DE10331095A1 - Ferrule für einen Steckverbinder eines Lichtwellenleiters und Verfahren zum Verschweißen einer Ferrule und eines Lichtwellenleiters - Google Patents

Ferrule für einen Steckverbinder eines Lichtwellenleiters und Verfahren zum Verschweißen einer Ferrule und eines Lichtwellenleiters Download PDF

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Abstract

Ferrule für einen Steckverbinder eines Lichtwellenleiters und Verfahren zum Verschweißen einer Ferrule und eines Lichtwellenleiters, welches die Ferrule schnell mit dem Lichtwellenleiter verbinden kann und welche den Lichtwellenleiter sicher positionieren kann. Vorsprünge zum Kontaktieren mit einer Oberfläche eines Lichtwellenleiters sind vorzugsweise jeweils im gleichen Abstand in Umfangsrichtung einer Innenwand eines Durchgangslochs der Ferrule angeordnet. Mittels Einsetzens des Lichtwellenleiters in die Ferrule und mittels Erhitzens und Schmelzens der Vorsprünge und der Innenhülle des Lichtwellenleiters durch Ultraschallschwingen werden der Lichtwellenleiter und die Ferrule miteinander verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ferrule für einen Steckverbinder eines Lichtwellenleiters, wie insbesondere einer Lichtleitfaser, als ein Anschlussbauteil zur optischen Übertragung und ein Verfahren zum Verschweißen einer Ferrule und eines Lichtwellenleiters, wie insbesondere einer Lichtleitfaser, zum Zusammenfügen des Anschlussbauteils und des Lichtwellenleiters.
  • Im Allgemeinen werden Verfahren zum miteinander Verbinden optischer Fasern grob in zwei Arten unterteilt: bei dem einen Verfahren werden die Lichtwellenleiter permanent miteinander verbunden, was kein Lösen der einmal miteinander verbundenen Lichtwellenleitern erlaubt; bei dem anderen Verfahren werden Steckverbinder miteinander verbunden, wodurch ermöglicht ist, dass die Lichtwellenleiter leicht miteinander zu koppeln und voneinander zu entkoppeln sind. Das permanente Verbinden wird durch Verschweißen oder Bonden der Lichtwellenleiter erreicht. Das Steckverbinder-Verbinden wird durch Zusammenstecken von Steckverbindern erreicht, bei welchem der eine Steckverbinder als Stecker bezeichnet werden kann und der andere Steckverbinder als Buchse bezeichnet werden kann, die physikalisch miteinander verbunden werden, indem die Stirnflächen der Lichtwellenleiter aneinander in Anlage gebracht werden.
  • Das Steckverbinder-Verbinden weist im Gegensatz zum permanenten Verbinden den Nachteil eines durch Achs-Fehlausrichtung oder Achs-Verkippung verursachten höheren Anschlussverlustes der Lichtwellenleiter-Verbindung auf. Das Steckverbinder-Verbinden weist jedoch den Vorteil auf, dass weniger Zeit als beim permanenten Verbinden benötigt wird. Aus diesem Grund wird das Steckverbinder-Verbinden weitgehend bei Verbindungen in optischen Kurzstrecken- Übertragungssystemen angewendet, wie beispielsweise bei der örtlichen digitalen elektrischen Einrichtung, beim Heimnetzwerk oder beim Autonetzwerk.
  • Ein optischer Steckverbinder zum Steckverbinder-Verbinden weist einen Lichtwellenleiter als Übertragungsleitung und eine Ferrule als Anschlussteil auf. Die Ferrule ist vorgesehen, um den Lichtwellenleiter sowohl in Radial-Richtung als auch in Axial-Richtung zu positionieren und hält einen Endabschnitt des Lichtwellenleiters. Von den vielen Verfahren wird im Allgemeinen ein Klebeverfahren zum Verbinden des Lichtwellenleiters und der Ferrule verwendet.
  • Hierin wird das Verfahren zum Verbinden des Lichtwellenleiters und der Ferrule mittels Klebstoffes erläutert. Die optische Faser ist mit einer Faserelementader, welche eine Kernader und einen Mantel aufweist, und mit einem Hüllabschnitt versehen, welcher eine Innenhülle und eine Außenhülle aufweist. Am Endabschnitt des Lichtwellenleiters wird die Faserelementader mittels Entfernens des Hüllabschnitts freigelegt.
  • Die Ferrule ist röhrenförmig ausgebildet. Die Ferrule ist mit einem im Inneren ausgebildeten Durchgangsloch versehen, welches einen kleinen Lochabschnitt und einen großen Lochabschnitt aufweist. Der kleine Lochabschnitt ist derart ausgebildet, dass die Faserelementader eingesetzt werden kann, und der große Lochabschnitt ist derart ausgebildet, dass die Faserelementader mit dem Hüllabschnitt eingesetzt werden kann. Der in den kleinen Lochabschnitt eingesetzte Endabschnitt der Faserelementader wird poliert, so dass er sich in der gleichen Ebene wie die Endfläche der Ferrule befindet.
