DE10212089A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Endbearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln - Google Patents

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Endbearbeiten von Lichtwellenleiterbündeln. Die Vorrichtung enthält mindestens einen entlang einer Vorschubrichtung beweglichen Werkstückträger, der mit mindestens einer Aufspannvorrichtung zum Befestigen von Lichtwellenleiterbündeln in einem beliebigen Winkel relativ zur Vorschubrichtung versehen ist, mindestens ein Mittel zum Ablängen von Lichtwellenleiterbündeln und mindestens ein Mittel zum Schleifen der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Endbearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln.
• Lichtwellenleiterbündel werden zu Beleuchtungszwecken oder vermehrt auch zur Datenübertragung, beispielsweise in elektronischen Systemen von Kraftfahrzeugen genutzt. Auch abbildende Systeme auf der Basis von Lichtwellenleiterbündeln sind bekannt. Diese werden oftmals auch Bildlichtleiter genannt. Im folgenden werden alle diese Arten unabhängig von ihrem Anwendungszweck und Ausführungsform als Lichtwellenleiterbündel bezeichnet.
• Allen Lichtwellenleiterbündeln ist gemeinsam, dass sie eine Vielzahl von Einzelfasern umfassen. Die Einzelfasern können je nach Anwendungszweck aus Kunststoffen oder Glas bestehen. Auch gibt es Mischformen, bei denen ein Einzelfaserkern aus Glas mit einer Kunststoffschicht ummantelt ist.
• Eine Vielzahl von Einzelfasern umfassende Lichtwellenleiterbündel sind in der Regel von einem äußeren Mantel aus Kunststoff umgeben, der die Einzelfasern vor mechanischer Beschädigung und/oder vor Verschmutzung schützt.
• Oftmals werden Lichtwellenleiterbündel an ihren Enden mit Metall-Endhülsen versehen. Diese werden nach einem allgemein bekannten Verfahren mit Hilfe eines Presswerkzeuges um die Enden der Lichtwellenleiterbündel gepresst. Anschließend wird Klebstoff auf die Stirnflächen der Lichtwellenleiterbündel aufgetragen, der die Faserbündel dauerhaft mit den Endhülsen verbinden soll. Ebenfalls sind Verfahren bekannt, bei denen die metallischen Endhülsen aufgeschrumpft oder Kunststoffhülsen aufgeklebt werden und/oder die Enden von Lichtwellenleiterbündeln verschmolzen werden.
• Bevor Lichtwellenleiterbündel eingesetzt werden können, müssen weitere Bearbeitungsschritte durchgeführt werden, die im weiteren als Endbearbeitung bezeichnet werden. Dabei wird ein Teil der mit den Hülsen versehenen Enden der Lichtwellenleiterbündel abgelängt und die Endflächen werden geschliffen und/oder poliert. Eine möglichst hohe Transmission der Lichtwellenleiterbündel ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal der Endbearbeitung.
• Zum Ablängen und Schleifen der Enden von Lichtwellenleiterbündeln sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt. In DE 42 47 127 A wird ein Verfahren zum Schleifen der Stirnflächen von Lichtwellenleiterbündeln beschrieben, die mit Endhülsen versehenen sind. Dabei werden die Lichtwellenleiterbündel mit ihren Endhülsen in eine Haltevorrichtung eingespannt und gegen eine rotierende Schleifscheibe gedrückt. Um sowohl einen Grob- als auch einen Feinschliff oder auch eine Polierung durchführen zu können, bleiben die Enden der Lichtwellenleiterbündel in der Haltevorrichtung eingespannt, während die Schleifscheibe durch eine andere ausgetauscht werden muss, welche ein Schleifmittel der gewünschten Körnung aufweist. Ebenso ist es gemäß DE 42 47 127 A möglich, mehr als eine Haltevorrichtung bei einer Schleifscheibe einzusetzen, so dass gleichzeitig mehrere Lichtwellenleiterbündel bearbeitet werden können. Das offenbarte Verfahren hat allerdings den Nachteil, dass zu einem Wechsel der Schleifscheiben die Maschine angehalten werden muss, was bei einer Serienproduktion die Bearbeitungszeit und damit auch die Produktionskosten erhöht. Des weiteren ist die Verwendung von Schleifscheiben bei der Endbearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Die Endhülsen bestehen oftmals aus Metall; die Fasern der Lichtwellenleiterbündel jedoch aus Glas und/oder Kunststoff, die mit Klebstoffen, wie beispielsweise Epoxidharz, verklebt sind. Insbesondere Abriebspartikel aus Kunststoff, die beim Schleifen zwangsläufig entstehen, setzen die Schleifscheibe zu, so dass sie nach kurzer Zeit nicht mehr über eine ausreichende Menge von Spankammern verfügt. Dadurch wird das abgetragene Material während des Schleifprozesses nicht mehr aus der Zerspanungszone entfernt. Das führt zu einer Herabsetzung der Schleifleistung und einer erhöhten thermischen Belastung sowohl des Werkzeugs als auch des Werkstücks, wodurch die Haltbarkeit der Werkzeuge vermindert wird.
