CN103372804B - 光纤连接器抛光设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抛光设备,其用于抛光光纤连接器。所述抛光设备具有用于支撑抛光介质的基座部分和抛光圆盘。所述抛光圆盘包括:连接器安装座,所述连接器安装座用于接纳和保持固定到光纤的末端的所述光纤连接器;和抛光齿轮,所述抛光齿轮被构造成与设置在所述基座部分中的环形齿轮啮合,使得在所述抛光齿轮在所述环形齿轮内旋转啮合时,安装在所述光连接器中的光纤的光纤顶端在所述抛光介质上描绘螺线图案。
Description
技术领域
本发明涉及用于抛光光纤的设备和方法,具体而言,涉及用于抛光要现场封端和抛光的光纤的设备和方法。
背景技术
在光通信网络区域,光纤连接器是连接两根或更多根光纤的主要方式之一。有若干种光纤连接器,包括用粘合剂围套的连接器,其中通过粘结方法将光纤固定在套圈孔内,将光纤顶端保持在相对于套圈顶端基本上固定的位置。另一类连接器包括非套圈连接器,其依靠扣紧光纤的一段长度来产生接触压力。另一类连接器包括远程夹持(围套的)连接器,其中将光纤固定在离光纤末端或光纤顶端一定距离的位置处。
在现场安装远程夹持连接器时,一种现行实践是使用共面/齐平抛光。在远程夹持连接器中,如同其他类型的连接器一样,如果至少两根光纤的末端形成牢固的物理接触,就可实现很低的光损耗和使光反射最小。然而,当温度升高或降低时,光纤和套圈组件的膨胀系数之间的任何差异都可能导致光纤顶端不接触。所得的间隙会导致明显的反射。常规的远程夹持连接器在美国专利No.5,408,558和7,775,726中有所描述。
另一种现行实践涉及:技术人员进行现场抛光以产生凸起超过套圈顶端的光纤末端。这种抛光远程夹持连接器的方法产生凸起区域,该凸起区域会形成牢固的物理接触,同时避免光纤顶端上的过量的力。在认真遵循该方法的要求时,该方法在室内应用温度下(0℃至60℃)允许至少两个光纤末端面充分产生物理接触。然而,不推荐在户外使用常规抛光的现场封端的远程夹持连接器,因为其具有更为苛刻的温度要求(-40℃至80℃)。导致不合格的光损耗的因素可能是以下问题引起:现场打磨工艺固有的可变性、技工操作错误、打磨过度(如用力过大,或击打过多以及粗糙、堵塞或研磨剂受污染)或是使用不同类型的研磨剂来取代。
下面的参考文献描述了用于抛光光纤的常规装置:US2011/0275283A1;US2011/0312249A1;US3,975,865;US4,178,722;US4,291,502;US4,979,334;US5,007,209;US5,185,966;US5,216,846;US5,349,784;US5,351,445;US6,790,131;US6,945,860;和US7,491,114。
发明内容
根据本发明的一个示例性方面,提供了一种抛光设备,以抛光光纤连接器。光纤连接器包括连接器壳体和套圈。抛光设备具有用于支撑抛光介质的基座部分和抛光圆盘。抛光圆盘包括:连接器安装座,该连接器安装座用于接纳和保持固定到光纤的末端的光纤连接器;和抛光齿轮,该抛光齿轮被构造成与设置在基座部分中的环形齿轮啮合,使得在抛光齿轮在环形齿轮内旋转啮合时,安装在光连接器中的光纤的光纤顶端在抛光介质上描绘螺线图案。
根据本发明的另一示例性方面,抛光设备包括用于接纳和保持光纤连接器的连接器安装座和具有基座部分的抛光设备壳体,基座部分支撑抛光介质并包括环形齿轮。环形齿轮包括多个沿环形齿轮的内周边缘设置的内齿。抛光设备还包括抛光圆盘,抛光圆盘包括设置在抛光齿轮内的连接器安装座。抛光齿轮具有从抛光齿轮的周围边缘突出的多个外齿。抛光齿轮上的外齿与抛光设备壳体的环形齿轮的内齿啮合,使得抛光介质设置在从设置在连接器安装座中的光纤连接器的套圈的端面延伸的光纤顶端附近。
根据本发明的又一示例性方面,提供了抛光光纤连接器的方法,该方法包括提供具有剥掉皮的末端的光纤。将光纤的剥掉皮的末端切割至所需长度以产生光纤顶端。将剥掉皮且切割的光纤穿过光纤连接器和套圈,使得光纤顶端从套圈的端面突出已知的量。然后,将光纤固定在光纤连接器中。
