf die anliegende Drehrate rückgeschlossen werden.Fiber optic gyroscopes use fiber coils in which a glass fiber is wound around a coil body. Light is coupled into the fiber, and its phase shift can be measured as the fiber coil rotates. Based on the measured phase shift, the applied angular rate can be determined.
Die Faserspulen müssen hierzu zum einen mit möglichst wenig Zug, Druck und Torsion auf die Glasfaser hergestellt werden, da diese die Ausbreitung von Licht in der Glasfaser beeinträchtigen und zu einer Verfälschung der Messung führen können. Andererseits sollen die Faserspulen möglichst kompakt ausgestaltet werden.For this purpose, the fiber coils must be manufactured with as little tension, pressure, and torsion on the fiber as possible, as these can impair the propagation of light in the fiber and lead to measurement errors. On the other hand, the fiber coils should be designed as compactly as possible.
Dementsprechend werden Faserspulen wie in der
Diese Art der Wicklung weist den Nachteil auf, dass die Vertiefungen, die sich zwischen den Faserabschnitten einer Faserlage bilden, im Vergleich zum Faserdurchmesser d relativ klein sind, wie durch die Kurve A dargestellt. Dadurch ist es möglich, dass die Faser beim Aufwickeln aus der eigentlich vorgesehenen Position rutscht. Hierdurch wird der beabsichtigte Aufbau der Wicklung in seiner Ordnung/Struktur gestört und es kann zu Zug, Druck oder Torsion auf die Glasfaser 20 kommen.This type of winding has the disadvantage that the indentations that form between the fiber sections of a fiber layer are relatively small compared to the fiber diameter d, as shown by curve A. This makes it possible for the fiber to slip out of its intended position during winding. This disrupts the intended order/structure of the winding and can lead to tension, pressure, or torsion on the glass fiber 20.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Glasfaserspulen anzugeben, deren Wicklung eine möglichst fehlerfreie und positionsgenaue Ablage von Faserabschnitten auf den vorherigen Faserlagen ermöglicht. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, Spulenkörper, die eine derartige Wicklung vereinfachen, und Wickelverfahren anzugeben, die eine derartige Wicklung ermöglichen.The object of the present invention is therefore to provide fiber optic spools whose winding enables the most error-free and precise placement of fiber sections on the previous fiber layers. In particular, the object of the invention is to provide spool bodies that simplify such winding and winding methods that enable such winding.
Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.These problems are solved by the subject matter of the independent claims.
Ein demgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Glasfaserspule weist auf: Bereitstellen eines Spulenkörpers mit einem zylinderförmigen Spulenkern und einem ersten Flansch an einem ersten Ende des Spulenkerns und einem zweiten Flansch an einem zweiten Ende des Spulenkerns; Wickeln einer ersten Faserlage durch Ablegen von Faserabschnitten der Glasfaser in einem Abstand von P = 2d · cos 30°, mit d dem Durchmesser der Glasfaser; Wickeln von weiteren Faserlagen durch Ablegen von Faserabschnitten in Vertiefungen zwischen Faserabschnitte in der vorhergehenden Faserlage; wobei das Wickeln der Faserlagen durch abwechselndes Wickeln des ersten Endes der Glasfaser im Uhrzeigersinn um den Spulenkern und des zweiten Endes der Glasfaser gegen den Uhrzeigersinn um den Spulenkern erfolgt und das Ablegen der Glasfaser an den Enden des Spulenkerns direkt anliegend an die Flansche erfolgt.A corresponding method for producing a fiber optic coil comprises: providing a coil body with a cylindrical coil core and a first flange at a first end of the coil core and a second flange at a second end of the coil core; winding a first fiber layer by depositing fiber sections of the fiber optic at a distance of P = 2d cos 30°, where d is the diameter of the fiber optic; winding further fiber layers by depositing fiber sections in recesses between fiber sections in the previous fiber layer; wherein the winding of the fiber layers is carried out by alternately winding the first end of the fiber optic clockwise around the coil core and the second end of the fiber optic counterclockwise around the coil core, and the depositing of the fiber optic at the ends of the coil core takes place directly adjacent to the flanges.
Es wird also zunächst eine erste Faserlage um den Spulenkern gewickelt, deren einzelne Faserabschnitte einen Abstand von P = 2d · cos 30° haben. Die Glasfaser kann hierbei im Prinzip in beliebiger Weise am Spulenkern befestigt werden, z.B. durch Kleben. Bevorzugter Weise weist der Spulenkern ein Gewinde oder dergleichen mit Vertiefungen auf, in die die Glasfaser der ersten Faserlage abgelegt werden kann. Alternativ kann der Spulenkern auch parallele Umlaufrillen oder -stege aufweisen, in die die Glasfaser abgelegt werden kann. Die zwischen den Faserabschnitten dieser ersten Faserlage entstehende Lücke ist gerade so groß, dass die Faserabschnitte der nächsten Faserlage in der entstandenen Vertiefung mit exakt ihrem halben Durchmesser abgelegt werden können und wieder eine Lücke der Breite P = 2d · cos 30° zwischen ihnen geformt wird. Auf diese Weise wird die Glasfaser dichtest gepackt um den Spulenkern gewickelt.First, a first fiber layer is wound around the spool core, the individual fiber sections having a spacing of P = 2d · cos 30°. In principle, the glass fiber can be attached to the spool core in any way, e.g. by gluing. Preferably, the spool core has a thread or similar with recesses into which the glass fiber of the first fiber layer can be placed. Alternatively, the spool core can also have parallel circumferential grooves or webs into which the glass fiber can be placed. The gap created between the fiber sections of this first fiber layer is just large enough that the fiber sections of the next fiber layer can be placed in the resulting recess at exactly half their diameter, again forming a gap of width P = 2d · cos 30° between them. In this way, the glass fiber is wound as tightly packed as possible around the spool core.