• Um den Abtransport von abgetragenem Material zu erleichtern, wird das Schleifwerkzeug und/oder das Werkstück in anderen bekannten Verfahren mit hochfrequenten Schwingungen, beispielsweise mit Ultraschall, beaufschlagt. Die DD 2007 21 beschreibt ein Verfahren zum Schleifen von sprödharten Oberflächen, wie Glas oder Keramik, mittels eines Schleifwerkzeugs, dem während seiner tangential zur Fläche des Werkstücks wirkenden Schleifbewegung eine zusätzliche Bewegungskomponente in Richtung der Flächennormalen des Werkstücks aufgeprägt wird. Für die Bearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln ist dieses Verfahren alledings nicht geeignet.
• Es sind auch schon Bemühungen unternommen worden, das Ablängen von Lichtwellenleiterbündeln und das Glätten der Vorderflächen in einem Verfahrensschritt durchzuführen. Gemäß DE 28 57 349 C wird ein optischer Faserkabelstrang mit einer mit einer Ultraschallschwingung beaufschlagten Messerschneide abgetrennt. Durch Einbringen eines Schleifmittels zwischen die Schneidfläche des Messers und das Lichtwellenleiterbündel selbst oder einer mit einer Körnung versehenen Messerschneide wird die Stirnfläche des Lichtwellenleiterbündels geglättet. Die Qualität dieser Glättung ist derjenigen der eingehend beschriebenen separaten Schleifverfahren jedoch unterlegen und für viele Anwendungszwecke ungenügend. Gleichfalls ist die Anwendung dieses Verfahrens für Lichtwellenleiterbündel mit metallischen Endhülsen unmöglich.
• Allen bisher bekannten Verfahren ist gemeinsam, dass sie hauptsächlich manuell ausgeführt werden müssen und keine wirtschaftliche Serien- Endbearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln ermöglichen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur wirtschaftlichen Serien-Endbearbeitung von qualitativ hochwertigen Lichtwellenleiterbündeln mit hoher Transmission sowie ein Verfahren zur wirtschaftlichen Serien- Endbearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln zur Verfügung zu stellen.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 10.
• Insbesondere wird eine Vorrichtung zum Endbearbeiten von Lichtwellenleiterbündeln, enthaltend mindestens einen entlang einer Vorschubrichtung bewegbaren Werkstückträger, der mit mindestens einer Aufspannvorrichtung zum befestigen von Lichtwellenleiterbündeln in einem beliebigen Winkel relativ zur Vorschubrichtung versehen ist, mindestens ein Mittel zum Ablängen von Lichtwellenleiterbündeln und mindestens ein Mittel zum Schleifen der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln bereitgestellt.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Lichtwellenleiterbündel mit beliebigen Durchmessern endbearbeitet werden. In Versuchen wurden Lichtwellenleiterbündel mit Durchmessern in einem Bereich von 1 mm bis 35 mm verwendet.
• Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden Lichtwellenleiterbündel mit Hilfe von mindestens einer Maßnahme zum Aufspannen fixiert und an den zur Endbearbeitung benötigten Werkzeugen vorbeigeführt. Die Maßnahmen zum Aufspannen von Lichtwellenleiterbündeln werden im folgenden als Aufspannvorrichtungen bezeichnet. Eine Aufspannvorrichtung hat die Aufgabe, mindestens ein Lichtwellenleiterbündel sicher zu befestigen, so daß es während der Endbearbeitung nicht verrutscht. Ausführungsformen von Aufspannvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Als Beispiel seien Schraubzwingen oder Backenfutter genannt. Die fixierte Lage von Lichtwellenleiterbündeln in den Aufspannvorrichtungen wird im weiteren als Aufspannung bezeichnet.