将光纤连接器置于抛光设备中。抛光设备包括具有基座部分的抛光设备壳体,基座部分支撑抛光介质并包括环形齿轮。环形齿轮包括多个沿环形齿轮的内周边缘设置的内齿。抛光设备还包括抛光圆盘,抛光圆盘包括设置在抛光齿轮内的连接器安装座。抛光齿轮具有从抛光齿轮的周围边缘突出的多个外齿。抛光齿轮上的外齿与抛光设备壳体的环形齿轮的内齿啮合,使得抛光介质设置在从设置在连接器安装座中的光纤连接器的套圈的端面延伸的光纤顶端附近。
抛光圆盘在环形齿轮内的环形路径中移动,使得从光纤连接器的端面延伸的光纤顶端在抛光介质上描绘螺线。
上述本发明的发明内容并非意图描述本发明的每一个说明性实施例或每种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体地说明这些实施例。
附图说明
将结合附图进一步描述本发明,其中:
图1A-1C是根据本发明的一个方面的示例性抛光设备的三个视图。
图2是图1A的抛光设备的壳体的基座部分的等轴视图。
图3是图1A的抛光设备的壳体的可选盖部分的等轴视图。
图4A-4C是与图1A的抛光设备一起使用的抛光圆盘的三个视图。
图5A-5B是示出安装在图4A的抛光圆盘中的光纤连接器的两个视图。
图6A-6B是示出用图1A的抛光设备对光纤连接器的抛光的两个视图。
图6C是由被示例性抛光设备抛光的光纤的顶端描绘的图案的示意图。
图7是可用本发明的抛光设备抛光的示例性光纤连接器的等轴视图。
图8A-8B是根据本发明的一个方面的可选的示例性抛光设备的两个视图。
图9是图8A的抛光设备的壳体的基座部分和抛光圆盘的等轴视图。
虽然本发明可修改为各种修改形式和替代形式,但其具体的方式已以举例的方式在附图中示出并且将会作详细描述。然而应当理解,目的并不是将本发明局限于所述的具体实施例。相反,其目的在于涵盖落入所附权利要求所限定的本发明范围内的所有修改形式、等同形式和可供选择的形式。
具体实施方式
在以下的具体实施方式中参考形成本发明的一部分的附图,在附图中以举例说明的方式显示可以实施本发明的具体实施例。就这一点而言,诸如“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“前部”、“朝前”和“尾部”等定向术语应结合图示所描述的取向使用。因为本发明实施例的元件可设置为多个不同取向,所以定向术语的使用是为了说明,而不具有任何限制性。应当理解的是,可以采用其它的实施例,在不偏离本发明范围的情况下可以进行结构或逻辑的改变。因此,并不局限于采取以下具体实施方式,且本发明的涵盖范围由附加的权利要求限定。
本发明涉及用于抛光在光纤连接器中封端的光纤的设备和方法。如本文所述,一种现场抛光光纤连接器的简单方法可以低成本的抛光工具提供一致而可重复的结果。此外,本文所述现场抛光的简单方法当与传统的现场抛光方法相比时可以显著降低工艺灵敏度,并且可以降低连接器安装成本。在优选的方面,抛光设备可为轻质手持机械装置,用于在现场手动操作。
抛光设备100可用来抛光多种光纤连接器类型,例如远程夹持式光纤连接器,如可得自3M公司(St.Paul,MN)的CrimplokTM+连接器。图7示出了另一种远程夹持光纤连接器10,该连接器在名称为“OpticalFiberConnector”(光纤连接器)的代理人案卷号67944WO002的与本专利同日提交的PCT专利申请中有详细描述,该申请以引用方式全文并入本文中。光纤连接器10包括套圈14,套圈14牢固地设置在卡圈主体(未示出)一端中的开口中。卡圈主体保持在光纤连接器10的外壳体12内。卡圈主体被构造成接纳机械夹持装置,该机械夹持装置用于将来自光纤电缆50的光纤夹持在连接器内。支柱16将卡圈主体保持在外壳体12内并包括光纤护套夹紧部(未示出),用于夹在光纤电缆50的护套54上。护罩18可附接到支柱的一部分,其中护罩促动支柱的光纤护套夹紧部以将支柱固定在光纤电缆50的电缆护套54上。示例性抛光设备100被构造成使连接器套圈14的端面14a和突出的光纤顶端52靠近设置在抛光设备中的抛光介质。光纤连接器还可包括端盖(未示出),端盖设置在连接器套圈上,以防止在将光纤连接器安装到光纤电缆上之前环境污染连接器套圈。在一个示例性方面,端盖可包括凹部,以便仅允许预定长度的光纤(如光纤顶端52)从连接器套圈14的端面14a延伸。
