CN111433646A - 纤维保持器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纤维保持器系统(1)，包括布置于定位装置上的基部(2)，具有布置部段(5)、臂部段(6)和保持部段(7)的纤维保持器(4)，以及保持装置(8)，基部(2)包括彼此垂直布置的至少三个接触表面(3)，保持装置(8)用于以位置稳定且可释放的方式将纤维保持器(4)以限定力布置于基部(2)上，其中布置部段(5)也包括三个相互垂直的布置表面(9)，并且其中保持装置(8)包括磁体或磁性部段以利用相应磁力来抵着接触表面(3)以限定力按压布置表面(9)从而实现纤维保持器(4)在基部(2)上位置稳定且可释放的布置，并且其中臂部段(6)的远端(10)连接至布置部段(5)，并且其中在臂部段(6)的另一远端(11)设置有用于保持纤维的保持部段(7)。此外，本发明涉及前述纤维保持器系统(1)在纤维对准装置中的用途。

Description

纤维保持器系统
技术领域
本发明涉及根据权利要求1至7所述的纤维保持器系统，以及根据权利要求8所述的此类纤维保持器系统在纤维对准装置中的用途。
背景技术
根据一般现有技术已知的是利用纤维保持器系统来定位或对准例如光学纤维，其中待定位的纤维经由附接至基部的纤维保持器保持，提供的该基部布置于定位装置上。纤维保持器通常利用螺钉连接附接至基部。
然而，根据现有技术已知的前述纤维保持器系统具有缺点。纤维保持器和基部之间螺钉连接的实现耗用较长时间，这在频繁更换纤维保持器时是特别令人讨厌的。另外，所述螺钉布置具有松动或待拧紧的螺钉可能掉落的风险，结果损伤光学或电子组件或者位于其下方的组件。螺钉连接缺乏弹性可能也是不利的，特别是在其中高度敏感和灵敏组件位于纤维保持器的紧邻位置处的那些应用中，移动该纤维保持器以定位或对准纤维。
在相关专业领域中，具有以磁性保持器形式的可拆卸连接的纤维保持器通常是已知的。公布文件US20060285801 A1、US5044721 A、US4687289 A和DE69835257 T2各自涉及借助于磁力固定纤维，该纤维直接接触通过磁力保持在一起的本体或夹持于本体之间。
与本发明更相关的公布文件US20090148121 A1、WO2010050981 A1、US9369208 B2和US20030174419 A1涉及纤维保持器自身的磁性保持器。其中，纤维保持器在另一本体限定的位置或取向借助于适配元件，例如，适配销、适配环状物或球形适配元件实现，即，通过接合或穿透元件实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维保持器系统，其中纤维保持器可靠且迅速地实现至基部的连接或可拆卸地连接至基部，并且该纤维保持器系统关于纤维保持器和基部之间的连接同时具有限定的柔性。
该目的通过根据权利要求1所述的纤维保持器系统实现，后续从属权利要求至少描述了有利的更多发展。
在以下描述部分结合几何形状数据(诸如角度、尺寸、位置、取向或方向)的规格所用的术语“基本”应理解为：相应的几何形状数据可具有相对于给定几何形状数据±5％的偏差，其中该偏差是由于例如制造或组装公差。
根据本发明的纤维保持器系统包括基部、纤维保持器和保持装置。基部布置于定位装置上，使得基部、进而纤维保持器可经由定位装置移动或定位。基部包括至少三个接触表面，其中三个邻接并相邻的接触表面彼此垂直布置。可考虑，基部设计为定位装置的整体部分。
纤维保持器包括布置部段、臂部段和保持部段，其中布置部段包括三个布置表面，其彼此垂直布置并布置于基部相应的三个接触表面(其彼此相互垂直布置)。