Die Glasfaser wird hierbei von ihren beiden Enden her um den Spulenkern gewickelt, d.h. die beiden Enden werden in an sich bekannter Weise abwechselnd und gegenläufig um den Spulenkern geführt, z.B. um eine Quadrupol-Wicklung zu erzeugen. Die Wicklung kann hierbei in der Mitte der Faser beginnen. Dann entspricht der Bezug auf die beiden Enden der Faser einem Bezug auf die beiden Faserhälften der Faser, d.h. die Faserhälften werden abwechselnd um den Spulenkern geführt. Die Wicklung erfolgt hierbei bis direkt an die Flansche, d.h. nach der Wicklung liegt die Glasfaser direkt an den Flanschen an, bzw. hat einen im Vergleich zum Faserdurchmesser d vernachlässigbaren Abstand zu den Flanschen. Auf diese Weise lässt sich eine aufgrund des axialen Abstands zwischen Faserabschnitten der gleichen Faserlage und den darin abgelegten Faserabschnitten der nächsten Faserlage fehlerfrei und positionsgenau gewickelte Glasfaserspule realisieren, die zudem dichtest gepackt und in axialer Richtung kompakt ist.The glass fiber is wound around the coil core from both ends, i.e., the two ends are guided alternately and in opposite directions around the coil core in a conventional manner, e.g., to create a quadrupole winding. The winding can begin in the middle of the fiber. In this case, the reference to the two ends of the fiber corresponds to a reference to the two fiber halves of the fiber, i.e., the fiber halves are guided alternately around the coil core. The winding takes place right up to the flanges, i.e., after winding, the glass fiber lies directly against the flanges or has a distance to the flanges that is negligible compared to the fiber diameter d. In this way, a deposited fiber sections of the next fiber layer to create a fiber optic coil that is wound flawlessly and precisely in position, which is also densely packed and compact in the axial direction.
Das Ablegen der Glasfaser kann dabei derart erfolgen, dass zumindest entlang eines Querschnitts durch die Faserwicklung Faserabschnitte verschiedener Lagen in radialer Richtung der Glasfaserspule ohne axialen Versatz aufeinanderliegen. Das heißt, ausgehend vom zylindrischen Spulenkern liegen die Faserabschnitte idealerweise senkrecht zur Mittellinie des Zylinders, d.h. in radialer Richtung, übereinander, ohne in axialer Richtung gegeneinander versetzt zu sein. Idealer Weise trifft dies für alle Querschnitte durch die Glasfaserspule zu, d.h. die Glasfaser kreuzt sich innerhalb der Wicklung möglichst wenig selbst.The fiber optic cable can be laid in such a way that, at least along a cross-section through the fiber winding, fiber sections of different layers lie on top of each other in the radial direction of the fiber optic coil without any axial offset. This means that, starting from the cylindrical coil core, the fiber sections ideally lie perpendicular to the centerline of the cylinder, i.e., in the radial direction, one above the other, without being offset from each other in the axial direction. Ideally, this applies to all cross-sections through the fiber optic coil, i.e., the fiber optic cable crosses itself as little as possible within the winding.
Dabei kann das Ablegen der Glasfaser derart erfolgt, dass die Faserabschnitte innerhalb des Querschnitts dichtest gepackt sind. Das Wickelbild der Wicklung entspricht dann dem um 90° gedrehten Wickelbild einer üblichen Wicklung dichtester Packung, in dem die Faserabschnitte einer Faserlage in axialer Richtung ohne radialen Versatz und direkt aneinander anschließend abgelegt werden.The glass fiber can be laid in such a way that the fiber sections are packed as tightly as possible within the cross-section. The winding pattern of the winding then corresponds to the winding pattern of a conventional, densely packed winding, rotated by 90°, in which the fiber sections of a fiber layer are laid in an axial direction without radial offset and directly adjacent to one another.
Das Ablegen der Glasfaser kann derart erfolgen, dass zumindest entlang eines Querschnitts durch die Faserwicklung das Wickeln des ersten bzw. zweiten Endes der Glasfaser beendet wird, wenn ein entsprechender Faserabschnitt an einem der Flansche anliegt, das sich daran anschließende Wickeln des anderen Endes der Glasfaser einen Platz für einen Faserabschnitt an dem jeweiligen Flansch frei lässt und nach dem Ablegen eines Faserabschnitts an dem anderen Flansch beendet wird und das sich hieran anschließende Wickeln mit dem Ablegen eines Faserabschnitts in dem freigelassenen Platz beginnt.The laying of the glass fiber can be carried out in such a way that, at least along a cross section through the fiber winding, the winding of the first or second end of the glass fiber is terminated when a corresponding fiber section rests against one of the flanges, the subsequent winding of the other end of the glass fiber leaves a space free for a fiber section on the respective flange and is terminated after the laying of a fiber section on the other flange, and the subsequent winding begins with the laying of a fiber section in the space left free.
Das Verfahren beginnt also damit, die Glasfaser zunächst von ihrem einen Ende her in eine erste Richtung bis zu einem der Flansche zu wickeln. Hierauf wird die Glasfaser von ihrem anderen Ende her in eine zweite, entgegengesetzte Richtung, d.h. gegenläufig, um den Spulenkern gewickelt. Hierbei wird aber nicht bis zu dem Flansch gewickelt, an dem der vorherige Wickelschritt geendet hat. Vielmehr wird die Wicklung entweder zum anderen Flansch geführt oder die axiale Richtung des Wickelprozesses wird umgekehrt, bevor die Glasfaser den freizuhaltenden Flansch erreicht, d.h. die Glasfaser steigt in die nächste Faserlage auf. Dies ist möglich, da die in axialer Richtung gebildeten Lücken zwischen Faserabschnitten innerhalb einer Faserlage ein gegen seitliches Abrutschen gesichertes Ablegen der Glasfaser in der nächsten Faserlage erlauben, obwohl die vorhergehende Faserlage noch nicht vollständig ist, d.h. noch nicht von Flansch zu Flansch reicht.The process begins by winding the glass fiber from one end in a first direction to one of the flanges. The glass fiber is then wound from the other end in a second, opposite direction, i.e., in the opposite direction, around the spool core. However, the winding does not continue to the flange where the previous winding step ended. Instead, the winding is either guided to the other flange, or the axial direction of the winding process is reversed before the glass fiber reaches the flange that must be kept clear, i.e., the glass fiber ascends into the next fiber layer. This is possible because the gaps formed in the axial direction between fiber sections within a fiber layer allow the glass fiber to be deposited in the next fiber layer without slipping sideways, even though the previous fiber layer is not yet complete, i.e., does not yet extend from flange to flange.