• Um die in den Aufspannvorrichtungen befestigten Lichtwellenleiterbündel an den zur Endbearbeitung benötigten Werkzeugen vorbeiführen zu können, ist es erforderlich, die Aufspannvorrichtungen in Bewegung relativ zu den Werkzeugen zu setzen. Das kann beispielsweise durch einen linearen Vorschub geschehen. Das Element der Vorrichtung, welches die Aufspannvorrichtung mit den Maßnahmen zur Bewegung verbindet, wird im weiteren als Werkstückträger bezeichnet. Es ist möglich, mehrere Aufspannvorrichtungen auf einem oder mehreren Werkstückträgern anzubringen, so daß nacheinander mehrere Lichtwellenleiterbündel bearbeitet werden können.
• Ebenfalls ist es möglich, die Werkzeuge in Bewegung relativ zu den Aufspannvorrichtungen zu setzen. Dazu kann beispielsweise ebenfalls ein linearer Vorschub verwendet werden.
• Bewegen sich Werkzeuge in Richtung der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel auf diese zu, können auf diese Weise Anpreßdrucke der Werkzeuge gegen die Endflächen der Lichtwellenleiterbündel erzeugt werden.
• Werden die Lichtwellenleiterbündel in einem bestimmten Winkel in den Aufspannvorrichtungen fixiert, können in diesem Winkel abgeschrägte optische Endflächen der Lichtleiterwellenbündel realisiert werden. Vorzugsweise können die Aufspannvorrichtungen auch so ausgeführt werden, daß sie in einem bestimmten Winkel auf den Werkstückträgern anzubringen und/oder einstellbar sind.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet als Werkzeuge zur Endbearbeitung mindestens ein Mittel zum Ablängen der Lichtwellenleiterbündel und mindestens ein Mittel zum Schleifen der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber dem bekannten Stand der Technik den Vorteil, dass während der gesamten Endbearbeitung nur eine einzige Aufspannung für jedes Lichtwellenleiterbündel benötigt wird. Dadurch kann das gesamte Verfahren weitgehend automatisiert und damit kostengünstig durchgeführt werden.
• Bevorzugt beinhaltet eine erfindungsgemäße Vorrichtung neben den oben genannten Werkzeugen mindestens ein Mittel zum Polieren der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln und/oder mindestens ein Mittel zum Reinigen der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln.
• Vorzugsweise werden die Lichtwellenleiterbündel den Aufspannvorrichtungen entnommen, nachdem sie die Werkzeuge zur Endbearbeitung passiert haben.
• Mittel zum Ablängen der Lichtwellenleiterbündel sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Als Beispiel seien Kreissägen, Bandsägen und Laserschneideeinrichtungen genannt. Mittel zum Schleifen, Polieren und Reinigen der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Beispiel für ein Mittel zum Schleifen der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln ist eine mit einer Topfschleifscheibe versehene Spindelschleifmaschine. Als vorteilhaft haben sich Körnungen der Schleifscheiben in einem Bereich von 20 µm bis 64 µm erwiesen.
• Während des Schleifens und/oder Polierens kann Schleif und/oder Kühlmittel zwischen die Mittel zum Schleifen und/oder die Mitteln zum Polieren und die Endfläche der Lichtwellenleiterbündel, beispielsweise Emulsion oder Öl, eingebracht werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zur Ultraschallbeaufschlagung der Lichtwellenleiterbündel.
• Die Ultraschallbeaufschlagung kann tangential und/oder orthogonal zur durch den Vorschub bestimmten Bewegungsrichtung der Lichtwellenleiterbündel und/oder der Werkzeuge zum Endbearbeiten erfolgen. Dazu können beispielsweise die Werkstückträger mit Hilfe von Piezoerregern in Schwingung versetzt werden. Es hat sich gezeigt, daß dabei Frequenzen in einem Bereich von 16 kHz bis 24 kHz vorteilhaft sind. Die Amplitude der Ultraschallschwingungen kann dabei zwischen 5 µm und 20 µm betragen.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die Vorrichtung Mittel zur Ultraschallbeaufschlagung der Mittel zum Ablängen der Lichtwellenleiterbündel (7) und/oder der Mittel zum Schleifen der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln (9) und/oder der Mittel zum Polieren der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln und/oder der Mittel zum Reinigen (12) der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln.
