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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln der Endfläche eines
Kunststoff-Lichtwellenleiters gemäß dem Merkmal b) des Anspruchs 1.
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Wenn
eine Endfläche
eines Endes eines Lichtwellenleiters aus Kusntstoff behandelt wird,
wird herkömmlicherweise
das Ende des Kunststoff-Lichtwellenleiters nahe bei einer hohe Temperatur
aufweisenden Quelle angeordnet und das Ende dann behandelt. Wie
zum Beispiel in 9 gezeigt ist, wird herkömmlicherweise
ein Verfahren verwendet, bei dem eine Endflächen-Behandlungsvorrichtung
zum Behandeln einer Endfläche 53 eines
Kunststoff-Lichtwellenleiters 50 verwendet wird, die mit
einem Spannfutter 60 zum Fixieren des Kunststoff-Lichtwellenleiters
versehen ist, der einen Mantel mit einer freiliegenden Kernendfläche 51a und
eine Übertragungsfläche 62a an
seinem Ende aufweist, wobei die Vorrichtung ferner eine mittels
einer Heizeinrichtung 61 beheizte Metallform 62 aufweist,
wobei ein Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 mittels des
Spannfutters 60 festgehalten und in Richtung auf die Form 62 bewegt
wird, die beheizte Form 62 gegen die Kernendfläche 51a des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 bewegt wird, die Kernendfläche 51a weichgemacht
wird und ein Finish nach Art einer Spiegeloberfläche erhält sowie die Kernendfläche mit
einer vorbestimmten Formgebung, wie zum Beispiel einer Linsenform
oder dergleichen, ausgebildet wird.
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Wie
allgemein in 10 dargestellt ist, besitzt
ein Lichtwellenleiter 50 aus Kunststoff einen in der Mitte
angeordneten Kern 51, der aus Polymethylmethacrylatharz
(PMMA) mit hoher Reinheit besteht, eine Umhüllung 52, die aus
speziellem Fluorharz besteht und die Umfangsfläche des Kerns 51 überdeckt,
sowie einen Mantel (Abdeckung), der die Umfangsfläche der
Umhüllung 52 überdeckt.
Von einer Lichtquelle 60a emittiertes Licht, das von der
einen Kernendfläche
des Kerns 51 her eintritt, wird an der Grenzfläche zwischen
dem Kern 51 und der Umhüllung 52 vollständig reflektiert
und tritt aus der anderen Kernendfläche aus.
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Bei
dem herkömmlichen
Behandlungsverfahren zum Behandeln einer Endfläche eines Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 dehnt
sich der weichgemachte Kern 51 in Richtung der Kernseitenfläche 51b aus,
da die Kernendfläche
erwärmt
und gleichzeitig gegen die Form 62 gedrückt wird, wobei diese Ausdehnung
ein Problem darstellt.
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Zur
Vermeidung des vorstehend beschriebenen Problems ist die Anbringung
eines Elements erforderlich, um den Expansionsbereich der Kernseitenfläche 51b zu
vermeiden, wenn das Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 in
die Verbindungsteile, wie zum Beispiel eine Lichtverzweigungseinrichtung
und eine Lichtkopplungseinrichtung, eingesetzt wird.
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Insbesondere
wenn ein Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 unter Verwendung
eines in den Zeichnungen nicht dargestellten Verbindungselements,
wie z.B. einer Zwinge (Innenring) in eine kleine Öffnung eingeführt wird,
die an der Spitze der Zwinge ausgebildet ist, ist es notwendig,
daß nicht nur
die Kernendfläche 51a,
sondern auch der expandierte Bereich des Kerns 51 aus der
Kernendfläche herausragt,
wobei die exakte Positionierung des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 schwierig
ist und sich damit ein Problem ergibt.
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In Übereinstimmung
mit dem Merkmal b) des Anspruchs 1 zeigt die
JP 10148731 A ein Verfahren, bei
dem ein Kunststoff-Lichtwellenleiter endseitig in eine Ferule eingebracht
wird. Zum Haltern des Endes des Kunststoff-Lichtwellenleiters wird
die End- oder Stirnfläche
des Lichtwellenleiters, die aus der Endfläche der Ferule versteht, mit
einer heißen
Platte bearbeitet, so dass das Material des Kerns des Lichtwellenleiters
sich in eine Ringnut verteilt, welche sich in der Stirnfläche der
Ferule an die Mündung
der Ferulenöffnung
anschließt.