  • Die Ferrule und der Lichtwellenleiter können aus unterschiedlichen Materialien, wie beispielsweise Quarzglas oder Kunstharz, hergestellt sein. Die Ferrule kann auch aus Metall oder Keramik hergestellt sein.
  • Der Hüllabschnitt des Lichtwellenleiters wird mit einem Klebstoff überzogen und der Lichtwellenleiter wird in die Ferrule eingesetzt. Danach werden der Lichtwellenleiter und die Ferrule mittels des ausgehärteten Klebstoffs aneinander befestigt.
  • Das Verfahren zum Verbinden mittels Klebstoffs benötigt für das Aushärten des Klebstoffs mittels Erwärmung Stunden, so dass die Produktivität für die Lichtwellenleiter reduziert sein kann. Außerdem weist das Verfahren zum Verbinden mittels Klebstoffs die Nachteile auf, dass die Klebekraft entsprechend den Eigenschaften der Oberflächen der Lichtwellenleiter und der Ferrulen variieren kann und dass die Wärmewiderstandsfähigkeit der Verbindungsstelle klein sein kann. Ein Verfahren, welches diese Nachteile überwindet, ist aus der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift 563-137202 bekannt.
  • Die oben erwähnte Erfindung besteht darin eine, wie in 6 gezeigte, Ferrule 60 aus einem ultraschallschweißbaren Harz und einen nicht gezeigten Lichtwellenleiter, der eine Innenhülle aus ultraschallschweißbaren Harz aufweist, durch Ultraschallschweißen miteinander zu verbinden, wobei kein Spannteil und kein Arbeitsvorgang zum Entfernen der Hülle benötigt sind.
  • Die Ferrule 60 weist ein Durchgangsloch 61 auf, welches einen ersten Lochabschnitt 61a mit großem Durchmesser und einen zweiten Lochabschnitt 61b mit kleinem Durchmesser aufweist. In das Durchgangsloch 61 wird das zuvor vom Hüllabschnitt befreite Ende des Lichtwellenleiters eingesetzt und in den zweiten Lochabschnitt 61b mit kleinem Durchmesser wird die Faserelementader eingesetzt.
  • Der mit dem ersten Lochabschnitt 61a mit großem Durchmesser versehene Ferrulenabschnitt 60a weist vier sich axial erstreckende Schlitze 62 zum Absorbieren eines aufgrund Ultraschallschweißens deformierten Abschnitts der Ferrule 60 auf.
  • Das oben erwähnte Verfahren zum Verbinden des Lichtwellenleiters und der Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters aus dem Stand der Technik weist jedoch die nachfolgenden zu lösenden Nachteile auf.
  • Wenn die Druckkraft einer Ultraschall-Schweißmaschine groß ist, können die an dem ersten Lochabschnitt 61a mit großem Durchmesser der Ferrule 60 vorgesehenen Schlitze 62 nicht den aufgrund der großen Druckkraft verursachten deformierten Teil der Ferrule 60 absorbieren. Falls die Ferrule 60 verformt wird, wird die genaue Ausrichtung der optischen Achse des Lichtwellenleiters verschlechtert, so dass der optische Verlust der Verbindung erhöht wird und die optischen Eigenschaften der Verbindung verschlechtert werden.
  • Wenn die Kontaktfläche zwischen dem Durchgangsloch 61 der Ferrule 60 und der Innenhülle des Lichtwellenleiters größer ist als es die Anforderung zum Verbinden verlangt, wird der auf Reibung basierende Wärmewert über Bedarf ansteigen und der auf Reibung basierende Wärmewert kann nicht freigesetzt werden. Dadurch wird der wärme-beeinflusste Bereich in einer Umgebung der Verbindungsstelle vergrößert. Wenn der wärme-beeinflusste Bereich vergrößert wird, wird die Faserelementader, wie beispielsweise Kristallglas oder Acrylharz, einer Temperaturbelastung ausgesetzt, welche eine Temperaturbelastungs-Rissbildung verursacht.
  • Wenn im umgekehrten Falle die Kontaktfläche zwischen der Ferrule und dem Lichtwellenleiter sehr klein ist, sind die Ultraschallschwingungen schwer übertragbar, so dass das Erwärmen und das Schmelzen der Kontaktfläche mehr Zeit beansprucht, was die Produktivität für den optischen Steckverbinder reduziert. Falls außerdem die verbundene Fläche zu klein ist, kann der Lichtwellenleiter aus der Ferrule rückwärts herausgezogen werden, wenn an dem Lichtwellenleiter gezogen wird.
  • Um die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Ferrule für einen Steckverbinder eines Lichtwellenleiters, welche schnell mit dem Lichtwellenleiter verbindbar ist und den Lichtwellenleiter sicher positionieren kann, und ein Verfahren zum Verschweißen der Ferrule und des Lichtwellenleiters bereitzustellen.