光纤电缆50可以是常规电缆,例如250μm或900μm缓冲包覆光纤、增强护套光纤、带护套分接电缆或其他铠装和增强光纤。光纤电缆的光纤可以是单模或多模的。多模光纤的例子可以具有50μm的纤芯尺寸、62.5μm的纤芯尺寸或不同标准的纤芯尺寸。在另一个可供选择的方面,光纤电缆可以包括常规的塑料光纤。在又一方面,光纤电缆50可以是FRP分接电缆、1.6至3.0mm铠装分接电缆或其他光纤分接电缆。
抛光设备可用于这样的应用中,其中在光纤已固定在光纤连接器内之后最终光端精修步骤完成。可使用本发明的示例性连接器抛光的其他示例性光纤连接器类型包括诸如3MTM8300HotMeltSC连接器的热熔融式连接器或诸如3MTM8206FC/APCConnector(Epoxy)的环氧树脂连接器,两种连接器都可得自3M公司(St.Paul,MN)。在一个示例性的方面,光纤连接器10可具有如图7所示的SC形式。在其他方面,抛光设备可被构造成通过简单地更换抛光圆盘170中的连接器安装座171而接纳具有另一个标准连接器形式的连接器,例如LC形式、FC形式、ST形式等(图4A)。在另一个替代形式中,连接器安装座171可被构造成接纳多纤维光连接器,例如MT光纤连接器或MPO光纤连接器。
图1A和1B示出了抛光设备100的示例性实施例的组装开放视图和分解图。抛光设备100包括具有基座部分111和可选盖部分121的抛光设备壳体110。盖部分可具有附接环122和封盖125,附接环122用于将盖部分固定到基座部分111。如图1A所示,封盖可以打开,以便在盖部分设置在基座部分上时提供到抛光设备壳体内部的通路。作为另外一种选择,封盖125可以在抛光设备不使用时关闭。在一个替代的方面,在抛光设备不使用时,可将单个按扣式盖部分装配到基座部分。
基座部分111在抛光平台112上支撑一件抛光介质140。图2示出了未附接盖部分的基座部分111。抛光平台112包括环形齿轮115,环形齿轮115从表面延伸并与抛光平台的外边缘相邻。环形齿轮115具有沿环形齿轮的内周边缘设置的多个内齿115a和边缘117,边缘117被构造成与抛光设备壳体110的盖部分121的附接环122接合。附接环可具有大致C形的横截面轮廓123(图1A、1C和3)。C形轮廓123a的外边缘抵靠在基座部分111的边缘117上和/或与边缘117接合,同时附接环的C形轮廓123b的内部在环形齿轮115的内齿115a上方延伸超出环形齿轮的内周边,以便在连接器投入使用之前在抛光设备用来精修光纤连接器时确保抛光圆盘160的正确定位。在图1A所示示例性方面中,C形轮廓123b的内部可以略微长于C形轮廓123a的外部,如图1C所示。
边缘117可包括一个或多个导向孔118,导向孔118被构造成与盖部分121的附接环122上的对齐栓122a接合(图3),以有助于将盖部分定位在基座部分111上。另外,边缘117可包括围绕边缘的周边间隔开的多个盖卡扣119,盖卡扣119被构造成与多个锁钩122b配合,锁钩122b形成在盖部分121的附接环122上以将盖部分固定到基座部分111。
基座部分111还可包括在抛光平台112内的凹陷部,例如环形槽113,用于在抛光介质的环形件的情况中有助于保持抛光介质140(图1A)。在一个可供选择的实施例中,凹陷部在使用圆形抛光介质时可以是环形的,或者当使用矩形的抛光介质时为矩形的。抛光平台112也可包括嵌入物114,用于有助于将抛光介质放置到抛光平台和从抛光平台取出。在一个示例性的方面,凹陷部的深度大于嵌入物的深度。