Die – wie
oben ausgeführt – üblicherweise
aus Kern, Umhüllung
und auf der Umhüllung
befindlichem Mantel ausgebildeten Lichtwellenleiter werden bei Behandlung
des Endes des Lichtwellenleiters typischerweise von ihrem Mantel befreit,
um den Kern mit dessen Umhüllung
ohne den die Umhüllung
umgebenden Mantel bearbeiten zu können (
JP 08075935 A und
JP 06075124 A ).
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Aufgabe
der Erfindung ist die Schaffung eines Behandlungsverfahrens der
genannten Art, bei dem keine Expansion an der Kernseitenfläche entsteht,
wenn ein Kunststoff-Lichtwellenleiterende weichgemacht und angeschmolzen
wird und die Endfläche
des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes ein Finish nach Art einer
Spiegeloberfläche
mit der vorbestimmten Formgebung erhält.
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Gelöst wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß durch
die Merkmale, wie sie im Anspruch 1 angegeben sind.
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Die
Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der zeichnerischen
Darstellungen von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Behandeln einer
Endfläche
eines Lichtwellenleiters aus Kunststoff gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
fragmentarische, vergrößerte Schnittansicht
der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung;
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3 eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung
eines Verfahrens zum Behandeln einer Endfläche eines Lichtwellenleiters
aus Kunststoff gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
schematische Schnittansicht zur Erläuterung der Freisetzung von
eingeschlossener Luft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Behandeln
einer Endfläche
eines Kunststoff-Lichtwellenleiters
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
schematische Schnittansicht zur Erläuterung der Abschrägung eines
Kunststoff-Lichtwellenleiters
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
schematische Schnittansicht zur Erläuterung der Abschrägung eines
Kunststoff-Lichtwellenleiters
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung
des Endflächen-Behandlungsverfahrens nach
dem Abschrägen
eines Kunststoff-Lichtwellenleiters gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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8 eine teilweise schematische Schnittansicht
zur Erläuterung
der Arbeitsweise der Vorrichtung zum Behandeln einer Endfläche eines
Lichtwellenleiters aus Kunststoff gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
schematische Schnittansicht zur Erläuterung eines herkömmlichen
Verfahrens zum Behandeln einer Endfläche eines Lichtwellenleiters aus
Kunststoff; und
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10 eine
schematische Schnittansicht zur Erläuterung eines Lichtwellenleiters
aus Kunststoff.
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Ein
Endflächen-Behandlungsverfahren
sowie eine Enflächen-Behandlungsvorrichtung
zum Behandeln eines Kunststoff-Lichtwellenleiterendes
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen ausführlich
beschrieben.
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Dabei
zeigt 1 eine schematische Schnittansicht einer Endflächen-Behandlungsvorrichtung zum
Behandeln eines Lichtwellenleiters bzw. einer Lichtleitfaser aus
Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 1 gezeigt ist, besitzt die Endflächen-Behandlungsvorrichtung
eine Fixiereinheit 12, die auf einem ebenen Basistisch 11 angebracht
und fixiert ist, eine Bewegungseinheit 13, die in bezug
auf den Basistisch 11 beweglich gehaltert ist und der Fixiereinheit 12 zugewandt
gegenüberliegt,
sowie einen Steuermotor 15, der auf dem Basistisch 11 angeordnet
ist und mit einem Teil der Bewegungseinheit 13 in Eingriff
steht sowie eine drehbare Schraubspindel 15a aufweist.
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Die
Fixiereinheit 12 beinhaltet eine zylindrische Form 17,
die aus Hartmetall besteht und eine Übertragungsfläche 17a zum Übertragen
der Form einer Linsenfläche
aufweist, eine Heizvorrichtung 18, wie z. B. eine Heizeinrichtung
zum Beheizen der Form 17, sowie ein Thermoelement 20,
das an der Form 17 angebracht ist und als Sensor zum Steuern der
Temperatur der Heizvorrichtung 18 in konstanter Weise dient.
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Die
Bewegungseinheit 13 ist mit einer Betätigungseinrichtung 22 aus
Metall versehen, die in horizontaler Richtung, d.h. in der Zeichnung
in der Richtung XO, beweglich ist, wobei die Betätigungseinrichtung mit einer
Schraubenspindelöffnung
bzw. einer mit Gewinde versehenen Öffnung 22a versehen
ist, die sich zentral durch diese hindurch erstreckt.
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Eine
ebene Plazierungsplatte 24 aus Metall ist in integraler
Weise an der Betätigungseinrichtung 22 angebracht.