  • Um diese Aufgabe zu lösen, weist die erfindungsgemäße Ferrule für einen Steckverbinder eines Lichtwellenleiters ein Durchgangsloch, in welches ein Ende des Lichtwellenleiters zum Verschweißen eingesetzt werden kann, und eine Mehrzahl von Vorsprüngen zum Ultraschallschweißen auf, wobei die Vorsprünge an einer Innenwand des Durchgangslochs vorgesehen sind, so dass sie mit der Oberfläche eines in die Ferrule eingesetzten Lichtwellenleiters in Kontakt sind.
  • Gemäß der oben erwähnten Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters wird der Lichtwellenleiter aufgrund des Einsetzens des Lichtwellenleiters in das Durchgangsloch der Ferrule radial und axial positioniert. Der Lichtwellenleiter berührt die Vorsprünge der Ferrule an deren Oberfläche, so dass die Verschiebung des Lichtwellenleiters verhindert wird und die Ultraschallschwingung leichter übertragen werden kann. Dadurch wird die Verbindungskraft zwischen dem Lichtwellenleiter und der Ferrule erhöht.
  • Die oben erwähnte Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters ist ferner bevorzugt dadurch spezifiziert, dass jeder der Vorsprünge eine kreisbogenförmige Endfläche aufweist.
  • Gemäß der vorstehend erwähnten Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters können die kreisbogenförmigen Endflächen der Vorsprünge die Oberfläche des Lichtwellenleiters sicher berühren.
  • Die oben erwähnte Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters ist ferner bevorzugt dadurch spezifiziert, dass die Vorsprünge rechteckförmig oder rippenförmig ausgebildet sind.
  • Gemäß der vorstehend erwähnten Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters ist die Kontaktfläche zwischen der Oberfläche des Lichtwellenleiters und jedem der Vorsprünge derart vergrößert, dass die Ultraschallschwingung leichter übertragbar ist und die Verbindungskraft sichergestellt werden kann. Außerdem ist die Ferrule aus einer Gussform leicht auswerfbar und die Gießbarkeit der Vorsprünge ist verbessert.
  • Die oben erwähnte Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters ist bevorzugt dadurch spezifiziert, dass die Mehrzahl der Vorsprünge in Umfangsrichtung der Innenwand des Durchgangslochs angeordnet ist.
  • Gemäß der vorstehend erwähnten Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters sind die verbundenen Abschnitte des Lichtwellenleiters mit der Ferrule derart ausgebildet, dass die Verbindungskraft zwischen dem Lichtwellenleiter und der Ferrule vergrößert ist.
  • Die oben erwähnte Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters ist bevorzugt dadurch spezifiziert, dass die Vorsprünge jeweils im gleichen Abstand in Umfangsrichtung der Innenwand des Durchgangslochs angeordnet sind.
  • Gemäß der vorstehend erwähnten Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters wird der Lichtwellenleiter von seiner Umgebung gleichmäßig angedrückt, so dass er radial exakt zur Mitte ausgerichtet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren des Verschweißens der Ferrule und des Lichtwellenleiters weist die Schritte des Einsetzens des Lichtwellenleiters in die oben erwähnte Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters und des Verschweißens der Vorsprünge und des Lichtwellenleiters mittels einer Ultraschallschwingung zum Verbinden der Ferrule und des Lichtwellenleiters auf.
  • Gemäß dem vorstehend erwähnten Verfahren des Verschweißens der Ferrule und des Lichtwellenleiters wird, nachdem der Lichtwellenleiter in die Ferrule eingesetzt ist, die Ferrule mit Druck mittels Ultraschallwellen in Schwingung versetzt. Dadurch werden die Vorsprünge, welche im Durchgangsloch ausgebildet sind, erwärmt und schmelzen aufgrund der inneren Reibung, wodurch der Lichtwellenleiter und die Ferrule verschweißt werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 ein schematisches Schaubild einer Ultraschallschweißmaschine, die für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verschweißen einer Ferrule und eines Lichtwellenleiters verwendet wird;
  • 2 eine Explosionsansicht eines optischen Steckverbinders, welcher die erfindungsgemäße Ferrule für einen Steckverbinder des Lichtwellenleiters aufweist;
  • 3 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht der in 2 dargestellten Ferrule und des in die Ferrule einsetzbaren Endabschnitts des Lichtwellenleiters;
  • 4 einen Querschnitt entlang Schnittlinie A-A der in 3 dargestellten Ferrule;
  • 5 einen Längsschnitt der Ferrule und des in der Ferrule eingesetzten Endes des Lichtwellenleiters, welche in den in 2 dargestellten optischen Adapter eingesteckt ist;
  • 6A einen Längsschnitt einer Ferrule für einen Steckverbinder eines Lichtwellenleiters gemäß dem Stand der Technik; und
  • 68 eine Ansicht der gemäß 6A rechten Seite der Ferrule für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters.
  • Es wird nun ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. 1 zeigt eine Ultraschallschweißmaschine, die für das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens des Verschweißens der Ferrule und des Lichtwellenleiters verwendet wird. 2 bis 5 zeigen erfindungsgemäße Ferrulen für den Steckverbinder des Lichtwellenleiters.