抛光介质140可包括常规的抛光介质或材料。根据抛光类型,抛光介质140包括较大粒度(例如,5-10μm粒度)的磨料,或相对更细粒度的材料(例如,0.02-0.05μm粒度)的抛光介质。例如,在一个方面,通过将其放入抛光设备的基座部分111中的环形槽113内,可以使用具有标称0.01μm氧化硅粗粒的3M869XW研磨膜环形件(可得自3M公司(St.Paul,MN))。抛光介质140可结合干抛光或湿抛光(如水或酒精)使用。在抛光操作完成之后,抛光介质140可从抛光设备上去除,并用新的一件抛光介质替代,以用于下一次抛光操作。
在一个优选的方面,抛光介质140可用一个或多个适形垫150支撑。在图1B和图1C所示示例性方面,使用单个环形适形垫150。图1C是抛光设备100的局部截面图,示出了设置在基座部分111中的环形槽113内的适形垫150。适形垫150可具有约3mm的厚度和约60肖氏A至约80肖氏A、优选约75肖氏A的硬度。然而,适形垫的厚度可根据环形槽的深度、所需最终光纤凸起以及其他系统设计标准而变化。在一个示例性的方面,适形垫可由诸如硅橡胶材料的橡胶制成。在一个替代的方面,可使用两个适形垫(未示出)。在这种情况下,每个垫的物理特性可以改变,从而得到所需的抛光表面。例如,适形垫中的一个可以是相对较硬的薄垫(具有约0.8mm的厚度和约60至约80的肖氏A硬度)。其他适形垫可以是相对较软的厚垫(具有约3mm的厚度和约30至约50的肖氏00硬度)。在一个示例性的方面,适形垫150可具有涂布在其主表面中的一个上的粘合剂,以允许适形垫粘结性地固定在环形槽113内。通过施加少量水到适形垫表面并将抛光介质设置在顶部上,可以将抛光介质140临时保持到适形垫150的表面。作为另外一种选择,可以使用背胶抛光介质。
环形槽113的深度大于或等于适形垫150和抛光介质140的组合厚度(即,抛光平台112或者与抛光介质的表面齐平,或者略高于抛光介质的表面)。该构型允许抛光圆盘160的主体(即抛光齿轮161和连接器安装座171)安放在抛光平台112的表面112a上。以这种方式构造抛光设备有助于消除常规现场抛光方法中存在的一些工艺灵敏度,在常规方法中,整个抛光圆盘安放在抛光介质的表面上,抛光介质又设置在适形垫上。在这些常规抛光方法中,技工可能通过将抛光圆盘太用力地压贴到抛光介质上而使连接器过度抛光,或者如果在抛光圆盘一侧上施加太大的压力,甚至导致成角度抛光。
抛光介质140和与抛光平台112同心设置的适形垫150的环形构型允许更大程度地控制在光纤连接器10中固定的光纤的顶端52上的力。在一个示例性的方面,被抛光的光纤顶端上的合适的接触力可控制为从约100克力至约150克力,优选地约130克力,这取决于突出的光纤的长度和研磨介质。接触力、抛光表面的适形度以及套圈顶端的形状的组合配合以帮助提供在抛光的光纤表面上的期望的形状。
抛光设备100的盖部分121还可包括常规闩锁126,闩锁126可用来通过与抛光设备壳体的基座部分上的卡扣116接合而将封盖125固定在关闭位置。
常规铰链120可用于允许封盖125在多种操作下重复地打开和关闭。如图1A和3所示,封盖125可通过铰链120旋转地附接到附接环122,铰链120包括设置在封盖125和附接环122之一上的铰链销以及位于附接环和基座中的另一个上的铰链销接收器。在图1B所示实施例中,铰链销120a设置在封盖125上,并且铰链销接收器120b位于附接环122上。当然,在本发明的范围内,可以设想和应当考虑能将封盖125可旋转地附接到附接环122的任何类型的铰链结构,包括但不限于圆筒铰链结构、平接铰链结构、摩擦铰链结构等。在一个替代的方面,可以使用搭扣配合封盖。
附接环122还可包括间隙或缺口段124,以有利于将抛光圆盘160置于抛光设备中。间隙允许抛光圆盘160的抛光齿轮161与基座部分111的内齿115a啮合,同时容易被插入附接环122的C形轮廓123b的内部下面,如图1A所示。