Die Plazierungsplatte 24 weist einen nach oben ragenden
Regulierabschnitt 24a auf, und der Regulierabschnitt weist
ein Durchgangsloch 24b auf (siehe 2), das
sich zentral durch diesen hindurch erstreckt.
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Ein
aus Metall bestehendes Gleitstück 25 weist
an seinem Boden 26 eine Aussparung 26a auf, wobei
eine lange Metallachse 27 in die Aussparung 26a durchsetzender
Weise vorgesehen ist und eine Schraubenfeder 28 um die
Achse herum angeordnet ist.
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Die
Schraubenfeder 28 spannt den Regulierabschnitt 24 mit
der üblichen
elastischen Kraft vor, und zwar in Richtung auf die Position, in
der der Regulierabschnitt 24 mit dem einen Ende (und zwar dem
linken Ende in der Zeichnung) der Aussparung 26a an dem
Boden 26 in Berührung
steht, wobei die Achse 27 in zwischengeordneter Weise in
dem Durchgangsloch 24b des Regulierabschnitts 24a verschiebbar
angebracht ist.
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In
dem Zentrum des Gleitstücks 25 ist
eine Einführöffung 29 zum
Einführen
eines Lichtwellenleiters 50 aus Kunststoff ausgebildet,
und auf der Verlängerungslinie
der Einfuhröffnung 29 ist
ein Einspannmechanismus 30 vorgesehen, der zusammen mit
dem Gleitstück 25 angebracht
ist.
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Nachfolgend
wird der Einspannmechanismus ausführlicher beschrieben.
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2 zeigt
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
einer Endflächen-
Behandlungsvorrichtung zum Behandeln eines Lichtwellenleiters 50 aus
Kunststoff.
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Der
Einspannmechanismus 30 weist ein zylindrisches Metallgehäuse 31 auf,
ein sich nach außen
erstreckender Flansch 31a ist an dem Umfang an dem einen
Ende des Gehäuses 31 vorgesehen, und
ein sich geringfügig
nach innen erstreckender Kragen 31b ist an dem Umfang an
dem anderen Ende desselben vorgesehen.
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Ferner
ist an dem anderen bzw. äußeren Ende
des Gehäuses 31 ein
scheibenförmiges
Kernführungselement 32 zusammen
mit dem Kragen 31b derart angebracht, daß diese
einander überlappen, und
eine kreisförmige
Führungsöffnung 32a,
die sich durch die Dicke der Platte hindurch erstreckt, ist im Zentrum
der Kernführungselements 32 ausgebildet, wobei
die Peripherie der Führungsöffnung 32a nach außen erweitert
ist, um eine Senkung 32b zu bilden. Die Peripherie der
Führungsöffnung 32a ragt
in die Senkung 32b hinein, und es ist ein leistenartiger
Peripheriebereich 32c mit einer ebenen Oberfläche vorhanden.
Ferner sind wenigstens zwei kreisförmige Öffnungen durch die Umfangswand
des Gehäuses 31 hindurch
ausgebildet, und Stellschrauben 33 sind in nach innen gehender
Weise in diesen kreisförmigen Öffnungen
angebracht.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Gehäuse 31 ist
eine Schraubenfeder 35 entlang des Kragens 31b sowie
der äußeren Umfangswand
angeordnet, und eine Spannzangeneinrichtung 36 ist derart
vorgesehen, daß die Schraubenfeder 35 zwischen
dieser und dem Kragen 31b gehalten ist.
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Die
Spannzangeneinrichtung 36, die aus Metall oder Kunstharz
mit hoher Steifigkeit besteht, ist mit einer kreisförmigen Hülse 37 mit
einer Öffnung 37a in
der Mitte und mit einer allgemein zylindrischen Verriegelungsmutter 38 versehen,
die aus demselben Material wie die Hülse 37 besteht und
in Berührung
mit der Außenumfangswand
der Hülse 37 drehbar
angeordnet ist.
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Das
eine Umfangsende der vorstehend genannten Hülse 37 ist in mehrere
Bereiche unterteilt, und es ist eine Mehrzahl von sich verjüngenden
Zapfen 37b mit dünner
Spitze vorhanden.
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Eine
vertieft ausgebildete Kerbnut 38a ist auf dem Umfang der
Außenumfangswand
der genannten Verriegelungsmutter 38 ausgebildet, und von
der Kerbnut 38a erstreckt sich eine sich verjüngende Klemme 38b mit
dünner
Spitze weg. An dem anderen Ende der Außenumfangswand der Verriegelungsmutter 38 ist
eine Verlängerung 38c vorgesehen,
die sich längs
der Außenumfangswand
erstreckt.