  • Ultraschallschweißen mittels Ultraschallschweißmaschinen ist ein Verfahren, zwei Werkstücke zu verschweißen, indem die beiden Werkstücke zusammengepresst werden und Schwingungsenergie auf eine dazwischen gebildete Kontaktfläche übertragen wird, um die Schwingungsenergie der Kontaktfläche zuzuführen.
  • Dadurch, dass den Werkstücken Schwingungsenergie zugeführt wird, wird aufgrund des Schlupfs der Werkstücke und der inneren Reibung der Werkstücke Wärme erzeugt und die Kontaktfläche der Werkstücke wird teilweise aufgeschmolzen und Atome diffundieren an der Kontaktfläche der Werkstücke. Dadurch werden die beiden Werkstücke vollständig miteinander verbunden. Beim Ultraschallschweißen ist der wärme- beeinflusste Bereich in der Nähe der Verbindungsstelle klein. Daher ist das Ultraschallschweißen zum Verschweißen dünner Schichten, wie beispielsweise elektronischer Bauteile, geeignet und der Schweißvorgang ist innerhalb weniger Sekunden beendet.
  • Eine Ultraschallschweißmaschine 10, wie in 1 gezeigt, weist auf: einen Ultraschallgenerator 11, einen Energiewandler 12, ein Horn-Übertragungsglied 13, eine Sonotrode 14, einen Amboss 15 und eine nicht gezeigte hydraulische Vorrichtung. Diese Bauteile werden nachfolgend erklärt.
  • Der Ultraschallgenerator 11 kann normalerweise eine elektrische Leistung von 100 W bis zu 10 kW erzeugen. Der Energiewandler 12 ist ein magnetostriktives Schwingungsteil aus ferromagnetischem Material, welches in einem Magnetfeld angeordnet ist, um aus der elektrischen Energie vom Ultraschallgenerator 11 Schwingungsenergie zu erzeugen. Das Horn-Übertragungsglied 13 ist zum Übertragen der Schwingung des Energiewandlers 12 an die Sonotrode 14 vorgesehen. Das Horn-Übertragungsglied 13 ist in 1 horizontal angeordnet. Das Horn-Übertragungsglied 13 kann jedoch auch in einer anderen Richtung, beispielsweise vertikal, angeordnet sein.
  • Die Sonotrode 14 und der Amboss 15 weisen jeweils eine obere Vorrichtung und eine untere Vorrichtung zum Einspannen einer Ferrule 35 als Werkstück auf. Die hydraulische Vorrichtung ist zum Drücken der Sonotrode 14 und/oder des Ambosses 15 aufeinander zu vorgesehen. Durch Bereitstellung eines Motors in der Ultraschallschweißmaschine 10 kann die Ferrule 35 zwischen der Sonotrode 14 und dem Amboss 15 gedreht werden. An Stelle der Sonotrode 14 und des Ambosses 15 kann ein Spannfutter angeordnet sein, welches mittels des Horn-Übertragungsglieds in Schwingung versetzt werden kann.
  • In einem Betätigungszustand ist die oben aufgegliederte Ultraschallschweißmaschine mit einer Ultraschall-Abgabeleistung von 2 kW, einer Ultraschallfrequenz zwischen 15-39 kHz, einer Ultraschall-Amplitude (Amplitude einer vertikalen Horn-Übertragungsgliedschwingung) von 40-50 μm und einer Druckkraft zwischen der Sonotrode 14 und dem Amboss 15 von 300-500 N eingerichtet.
  • Wenn die Ferrule 35 mit einem in ihr eingesetzten Lichtwellenleiter 31 zwischen der Sonotrode 14 und dem Amboss 15 im Einklemmzustand ist und die Ferrule vertikal zusammengepresst wird, werden die Ferrule 35 und der Lichtwellenleiter 31 durch horizontales Schwingen der Sonotrode 14, angeregt durch das Horn-Übertragungsglied 13, miteinander verschweißt. Das Horn-Übertragungsglied 13 kann auch vertikal angeordnet sein und vertikal mittels Ultraschallwellen in Schwingung versetzt werden.
  • 2 zeigt eine Explosionsdarstellung eines optischen Steckverbinders 30. Der optische Steckverbinder 30 weist den Lichtwellenleiter 31, die Ferrule 35, einen optischen Adapter 40 und eine optische Adapterabdeckung 50 auf. Jedes Bauteil wird nachfolgend erläutert.
  • Der Lichtwellenleiter 31 weist eine Faserelementader 32, eine Innenhülle 33 zum Schutz der Faserelementader 32 und eine Außenhülle 34 zum Schutz der Außenseite der Innenhülle 32 auf. Die Faserelementader 32 ist aus Kunstharz hergestellt, d.h. eine Kunststoff-Faserelementader. Die Faserelementader 32 ist aus einem Kernmaterial, wie beispielsweise PMMA (Polymethylmethacrylat, im Allgemeinen als Acrylharz bekannt), welches einen hohen Lichtdurchlassgrad aufweist, oder Polycarbonat (PC), welches wärmewiderstandsfähig ist, und einem Mantelmaterial, wie beispielsweise Fluoridharz, ausgebildet.