Auf diese Weise wird erreicht, dass bei Wiederaufnahme der Wicklung in die erste Richtung direkt am Flansch wickelnd in die nächste Faserlage gestiegen werden kann. Zudem ist die positionsgenaue Ablage der Faser durch die Vertiefung erleichtert, die durch das Freilassen der Position am Flansch im vorherigen Wickelschritt erzeugt wurde. Es ist hingegen nicht notwendig, die Faser seitlich der Wicklung zu führen, d.h. zwischen Wicklung und Flansch und quer zur Umfangsrichtung der Wicklung/des Spulenkerns. Auf diese Weise lässt sich eine fehlerfrei und positionsgenau im Quadrupol-Muster gewickelte Glasfaserspule realisieren, ohne dass es notwendig ist, Abstände zwischen der Wicklung und den Flanschen freizuhalten. Hierdurch wird zum einen die Wicklung kompakter, am Rand genauer und reproduzierbarer und zum anderen wird Zug, Druck, oder Torsion auf die Faser vermieden. Es entsteht also eine kompakte und für den Einsatz in hochpräzisen faseroptischen Gyroskopen verwendbare Glasfaserspule.This ensures that when winding is resumed in the first direction, the next fiber layer can be wound directly along the flange. Furthermore, the precise positioning of the fiber is facilitated by the recess created by leaving the position on the flange free in the previous winding step. However, it is not necessary to guide the fiber laterally along the winding, i.e., between the winding and the flange and perpendicular to the circumferential direction of the winding/coil core. This allows a flawless and precisely positioned fiber optic coil to be wound in a quadrupole pattern without the need to maintain gaps between the winding and the flanges. This makes the winding more compact, more accurate and reproducible at the edges, and also avoids tension, compression, or torsion on the fiber. The result is a compact fiber optic coil suitable for use in high-precision fiber optic gyroscopes.
Das Ablegen der Glasfaser kann dabei die zeitlich aufeinanderfolgenden Schritte umfassen: Ablegen eines zentralen Faserabschnitts an einer an den ersten Flansch angrenzenden Stelle des Spulenkerns; Wickeln eines ersten Endes der Glasfaser bis zum zweiten Flansch; Wickeln eines zweiten Endes der Glasfaser zunächst in Richtung des zweiten Flansches und hierauf Wickeln des zweiten Endes in Richtung des ersten Flansches, bevor der zweite Flansch erreicht wurde; Wickeln des ersten Endes der Glasfaser zunächst entlang des zweiten Flansches, hierauf Wickeln des ersten Endes in Richtung des ersten Flansches und hierauf Wickeln des ersten Endes in Richtung des zweiten Flansches, bevor der erste Flansch erreicht wurde; und abwechselndes Wickeln der Enden der Glasfaser derart, dass zunächst entlang des benachbarten Flansches, hierauf in Richtung des gegenüberliegenden Flansches und hierauf wieder zurück bis zum benachbarten Flansch gewickelt wird, bevor der gegenüberliegende Flansch erreicht wurde.The laying of the glass fiber can comprise the following chronologically successive steps: laying a central fiber section at a point on the coil core adjacent to the first flange; winding a first end of the glass fiber up to the second flange; winding a second end of the glass fiber initially in the direction of the second flange and then winding the second end in the direction of the first flange before reaching the second flange; winding the first end of the glass fiber initially along the second flange, then winding the first end in the direction of the first flange and then winding the first end in the direction of the second flange before reaching the first flange; and alternating winding of the ends of the glass fiber such that winding is carried out first along the adjacent flange, then in the direction of the opposite flange and then back again to the adjacent flange before reaching the opposite flange.
Die Wicklung startet also an dem einen Flansch (erster Flansch) und läuft zunächst bis zum zweiten Flansch, indem ein erstes Ende der Glasfaser, bzw. die eine Glasfaserhälfte, in einer ersten Umdrehungsrichtung um den Spulenkörper gewickelt wird. Das andere, zweite Ende der Glasfaser, bzw. die zweite Glasfaserhälfte, wird hierauf ebenfalls axial in Richtung des zweiten Flansches gewickelt, aber in der entgegengesetzten, zweiten Umdrehungsrichtung. Bevor der zweite Flansch erreicht wird, kehrt sich die axiale Richtung um und es wird zurück zum ersten Flansch gewickelt. Hierauf beginnt die Wicklung des ersten Endes in die erste Umdrehungsrichtung mit dem Aufstieg in die nächste Faserlage direkt am zweiten Flansch. Dann wird in axialer Richtung auf den ersten Flansch hin gewickelt, aber wiederum vor Erreichen die axiale Wickelrichtung umgekehrt, d.h. es wird zum zweiten Flansch zurückgewickelt.The winding starts at one flange (first flange) and initially runs to the second flange, where a first end of the glass fiber, or one half of the glass fiber, is wound around the coil body in a first rotational direction. The other, second end of the glass fiber, or the second half of the glass fiber, is then also wound axially towards the second flange, but in the opposite, second rotational direction. Before the second flange is reached, the axial direction is reversed and it is wound back to the first flange. The winding of the first end then begins in the first The direction of rotation begins with the ascent to the next fiber layer directly at the second flange. Then, the winding continues in the axial direction toward the first flange, but before reaching it, the axial winding direction is reversed, meaning it is wound back to the second flange.
Dieser Prozess wird analog bei jedem Wickelschritt wiederholt, bei dem nur eines der beiden Faserenden um den Spulenkern gewickelt wird. Das heißt, bis auf die erste, am Spulenkern verlaufende Wicklung, laufen alle Wicklungen von einem Flansch los, kehren um, bevor sie den anderen Flansch erreichen und enden am gleichen Flansch, an dem gestartet wurde. Glasfaserenden/Umdrehungsrichtungen lassen sich damit den Flanschen zuordnen. Das erste Faserende wird (bis auf die erste Wicklung) stets in einer Umdrehungsrichtung von dem einen Flansch aus gewickelt und der Wickelschritt an diesem Flansch beendet. Das zweite Faserende wird stets in der anderen Umdrehungsrichtung von dem anderen Flansch aus gewickelt und der Wickelschritt an diesem Flansch beendet.This process is repeated analogously for each winding step in which only one of the two fiber ends is wound around the spool core. This means that, with the exception of the first winding on the spool core, all windings start from one flange, turn around before reaching the other flange, and end at the same flange where they started. Fiber optic ends/winding directions can thus be assigned to the flanges. The first fiber end (except for the first winding) is always wound in one winding direction from one flange, and the winding step ends at this flange. The second fiber end is always wound in the other winding direction from the other flange, and the winding step ends at this flange.
Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass der Aufstieg in eine neue Faserlage innerhalb der Wicklung erfolgen kann. Ein seitliches Übersteigen unter Führung der Faser quer zur Umfangsrichtung des Spulenkörpers wird damit unnötig. Hierdurch lassen sich kompakte und präzise Glasfaserspulen herstellen, d.h. Spulen mit einer geringen Zug-, Druck- oder Torsionsbelastung auf den Fasern.This allows the fiber to climb into a new layer within the winding. Lateral climbing while guiding the fiber transversely to the circumferential direction of the coil body is thus unnecessary. This allows for the production of compact and precise fiber optic coils, i.e., coils with low tensile, compressive, or torsional loads on the fibers.