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Wenn
ein Ende 53 eines Lichtwellenleiters aus Kunststoff in
die Öffnung 37a der
Hülse 37 eingeführt wird,
wird das Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 mittels der
Verriegelungsmutter 38 festgeklemmt, die die Hülse 37 umschließt, und
das Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 wird dadurch festgelegt
und fixiert.
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Eine
Spannfutterbasis 40 mit einem zylindrischen Element aus
Metall weist eine Durchgangsöffnung 40a in
ihrem Zentrum, einen einstückig
damit ausgebildeten Hülsenbereich 40b an
dem einen Ende der Durchgangsöffnung 40a sowie
einen Kragen 40c im Zentrum der Außenumfangswand auf.
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Bei
der Verriegelungsmutter 41 aus Metall handelt es sich um
ein konisches zylindrisches Element mit einer Öffnung 41a in der
Mitte, wobei der Flansch 31a des Gehäuses 31 an der Innenwandung der Öffnung 41a in
verschiebbarer Weise in Anlage gelangt bzw. dort gestoppt wird.
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Als
nächstes
wird das Endflächen-Behandlungsverfahren
zum Behandeln eines Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 unter
Bezugnahme auf 3 erläutert.
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Wie
in 3A gezeigt ist, wird zuerst das eine Ende des
Kunststoff-Lichtwellenleiters 50 in die Spannzangeneinrichtung 36 eingeführt, wobei
der Mantel des Kunststoff-Lichtwellenleiters 50 mitels
der Spannzangeneinrichtung 36 in der vorbestimmten Position
gehalten wird und eine Kernendfläche 51a des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 freiliegt.
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Die
Form 17 wird der Kernendfläche des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 zugewandt
gegenüberliegend
angeordnet, und die Heizvorrichtung 18 heizt die Form 17 auf
eine vorbestimmte Temperatur von beispielsweise etwa 120° C bis 200° C, in weiter
bevorzugter Weise auf eine Temperatur von etwa 170° C, wobei
die Form 17 die Formgebung einer Linsenfläche bzw.
eine asphärische
Oberfläche aufweist.
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Wie
in 3B gezeigt ist, wird die Kernendfläche dann
zusammen mit der als Einspannmechanismus 30 dienenden Spannzangeneinerichtung 36 in
Richtung auf die Form 17 bewegt, während der Mantel 54 des
Kunststoff-Lichtwellenleiters 50 durch die
Spannzangeneinrichtung 36 gehalten wird, um dadurch die
Kernendfläche
des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 mit der Übertragungsfläche 17a der Form 17 in
Berührung
zu bringen.
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Die
Kernendfläche 51a wird
um die Kontaktstelle herum teilweise weichgemacht und angeschmolzen
sowie derart verformt, daß sie
an die Übertragungsfläche 17a angepaßt wird,
die beispielsweise eine Konfiguration einer Linsenfläche aufweist,
wobei die Kernendfläche 51a leicht
gegen die erwärmte
Form 17 gedrückt
wird.
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Wie
in 3C gzeigt wird, wird das Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 zusammen
mit der Spannzangeneinrichtung 36 vorübergehend von der Übertragungsfläche 17a der
Form 17 getrennt. Der weichgemachte und angeschmolzene
Bereich der Kernendfläche 51a des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53, der von der Übertragungsfläche 17a getrennt
worden ist, kühlt
nun auf natürliche
Weise ab und erstarrt wieder.
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Wie
in 3D gezeigt ist, wird das Kuststoff-Lichtwellenleiterende 53 zusammen
mit der Spannzangeneinrichtung 36 dann wieder in Richtung auf
die Form 17 bewegt und leicht gegen die erwärmte Form 17 gedrückt, wodurch
die bereits leicht verformte Kernendfläche wieder weichgemacht und
angeschmolzen wird, wobei die Kernendfläche derart verformt wird, daß sie in
weiter angepaßter
Weise als bei dem ersten Verformungsvorgang in Richtung auf die
vorbestimmte Krümmungsflächenform
verformt wird.
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Wie
ferner in 3E gezeigt ist, wird die Kernendfläche des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 wiederum von der Form 17 getrennt,
und es erfolgt ein natürliches
Abkühlen
und Erstarren derselben.