• Die Ultraschallbeaufschlagung kann tangential und/oder othogonal zur Bewegungsrichtung der Lichtwellenleiterbündel erfolgen. Bei einer Spindelschleifmaschine kann die Ultraschallbeaufschlagung beispielsweise durch einen Schwingungserreger am Wellenschaft erfolgen. Schwingungserreger sind aus dem Stand der Technik bekannt, als Beispiel seinen Piezoerreger, Galtonpfeifen und/oder magnetostriktive Erreger genannt.
• Es hat sich gezeigt, daß durch den Einsatz eines mit Ultraschall beaufschlagten Mittel zum Schleifen der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel gemäß dieser Ausführungsform die Bearbeitungsqualität so hoch ist, daß als weiterer Arbeitsgang das Polieren der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel unnötig ist. Daher beinhaltet eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung neben den Werkstückträgern und den Aufspannvorrichtungen ein Mittel zum Ablängen der Lichtwellenleiterbündel, ein mit Ultraschall beaufschlagtes Mittel zum Schleifen der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel und ein Mittel zum Reinigen der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel.
• In vorteilhafter Weise werden die Lebensdauern der Schleifwerkzeuge durch deren geringeren Verschleiß bei der Verwendung der Ultraschallbeaufschlagung erhöht. Auch diese Faktoren tragen zu dem Kostenvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens bei.
• Besonders bevorzugt beinhaltet die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zum Regeln der Vorschubgeschwindigkeit.
• Überraschend gemäß dieser Ausführungsform ist, daß die Transmission der auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung endbearbeiteten Lichtwellenleiterbündel von der Vorschubgeschwindigkeit abhängt. Die erzielte Transmission steigt mit zunehmender Vorschubgeschwindigkeit überraschenderweise zu einem Maximalwert an. Wird die Vorschubgeschwindigkeit weiter erhöht, sinkt die Transmission wieder. Diejenige Vorschubgeschwindigkeit, bei der die maximale Transmission erreicht wird, ist die für die jeweilige Art von Lichtwellenleiterbündeln optimale Vorschubgeschwindigkeit. Lichtwellenleiterbündel mit unterschiedlichen Endhülsen und unterschiedlichen Arten von Einzelfasern weisen oftmals unterschiedliche optimale Vorschubgeschwindigkeiten auf.
• In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 1 mm/Minute bis 10000 mm/Minute geregelt werden.
• Bevorzugt kann die Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 5 mm/Minute bis 3000 mm/Minute geregelt werden.
• Besonders bevorzugt kann die Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 10 mm/Minute bis 1000 mm/Minute geregelt werden.
• Ganz besonders bevorzugt kann die Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 20 mm/Minute bis 500 mm/Minute geregelt werden.
• Überraschend wurde gemäß diesen Ausführungsbeispielen gefunden, daß bei Verwendung der Ultraschallbeaufschlagung der Lichtwellenleiterbündel und/oder der Schleif- und/oder der Polier- und/oder der Reinigungswerkzeuge eine höhere Transmission der endbearbeiteten Lichtwellenleiterbündel bei einer höheren Vorschubgeschwindigkeit als bei einem Schleifvorgang ohne Ultraschallbeaufschlagung erreicht wird. Eine große Vorschubgeschwindigkeit bedeutet eine geringe Bearbeitungszeit und damit eine kostengünstige Möglichkeit für eine Serienproduktion von endbearbeiteten Lichtwellenleiterbündeln.
• Darüber hinaus kann durch die regelbare Vorschubgeschwindigkeit gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine für die jeweilige Art von Lichtwellenleiterbündel maximale Transmission eingestellt werden. Damit ist ein Wechsel von Werkzeugen für unterschiedliche Arten von Lichtwellenleiterbündeln unnötig, woraus sich ein weiterer Kostenvorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Verfahren zur Endbearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln. Die oben beschriebenen Vorteile, die sich aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben, gelten ebenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können endbearbeitete Lichtwellenleiterbündel rationell hergestellt werden. Zur Endbearbeitung der Lichtwellenleiterbündel werden die Lichtwellenleiterbündel
  