包括基座部分111和盖部分的抛光设备壳体110可由诸如金属或模制塑料的刚性材料构成。模制塑料可包括玻璃或矿物质填充的聚合树脂、工程树脂或刚性热塑性树脂。示例性模制塑料可包括:聚碳酸酯;聚甲醛,例如可作为100NC010得自DuPont(Wilmington,DE)的材料;聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯);以及它们的共混物或共聚物。ABS和PC的示例性共混物可得自毅兴工程塑料有限公司(D0530,中国)。虽然基座部分111和盖部分121示出为单独的部件,但在一个替代的方面,盖部分的附接环可与基座部分一体地形成。在一个优选的方面,抛光设备100为轻便的(例如,小于1lbs.,更优选地小于0.5lbs.)。
抛光设备还可包括抛光圆盘160,抛光圆盘160包括抛光齿轮161和连接器安装座171。抛光齿轮具有从抛光齿轮161的周围边缘突出的多个外齿162,如图4B所示。外齿可被构造成与在抛光设备壳体110的基座部分111中的环形齿轮115的内齿115a啮合,如图1A和6A-6B所示。抛光齿轮161具有穿过其中的中心开口163,以允许将连接器安装座171插入抛光齿轮中。在一个示例性的方面,中心开口可相对于抛光齿轮的中心点偏心设置,以使得连接器安装座可以不对称地定位在抛光齿轮内。例如,连接器安装座171的中心轴线190可从抛光齿轮161的中心点192偏移约1mm至约10mm,优选地约2mm至约5mm。
抛光齿轮161还可包括中心肋164,中心肋164在抛光齿轮161的顶部和底部之间的大约中间处围绕中心开口163的内部周向地延伸。中心肋164与连接器安装座171接合,以便在抛光齿轮围绕抛光设备100的基座部分111的环形齿轮115的内部移动时,允许抛光齿轮围绕连接器安装座旋转。
连接器安装座包括:连接器保持结构172,连接器保持结构172居中设置在连接器安装座171上以在连接器中接纳常规光纤连接器;周边凸缘174,周边凸缘174设置在连接器安装座的边缘周围;和多个钩形凸起175,钩形凸起175从凸缘延伸,使得抛光齿轮161的中心肋164将在连接器安装座上设置在凸缘和钩形凸起之间,使得连接器安装座可以在抛光齿轮内自由旋转。
连接器安装座171被构造成在连接器保持结构172中接纳常规光纤连接器。例如,常规连接器可包括远程夹持光纤连接器10(参见例如图6)。这样的光纤连接器10在名称为“OpticalFiberConnector”(光纤连接器)的代理人案卷号67944WO002的与本专利同日提交的PCT专利申请中有详细描述,该申请以引用方式全文并入本文中。该示例性连接器10包括外壳体12和连接器套圈14。当光纤连接器10安装在连接器安装座171中时,安装座被构造成使连接器套圈14的端面14a(参见例如图5B和7)和光纤电缆50的突出的光纤顶端52靠近设置在抛光设备110的基座部分111的抛光平台112上的抛光介质140。连接器安装座171还将光纤连接器10固定到位,以减少抛光期间由设置在光纤电缆或连接器部件上的偶然力造成的潜在移动。
连接器安装座171被构造用于以可脱开的方式保持和固定光纤连接器10,并提供紧密的贴合性(如通过搭扣配合)来固定连接器。如图4C所示,连接器安装座的连接器保持结构172可包括一个或多个构造成与外壳体12接合的闩锁结构176和套管结构177,套管结构177用于保持和稳定光纤连接器10的连接器套圈14。优选地,可通过连接器安装座171以预定角度保持连接器10。例如,连接器安装座171可保持光纤连接器10以用于平坦抛光(0°),其中抛光介质垂直于光纤的轴向,或者,作为另外一种选择,用于与垂直方向成小角度(约2°至约12°)的成角度抛光,以生产成角度抛光的连接器。
图5A和5B示出了设置在抛光圆盘160中的光纤连接器的两个视图。特别地,图5B示出抛光圆盘160的底侧,示出了套圈的端面14a的位置,其中光纤的顶端52从套圈的端面延伸。当抛光圆盘160放入抛光设备中时,光纤的顶端52定位成抵靠抛光介质140,使得光纤顶端经受抵靠抛光介质的从约100克力至约150克力的接触力,优选约130克力。