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Die
Reihe der Vorgänge,
die in den 3B bis 3E dargestellt
sind, wird 20 bis 100 Mal, vorzugsweise etwa 70 Mal, in intermittierender
Weise wiederholt, um die Formgebung der Linsenfläche bzw. asphärischen
Oberfläche
zu erzielen, wobei der auf die Kernendfläche 51a ausgeübte Druck
0,5 kp bis 3 kp, vorzugsweise 2 kp beträgt, um die Formgebung der Linsenfläche bzw.
der asphärischen
Oberfläche
zu erzielen. Durch Aufbringen von Wärmedruck bzw. Druck und Wärme zur
Bildung der Kernendfläche
in allmählicher
Weise, wie dies vorstehend beschrieben wurde, läßt sich dieselbe Konfiguration
wie die der Übertragungsfläche 17a der
Form an der Kernendfläche
ausbilden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, bildet sich an der Kernendfläche 51a eingeschlossene
Luft S, die durch den Einschluß von
Luft oder Gas in dem Anfangsstadium der Endflächenbehandlung entsteht. Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Behandeln eines Kunststoff-Lichtwellenleiters
wird jedoch aufgrund der mehrmaligen Wiederholung des Berührungs-/Trennvorgangs
zur Erzielung der Endfläche mit
der vorbestimmten Konfiguration, wie z.B. einer Linsenfläche, die
Kernendfläche
dabei in intermittierender Weise erwärmt und mit Druck beaufschlagt, so
daß eingeschlossene
Luft oder eingeschlossenes Gas allmählich freigesetzt wird, wodurch
sich eine Endfläche
mit einem Finish nach Art einer Spiegeloberfläche und mit einer vorbestimmten
Formgebung sowie ohne eingeschlossene Luft S erzielen läßt.
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Dabei
handelt es sich bei dem Intervall (Zyklus) der wiederholten Druckbeaufschlagung
um ein konstantes Intervall im Bereich von 0,1 s bis 2 s. Im Fall
der Linsenfläche
bzw. asphärischen
Oberfläche beträgt das Druckbeaufschlagungsintervall
vozugsweise 0,7 s.
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Als
nächstes
ist es erforderlich, die Umhüllung 52 des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 von der Kernendfläche abzuziehen,
um die Endfläche
in der bevorzugtesten Weise beim Bilden der Kernendfläche des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 der vorliegenden
Erfindung zu behandeln.
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Diese
Verfahrensweise wird nachfolgend beschrieben. Wie in 5 gezeigt
ist, wird der Mantel 54 zuvor unter Verwendung eines Werkzeugs
an dem Endbereich des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 entfernt,
um dadurch den Kern 51 und die Umhüllung 52 freizulegen.
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Das
Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 wird schräg angeordnet,
indem es mittels einer nicht gezeigten Einspanneinrichtung in bezug
auf die Rotationsachse eines Schleifsteins T fixiert wird, wonach die
die Kernendfläche 51a umschließende Umhüllung 52 mit
dem Schleifstein T in Berührung
gebracht wird, der sich mit einer hohen Drehzahl dreht, so daß die Umhüllung 52 abgeschliffen
wird und die Umhüllung 52 von
dem Ende entfernt wird und nur der Kern 51 an der Kernendfläche 51a verbleibt.
Gleichzeitig wird die Kernendfläche
an ihrem gesamten Umfang abgeschrägt, wobei sich der in der Spanneinrichtung gehaltene
Kunststoff-Lichtwellenleiter 50 mit einer vorbestimmten
Rotationsgeschwindigkeit um die zentrale Längsachse des Kerns 51 dreht
und die nicht erforderliche Umhüllung 52 von
der Kernendfläche 51 an
dem Endbereich entfernt wird.
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6 zeigt
ein Verfahren zum Abschrägen bzw.
Abfasen der Spitze bzw. des äußeren Endes des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 unter
Verwendung einer Schneideinrichtung C anstatt des Schleifsteins
T.
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Wie
in 6 gezeigt ist, wird der Mantel von der Kernendfläche 51a des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 entfernt, so daß der Kern 51 und
die Umhüllung 52 freiliegen.
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Der
Kunststoff-Lichtwellenleiter 50, der von einer nicht gezeigten
Einspanneinrichtung gehalten wird, wird mit einer vorbestimmten
Geschwindigkeit um die zentrale Längsachse des Kerns langsam
gedreht, und die Schneidklinge der Schneideinrichtung C wird schräg an die
Kernendfläche
angesetzt, die Kernendfläche
wird an dem gesamten Umfang abgeschnitten und abgeschrägt, und
die nicht erforderliche Umhüllung 52 wird
dadurch von der Kernendfläche
entfernt.
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Die
Endflächenbehandlung
des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 30,
von dem die Umhüllung 52 in
der vorstehend beschriebenen Weise entfernt worden ist, wird nun
kurz erläutert.