  • Ein in der Mitte der Faserelementader 32 angeordneter Kern ist eine Wellenleiter-Ader (Übertragungsleitung) zum Übertragen optischer Signale. Ein Mantel, der an der Außenseite des Kerns vorgesehen ist, ist aus einem Material hergestellt, welches einen kleineren Brechungsindex als der Kern hat. Dadurch wird das Licht an der Grenzfläche zwischen dem Kern und dem Mantel reflektiert, so dass es auf den Kern begrenzt wird.
  • Die Innenhülle 33 und die Außenhülle 34 sind aus einem Kunstharz, wie beispielsweise Polyethylenharz, Polyvinylchlorid oder Nylon hergestellt, welches isolierende und feuerhemmende Eigenschaften aufweist.
  • Die Innenhülle 33 und die Außenhülle 34 werden nacheinander von einem Ende des Lichtwellenleiters 31 entfernt, so dass die Faserelementader um eine bestimmte Länge freigelegt ist. Die Innenhülle 33 wird an einem Ende um eine vorbestimmte Länge von der Außenhülle 34 freigelegt, so dass sie mit der Ferrule 35 mittels Erwärmens und Schmelzens der Innenhülle 33 durch Ultraschallschwingen verbunden wird.
  • Die Ferrule 35 ist aus einem Kunstharz hergestellt, d.h. eine Kunststoff-Ferrule. Die in 3 gezeigte Ferrule 35 ist in einer abgestuften, zylindrischen Form ausgebildet, die mit einem kleinen Durchmesserabschnitt 36 zum Aufnehmen der Faserelementader 32 im Durchgangsloch 35a des kleinen Durchmesserabschnitts 36 und mit einem großen Durchmesserabschnitt 37 ausgebildet ist, der die Fortsetzung des kleinen Durchmesserabschnitts 36 ist, zum Aufnehmen der Innenhülle 33 im Durchgangsloch 35a. Die Faserelementader 32 wird in das Durchgangsloch 35a derart eingesetzt, dass die Faserelementader 32 von einem Endabschnitt des kleinen Durchmesserabschnitts 36 freigelegt wird. Danach wird das Ende der Faserelementader 32 zusammen mit der Ferrule 35 poliert, so dass es mit dem Ende der den Lichtwellenleiter aufnehmenden Ferrule 35 plan ist.
  • Ein erster Ringbund 38 und ein zweiter Ringbund 39 sind jeweils ringförmig am Körper des größeren Durchmesserabschnitts 37 ausgebildet. Der erste Ringbund 38 ist mittig am größeren Durchmesserabschnitt 37 angeordnet und der zweite Ringbund 39 ist am Ende des größeren Durchmesserabschnitts 37 angeordnet.
  • In 2 ist der aus Kunstharz hergestellte optische Adapter 40 einstückig aus zwei Gehäusen 41 gebildet, welche eine rechteckige Außenform haben, um nebeneinanderliegend angeordnet werden zu können. In den beiden Gehäuse 41, 41, welche plansymmetrisch zueinander ausgebildet sind, sind in Längsrichtung des optischen Adapters 40 eine Einsetzöffnung 42, ein Aufnahmeabschnitt 43 (5) und eine Anschlussöffnung 44 (5) angeordnet.
  • Die Einsetzöffnung 42 ist ein rundes Durchgangsloch zum Einsetzen des Endes des Lichtwellenleiters 31 und sie ist in Längsrichtung an einer Endfläche des optischen Adapters 40 vorgesehen. Der Durchmesser der Einsetzöffnung 42 ist geringfügig größer als der Durchmesser des ersten Ringbundes 38 und des zweiten Ringbundes 39 der Ferrule 35.
  • Der Aufnahmeabschnitt 43 ist länger als die Länge der Ferrule 35 ausgebildet, so dass verhindert wird, dass die aufgenommene Ferrule 35 aus der Anschlussöffnung 44 hervorsteht. Dadurch werden sowohl das Ende der Ferrule 35 als auch das Ende des Lichtwellenleiters 31 gegen zerkratzen oder beschädigen geschützt. Der Aufnahmeabschnitt 43 ist derart ausgebildet, dass er den gleichen Durchmesser wie die Einsetzöffnung 42 und die Anschlussöffnung 44 aufweist, und er ist in Umfangsrichtung in der Mitte des Aufnahmeabschnitts 43 mit einem ringförmigen Anschlag 45 (5) versehen, der nach Innen hervorsteht. Der erste Ringbund 38 der Ferrule 35 stößt am Anschlag 45 zum Positionieren der Ferrule 35 in Längsrichtung an.
  • Die Anschlussöffnung 44 ist in Längsrichtung an der anderen Endfläche des optischen Adapters 40 vorgesehen. Die Anschlussöffnung 44 ist ein rundes Durchgangsloch zum Einsetzen eines nicht gezeigten optischen Gegen-Steckverbinders.