保持装置包括磁体或磁性部段以利用相应的磁力来以限定力按压布置部段的三个布置表面抵着基部相应的接触表面从而将纤维保持器布置于基部上，其中接触表面和布置表面至少部分彼此接触，这使得纤维保持器位置稳定地布置在基部上，该布置能够以限定力释放。接触表面和布置表面两者优选为平面的或基本平面或平坦的表面，使得在保持装置的磁力作用下，实现相应两个指定表面之间的全表面或基本全表面接触。
当从臂部段的中心看时，两个远端中的一个连接至布置部段，而用于保持纤维的保持部段设置在臂部段相对的另一远端。
由于基部和纤维保持器之间借助于保持装置磁性耦合或连接，纤维保持器在基部上极其简单、迅速和易拆卸的布置得以实现，因此，简单和快速地调换或更换纤维保持器得以实现。同时，通过适当地选择保持装置的磁体或磁性部段，用于纤维保持器的拆卸或屈服(例如，通过枢转或倾斜或扭转)的限定力导致纤维保持器在纤维定位或对准期间抵消的情况，从而保护组件免于损伤。
在基部上至少三个相互垂直的接触表面和相应地在纤维保持器的布置部段上三个相互垂直的布置表面的存在也能够以特别简单的方式将纤维保持器以具有高精度的位置限定和可再现方式布置于基部上。同时，保持装置的磁力可在最多三个表面对上实现，由此可实现特别高的保持力或使磁力优化适应于相应应用的要求。
仅基部或仅布置部段包括或者基部和布置部段两者均包括至少一个永磁体或至少部分具有永磁性质是有利的。通过利用永磁体，保持装置的磁性性质可容易地实现。只要仅基部或仅布置部段包括永磁体并且相应的配对物(即，布置部段或基部)由可磁化材料组成或包括可磁化部段就足够了。所用磁体布置于基部和/或布置部段上，优选地嵌入其中。然而，也可考虑，利用电磁体实现所需的磁性性质。
此外，臂部段可移动地连接至布置部段，使得臂部段能够相对于布置部段移动，尤其是枢转移动是有利的。这允许纤维位置相对于布置部段或基部并因此相对于定位装置以简单方式进行变换。
臂部段的长度可变也是有利的。这允许使纤维保持器相对于纤维的位置或取向容易地适应于不同几何形状条件。
臂部段包括纤维强化塑料也是有利的。臂部段优选地由管形成，该管由纤维强化塑料，特别是CFRP材料制成。因此，纤维保持器得以实现，该纤维保持器的重量极轻，同时为刚性和稳定的，使得定位装置能够增加移动频率或动力。
另外，保持部段包括纤维夹持元件是有利的，该纤维夹持元件布置于臂部段上，使得其可相对于臂部段移动。利用纤维夹持元件，纤维能够简单地以限定方式进行保持，并且通过可移动布置来促进纤维的优化布置。
此外，保持部段包括固定连接至臂部段的接头叉状物是有利的，其中纤维夹持元件相对于接头叉状物可旋转地保持。纤维夹持元件相对于接头叉状物的可枢转布置还改善了优化纤维对准的可能性。
本发明还涉及先前描述的纤维保持器系统在纤维对准装置(其在英语语言环境中通常称为纤维对准装置)中的用途。此类纤维对准装置优选地用于硅光子技术领域，该领域涉及其中经由光子进行数据交换的硅基电路。
附图说明
在下文中，参照附图描述本发明的实施例。附图示出：
图1是根据本发明的纤维保持器系统的一个实施例的立体图。
图2以不同的立体图示出图1中根据本发明的纤维保持器系统的实施例。
图3是图1和图2中根据本发明的纤维保持器系统中的纤维保持器的立体图。
图4是图3中纤维保持器的主视图。
图5是纤维保持器沿图3中A-A的剖视图。
图6是图5的剖视图的细节。
具体实施方式
图1是根据本发明的纤维保持器系统一个可能实施例的立体图。纤维保持器系统1包括由铝材料制成的基部2，该基部2具有三个彼此垂直布置的平面接触表面3，其中接触表面3各自彼此垂直地相遇并经由包括倒角的部段彼此连接。提供基部2以用于布置在定位装置(图1中未示出)上。