Wie in 7A gezeigt ist, ist die Umhüllung 52 von
dem Umfangsbereich der freiliegenden Kernendfläche durch Abschrägen bzw.
Abfasen in der vorstehend beschriebenen Weise entfernt.
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Der
Kunststoff-Lichtwellenleiter 50 wird mittels der in 2 gezeigten
Spannzangeneinrichtung 36 fest an der Bewegungseinheit 13 fixiert
und gegen die Übertragungsfläche 17a der
Form 17 gedrückt, die
auf eine bestimmte Temperatur erwärmt ist.
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Wie
in 7B gezeigt ist, wird die Kernendfläche des
Kunststoff-Lichtwellleiterendes 53 in intermittierender
und wiederholter Weise erwärmt
und gegen die Form 17 gedrückt, so daß sie in die gewünschte Gestalt
gebracht wird, die der Formgebung der Übertragungsfläche 17a,
wie z.B. der Formgebung einer Linsenfläche, entspricht. Die Umhüllung 52 bedeckt
die Kernendfläche 51a nicht
und behindert auch nicht die Ausbildung der Kernendfläche 51a mit
einem Finish nach Art einer Spiegeloberfläche.
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Nachfolgend
wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln
einer Endfläche
eines Lichtwellenleiters aus Kunststoff unter Bezugnahme auf 8 erläutert.
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8 zeigt schematische Schnittansichten zur
Erläuterung
von aufeinanderfolgenden Schritten bei der Behandlung der Endfläche eines
Kunststoff-Lichtwellenleiters.
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Von
dem Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 wird zuvor der
Mantel 54 und die Umhüllung 52,
die den Kern 51 umschließen, entfernt, wobei die Umhüllung 52 von
der Kernendfläche 51a durch
Abphasen des Umfangs des Kerns 51 und der Umhüllung 52 entfernt
wird.
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Wie
in 8A gezeigt ist, wird das Kusntstoff-Lichtwellenleiterende 53 durch
die Einfuhröffnung 29 des
Gleitstücks 25 eingeführt, und
das Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 wird derart positioniert,
daß die
Kernendfläche
desselben in der Führungsöffnung 32a des
Kernführungselements 32 angeordnet
ist und der Mantelbereich an den Zapfen 37b der Hülse 37 angeordnet
ist.
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Wenn
dann eine Fixierschraube 33 zusammen mit dem Gehäuse 31 um
die Längsachse
gedreht wird, gelangt die Fixierschraube 33 in Anlage in der
Kernnut 38a an der Außenumfangswand
der Verriegelungsmutter 38, und die Verriegelungsmutter 38 wird
zusammen mit dem Gehäuse 31 rotationsmäßig bewegt.
Die Verriegelungsmutter 38 wird mittels einer in der Zeichnung
nicht dargestellten und an der Verriegelungsmutter 38 und
der Einspannbasis 40 angebrachten Schraubeneinrichtung
in Richtung auf die Seite des Gleitstücks 25 bewegt, die
Zapfen 37b der Hülse 37 werden
mittels des Verriegelungselements 38b festgezogen, und
der Mantel des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 wird
dadurch eingespannt.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist die Kernendfläche des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 in
der vorbestimmten Position in die Führungsöffnung 32a des Führungselements 32 eingeführt und
festgelegt.
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Wie
in 8B gezeigt ist, werden bei rotationsmäßigem Antrieb
des in 1 gezeigten Steuermotors 15 die Bewegungseinheit 13 sowie
der an der Bewegungseinheit 13 angebrachte Einspannmechanismus 30 entlang
der in 1 gezeigten Achse 15a zusammen in Richtung
auf die Form 17, d.h. in der Pfeilrichtung XO in der Zeichnung,
bewegt.
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Die Übertragungsfläche 17a der
Form 17 wird mit einem vorbestimmten Druck mit der vorspringenden
Peripherie 32c in der Senkung 32b des Kernführungselements 32 in
Berührung
gebracht.
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Wie
in 8C gezeigt ist, wird während des weiteren rotationsmäßigen Antriebs
des Steuermotors 15 die Bewegungseinheit 13 in
Richtung auf die Form 17 bewegt, wobei die Übertragungsfläche 17a der
Form 17 gegen die Kernendfläche 51a des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 und
die vorspringende Peripherie 32c in der Senkung 32b des Kernführungselements 32 drückt, um
dadurch das Gehäuse 31 entgegen
der Drückkraft
der Schraubenfeder 35 in die der Bewegungsrichtung (Pfeilrichtung X1
in der Zeichnung) der Bewegungseinheit 13 entgegengesetzte
Richtung (Pfeilrichtung X2 in der Zeichnung) zu drücken.