In den oben dargestellten Verfahren kann ein Spulenkörper verwendet werden, der ein Gewinde aufweist, das bis an die Flansche heranreicht, und das Ablegen der Glasfaser kann mit dem Ablegen der Glasfaser in Vertiefungen des Gewindes beginnen. Das Gewinde unterstützt hierbei den Wickelprozess, da es die erste Faserlage (bzw. Faserabschnitte der ersten Faserlage) daran hindert, seitlich zu verrutschen. Auf diese Weise kann das Wickelverfahren vereinfacht werden.In the processes described above, a spool body with a thread extending up to the flanges can be used, and the fiber optic deposition can begin by depositing the fiber optic cable into recesses in the thread. The thread supports the winding process by preventing the first fiber layer (or fiber sections of the first fiber layer) from slipping sideways. This can simplify the winding process.
Das „Gewinde“ auf dem Spulenkern muss hierbei kein vollständiges Gewinde mit einem durchgängigen Gewindeprofil sein. Es ist ausreichend, wenn die Anzahl der vorhandenen Gewindespitzen genügt, die Glasfaser gegen seitliches Verrutschen zu sichern. In diesem Sinn sind auch einzelne Vorsprünge auf dem Spulenkern als Gewinde zu verstehen, wenn sie die gleiche Funktion wie ein vollständiges Gewinde erfüllen, nämlich die erste Faserlage (bzw. Faserabschnitte der ersten Faserlage) gegen seitliches Verrutschen auf dem Spulenkern zu fixieren. Äquivalent hierzu ist es auch möglich, die erste Faserlage mit Klebstoff auf dem Spulenkern zu fixieren. Ebenso ist es möglich, statt eines Gewindes umlaufende Rillen oder Stege ohne Gewindesteigung zu verwenden, die in Umfangsrichtung des Spulenkerns nicht durchgängig sind. Der Versatz der Glasfaser in axialer Richtung erfolgt dann in den Lücken dieser Rillen/Stege, d.h. in Bereichen des Spulenkern, in denen keine Rillen/Stege ausgebildet sind.The "thread" on the spool core does not have to be a complete thread with a continuous thread profile. It is sufficient if the number of thread crests is sufficient to secure the fiber optic cable against lateral slippage. In this sense, individual projections on the spool core are also considered threads if they fulfill the same function as a complete thread, namely to fix the first fiber layer (or fiber sections of the first fiber layer) to the spool core against lateral slippage. Equivalently, it is also possible to fix the first fiber layer to the spool core with adhesive. Likewise, it is possible to use circumferential grooves or ridges without a thread pitch instead of a thread, which are not continuous in the circumferential direction of the spool core. The offset of the fiber optic cable in the axial direction then occurs in the gaps between these grooves/ridges, i.e., in areas of the spool core where no grooves/ridges are formed.
Eine Faserspule kann nach einem der oben genannten Verfahren hergestellt werden. Derartige Faserspulen weisen ein im Wesentlichen fehlerfreies und positionsgenaues Wickelbild auf und sind damit für den Einsatz in hochpräzisen faseroptischen Gyroskopen geeignet.A fiber coil can be manufactured using one of the above-mentioned processes. Such fiber coils exhibit a largely error-free and positionally accurate winding pattern, making them suitable for use in high-precision fiber optic gyroscopes.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren weiter beschrieben. Die folgende Beschreibung ist hierbei als rein beispielhaft zu verstehen. Sie schränkt die Erfindung nicht ein. Diese ist allein durch die Ansprüche definiert. Es zeigt:
-
1 in schematischer Weise eine Faserwicklung wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist; -
2 eine schematische Darstellung einer aus einer um einen Spulenkörper gewickelten Glasfaser gebildeten Glasfaserspule; -
3A und3B schematische Darstellungen von weiteren um einen Spulenkörper gewickelten Glasfaser; -
4 geometrische Abmessung von dichtest gepackten Faserabschnitten einer um einen Spulenkörper gewickelten Glasfaser; -
5 geometrische Abmessungen eines aus einem metrischen ISO-Gewinde erzeugten Gewindes auf einem Spulenkörper; -
6 ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Herstellung eines Spulenkörpers mit einem Gewinde; -
7 ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Herstellung einer Glasfaserspule; -
8 ein weiteres Ablaufdiagram des Verfahrens zur Herstellung einer Glasfaserspule; -
9 eine schematische Teilansicht einer Glasfaserspule; -
10 ein weiteres Ablaufdiagram des Verfahrens zur Herstellung einer Glasfaserspule; und -
11A bis 11D schematische Teilansichten einer Glasfaserspule während verschiedenen Zeitpunkten des Wickelprozesses.
-
1 schematically shows a fiber winding as known from the prior art; -
2 a schematic representation of a fiber optic coil formed from a fiber optic coil wound around a coil body; -
3A and3B schematic representations of additional glass fiber wound around a coil body; -
4 geometric dimension of the most densely packed fiber sections of a glass fiber wound around a spool; -
5 geometric dimensions of a thread produced from a metric ISO thread on a spool body; -
6 a flow chart of a method for producing a coil body with a thread; -
7 a flowchart of a method for manufacturing a fiber optic coil; -
8 another flowchart of the process for producing a fiber optic coil; -
9 a schematic partial view of a fiber optic coil; -
10 another flowchart of the process for producing a fiber optic coil; and -
11A to 11D Schematic partial views of a fiber optic coil during different stages of the winding process.
Die
Der Spulenkörper 100 weist einen zylinderförmigen Spulenkern 110 auf, auf den die Glasfaser 200 aufgewickelt werden kann. Der Spulenkern 110 ist mit einem Gewinde 120 versehen, in dessen Vertiefungen 121 die Glasfaser 200 abgelegt werden kann. Der Spulenkern 110 ist hierbei aus einem für einen Träger von Glasfasern 200 geeigneten Material hergestellt, z.B. aus einem Metall, wie etwa Aluminium, oder aus einem Kunststoff. Das Gewinde 120 kann hierbei durch ein spanendes Verfahren in den Spulenkern 110 eingeschnitten worden sein, d.h. die Vertiefungen 121 sind durch Abtragen von Material des Spulenkerns 110 entstanden.The coil body 100 has a cylindrical coil core 110 onto which the glass fiber 200 can be wound. The coil core 110 is provided with a thread 120, in whose recesses 121 the glass fiber 200 can be deposited. The coil core 110 is made of a material suitable for a carrier of glass fibers 200, e.g., a metal such as aluminum or a plastic. The thread 120 can be cut into the coil core 110 using a machining process, i.e., the recesses 121 are created by removing material from the coil core 110.