在不使用时,抛光圆盘160可存放在抛光设备的盖部分中。图3示出了收起的抛光圆盘160,以便存放在抛光设备的盖部分121的封盖125的内表面上。封盖125可包括从封盖的内表面突出的一对臂128。臂被构造成通过与抛光圆盘的连接器安装座171内的一个或多个开口178(在图5B和6B中最清楚地示出)接合而将抛光圆盘160保持在存放位置。
图6A和6B示出了未附接盖部分的抛光设备的基座部分111。如果担心抛光过程中抬起抛光圆盘,可以如此前所述将可选的盖部分121(图1A和3)附接到基座部分。附接环122的C形轮廓123的内部123b形成在环形齿轮的内齿上方延伸的唇缘,以便在光纤连接器投入使用之前在抛光设备用来精修光纤连接器时确保抛光圆盘160的正确定位。唇缘延伸超出环形齿轮的内周边缘,以便在抛光光纤的顶端的同时引导和保持抛光齿轮。
此外,图6A-6B示出了如何可以使用本发明的示例性抛光设备100抛光光纤连接器。本发明的示例性方法提供可导致可重复的现场抛光结果的可重复工艺。具体地讲,可采用以下方法来按照直接方式完成一个或多个现场抛光的光纤连接器。在一个示例性方面,总的工艺包括将光纤电缆剥皮和切割、设置光纤突起(光纤顶端和套圈端面之间的距离)和抛光光纤顶端。在抛光之后,光纤顶端可被清洁。
更详细地说,张力释放防护罩(参见图7,护罩18)可螺纹连接到光纤电缆50上。通过去除电缆护套54的末端部分可制备光纤电缆(例如,约60mm)。随后,利用常规光纤电缆剥皮器可将光纤的缓冲包覆层剥除,使得缓冲包覆层延伸超出电缆护套约28mm。暴露的玻璃顶端部分可利用酒精(或其它常规清洁剂)擦拭进行清洁。
光纤可定位在现场切割器内,例如PCT公开No.WO2009/051918中描述的切割器,该专利以引用方式全文并入本文中,并且描述了使用例如金刚石包覆线进行的现场切割操作。当然,可以使用其他常规的切割器,这些切割器能够产生具有相对于垂直线在0°至约3.5°之间的切割角的光纤顶端。
然后,将切割的光纤引入进入并穿过光纤连接器10,直到光纤的顶端52离开套圈14的端面14a,并且在连接器的端盖中形成的凹坑或凹部中到达底部。该方法设定了正确的凸起距离,即,当光纤中的微小弯曲确保光纤顶端已接触端盖中的凹部的底部时,光纤的顶部从套圈的端面延伸的距离。足够的凸起可为从约15μm至约35μm,优选的凸起为约25μm。利用远程夹持光纤连接器10,接着使用致动器顶盖15来促动夹持元件,以固定光纤在连接器内的位置。然后,将护罩18拧到支柱的一部分上,导致支柱的光纤护套夹紧部的促动将光纤连接器10的连接器夹到光纤电缆50的电缆护套54。
光纤连接器10从而可用于抛光,并可以插入抛光圆盘160的连接器安装座171中。抛光介质140(例如,得自3M公司的863XW研磨膜、得自3M公司的869XW研磨膜或其他研磨膜的冲切环)可放置在环形槽113内的适形垫的裸露表面上,并且用去离子水或其他常规抛光液润湿。在另一方面,可以使用干抛光工艺。
将抛光圆盘160置于抛光设备内,使得在抛光圆盘的抛光齿轮161上的外齿162的一部分与作为基座部分111的部件的环形齿轮115的内齿115a的一部分啮合。抛光齿轮在抛光方向上围绕环形齿轮的内周边移动,例如,在由图6B所示箭头199所指方向上。由于连接器安装座可旋转地安装在抛光齿轮内,连接器安装座将在如箭头198所指的与抛光方向相反的方向上旋转,以允许技工的手相对于连接器安装座保持(plantain)恒定的取向。如果连接器安装座不能在抛光齿轮内自由旋转,则技工的手相对于抛光圆盘的恒定变化将导致抛光之后不可靠的结果。
抛光过程的长度取决于抛光圆盘围绕抛光设备100的内周边行进的转数。例如,6转可以相当于光纤顶端沿抛光介质的表面行进约一米,而8转则可以相当于行进约一又三分之一米。由于光纤顶端围绕抛光设备行进多转,希望每一转的轨迹不重叠或折回前一转的图案。图6C示出了光纤顶端在典型的抛光过程期间在抛光介质140上描绘的螺线图案180的示意图。特别地,作为抛光圆盘的抛光齿轮沿环形齿轮的内周边转动的结果,螺线图案形成内摆线。为了形成这样的内摆线图案,环形齿轮上的内齿的数量与抛光齿轮上的外齿的数量选择为具有非整数值。