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Der
Flansch 31a des Gehäuses 31 wird
somit in der Öffnung 41a der
Verriegelungsmutter 41 in Richtung auf die Innenseite verschoben.
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Wir
in 8D gezeigt ist, wird bei weiterem rotationsmäßigem Antrieb
des Steuermotors 15 die Bewegungseinheit 13 dann
weiter in Richtung auf die Form 17 (in Pfeilrichtung XO
in der Zeichnung) bewegt, und das Gehäuse 31 wird dadurch
weiter entgegen der Drückkraft
der Schraubenfeder 35 in die zu der Bewegungsrichtung der
Bewegungseinheit 13 entgegengesetzte Richtung (der Pfeilrichtung
X2 in der Zeichnung) bewegt.
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Dadurch
wird die Kernendfläche 51a mit
der Übertragungsfläche 17a der
Form 17 in Berührung gebracht
und gegen die Übertragungsfläche 17a gedrückt, wobei
der Einspannmechanismus 30 durch die Drückkraft mit Druck beaufschlagt
wird. Als Ergebnis hiervon bewegt sich die Bodenplatte 26 des Gleitstücks 25 entgegen
der Drückkraft
der Schraubenfeder 28 in der Pfeilrichtung X1 in der Zeichnung, um
dadurch den Regulierungsabschnitt 24a der Plazierungsplatte 24 von
dem einen Ende der Aussparung 26a des Gleitstücks 25 zu
trennen. Wie vorstehend bereits erläutert wurde, wird die auf die
Kernendfläche 51a des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 ausgeübte Drückkraft derart
gesteuert, daß diese
konstant ist, wobei die Pufferwirkung derart arbeitet, daß die Drückkraft
nicht zu stark ist, daß das Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 abbrechen
könnte.
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Wenn
dann in der in 8E gezeigten Weise die Achse 15a des
in 1 gezeigten Steuermotors 15 in der entgegengesetzten
Richtung rotationsmäßig angetrieben
wird, wird die Plazierungsplatte 24 in der Pfeilrichtung
X1 bewegt, jedoch bleiben die Bewegungseinheit 13 und der
Einspannmechanismus 30 zunächst in dem durch die Schraubenfedern 28 und 35 in
Richtung der Form 17 (in der Pfeilrichtung X1) druckbeaufschlagten
Zustand gehalten.
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Danach
wird der Regulierungsabschnitt 24a des Gleitstücks 25 durch
die Drückkraft
der Schraubenfeder 28 mit dem anderen Ende bzw. der anderen Wand
in der Aussparung 26a der Bodenplatte 26 in Berührung gebracht
und in die ursprüngliche
Position zurückgeführt, so
daß die
Verriegelungsmutter 38 mittels der Schraubenfeder 35 mit
der Fixierschraube 33 in Berührung gebracht wird und das
gesamte Gehäuse 31 in
die ursprüngliche
Position zurückkehrt,
in dem es sich vor dem Drücken
gegen die Form 17 befand.
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Die
Kernendfläche
des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 wird von der Übertragungsfläche 17a der
Form 17 getrennt, und es erfolgt eine Wiederholung der
Reihe von Vorgängen,
wie sie vorstehend beschrieben worden sind, um die Endflächenbehandlung
der Kernendfläche
zu einem Abschluß zu
bringen.
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Durch
Anwendung der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise wird das
Kunststoff-Lichtwellenleiterende 53 ohne unnötige Verformung,
wie z.B. Extrusion bzw. Expansion, akkurat mit der gewünschten
Formgebung ausgebildet. Das Fluorharzmaterial der Umhüllung 52 des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 bleibt nicht an der
Kernendfläche des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes 53 haften, und die Kernendfläche 51a ist
vor Beeinträchtigung
geschützt.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zum Behandeln einer Endfläche
eines Lichtwellenleiters sind in keinster Weise auf das beschriebene
Ausführungsbeispiel
beschränkt.
Zum Beispiel kann es sich bei der Übertragungsfläche der
Form um eine Linsenfläche
oder um eine gerade bzw. in einer Ebene liegende Fläche handeln.