Das Gewinde 120 kann aber auch auf dem Spulenkern 110 aufgetragen worden sein. Insbesondere kann das Gewinde 120 auch nur aus einer Abfolge von Vorsprüngen und/oder Vertiefungen auf dem Spulenkern 110 bestehen, die geeignet sind, die Glasfaser 200 über den Spulenkern 110 zu führen. Das Gewinde 120 kann auch durch 3D-Druck erzeugt werden.However, the thread 120 can also be applied to the coil core 110. In particular, the thread 120 can also consist of only a sequence of projections and/or recesses on the coil core 110, which are suitable for guiding the glass fiber 200 over the coil core 110. The thread 120 can also be produced by 3D printing.
Wie in der
Zudem entstehen zwischen den Faserabschnitten 201 der ersten Faserlage 211 Lücken/Vertiefungen, die die Faserabschnitte 201 der nächsten, zweiten Faserlage 212 (teilweise) aufnehmen können, d.h. in die die Faserabschnitte 201 der nächsten, zweiten Faserlage 212 abgelegt werden können. Diese Lücken weisen eine durch die Steigung des Gewindes definierte Breite auf, die durch die Wahl einer passenden Steigung derart eingestellt werden kann, dass in den Lücken liegende Glasfaserabschnitte 201 ebenfalls gegen axiales Verrutschen gesichert sind. Dies ist insbesondere mit der Situation der
In gleicher Weise lassen sich die dritte Faserlage 213 und sich daran anschließende, nicht gezeigte Faserlagen in die Lücken/Vertiefungen der vorhergehenden Faserlagen ablegen. Hierdurch ermöglicht der mit dem Gewinde 120 versehene Spulenkern 110 des Spulenkörpers 100 ein fehlerfreies und positionsgenaues Wickeln einer Glasfaserspule 300.In the same way, the third fiber layer 213 and subsequent fiber layers (not shown) can be deposited into the gaps/recesses of the preceding fiber layers. The coil core 110 of the coil former 100, provided with the thread 120, thus enables error-free and precisely positioned winding of a fiber optic coil 300.
Während des Wickelprozesses können die Glasfaserabschnitte 201 untereinander zusätzlich verklebt werden, um für eine zusätzliche Fixierung zu sorgen. Zudem ist es in äquivalenter Weise im Prinzip auch möglich, die erste Faserlage 211 auf einen ohne Gewinde 120 ausgebildeten Spulenkern 110 zu kleben. Dies erfordert jedoch eine im Durchmesserbereich der Glasfaser (5 bis 50 µm) präzise Positionierung von Klebstoff und Glasfaser 200 auf dem Spulenkern 110, die technisch wesentlich aufwändiger zu realisieren ist als ein entsprechendes Gewinde.During the winding process, the glass fiber sections 201 can be additionally glued to one another to provide additional fixation. In principle, it is also possible, in an equivalent manner, to glue the first fiber layer 211 to a spool core 110 without a thread 120. However, this requires precise positioning of the adhesive and glass fiber 200 on the spool core 110 within the diameter range of the glass fiber (5 to 50 µm), which is technically much more complex to implement than a corresponding thread.
In der
In der
Vorzugsweise wird das Gewinde 120 deshalb bis an die Flansche 130, 135 herangeführt. Damit ist sichergestellt, dass die Wicklung stets an den Flanschen 130, 135 beginnt bzw. endet. Ein in axialer Richtung seitliches Abrutschen der Wicklung kann damit sicher verhindert werden.Preferably, the thread 120 is therefore brought up to the flanges 130, 135. This ensures that the winding always begins and ends at the flanges 130, 135. A This reliably prevents the winding from slipping sideways in the axial direction.
Im Beispiel der
Wie in den
Dabei ist in der
Auf diese Weise kann durch entsprechende Wahl der Steigung des Gewindes 120 eine fehlerfreie und positionsgenaue Ablage der Glasfaser 200 erreicht werden, die dazu führt, dass die Glasfaser 200 in der fertigen Glasfaserspule 300 dichtest gepackt ist. Dies reduziert den Platzbedarf der Wicklung in radialer Richtung R.In this way, by appropriately selecting the pitch of the thread 120, a flawless and precisely positioned deposition of the glass fiber 200 can be achieved, resulting in the glass fiber 200 being densely packed in the finished glass fiber coil 300. This reduces the space required for the winding in the radial direction R.
Insbesondere liegen die Faserabschnitte 201 verschiedener Lagen in radialer Richtung R der Glasfaserspule 300 zumindest entlang eines Querschnitts durch die Faserwicklung ohne axialen Versatz aufeinander. In diesem Querschnitt kann die dadurch erreichte dichteste Packung damit als eine 90°-Drehung der üblichen, in
Eine dichteste Packung der Glasfaser 200 kann insbesondere erreicht werden, wenn das Gewinde 120 eine Steigung P der Größe P = 2d · cos 30° aufweist, d.h. wenn das Gewinde 120 auf den Durchmesser d der aufzuwickelnden Glasfaser 200 abgestimmt ist.A densest packing of the glass fiber 200 can be achieved in particular if the thread 120 has a pitch P of the size P = 2d · cos 30°, i.e. if the thread 120 is matched to the diameter d of the glass fiber 200 to be wound.
Die Gleichung P = 2d · cos 30° kann hierbei mit Bezug auf
Bei bekanntem Faserdurchmesser d lässt sich also leicht die Gewindesteigung P bestimmen, die das Gewinde 120 des Spulenkörpers aufweisen muss, um eine Wicklung mit dichtest gepackter Glasfaser 200 zu erzielen.If the fiber diameter d is known, it is easy to determine the thread pitch P that the thread 120 of the coil body must have in order to achieve a winding with the most densely packed glass fiber 200.
In den
Vorzugsweise kann das Gewinde 120 einen Flankenwinkel von 60° haben. Dies entspricht dem Flankenwinkel von üblichen, industriell gefertigten Gewinden, wie z.B. dem metrischen ISO-Gewinde. Damit lässt sich die Herstellung des Gewindes 120 auf dem Spulenkern 120 vereinfachen.Preferably, the thread 120 can have a flank angle of 60°. This corresponds to the flank angle of common, industrially manufactured threads, such as the metric ISO thread. This simplifies the production of the thread 120 on the coil core 120.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Gewindes 120, die auf dem metrischen ISO-Gewinde basiert ist als schematischer Querschnitt in der
In der
Ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Herstellung eines Spulenkörpers 100, wie er in der
Es wird also zunächst ein Gewinde gedreht, dass sich von einem metrischen ISO-Gewinde durch den abgeflachten Gewindegrund mit einer Breite von P/4 unterscheidet. Die Gewindetiefe von 3/4 (P · cos 30°) ist die in der
Der derart hergestellte Spulenkörper 100 weist dann ein Gewinde 120 auf, auf das sich eine Glasfaser 200 in dichtester Packung wickeln lässt.The coil body 100 produced in this way then has a thread 120 onto which a glass fiber 200 can be wound in the densest possible packing.