抛光工序可产生这样的抛光的纤维顶端,其具有约15μm(±10μm)的突起以及具有≤50μm、优选地≤15μm的顶点偏移的凸面形状。在抛光工序之后,纤维顶端可利用酒精擦拭进行清洁。
为了下一次连接器抛光操作,抛光介质140可以替换成新膜,并且抛光设备一旦安装在抛光圆盘中,即可抛光下一连接器。
在一个替代的方面,可使用不止一个抛光介质140来抛光连接器。例如,对于热熔融连接器,可使用具有相对粗糙粒度的第一抛光介质来除去过量的粘合剂并减小突出的纤维的长度。在上述工序完成之后,将抛光圆盘从抛光设备移除,并且将抛光介质替换成一件粒度更细的抛光介质。将抛光圆盘重新结合到抛光设备中并围绕抛光设备的内周边旋转所需的额外转数,以实现连接器的最终端面光洁度。
图8A和8B示出了抛光设备100的可选的示例性实施例的组装开放视图和分解图,该抛光设备在许多方面与图1A和1B所示抛光设备100相似。抛光设备200包括具有基座部分211和可选盖部分221的抛光设备壳体210以及抛光圆盘260。盖部分可具有附接环222和封盖225,附接环222用于将盖部分固定到基座部分211。封盖可以被打开,如图8A所示,以便在使用时提供到抛光设备内部的通路,或者可以被关闭以用于存放。
基座部分211在抛光平台212上支撑一件抛光介质140。抛光平台212包括环形齿轮215,环形齿轮215从表面延伸并与抛光平台的外边缘相邻,如前所述。环形齿轮215具有沿环形齿轮的内周边缘设置的多个内齿和边缘217,边缘217被构造成与盖部分221的附接环222接合。附接环可以在环形齿轮的内齿上方延伸超出环形齿轮的内周边,以便在连接器投入使用之前在抛光设备用来精修光纤连接器时确保抛光圆盘260的正确定位。
基座部分211可包括在抛光平台212内的凹陷部,例如环形槽213,用于有助于保持抛光介质140。在优选的方面,抛光介质140可由一个或多个适形垫(图8A和8B未示出)支撑。
抛光圆盘包括抛光齿轮261和可旋转地安装在抛光齿轮中的连接器安装座271,其中连接器安装座被构造成接纳待抛光的常规光纤连接器。在抛光圆盘旋转接合在环形齿轮内时,安装在可选连接器中的光纤的末端在抛光介质上描绘螺线图案。
基座部分211还可包括存放栓212b,存放栓212b从其接近抛光平台中心的表面延伸,使得当其在抛光设备内移动时不会妨碍抛光圆盘的移动。存放栓212b与抛光圆盘260的连接器安装座271内的开口278(图9)配合,以有助于在抛光设备200不使用时固定抛光圆盘,以便存放。抛光圆盘由固定在关闭位置的抛光设备的封盖225保持其固定位置。
基座部分211上的边缘217可包括围绕边缘的周边间隔开的多个盖卡扣219,盖卡扣219被构造成与多个锁钩222b配合,锁钩222b形成在盖部分221的附接环222上以将盖部分固定到基座部分。
抛光设备100的盖部分221还可包括常规闩锁226,闩锁226可用来通过与抛光设备壳体的附接环上的卡扣216接合而将封盖225固定在关闭位置。常规铰链可用于允许封盖225在多种操作下可旋转地打开和关闭。
盖部分221还可包括一件适形泡沫227,适形泡沫227粘附于封盖225,以便在封盖关闭时抵靠抛光平台牢固地保持抛光圆盘以用于存放,从而防止抛光圆盘在抛光设备不使用时在抛光设备内来回颤动。适形泡沫可以是开孔泡沫或闭孔泡沫。在一个示例性的方面,适形泡沫可以是氯丁橡胶泡沫、聚氨酯泡沫或腈-丁二烯橡胶/聚氯乙烯泡沫中的一种。
上述示例性实施例可简化现场抛光过程,同时控制在过去导致取决于技能水平的操作的若干波动成因。例如,当将磨料抛光材料置于空气中时,可消除在现场抛光开始时的共同“空气抛光”操作(而不施用任何受控的后备力)。抛光设备可为单纯的手持工具,而不需要电机或电源。对于某些(例如上述)连接器仅需要单个抛光步骤。