• a) in mindestens einer Aufspannvorrichtung befestigt, wobei die Befestigung der Lichtwellenleiterbündel in der Aufspannvorrichtung in beliebigem Winkel relativ zu einer Vorschubrichtung erfolgt oder die Aufspannvorrichtung in beliebigem Winkel relativ zu einer Vorschubrichtung eingestellt wird,
• b) die in den Aufspannvorrichtungen befestigten Lichtwellenleiterbündel abgelängt und
• c) die in den Aufspannvorrichtungen befestigten Lichtwellenleiterbündel an ihren Endflächen geschliffen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich der Verfahrensschritt
  
• a) Polieren und/oder Reinigen der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel durchgeführt.
• Dabei können entweder die Lichtwellenleiterbündel und/oder die Werkzeuge zur Endbearbeitung entlang einer Vorschubrichtung bewegt werden.
• Wie bereits beschrieben kann während des Schleifens und/oder Polierens Schleif- und/oder Kühlmittel zwischen die Mitteln zum Schleifen und/oder die Mitteln zum Polieren und die Endfläche der Lichtwellenleiterbündel, eingebracht werden.
• In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in den Aufspannvorrichtungen fixierten Lichtwellenleiterbündel mit Ultraschallschwingungen tangential und/oder orthogonal zur Vorschubrichtung beaufschlagt.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Mittel zum Schleifen und/oder Polieren mit Ultraschallschwingungen tangential oder orthogonal zur Vorschubrichtung der in den Aufspannvorrichtungen fixierten Lichtwellenleiterbündel beaufschlagt.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit die Transmission der Lichtwellenleiterbündel eingestellt.
• Durch die Wahl der Vorschubgeschwindigkeiten kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren der wichtigste Qualitätsparameter, die Transmission der endbearbeiteten Lichtwellenleiterbündel, eingestellt werden. So ist es möglich, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst Serien von einer bestimmten Art von Lichtwellenleiterbündeln endzubearbeiten und dann eine andere Art von Lichtwellenleiterbündeln zu verwenden. Es muß lediglich die Vorschubgeschwindigkeit angepaßt werden, um die gewünschte Transmission einzustellen.
• Als vorteilhaft gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens haben sich Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 1 mm/Minute bis 10000 mm/Minute erwiesen.
• Bevorzugt kann eine Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 5 mm/Minute bis 3000 mm/Minute eingestellt werden.
• Besonders bevorzugt kann eine Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 10 mm/Minute bis 1000 mm/Minute eingestellt werden.
• Ganz besonders bevorzugt kann eine Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 20 mm/Minute bis 500 mm/Minute eingestellt werden.
• Mit Hilfe dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche Lichtwellenleiterbündel sind kostengünstig und weisen eine hohe Transmission auf. Die Lichtwellenleiterbündel können beispielsweise für Lichtübertragung, wie für Beleuchtungszwecke, für Datenübertragung und/oder für Bildübertragung verwendet werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren detaillierter beschrieben.
• Es zeigen:
• Fig. 1 Schema einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend entlang der Vorschubrichtung linear bewegbare Werkstückträger, die mit Aufspannvorrichtungen versehen sind, sowie Mittel zum Ablängen der Lichtwellenleiterbündel, Mittel zum Schleifen, die mit Ultraschallschwingungen orthogonal zur Vorschubrichtung beaufschlagt werden können, und Mittel zum Reinigen der Lichtwellenleiterbündel.
• Fig. 2 ein Diagramm der Abhängigkeit der Transmission eines Lichtwellenleiterbündels aus Glasfasern, das mit einer Endhülse aus Messing versehen, mit Epoxidharz verklebt und mit Polyurethan ummantelt ist, von der Vorschubgeschwindigkeit ohne und mit Ultraschallbeaufschlagung des Schleifwerkzeugs.
• In einem Ausführungsbeispiel wurde eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Schema nach Fig. 1 für die Endbearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln verwendet. Ein mit einer Endhülse aus Messing versehenes, mit Epoxidharz verklebtes und mit Polyurethan ummanteltes Lichtwellenleiterbündel aus optischem Glas, Durchmesser 5 mm, wird in rechtem Winkel relativ zur Vorschubrichtung in einer Aufspannvorrichtung (5) befestigt, welche auf einem linear beweglichen Werkstückträger (3) montiert ist. Auf einem Werkstückträger sind gemäß dem Beispiel mehrere Aufspannvorrichtungen montiert, so dass gleichzeitig mehrere Lichtwellenleiterbündel auf einer Produktionsstraße endbearbeitet werden können.
• Nach dem Befestigen der Lichtwellenleiterbündel in der Aufspannvorrichtung (5) wird der Werkstückträger (3) in der durch den Pfeil gekennzeichneten Vorschubrichtung in Bewegung gesetzt. Der Aufspannvorgang kann auch weitestgehend automatisiert erfolgen. Das Lichtwellenleiterbündel wird zuerst an einem Mittel zum Ablängen (7) vorbeigeführt und damit abgelängt. Das Mittel zum Ablängen ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kreissäge. Die Position der Lichtwellenleiterbündel in den Aufspannvorrichtungen (5) bedingt damit das Ablängmaß der Lichtleiterbündel.
• Nach dem Ablängen passiert das in der Aufspannvorrichtung (5) fixierte Lichtwellenleiterbündel Mittel zum Schleifen (9). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Schleifmaschine verwendet, die mit einer Topfschleifscheibe der mit der Körnung 46 µm ausgestattet ist. Die Spindel der Schleifmaschine wird mit einer Ultraschallschwingung (10) mit der Frequenz von 19,5 kHz orthogonal zur Vorschubrichtung beaufschlagt. Die Anregung mit Ultraschall erfolgt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Piezoelektrischen Erreger am Wellenschaft der Schleifmaschine.
• Es hat sich gezeigt, dass durch die Ultraschallbeaufschlagung während Schleifprozesses überraschenderweise ein weiterer Arbeitsgang des Polieren unnötig ist. Daher ist es in dem Ausführungsbeispiel ausreichend, wenn die in den Aufspannvorrichtungen (5) fixierten Lichtwellenleiterbündel nach dem Passieren der Schleifmaschine (9) eine Vorrichtung zum Reinigen (12) passieren. Diese Vorrichtung zum Reinigen (12) ist in dem Beispiel als Filzscheibe ausgeführt.
• Darauffolgend werden die nun komplett endbearbeiteten Lichtwellenleiterbündel der Aufspannvorrichtung entnommen. Durch die Ultraschallbeaufschlagung werden mit einem Maximalwert von 56% deutlich höhere Transmissionswerte der endbearbeiteten Lichtwellenleiterbündel erreicht als ohne Ultraschallbeaufschlagung, bei der lediglich 47% erzielt werden.
• Weiterhin besteht eine Abhängigkeit der Transmission von der Vorschubgeschwindigkeit. Dieser Sachverhalt ist in dem Diagramm der Fig. 2 dargestellt. Dort sind die Transmissionen von endbearbeiteten Lichtwellenleiterbündeln ohne (unschraffierte Balken) und mit (schraffierte Balken) Ultraschallbeaufschlagung in Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit aufgetragen. Zum Erlangen der Daten wurde die gleiche Vorrichtung benutzt, die vorhergehend als Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
• Die maximale Transmission ohne Ultraschallbeaufschlagung wird gemäß Fig. 2 bei der kleinsten Vorschubgeschwindigkeit von 25 mm/Minute erreicht. Mit Ultraschallbeaufschlagung wird ein höherer Transmissionswert von 56% bei einer sehr viel größeren Vorschubgeschwindigkeit von 225 mm/Minute erreicht.