此外，根据图1的纤维保持器系统包括纤维保持器4，在每种情况下都布置在基部2上，纤维保持器4包括布置部段5、臂部段6和保持部段7。也由铝材料组成的布置部段5具有与基部2形状互补的形状，其对应于部分立方体形状，并且(图1中未示出)包括三个各自彼此垂直布置且为平面的布置表面9，其中提供布置表面9以邻接或接触基部2相应的接触表面3。由于基部的三个相互垂直接触表面3和布置部段5以互补方式设置的布置表面9，能够实现纤维保持器4在基部2上的布置，该布置相对于三个相互垂直的空间方向以简单方式限定并可再现。
基部2在其三个接触表面3的每一个上具有磁性性质，该磁性性质在本示例性实施例中通过永磁体实现，该永磁体(图1中未示出)嵌入基部中。
同样，纤维保持器4的布置部段5在其三个布置表面9的每一个上具有磁性性质，其中接触表面3的磁性性质和布置表面9的磁性性质以得到用于将纤维保持器4或布置部段5保持在基部2上的最大可能力的方式彼此互补。
通过将铝材料用于基部2和布置部段5两者，纤维保持器系统1的重量可整体保持极低，这有利于纤维保持器系统的高移动或定位速度。由于铝不具有永磁性质，永磁体布置或嵌入在基部和布置部段中以实现磁力。然而，也可考虑仅基部2或仅布置部段5由铝材料组成，其中永磁体布置其上或嵌入其中，并且相应的其它部分，即，布置部段5或基部2由可磁化材料组成，诸如钢或可磁化钢合金。这形成了较易实现的纤维保持器系统。
也可考虑使用设置于基部和/或布置部段的电磁体来实现将纤维保持器限定保持于基部的磁力。
与图1所示的纤维保持器系统的实施例相比，还可能的是，基部2包括仅一个接触表面3或仅两个接触表面3，并且布置部段5以相应方式包括仅一个布置表面9或仅两个布置表面9。然而，在这些情况下，居中装置对于限定和可再现纤维保持器4在基部2上的位置布置是有利或必需的，例如通过使用接触表面3或布置表面9上的一个或多个销，其在纤维保持器设置于基部的情况下接合相应指定表面上的一个或多个凹陷部。
臂部段6由管60(其由CFRP材料制成)组成，并经由接头叉状物15可移动地连接至布置部段5。在此，接头叉状物15紧固至臂部段6的第一远端10，例如借助于螺钉连接或粘合剂连接。借助于接头叉状物15，臂部段6可相对于布置部段5或相对于基部2沿一个方向枢转。代替接头叉状物15，可考虑选择连接元件，其允许臂部段6沿多个方向枢转移动，此外，或者也可绕臂部段6的纵向轴线旋转移动，例如以万向接头或球接头的形式。
接头叉状物14也附接至臂部段6的另一远端11(其与远端10相对)，其中纤维夹持元件13可移动地布置于接头叉状物14内以夹持接纳纤维，优选地是光学纤维。接头叉状物14允许纤维夹持元件12相对于臂部段6沿一个方向枢转。在此，可考虑使用具有多个移动自由度的万向接头或球接头来替代具有一个移动自由度的接头叉状物。
臂部段6可移动布置在布置部段5上与纤维夹持元件13可移动布置在臂部段6上的组合使得由纤维夹持元件13保持的纤维相对于基部2或定位装置能够以多种调整选项最优对准。
图2是图1中根据本发明的纤维保持器系统的实施例的另一立体图。据此，可更清晰地看出基部2和布置部段5(其具有彼此垂直布置的三个表面)的构造或结构以及其相对于彼此的布置。
图3示出图1和图2中根据本发明的纤维保持器系统中纤维保持器4的立体图。在该图中，可清晰地看出布置部段5的三个平面布置表面9，其在每种情况下彼此垂直延伸。从图3还可看出，接头叉状物14经由螺钉连接连接至CFRP管60。另外，设置于纤维夹持元件13上的螺钉允许夹持住布置在纤维夹持元件13中的纤维。
图4是图3中纤维保持器的主视图，其中沿图4所示剖面线A-A的剖视图示于图5中。与图3相比，图4额外地示出接头叉状物15也借助于螺钉连接连接至臂部段6的CFRP管60。