  • Der optische Adapter 40 ist an seiner oberen Wand 40a mit einem Verriegelungsabschnitt 46 und an seiner unteren Wand 40b (5) mit einem Eingriffsabschnitt 47 versehen. Der Verriegelungsabschnitt 46 ist ein flexibles Verriegelungsstück, welches von der Mitte des optischen Adapters 40 aus gesehen näher bei der Einsetzöffnung 42 angeordnet ist. Der Verriegelungsabschnitt 46 kuppelt derart am ersten Ringbund 38 der Ferrule 35 an, dass verhindern wird, dass die Ferrule 35 rückwärts herausgezogen werden kann.
  • Der Eingriffsabschnitt 47 (5) ist derart ausgebildet, dass er mit dem Aufnahmeabschnitt 43 in Verbindung steht. Zum doppelten Verriegeln der Ferrule 35 wird ein Riegel 49 in den Eingriffsabschnitt 47 eingesetzt, so dass er mit dem ersten Ringbund 38 der Ferrule 35 in Eingriff steht.
  • Die optische Adapterabdeckung 50 ist aus einem Kunstharz hergestellt und gehäuseförmig ausgebildet zum Aufnehmen des optischen Adapters 40 in ihrem Innenraum. Die optische Adapterabdeckung 50 weist eine Rückwand und eine zu der Rückwand fortgeführte, umschließende Wand 51 auf. Die umschließende Wand 51 weist eine Deckenwand 51a, eine Bodenwand 51b und zwei Seitenwände 51c, 51c auf (wobei nur eine Seitenwand 51c bezeichnet ist).
  • Die Bodenwand 51b der optischen Adapterabdeckung 50 ist mit einer dem Riegel 49 korrespondierenden Eingriffsöffnung 53 versehen. Die Eingriffsöffnung 53 ist im Wesentlichen in gleicher Größe wie der Eingriffsabschnitt 47 ausgebildet (5). Wenn der Riegel 49 in die Eingriffsöffnung 53 eingesetzt ist, steht der Riegel 49 durch die Eingriffsöffnung 53 hindurch mit dem ersten Ringbund 38 der Ferrule 35 in Eingriff.
  • 5 zeigt die Ferrule 35, in welche das Ende des Lichtwellenleiters 31 eingesetzt ist, welche in den optischen Adapter 40 eingesteckt ist. Der Lichtwellenleiter ist in das hintere Ende der Ferrule 35 eingesetzt und die Außenhülle 34 des Lichtwellenleiters 31 liegt an dem Endabschnitt des zweiten Ringbundes 39 an. Dadurch ist der Lichtwellenleiter 31 in seiner Längsrichtung ausgerichtet.
  • Die eingesetzte Faserelementader 32 liegt an der Innenwand des Durchgangslochs 35a derart an, dass sie exakt in der optischen Achse der Faserelementader angeordnet ist. Außerdem ist die optische Achse ohne Verkippung angeordnet.
  • Die Ferrule 35 wird durch Anstoßen am Anschlag 45 des optischen Adapters 40 positioniert. Der erste Ringbund 38 der Ferrule 35 steht in Eingriff mit dem Verriegelungsabschnitt 46, um zu verhindern, dass die Ferrule 35 entgegengesetzt zur Einsetz-Richtung herausgezogen werden kann.
  • 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A der in 3 gezeigten Ferrule. Ein Merkmal der Erfindung ist, dass eine Mehrzahl von Vorsprüngen 20 an der Innenwand 35b des Durchgangslochs 35a angeordnet ist, in welches die Innenhülle 33 des Lichtwellenleiters 31 eingesetzt wird.
  • Die Vorsprünge 20 erstrecken sich axial in Rippenform und sind jeweils im gleichen Abstand in Umfangsrichtung an der Innenwand 35b angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind sechs Vorsprünge 20 axialsymmetrisch angeordnet. Der Lichtwellenleiter 31 wird von seiner Umgebung gleichmäßig angedrückt, um zu verhindern, dass der Lichtwellenleiter 31 verschoben wird, wenn der Lichtwellenleiter 31 ultraschallgeschweißt wird. Die Anzahl der Vorsprünge 20 kann größer als sechs sein. Die von der Innenwand 35b des Durchgangslochs 35a hervorstehenden Vorsprünge 20 können rechteckförmig sein. Rechteckig bedeutet hierin insbesondere quadratisch.
  • Die Vorsprungslänge "a" eines jeden Vorsprungs 20 ist derart ausgelegt, dass die Endfläche der Vorsprünge 20 in Kontakt mit der Innenhülle 33 des Lichtwellenleiters 31 stehen. Wenn die Vorsprungslänge "a" zu groß ist, blockieren die Vorsprünge 20 das Einsetzten des Lichtwellenleiters 31. Wenn die Vorsprungslänge "a" zu kurz ist, können die Vorsprünge 20 die Ultraschallschwingung nicht auf den Lichtwellenleiter 31 übertragen.