Claims (21)

1. Vorrichtung zum Endbearbeiten von Lichtwellenleiterbündeln, enthaltend mindestens einen entlang einer Vorschubrichtung bewegbaren Werkstückträger (3), der mit mindestens einer Aufspannvorrichtung (5) zum befestigen von Lichtwellenleiterbündeln in einem beliebigen Winkel relativ zur Vorschubrichtung versehen ist,
mindestens ein Mittel zum Ablängen (7) von Lichtwellenleiterbündeln und
mindestens ein Mittel zum Schleifen (9) der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit mindestens einem Mittel zum Polieren der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln und/oder mindestens einem Mittel zum Reinigen (12) der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2 mit Mitteln zur Ultraschallbeaufschlagung der Lichtwellenleiterbündel.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 mit Mitteln zur Ultraschallbeaufschlagung der Mittel zum Ablängen der Lichtwellenleiterbündel (7) und/oder der Mittel zum Schleifen der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln (9) und/oder der Mittel zum Polieren der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln und/oder der Mittel zum Reinigen (12) der Endflächen von Lichtwellenleiterbündeln.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Werkstückträger (3) und/oder die Werkzeuge zur Endbearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln entlang einer Vorschubrichtung bewegbar sind.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 mit Mitteln zum Regeln der Vorschubgeschwindigkeit.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 1 mm/Minute bis 10000 mm/Minute regelbar ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 5 mm/Minute bis 3000 mm/Minute regelbar ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 10 mm/Minute bis 1000 mm/Minute regelbar ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 20 mm/Minute bis 500 mm/Minute regelbar ist.