图5示出关于纤维保持器4沿图4所示剖面线A-A的剖视图，而图6示出图5中的相应细节C。包括多个永磁体12的纤维保持器系统的保持装置8可基于图5或图6的剖视图看出。在此，对于各指定对的布置表面9和接触表面3，嵌入布置部段5中的永磁体12与嵌入基部2中的永磁体12相互作用，其中这些组件的布置仅以这样的方式：当布置部段5互补地布置于基部2时，得到永磁体12的吸引力，优选是最大吸引力。相应的永磁体也布置于第三对的布置表面9和接触表面3上(该第三对在图5中未示出)，或嵌入布置部段的相应部分和基部的相应部分中。
附图标记列表
1 纤维保持器系统
2 基部
3 (基部2的)接触表面
4 纤维保持器
5 (纤维保持器4的)布置部段
6 (纤维保持器4的)臂部段
7 (纤维保持器4的)保持部段
8 保持装置
9 (布置部段5的)布置表面
10 臂部段6的远端
11 臂部段6的远端
12 永磁体
13 (保持部段7的)纤维夹持元件
14 (保持部段7的)接头叉状物
15 接头叉状物
60 由CFRP材料制成的管

Claims (8)

1.一种纤维保持器系统(1)，包括：
布置于定位装置上的基部(2)，其中所述基部(2)包括至少三个接触表面(3)，并且相邻的接触表面(3)在每种情况下彼此垂直布置并彼此相遇；
具有布置部段(5)、臂部段(6)和保持部段(7)的纤维保持器(4)；和
保持装置(8)，所述保持装置(8)以位置稳定且可释放的方式将所述纤维保持器(4)以限定力布置于所述基部(2)上；
其中所述布置部段(5)包括三个相互垂直的布置表面(9)，并且所述保持装置(8)包括磁体或磁性部段以利用相应的磁力来使所述基部(2)的三个相互垂直接触表面(3)与所述纤维保持器(4)的所述布置部段(5)相应的三个布置表面(9)至少部分接触，并且抵着所述接触表面(3)以限定力按压所述布置表面(9)，其中所述臂部段(6)的远端(10)连接至所述布置部段(5)，并且在所述臂部段(6)的另一远端(11)布置有用于保持纤维的所述保持部段(7)。
2.根据权利要求1所述的纤维保持器系统，其特征在于，所述基部(2)或所述布置部段(5)或者所述基部(2)和所述布置部段(5)包括至少一个永磁体(12)或至少部分具有永磁性质。
3.根据前述权利要求中任一项所述的纤维保持器系统，其特征在于，所述臂部段(6)可移动地连接至所述布置部段(5)，使得能够实现所述臂部段(6)相对于所述布置部段(5)的移动，尤其是枢转移动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的纤维保持器系统，其特征在于，所述臂部段(6)的长度可变。
5.根据前述权利要求中任一项所述的纤维保持器系统，其特征在于，所述臂部段(6)包括纤维强化塑料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的纤维保持器系统，其特征在于，所述保持部段(7)包括纤维夹持元件(13)，所述纤维夹持元件(13)布置于所述臂部段(6)上使得其能够相对于所述臂部段(6)移动。
7.根据权利要求6所述的纤维保持器系统，其特征在于，所述保持部段(7)包括固定连接至所述臂部段(6)的接头叉状物(14)，并且所述纤维夹持元件(13)相对于所述接头叉状物(14)可旋转地保持于所述接头叉状物(14)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的纤维保持器系统在纤维对准装置中的用途。
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