  • Eine Endfläche 20a des Vorsprungs 20 ist derart konkav, kreisbogenförmig ausgebildet, dass sie in Kontakt mit der Oberfläche der Innenhülle 33 des Lichtwellenleiters 31 steht. Dadurch wird der Kontaktbereich des Lichtwellenleiters 31 und der Ferrule 35 vergrößert, so dass die Ultraschallschwingung sicher von der Ferrule 35 auf den Lichtwellenleiter 31 übertragen werden kann. Außerdem wird der Lichtwellenleiter exakt radial und axial positioniert.
  • Die Breite "b" eines jeden der in Umfangsrichtung der Innenwand 35b des Durchgangslochs 35a angeordneten Vorsprünge 20 wird über das Verhältnis der Andruckkraft der in 1 gezeigten Ultraschallschweißmaschine 10 zu der Kontaktfläche definiert. Die Druckkraft ist eine vertikale Kraft, die durch die Sonotrode 14 und/oder durch den Amboss 15 mittels der Hydraulikvorrichtung auf die Ferrule 35 aufgebracht wird. Die Kontaktfläche ist eine Kontaktgrenzfläche an der Endfläche 20a der Vorsprünge 20 und der Innenhülle 33 des Lichtwellenleiters 31.
  • Die Verbindungskraft zwischen dem Lichtwellenleiter 31 und der Ferrule 35, die mittels Ultraschallschweißens hervorgerufen wird, ist abhängig vom Verhältnis der Druckkraft zu der Kontaktfläche (nachfolgend als Kontaktdruckkraft bezeichnet). Wenn die Kontaktdruckkraft zu groß ist, können die Ferrule 35 und der Lichtwellenleiter 31 deformiert werden. Wenn die Kontaktdruckkraft zu klein ist, wird zuviel Zeit benötigt, um die Kontaktgrenzfläche des Lichtwellenleiter 31 und der Ferrule 35 zu erwärmen und zu schmelzen, so dass die Verbindungskraft verringert sein könnte.
  • Daher wird die Breite "b" des Vorsprungs 20 derart festgelegt, dass die Ferrule 35 nicht deformiert wird und nicht viel Zeit zum Erhitzen und Schmelzen des Kontaktgrenzbereichs benötigt wird und die Verbindungskraft nicht verringert wird.
  • Das Verfahren zum Ultraschallschweißen des Lichtwellenleiters 31 und der Ferrule 35 weist die folgenden Schritte auf: Einsetzen des Endes des Lichtwellenleiters 31, welches vorher von der Außenhülle 34 und der Innenhülle 33 befreit wurde, in das Durchgangsloch 35a der Ferrule 35, Anlegen der Ultraschallschwingung an die Ferrule 35 mit Druck mittels der Ultraschallschweißmaschine 10, Reiben der Endflächen 20a der Vorsprünge 20 im Durchgangsloch 35a an der Innenhülle 33 des Lichtwellenleiters 31, Erhitzen und Schmelzen der Vorsprünge 20 und der Innenhülle 33 mittels der inneren Reibung und damit Verschweißen des Lichtwellenleiters 31 und der Ferrule 35.
  • Gemäß dieses Ausführungsbeispiels sind die Vorsprünge 20, welche die Oberfläche des Lichtwellenleiters 31 kontaktieren, zum Ultraschallschweißen an der Innenwand 35b des Durchgangslochs 35a angeordnet, so dass aufgrund des Kontaktes des Lichtwellenleiters 31 mit den Endflächen der Vorsprünge 20 die Verschiebung des Lichtwellenleiters 31 verhindert wird und die Ultraschallschwingung sicher übertragen wird, um die Verbindungskraft zwischen dem Lichtwellenleiter 31 und der Ferrule 35 zu erhöhen.
  • Die Endfläche 20a eines jeden der Vorsprünge 20 ist konkav kreisbogenförmig ausgebildet, so dass die Kontaktfläche des Lichtwellenleiters 31 und der Ferrule 35 größer ist und die Ultraschallschwingung sicher übertragen wird.
  • Außerdem ist jeder der Vorsprünge 20 rippenförmig ausgebildet, so dass die Kontaktfläche des Lichtwellenleiters 31 und der Ferrule 35 noch größer ist und die Ultraschallschwingung sicherer übertragen wird.
  • Die sechs Vorsprünge 20 sind derart angeordnet, dass der Lichtwellenleiter 31 durch Erhöhen der Druckkraft am Verschieben gehindert wird und die Verbindungskraft durch Vergrößern des Kontaktbereichs erhöht wird. Außerdem sind die Vorsprünge 20 jeweils im gleichen Abstand in Umfangsrichtung an der Innenwand 35b angeordnet, so dass der Lichtwellenleiter 31 von der Umgebung gleichmäßig angedrückt wird und radial exakt in der Mitte ausgerichtet ist.