11. Verfahren zur Endbearbeitung von Lichtwellenleiterbündeln, wobei die Lichtwellenleiterbündel

a) in mindestens einer Aufspannvorrichtung (5) befestigt werden, wobei die Befestigung der Lichtwellenleiterbündel in der Aufspannvorrichtung (5) in beliebigem Winkel relativ zu einer Vorschubrichtung erfolgt oder die Aufspannvorrichtung (5) in beliebigem Winkel relativ zu einer Vorschubrichtung eingestellt wird,

b) die in den Aufspannvorrichtungen befestigten Lichtwellenleiterbündel abgelängt und

c) die in den Aufspannvorrichtungen befestigten Lichtwellenleiterbündel an ihren Endflächen geschliffen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die abgelängten und an ihren Endflächen geschliffenen Lichtwellenleiterbündel

a) an ihren Endflächen poliert und/oder gereinigt werden.

13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Lichtwellenleiterbündel mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt werden.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Mittel zum Ablängen der Lichtwellenleiterbündel (7) und/oder die Mittel zum Schleifen (9) der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel und/oder die Mittel zum Polieren der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel und/oder die Mittel zum Reinigen (12) der Endflächen der Lichtwellenleiterbündel mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt werden.

15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei durch die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit die Transmission der Lichtwellenleiterbündel eingestellt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei eine Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 1 mm/Minute bis 10000 mm/Minute eingestellt wird.

17. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei eine Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 5 mm/Minute bis 3000 mm/Minute eingestellt wird.

18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei eine Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 10 mm/Minute bis 1000 mm/Minute eingestellt wird.

19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei eine Vorschubgeschwindigkeit in einem Bereich von 20 mm/Minute bis 500 mm/Minute eingestellt wird.

20. Lichtwellenleiterbündel, das nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 19 erhältlich ist.

21. Verwendung von Lichtwellenleiterbündeln nach Anspruch 20 zur Daten-, Licht- und/oder Bildübertragung.