DE19742675A1 - Vorrichtung zum Formen einer Endfläche einer Lichtwellenleiterfaser und eine solche Vorrichtung enthaltende Einrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen einer Endfläche einer LWL-Faser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die vorliegende Er­ findung eine Einrichtung zum Formen von Endflächen mehrerer LWL-Fasern in LWL-Steckern mit Vorrichtungen der oben ge­ nannten Art.

Es ist eine Vorrichtung zum Formen einer Endfläche einer Lichtwellenleiterfaser bekannt, bei der die Endfläche dadurch geglättet wird, daß sie zuerst über ihren Schmelz­ punkt erhitzt wird und dann durch Andruck gegen eine heiße Metallplatte verformt wird. Die Endfläche nimmt beim Erkalten die Form der Oberfläche der heißen Platte an. Die optische Qualität dieser Endfläche hängt also entscheidend von der Glätte der heißen Fläche ab.

Bei der bekannten Vorrichtung handelt es sich bei der heiz­ baren Fläche um eine polierte Metallplatte, deren Oberflä­ chenbeschaffenheit zwar bei Inbetriebnahme befriedigend sein kann, die jedoch bei Benutzung rasch verkratzt und somit Un­ regelmäßigkeiten auf der Oberfläche der aufgeschmolzenen Endfläche einer Lichtwellenleiterfaser hinterläßt. Diese Un­ regelmäßigkeiten bilden Lichtstreuzentren, die die Dämpfung erhöhen und somit zu optischen Verlusten bei der Übertragung eines Lichtsignals beitragen.

Ferner gestattet es die bekannte Vorrichtung lediglich je­ weils eine Endfläche einer optischen Lichtwellenleiterfaser zu bearbeiten, so daß der Ausstoß relativ gering ist, da ein Bearbeitungszyklus sowohl das Aufheizen als auch das Abküh­ len der Heizplatte umfaßt. Auch hier soll die erfindungsge­ mäße Einrichtung eine Verbesserung schaffen, in dem die Be­ stückung und Bearbeitung mehrerer Lichtwellenleiterfasern gleichzeitig erfolgen kann. Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 7 gelöst.

In den Unteransprüchen sind Merkmale bevorzugter Ausfüh­ rungsformen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Explosionszeichnung der Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 Vorrichtung im zusammengesetzten Zustand;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 4 eine Detailansicht im Schnitt der Endfläche einer Lichtwellenleiterfaser während des Formungsprozes­ ses;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Einrichtung und

Fig. 6 eine Seitenansicht der Einrichtung gemäß Fig. 5.

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Bestandteile des Heizelements der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dies sind zwei Kontakt­ ringe 19 und 20, die auf der Ober- und der Unterseite eines Heizelements anliegen. Das Heizelement 4 kann ein Kaltlei­ ter-Heizelement (PTC), ein Heißleiterelement (NTC) oder ein Peltierelement sein. In dessen Mitte ist eine Formplatte 3 aufgebracht, die aus einem nichtmetallischen, verschleißfe­ sten Werkstoff, vorzugsweise aus Glas besteht. Dieses so kontaktierte Heizelement wird zusammen mit einem Silicon­ ring 21 in einem Raum 18 einer Halterung 12 eingebracht, die in Fig. 2 und in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 3 erkennt man den Raum 18 für die Formplatte und die Überwurfmutter 22, mit der die Formplatte in der Halterung 12 fixiert ist. Die Halterung 12 selbst ist über eine Feder 17 an einer Aufnahme 11 federnd gelagert, wobei die Feder 17 den Andruck gegen das Lichtwellenleiterfaserende vorgibt.

Die Formplatte 3 kann auf dem Heizelement mittels eines Wärmeleitklebers befestigt sein. Falls es sich bei der Formplatte um eine Glasplatte handelt, so kann diese auch aufgeschmolzen sein. Es ist ferner denkbar, durch Sputtern oder dergleichen Kohlenstoff in Diamantstruktur auf einer Trägeroberfläche aufzubringen.