虽然上文已主要结合使用机械光纤夹具的单光纤远程夹持连接器描述了本发明,但本文所述设备和方法可与多光纤连接器(例如,多光纤MT型连接器)和/或远程粘附把手一起使用,如本领域的普通技术人员在给定本说明书的情况下将显而易见的。
本发明不应被视为局限于上文所述的具体例子,而应该理解为涵盖所附权利要求书中明确陈述的本发明的所有方面。本发明所属领域的技术人员在阅读本发明的说明书之后,本发明可适用的各种修改形式、等同方法以及众多结构将变得显而易见。权利要求书旨在涵盖这些修改形式和装置。
Claims (17)
1.一种用于抛光光纤连接器的抛光设备,包括:
基座部分,所述基座部分用于支撑抛光介质;和
抛光圆盘,所述抛光圆盘具有连接器安装座,所述连接器安装座用于接纳和保持固定到光纤的末端的所述光纤连接器,和抛光齿轮,所述抛光齿轮被构造成与设置在所述基座部分中的环形齿轮啮合,其中所述连接器安装座可旋转地安装在所述抛光齿轮中,并且其中当安装时,光纤的光纤顶端在所述抛光齿轮在所述环形齿轮内旋转啮合时在所述抛光介质上描绘螺线图案。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述环形齿轮具有沿所述环形齿轮的内周边缘设置的多个内齿;并且其中所述抛光齿轮具有从所述抛光齿轮的周围边缘突出的多个外齿,所述外齿与所述环形齿轮的所述内齿啮合。
3.根据权利要求1所述的设备,还包括一个或多个适形背衬垫,所述一个或多个适形背衬垫设置在所述抛光介质和所述基座部分之间。
4.根据权利要求3所述的设备,其中所述一个或多个适形背衬垫包括第一适形背衬垫,所述第一适形背衬垫设置在所述抛光介质和第二适形背衬垫之间。
5.根据权利要求1所述的设备,其中当所述光纤连接器设置在所述连接器安装座中,并且所述抛光圆盘置于所述抛光设备中时,所述光纤顶端经受从100克力至150克力的接触力。
6.根据权利要求1所述的设备,其中所述光纤连接器按照预定角度被保持在所述连接器安装座中,所述预定角度提供垂直于所述光纤的纵向的平坦抛光和成角度抛光之一。
7.根据权利要求6所述的设备,其中所述成角度抛光具有与垂直方向成2°至12°的角度。
8.根据权利要求1所述的设备,其中所述连接器安装座不对称地安装在所述抛光齿轮中。
9.根据权利要求2所述的设备,其中所述环形齿轮的内齿与在所述抛光齿轮上的所述外齿的比率具有非整数的值。
10.根据权利要求1所述的设备,其中所述螺线为内摆线。
11.根据权利要求1所述的设备,其中所述光纤连接器是远程夹持光纤连接器。
12.根据权利要求1所述的设备,其中所述光纤连接器是多光纤光纤连接器。
13.根据权利要求1所述的设备,还包括附接到所述基座部分的盖部分。
14.根据权利要求13所述的设备,其中所述盖部分包括附接环和封盖。
15.根据权利要求14所述的抛光设备,其中所述附接环形成唇缘,所述唇缘延伸超出所述环形齿轮的所述内周边缘,以便在抛光所述光纤的顶端的同时引导和保持所述抛光齿轮。
16.一种抛光光纤连接器的方法,包括:
提供光纤,所述光纤具有剥掉皮的末端;
切割所述光纤的暴露端部以产生光纤顶端;
将所述光纤穿过连接器主体和套圈,使得所述光纤顶端从所述套圈的末端突出;
将所述光纤固定在所述光纤连接器中;
将所述光纤连接器置于抛光设备的连接器中,所述抛光设备包括:抛光设备壳体,所述抛光设备壳体包括基座部分,所述基座部分支撑抛光介质并包括具有多个内齿的环形齿轮,所述多个内齿沿所述环形齿轮的内周边缘设置;和抛光圆盘,所述抛光圆盘包括可旋转地设置在抛光齿轮内的连接器安装座,其中,所述抛光齿轮具有从所述抛光齿轮的周围边缘突出的多个外齿,所述多个外齿与所述抛光设备壳体的所述环形齿轮的所述内齿啮合;以及
在所述环形齿轮内的环形路径中移动所述抛光齿轮,使得所述光纤顶端在所述抛光介质上描绘螺线。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述螺线为内摆线。
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