Claims (6)

  1. Ferrule (35) für einen Steckverbinder eines Lichtwellenleiters (31), die ein Durchgangsloch (35a) aufweist, in welches ein Ende des Lichtwellenleiters (31) zum Verschweißen eingesetzt ist, aufweisend: eine Mehrzahl von Vorsprüngen (20) zum Ultraschallschweißen, wobei die Vorsprünge (20) an einer Innenwand (35b) des Durchgangslochs (35a) vorgesehen sind und in Kontakt mit einer Oberfläche des Lichtwellenleiters (31) stehen.
  2. Ferrule (35) gemäß Anspruch 1, wobei jeder der Vorsprünge (20) eine kreisbogenförmige Endfläche (20a) aufweist.
  3. Ferrule (35) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jeder der Vorsprünge (20) rechteckförmig oder rippenförmig ausgebildet ist.
  4. Ferrule (35) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorsprünge (20) in Umfangsrichtung der Innenwand (35b) des Durchgangslochs (35a) angeordnet sind.
  5. Ferrule (35) gemäß Anspruch 4, wobei die Vorsprünge (20) jeweils im gleichen Abstand in Umfangsrichtung der Innenwand (35b) des Durchgangslochs (35a) angeordnet sind.
  6. Verfahren zum Verschweißen einer Ferrule (35) und eines Lichtwellenleiters (31), welches die Schritte aufweist: Einsetzen des Lichtwellenleiters (31) in die Ferrule (35) für einen Steckverbinder eines Lichtwellenleiters (31) gemäß Anspruch 1 oder 2, und Verschweißen der Vorsprünge (20) und des Lichtwellenleiters (31) mittels Ultraschallschwingens zum Miteinander-Verbinden der Ferrule (35) und des Lichtwellenleiters (31).
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2631689A1 (de) * 2007-04-25 2013-08-28 Furukawa Electric Co., Ltd. Optical fiber connector and optical fiber adaptor
JP5485785B2 (ja) * 2010-05-19 2014-05-07 三菱鉛筆株式会社 光コリメータ及びこれを用いた光コネクタ
JP2012094381A (ja) * 2010-10-27 2012-05-17 Sumitomo Wiring Syst Ltd 電気接続箱
US8696215B1 (en) * 2012-10-15 2014-04-15 Corning Cable Systems Llc Adhesive compositions including partially cross-linked resins and coupling agents and methods for use thereof
US9568686B2 (en) 2012-10-15 2017-02-14 Corning Optical Communications LLC Optical connector and ferrule adhesion system including adhesive composition, and related methods
CN104969040B (zh) * 2013-01-15 2017-10-13 斯凯孚公司 传感器单元及包括这种传感器单元的仪器化轴承
JP2014240883A (ja) * 2013-06-11 2014-12-25 矢崎総業株式会社 光コネクタ
JP2018205387A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 矢崎総業株式会社 光コネクタ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63137202A (ja) * 1986-11-29 1988-06-09 Fujitsu Ltd 光コネクタ用フエル−ル
DE19849026A1 (de) * 1998-10-23 2000-04-27 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Befestigen eines Lichtleitfaserendes in einer Kunststoffkontakthülse und entsprechend hergestellter Kunststoffkontakt
DE19923246A1 (de) * 1999-05-20 2000-12-07 Tyco Electronics Logistics Ag Ferrule für einen Lichtwellenleiter und Verfahren zum Befestigen der Ferrule an dem Lichtwellenleiter

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028798A (en) * 1976-04-09 1977-06-14 General Electric Company Method of making electrical connections
GB2040062A (en) * 1979-01-24 1980-08-20 Green Precision Ind Ltd Lee Optical fibre terminations
JPS5616105A (en) * 1979-07-19 1981-02-16 Omron Tateisi Electronics Co Plug of optical fiber cable
JPS589114A (ja) * 1981-07-08 1983-01-19 Ritsuo Hasumi 光フアイバ用プラスチツク製コネクタ
DE4219901A1 (de) * 1992-06-17 1993-12-23 Amp Inc Lichtwellenleiter-Abschlußhülse
EP0784219A1 (de) * 1996-01-10 1997-07-16 R. Audemars Sa Stift für optischen Stecker
JP3128510B2 (ja) * 1996-04-22 2001-01-29 セイコーインスツルメンツ株式会社 光コネクタ用フェルール
JP3516256B2 (ja) * 1998-07-31 2004-04-05 矢崎総業株式会社 フェルールの光ファイバ固定構造

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63137202A (ja) * 1986-11-29 1988-06-09 Fujitsu Ltd 光コネクタ用フエル−ル
DE19849026A1 (de) * 1998-10-23 2000-04-27 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Befestigen eines Lichtleitfaserendes in einer Kunststoffkontakthülse und entsprechend hergestellter Kunststoffkontakt
DE19923246A1 (de) * 1999-05-20 2000-12-07 Tyco Electronics Logistics Ag Ferrule für einen Lichtwellenleiter und Verfahren zum Befestigen der Ferrule an dem Lichtwellenleiter

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GB2390696A (en) 2004-01-14

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