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Da
bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Behandeln einer Endfläche eines
Lichtwellenleiters die Kernendfläche
des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes in intermittierender Weise
gegen die Form gedrückt
wird, die auf eine bestimmte Temperatur erwärmt ist, so daß die Kernendfläche weich wird
und anschmilzt und die Übertragungsfläche der Form
dadurch auf die Kernendfläche übertragen wird,
so daß die
Kernendfläche
durch Erwärmen
und Druckbeaufschlagung der Kernendfläche in intermittierender Weise
allmählich
geformt wird, ist der in einem einzelnen Arbeitsgang weich werdende
Bereich klein, und der übertragene
Bereich bzw. die übertragene
Konfiguration der Übertragungsfläche wird
allmählich
gesteigert. Die weiche Kernendfläche
wird somit nicht aus der Form extrudiert, und die gewünschte Formgebung
läßt sich
ohne Nachbehandlung erzielen.
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Da
das Verfahren zum Behandeln der Endfläche eines Kunststoff-Lichtwellenleiters
einen Schritt zum Drücken
der Kernendfläche
des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes gegen die Übertragungsfläche der
beheizten Form, einen Schritt zum Trennen der Kernendfläche von
der Form und zum Abkühlen
der Kernendfläche
auf natürliche
Weise sowie einen Schritt beinhaltet, bei dem die Berühung/Trennung
zwischen der Kernendfläche
und der Übertragungsfläche der
Form in intermittierender Weise wiederholt wird, um dadurch die
Formgebung der Kernendfläche
allmälich
zu verformen und dadurch die Übertragungsfläche der
Form allmählich
auf die Kernendfläche
zu übertragen,
wird die Endflächen-Behandlung
des Kunststoff-Lichtwellenleiters ohne zusätzliche Kühlvorrichtung zum Kühlen der
Kernendfläche
durchgeführt.
Die eingeschlossene Luft wird aufgrund der wiederholten Berührungs-
bzw. Druckbeaufschlagungs-/Trennvorgänge freigesetzt, und die Übertragungsfläche wird
exakt gebildet.
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Da
ferner die Kernendfläche
in Form einer Linsengestalt ausgebildet wird, kann ein Kunststoff-Lichtwellenleiter
mit einer Linsenfläche
ohne zusätzliche
Sekundärbehandlung
gebildet werden.
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Da
ferner ein Schritt vorgesehen ist, in dem der Mantel des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes
entfernt wird und die Kernendfläche
freigelegt wird, überdeckt
der Mantel die Kernendfläche
nicht, so daß sich
die Kernendfläche
in einfacher Weise behandeln läßt.
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Da
weiterhin ein Schritt vorhanden ist, in dem die Umhüllung des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes entfernt wird, überdeckt
die Umhüllung
die Kernendfläche
bei der Formgebung derselben nicht, wodurch sich die Kernendfläche in exakter
Weise behandeln läßt.
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Da
weiterhin die Endflächen-Behandlungsvorrichtung
zum Behandeln der Kernendfläche
des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes
der vorliegenden Erfindung mit einem Einspannelement zum Fixieren des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes,
mit einem Führungselement
zum Führen
der Kernendfläche des
Kunststoff-Lichtwellenleiterendes,
mit einer Form mit einer Übertragungsfläche zum
Ausbilden der Kernendfläche
mit einer vorbestimmten Formgebung, mit einer Heizeinheit zum Erwärmen der
Form auf eine bestimmte Temperatur sowie mit einer Bewegungseinheit
versehen ist zum Bewegen der Kernendfläche des Kunststoff-Lichtwellenleiterendes und
der Übertragungsfläche der
Form in die Position, in der diese gegeneinander gedrückt und
voneinander getrennt werden, wobei der Kunststoff-Lichtwellenleiter
durch das Einspannelement und das Führungselement fixiert ist,
die Form mittels der Heizeinheit erwärmt wird, die Bewegungseinheit
wiederholt hin- und herbewegt wird, um dadurch die Übertragungsfläche in allmählicher
Weise auf die Kernendfläche
zu übertragen,
wobei die Form wiederholt hin- und herbewegt werden kann und die
Kernendfläche durch
die Form in intermittierender Weise erwärmt und mit Druck beaufschlagt
wird, um dadurch die Übertragungsfläche in allmählicher
Weise an der Kernendfläche
auszubilden, läßt sich
der in einem einzelnen Arbeitsgang weichgemachte Bereich klein halten,
und der übertragene
Bereich der Übertragungsfläche läßt sich
allmählich
steigern. Als Ergebnis hiervon kommt es zu keinem Extrudieren der weichgemachten
Kernendfläche
aus der Form, und eine gewünschte
Formgebung kann ohne Nachbehandlung gebildet werden.