Auf einem derartigen Spulenkörper 100 lässt sich eine Glasfaserspule 300 mit einem Verfahren gemäß des Ablaufdiagrams der
Das Verfahren zur Herstellung einer Glasfaserspule 300 weist auf: Bei S200 Bereitstellen des Spulenkörpers 100 mit einem zylinderförmigen Spulenkern 110 und einem ersten Flansch 130 an einem ersten Ende des Spulenkerns 110 und einem zweiten Flansch 135 an einem zweiten Ende des Spulenkerns 110.The method for manufacturing a fiber optic coil 300 comprises: at S200, providing the coil body 100 having a cylindrical coil core 110 and a first flange 130 at a first end of the coil core 110 and a second flange 135 at a second end of the coil core 110.
Bei S210 Wickeln einer ersten Faserlage 211 durch Ablegen von Faserabschnitten 201 von Glasfaser 200 in einem Abstand von P = 2d · cos 30°, mit d dem Durchmesser der Glasfaser 200. Wie oben dargestellt ermöglichen die Faserabschnitte 201 der ersten Faserlage 211 bei diesem Abstand, dass die darauf abgelegten Faserabschnitte 201 der zweiten Faserlage 212 in radialer Richtung R des Spulenkörpers 100 bzw. der Glasfaserspule 300 um d/2 mit den Faserabschnitten 201 der ersten Faserlage 211 überlappen und dass die Glasfaser 200 in dichtester Packung um den Spulenkern 110 gewickelt werden kann.At S210, winding a first fiber layer 211 by depositing fiber sections 201 of glass fiber 200 at a distance of P = 2d cos 30°, where d is the diameter of the glass fiber 200. As shown above, the fiber sections 201 of the first fiber layer 211 at this distance enable the fiber sections 201 of the second fiber layer 212 deposited thereon to overlap by d/2 with the fiber sections 201 of the first fiber layer 211 in the radial direction R of the coil body 100 or the glass fiber coil 300 and that the glass fiber 200 can be wound around the coil core 110 in the densest packing.
Bei S220 folgt das Wickeln von weiteren Faserlagen 212, 213, 214 durch Ablegen von Faserabschnitten 201 in Vertiefungen zwischen Faserabschnitten 201 in der vorhergehenden, ersten Faserlage 211, wobei das Wickeln der Faserlagen 211, 212, 213, 214 durch abwechselndes Wickeln des ersten Endes/der ersten Hälfte der Glasfaser 200 im Uhrzeigersinn um den Spulenkern 110 und des zweiten Endes/der zweiten Hälfte der Glasfaser 200 gegen den Uhrzeigersinn um den Spulenkern 110 und an den Enden des Spulenkerns 110 direkt anliegend an die Flansche 130, 135 erfolgt.At S220, further fiber layers 212, 213, 214 are wound by depositing fiber sections 201 in recesses between fiber sections 201 in the preceding, first fiber layer 211, wherein the fiber layers 211, 212, 213, 214 are wound by alternately winding the first end/first half of the glass fiber 200 clockwise around the coil core 110 and the second end/second half of the glass fiber 200 counterclockwise around the coil core 110 and at the ends of the coil core 110 directly adjacent to the flanges 130, 135.
Resultat eines solchen Wickelprozesses ist ein Wickelbild, wie es z.B. in den
Eine derart gewickelte Glasfaserspule 300 lässt sich insbesondere in faseroptischen Gyroskopen verwenden. Aufgrund der im Vergleich zum üblichen, in der
Das Verfahren der
- - das Wickeln des ersten bzw. zweiten Endes der Glasfaser 200 beendet wird, wenn ein entsprechender Faserabschnitt 201 an einem der Flansche 130, 135 anliegt (S300),
- - das sich daran anschließende Wickeln des anderen Endes der Glasfaser 200 einen Platz für einen Faserabschnitt 201 an dem jeweiligen Flansch 130, 135 frei lässt (S310) und nach dem Ablegen eines Faserabschnitts 201 an dem anderen Flansch 135, 130 beendet wird (S320) und
- - das sich hieran anschließende Wickeln mit dem Ablegen eines Faserabschnitts 201 in dem freigelassenen Platz beginnt (S330).
- - the winding of the first or second end of the glass fiber 200 is terminated when a corresponding fiber section 201 rests against one of the flanges 130, 135 (S300),
- - the subsequent winding of the other end of the glass fiber 200 leaves a space for a fiber section 201 on the respective flange 130, 135 (S310) and is terminated after the laying of a fiber section 201 on the other flange 135, 130 (S320) and
- - the subsequent winding begins with the deposition of a fiber section 201 in the space left free (S330).
In Anlehnung an die allgemein gebräuchliche Quadrupol-Wicklung wird also das Wickeln der ersten Lage mit einer Faserhälfte der Glasfaser 200 beendet, wenn ein Flansch erreicht wird (S300). Das sich daran anschließende Wickeln der zwei folgenden Lagen mit der anderen Faserhälfte der Glasfaser 200 lässt am Umkehrpunkt einen Platz für einen Faserabschnitt 201 an dem jeweiligen Flansch 130, 135 frei (S310) und wird nach dem Ablegen eines Faserabschnitts 201 an dem anderen Flansch 135, 130 beendet (S320). Das Wickeln wird dann mit dem Ablegen eines Faserabschnitts 201 in dem freigelassenen Platz fortgesetzt.Based on the commonly used quadrupole winding, the winding of the first layer with one fiber half of the glass fiber 200 is terminated when a flange is reached (S300). The subsequent winding of the two following layers with the other fiber half of the glass fiber 200 leaves a space free at the reversal point for a fiber section 201 on the respective flange 130, 135 (S310) and is terminated after a fiber section 201 has been deposited on the other flange 135, 130 (S320). Winding then continues with the deposit of a fiber section 201 in the vacated space.
Die Wicklung erfolgt also derart, dass stets bis zu einem der Flansche 130, 135 gewickelt wird. Im nachfolgenden Wickelschritt, der in entgegengesetzter Richtung erfolgt, wird eine Position an diesem Flansch freigelassen und die Wicklung am anderen Flansch beendet. Wird die Wicklung in die erste Richtung wieder aufgenommen, wird die Wicklung an der freigelassenen Position wieder aufgenommen. Die Glasfaser 200 lässt sich dann leicht positionsgenau an dieser Position ablegen.The winding is therefore always carried out up to one of the flanges 130, 135. In the subsequent winding step, which takes place in the opposite direction, a position on this flange is left free and the winding is completed on the other flange. If the winding is resumed in the first direction, the winding is resumed at the left-free position. The glass fiber 200 can then be easily deposited precisely at this position.