Ferner kann die der Lichtwellenleiterfaser zugewandte Seite der Formplatte sowohl eben als auch konkav oder konvex geformt sein. Eine aufgeklebte Glasplatte hat typischerweise eine Dicke von 0,2 mm. Die zu behandelnden Endflächen von Lichtwellenleiterfasern befinden sich in der Regel an der Stirnseite von Lichtwellenleitersteckern. Diese sind in der Regel um das Kabelende, d. h. Faser mit Ummantelung, gegos­ sen. Im Bereich der Stirnseite des Steckers ist dieser un­ mittelbar um die Faser gegossen.

Fig. 4 zeigt den Stirnbereich eines Lichtwellenleiterstec­ kers links vor, rechts während des Aufpressens. Der LWL- Stecker 6 weist um das Austrittsende der Lichtwellenleiter­ faser herum eine Ringnut 7 auf, deren Dimensionierung sich folgendermaßen ergibt: Die Lichtwellenleiterfaser 2 steht vor dem Verformen relativ weit über der Stirnseite 8 des LWL-Steckers über. In dem konkreten Ausführungsbeispiel beträt der Überstand etwa 1 mm. Da die Formplatte 3 eine Temperatur hat, die höher ist als der Schmelzpunkt des Lichtwellenleiterfasermaterials wird das schmelzende bzw. geschmolzene Fasermaterial in die Nut 7 verdrängt und überschüssiges Material, was in der Nut keinen Platz mehr findet, wird nach außen zum Rand der Stirnseite des Licht­ wellenleitersteckers gedrückt. Dort bildet sich ein Über­ schmelzring 10, der an einer Kante 9, die am Rand der Stirn­ seite 8 des LWL-Steckers ausgebildet ist, absprengbar ist. Das Absprengen kann durch Preßluft erfolgen, die auch gepulst sein kann. Fig. 3 zeigt die Luftzufuhrkanäle in der Einrichtung, die diesen Bereich anblasen. Diese Luftzufuhr dient gleichzeitig zur Kühlung der Formplatte und des Stirnbereichs der Lichtwellenleiterfaser.

Das Ergebnis ist eine vollkommen eben geformte Endfläche, wobei die Qualität der Oberfläche wegen der Härte des ver­ wendeten Materials der Formplatte auch nach langem Gebrauch der erfindungsgemäßen Einrichtung erhalten bleibt.

Im folgenden soll eine Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Einrichtung mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 be­ schrieben werden, bei der mehrere Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 bis 3 gleichzeitig in einem Arbeitstakt bestückt werden und somit den Ausstoß an bearbeiteten Endflächen erhöhen.

Fig. 5 zeigt die Vorrichtung in Draufsicht. Vier Halterungen 12 sind an einer Aufnahme 11 angebracht, so daß ihre Stirn­ seiten mit den Formplatten in einer Ebene liegen. Die Halte­ rung erfolgt über die bereits erwähnten Federn 17 und ein entsprechendes Gleitlager, das eine Lateralbewegung in Rich­ tung des Federhubs zuläßt. Die Federcharakteristik kann linear oder degressiv sein, je nach dem wie man den Anpreß­ vorgang auf das Lichtwellenleiterende gestaltet will. Die Aufnahme 11 wird pneumatisch oder über jeden anderen geeig­ neten Mechanismus zwischen zwei Stellungen bewegt, der in Fig. 5 gezeigten Ruhestellung und der Stellung, in der die Formplatten gegen die Faserenden gepreßt sind. Die Faseren­ den sind in ihren Lichtwellenleitersteckern in einem Schlit­ ten 13 so angeordnet, daß jedes Faserende einer Formplatte gegenüberliegt. Der Schlitten 13 ist auf der Stirnseite der Einrichtung verschiebbar zwischen einer Bestückungsposition, die in Fig. 5 links eingezeichnet ist, der Bearbeitungsstel­ lung in der Mitte und einer Stellung, in der die Faserenden durch Anblasen mit Kühlluft gekühlt werden. In dieser Stel­ lung befindet sich der Schlitten am rechten Rand der Front­ platte der Einrichtung.

Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung in einem Schnitt senkrecht zur Frontplatte, in dem man die Kanäle für die Kühlluft 16 deutlich erkennt. Darüber hinaus erkennt man einen Mechanismus 24, mit dem der Schlitten 13 blockiert wird, wenn die Faserenden geformt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung lassen sich somit in einem Arbeitstakt vier Lichtwellenleiterfaserenden bearbei­ ten, während die Lichtwellenleiterfasern des vorhergehenden Arbeitszyklus auskühlen und während der Schlitten für den nächsten Arbeitszyklus vorbereitet wird, indem die Licht­ wellenleiterstecker plaziert werden. Auf die Weise wird der Durchsatz an zu bearbeitenden Lichtwellenleiterfasern gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen erheblich erhöht.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Formen einer Endfläche (1) einer LWL- Faser (2) mit einer Formplatte (3), die gegen die End­ fläche (1) der entsprechenden LWL-Faser anpreßbar und über die Erweichungstemperatur der LWL-Faser (2) auf­ heizbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die der LWL-Faser (2) zugewandte Seite der Formplatte (3) aus einem nichtmetallischen, verschleiß­ festen Werkstoff, vorzugsweise Glas besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißfeste Werkstoff der Formplatte bzw. der obersten Schicht eines Formplattenlaminats aus Waferma­ terial, Glas oder einer Diamantbeschichtung besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formplatte (3) auf einem Kaltleiter-Heizelement (PTC) (4), einem Heißleiter-Heizelement (NTC) oder einem Peltierelement mittels eines Wärmeleitklebers (5) befe­ stigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formplatte (3) aus auf dem Heizelement (4) aufge­ schmolzenem Glas besteht.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die LWL-Faser in einem LWL-Stecker (6) befestigt ist, der die LWL-Faser (2) in ihrem Endbereich bündig radial umschließt, wobei stirnseitig ein Freiraum (7) um das Faserende herum im Steckermaterial ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen relativ großen Faservorstand der Größenord­ nung von ca. 1 mm aufgeschmolzenes Fasermaterial den Freiraum (7) füllt, wobei überschüssiges Material über die kleine Stirnseite (8) und über die mit einer Fase (9) versehene Außenkontur des LWL-Steckers (6) fließt, wobei sich im Bereich der Fase (9) ein Überschmelzring (10) ausbildet, der an der scharfen Kante (51) der Scheibe absprengbar ist.

7. Einrichtung zum Formen von Endflächen mindestens einer LWL-Faser (2) in LWL-Steckern (6) mit Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Aufnahme (11) mindestens einer Halterung (12) mit mindestens einer Formplatte (3), die gegen einen Schlit­ ten (13) andrückbar ist, in dem mindestens ein LWL- Stecker (15) in einer entsprechenden Lagerbohrung (14) so befestigt ist, daß die Formplatten (3) gegen die LWL- Faserendflächen (1) gepreßt werden.

8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (13) quer zur Andrückrichtung der Aufnahme (11) verschiebbar ist zwischen mindestens zwei Stellun­ gen, von denen mindestens eine die LWL-Stecker (6) den Formplattenhalterungen (12) gegenüberstellt und die an­ deren Stellungen zur Entnahme bearbeiteter LWL-Stecker (6) bzw. Zur Bestückung mit zu bearbeitenden LWL-Stec­ kern (6) vorgesehen sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schlitten (13) in unmittelbarer Nähe der LWL- Stecker-Lagerungen (14) Austrittsventile (16) für Druckluft vorgesehen sind, die auf die Formplatten (3) zu deren Abkühlung und Reinigung gerichtet sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halterung (12) separat über eine z. B. degressive Feder (17) an einem länglichen Führungselement an der Aufnahme (11) gelagert ist, wobei die Feder (17) den Anpreßdruck der Formplatte (3) gegen die LWL-Faser-End­ fläche (1) bestimmt, der kontinuierlich aufgebracht wird.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement ein PTC-Plättchen (4) ist, auf dessen beiden Seiten Gläser (3) mit wärmeleitendem Kleber (5) befestigt sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (12) einen Raum (18) für einen ersten Kontaktring (19), das PTC-Heizelement mit Formplatte einen zweiten Kontaktring (20) sowie einen Silikonring (21) aufweist, wobei diese Elemente der Vorrichtung durch eine Überwurf-Mutter (22) mit einer konischen Zentrieröffnung (23) für das LWL-Faserende (1) einge­ spannt sind.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (12) und die Überwurfmutter (22) aus einem thermischen und elektrischen Isolator, vorzugsweise aus PEEK bestehen.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (13) während der Heizphase durch Stellglie­ der (24) blockiert ist.