Dies ist beispielhaft in der
Die in der
Das Aufwickeln des ersten Endes wird beendet und das andere, zweite Ende wird in entgegengesetzter Richtung auf den anderen Flansch 130 hin gewickelt und erreicht diesen nach zwei Windungen (Positionen 3 und 4). Dann wird die Wicklung des zweiten Endes beendet und die Wicklung des ersten Endes wieder aufgenommen.The winding of the first end is completed, and the other, second end is wound in the opposite direction toward the other flange 130, reaching it after two turns (positions 3 and 4). Then, the winding of the second end is completed, and the winding of the first end is resumed.
Dieses wird zunächst am Flansch 130 gewickelt (Position 5) und hierauf entlang des Spulenkörpers 110 (Positionen 6 und 7). Jedoch wird am Flansch 130, an dem die Wicklung des zweiten Endes beendet wurde, ein Platz freigelassen und die Wicklung kehrt zum Ausgangsflansch 135 zurück (Positionen 8 bis 10), an dem die Wicklung beendet wird.This is first wound on flange 130 (position 5) and then along the coil body 110 (positions 6 and 7). However, a space is left at flange 130 where the winding of the second end was completed, and the winding returns to the output flange 135 (positions 8 to 10), where the winding is completed.
Das zweite Ende wird in die freigelassene Position gelegt (Position 11), hierauf entlang des Spulenkerns 110 zunächst vom Ausgangsflansch 130 weg (Positionen 12 bis 14) und dann wieder auf diesen zu gewickelt, während am gegenüberliegenden Flansch 130 eine Position freigehalten wird (Positionen 15 bis 17). Das Verfahren setzt sich dann in gleicher Weise mit der Wicklung des ersten Endes fort (Position 18), bis die Glasfaserspule 300 fertig gewickelt ist.The second end is placed in the released position (position 11), then wound along the spool core 110, initially away from the output flange 130 (positions 12 to 14) and then back toward it, while a position is kept free on the opposite flange 130 (positions 15 to 17). The process then continues in the same way with the winding of the first end (position 18) until the fiber optic spool 300 is completely wound.
Durch diese Modifikation des Quadrupol-Musters lässt sich eine fehlerfrei und positionsgenau gewickelte Glasfaserspule 300 realisieren, ohne dass es notwendig ist, Abstände zwischen der Wicklung und den Flanschen 130, 135 freizuhalten. Vor der Wicklung an der ersten Position in einer Lage, liegt die Faser schon an Ort und Stelle und muss nicht den Abstand zwischen Wicklung und Flansch passierend aus der vorletzten Lage geholt werden. Ohne Abstand zwischen Wicklung und Flansch wird ein Verrutschen der Faser in ihrer Position am Rand der Wicklung verhindert.This modification of the quadrupole pattern allows for a flawless and precisely wound fiber optic coil 300 without the need to maintain gaps between the winding and the flanges 130, 135. Before winding at the first position in a layer, the fiber is already in place and does not need to be retrieved from the second-to-last layer by passing the gap between the winding and the flange. Without a gap between the winding and the flange, the fiber is prevented from slipping in its position at the edge of the winding.
Dieses Verfahren lässt sich weiter gemäß des Ablaufdiagrams der
Hier erfolgt bei S400 ein Ablegen eines zentralen Faserabschnitts 201 an einer an den ersten Flansch 130 angrenzenden Stelle des Spulenkerns 110 und bei S410 Wickeln eines ersten Endes der Glasfaser 200 bis zum zweiten Flansch 135. Dies sind in der schematischen Darstellung der
Bei S420 erfolgt Wickeln des zweiten Endes der Glasfaser 200 zunächst in Richtung des zweiten Flansches 135 und - bevor der zweite Flansch 135 erreicht wurde - Wickeln des zweiten Endes in Richtung des ersten Flansches 130. Dies ist in der
Bei S430 erfolgt Wickeln des ersten Endes der Glasfaser 200 zunächst entlang des zweiten Flansches 135, d.h. die Glasfaser 200 wird in der zuvor freigelassenen Position abgelegt. Dies ist in der
Hierauf wird das erste Ende zunächst in Richtung des ersten Flansches 130 gewickelt. Dies ist durch die Ablage der Glasfaser in den Positionen 9 und 10 der
Bei S440 erfolgt abwechselndes Wickeln der Enden der Glasfaser 200 derart, dass zunächst entlang des benachbarten Flansches 130, 135, hierauf in Richtung des gegenüberliegenden Flansches 135, 130 und hierauf wieder zurück bis zum benachbarten Flansch 130, 135 gewickelt wird, bevor der gegenüberliegende Flansch 135, 130 erreicht wurde. Dies ist in den
Das Verfahren lässt sich auf dieser Weise beliebig iterieren, bis die Glasfaserspule 300 fertiggestellt ist. Auf diese Weise lassen sich Glasfaserspulen 300 mit einer fehlerfreien und positionsgenauen Lage der Glasfaser 200 erreichen.The process can be iterated in this way as desired until the fiber optic coil 300 is completed. In this way, fiber optic coils 300 with an error-free and precisely positioned fiber optic cable 200 can be achieved.
Es versteht sich von selbst, dass sowohl die Anzahl der Windungen in axialer Richtung der Glasfaserspule 300, die Anzahl der Faserlagen in radialer Richtung der Glasfaserspule 300 sowie die gezeigten Abmessungen in den
In der obigen Beschreibung wurde als Beispiel ein Spulenkörper 110 mit einem Gewinde 120 verwendet. Alternativ kann auch ein Spulenkörper 110 verwendet werden, auf dem eine Reihe von parallelen Umlaufrillen angeordnet sind, die den Spulenkörper ohne Steigung umlaufen, d.h. bei fester Position entlang der axialen Richtung x. Die Abmessung und Anordnung dieser Umlaufrillen erlaubt, die Glasfaser im Abstand von P = 2d · cos 30° in den Umlaufrillen abzulegen.In the above description, a coil former 110 with a thread 120 was used as an example. Alternatively, a coil former 110 can be used on which a series of parallel circumferential grooves are arranged, which circumferentially surround the coil former without a pitch, i.e., at a fixed position along the axial direction x. The dimensions and arrangement of these circumferential grooves allow the glass fiber to be deposited in the circumferential grooves at a distance of P = 2d · cos 30°.
Um den Übergang von einer Umlaufrille in eine benachbarte Umlaufrille zu ermöglichen, weist der Spulenkörper 110 zumindest einen sich in axialer Richtung x erstreckenden Bereich auf, in dem die Umlaufrillen in Umfangsrichtung unterbrochen sind, d.h. in dem keine Umlaufrillen ausgebildet werden. In diesem zumindest einen Übergangsbereich kann die Glasfaser 200 axial über den Spulenkörper 110 bewegt werden. Zudem können Faserabschnitte vorzugsweise im Übergangsbereich von darüberliegenden Faserabschnitten gekreuzt werden.To enable the transition from one circumferential groove to an adjacent circumferential groove, the coil former 110 has at least one region extending in the axial direction x, in which the circumferential grooves are interrupted in the circumferential direction, i.e., in which no circumferential grooves are formed. In this at least one transition region, the glass fiber 200 can be moved axially over the coil former 110. Furthermore, fiber sections can preferably be crossed by overlying fiber sections in the transition region.
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102024104879.4A DE102024104879A1 (en) | 2024-02-21 | 2024-02-21 | Fiber optic coil and method for producing a fiber optic coil |
| PCT/EP2024/081847 WO2025176345A1 (en) | 2024-02-21 | 2024-11-11 | Optical fiber coil and method for producing an optical fiber coil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102024104879.4A DE102024104879A1 (en) | 2024-02-21 | 2024-02-21 | Fiber optic coil and method for producing a fiber optic coil |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102024104879A1 true DE102024104879A1 (en) | 2025-08-21 |
Family
ID=93563323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102024104879.4A Pending DE102024104879A1 (en) | 2024-02-21 | 2024-02-21 | Fiber optic coil and method for producing a fiber optic coil |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102024104879A1 (en) |
| WO (1) | WO2025176345A1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR717497A (en) * | 1930-05-22 | 1932-01-09 | Thomson Houston Comp Francaise | Improvements to the windings of electrical machines and their manufacturing processes |
| US4743115A (en) * | 1985-06-21 | 1988-05-10 | Thomson-Csf | Method of coiling an optical fiber gyroscope and an optical fiber coil thus obtained |
| US4925125A (en) * | 1987-07-02 | 1990-05-15 | Hughes Aircraft Company | Deep nested filament winding |
| US5193761A (en) * | 1991-05-31 | 1993-03-16 | At&T Bell Laboratories | Optical fiber package and method of making |
| DE69331935T2 (en) * | 1993-12-22 | 2002-11-14 | Smiths Industries Aerospace & Defense Systems Inc., Grand Rapids | OPTICAL FIBER REEL AND WINDING METHOD |
| DE69922531T2 (en) * | 1998-10-19 | 2005-12-15 | Honeywell, Inc., Minneapolis | WINDING FOR FIBER OPTICAL COILS |
| WO2019059087A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 株式会社フジクラ | Optical fiber wound around bobbin |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102564413B (en) * | 2012-01-04 | 2015-12-02 | 武汉长盈通光电技术有限公司 | A kind of optical fiber loop framework and winding thereof |
-
2024
- 2024-02-21 DE DE102024104879.4A patent/DE102024104879A1/en active Pending
- 2024-11-11 WO PCT/EP2024/081847 patent/WO2025176345A1/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR717497A (en) * | 1930-05-22 | 1932-01-09 | Thomson Houston Comp Francaise | Improvements to the windings of electrical machines and their manufacturing processes |
| US4743115A (en) * | 1985-06-21 | 1988-05-10 | Thomson-Csf | Method of coiling an optical fiber gyroscope and an optical fiber coil thus obtained |
| US4925125A (en) * | 1987-07-02 | 1990-05-15 | Hughes Aircraft Company | Deep nested filament winding |
| US5193761A (en) * | 1991-05-31 | 1993-03-16 | At&T Bell Laboratories | Optical fiber package and method of making |
| DE69331935T2 (en) * | 1993-12-22 | 2002-11-14 | Smiths Industries Aerospace & Defense Systems Inc., Grand Rapids | OPTICAL FIBER REEL AND WINDING METHOD |
| DE69922531T2 (en) * | 1998-10-19 | 2005-12-15 | Honeywell, Inc., Minneapolis | WINDING FOR FIBER OPTICAL COILS |
| WO2019059087A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 株式会社フジクラ | Optical fiber wound around bobbin |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2025176345A1 (en) | 2025-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3239803C2 (en) | ||
| DE3242092C2 (en) | ||
| DE3141013C2 (en) | Device for winding an elongated winding form | |
| DE102008019479A1 (en) | Stator or rotor for electrical machines and method for its manufacture | |
| DE840284C (en) | Solenoid coil and process for its manufacture | |
| DE2430539A1 (en) | FLEXIBLE HOSE | |
| DE2855638C2 (en) | Process for the production of elongated bobbins from fiber composite material | |
| DE3876068T2 (en) | REEL FOR OPTICAL FIBERS AND METHOD FOR TENSION-FREE WINDING OF THE REEL WITH OPTICAL FIBERS. | |
| DE8717974U1 (en) | Wire wound coil | |
| DE3124264A1 (en) | FOLDABLE WRAPPING THORN | |
| DE2309581C3 (en) | Deflection unit | |
| EP0006457A1 (en) | Method for SZ stranding several layers of stranding elements of electrical or optical cables and device for carrying out the method | |
| DE1910011A1 (en) | Method of manufacturing a light guide | |
| WO2020259746A1 (en) | Method for producing a stator for an electrical machine | |
| DE102024104879A1 (en) | Fiber optic coil and method for producing a fiber optic coil | |
| DE102024104878A1 (en) | Coil former, fiber optic coil and method for producing a coil former | |
| EP0768685B1 (en) | Method of manufacturing saddle coils having different dimensions | |
| DE3884035T2 (en) | Method of winding a non-radial turn for a cathode ray tube deflection unit. | |
| DE69331935T2 (en) | OPTICAL FIBER REEL AND WINDING METHOD | |
| DE102017124859A1 (en) | Method for producing an electric coil and winding device | |
| EP4003712B1 (en) | Method for producing a tubular part with an internal thread, and tubular part with an internal thread | |
| DE69922531T2 (en) | WINDING FOR FIBER OPTICAL COILS | |
| DE102016223524A1 (en) | Damping and spring arrangement and method for its production | |
| DE3221406A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR INSERTING COILS IN CORE SLOTS AS FIELD WINDINGS OF ELECTRICAL MACHINES | |
| DE2164003A1 (en) | Manufacture of scraper fittings cylinder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed |