DE19922555A1 - Ferrule for plastic optical fiber used in e.g. automobile applications to achieve low cost and attenuation with high strength, is pressure injection molded over sheath of optical fiber - Google Patents
Ferrule for plastic optical fiber used in e.g. automobile applications to achieve low cost and attenuation with high strength, is pressure injection molded over sheath of optical fiberInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ferrule für einen Lichtwellenleiter und ein Verfahren zum Befestigen einer Ferrule an einem Lichtwellenleiter.The present invention relates to a ferrule for a Optical fiber and a method of attaching one Ferrule on an optical fiber.
Bei der Kopplung von elektrooptischen Sendern, wie zum Bei spiel LED's und Laserdioden und elektrooptischen Empfängern, wie zum Beispiel Photodioden und Phototransistoren mittels einer lichtleitenden Faser, oder bei der optischen Verbindung von zwei getrennten Lichtwellenleitern (z. B. aus Kunststoff) miteinander, ergibt sich das Problem, daß die Stirnflächen der lichtleitenden Fasern zu den korrespondierenden Sende- oder Empfangsflächen sehr genau in Position gebracht und ge halten werden müssen. Dabei müssen die optischen Achsen prä zise zur Deckung gebracht werden und sehr nahe aneinander an schließen, d. h. sie müssen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung exakt positioniert werden.When coupling electro-optical transmitters, such as for example play LEDs and laser diodes and electro-optical receivers, such as photodiodes and phototransistors using a light-conducting fiber, or in the optical connection of two separate optical fibers (e.g. made of plastic) with each other, the problem arises that the end faces of the light-conducting fibers to the corresponding transmit or receiving surfaces very precisely positioned and ge will have to hold. The optical axes must pre be brought to congruence and very close to each other close, d. H. they must be in both radial and be positioned exactly in the axial direction.
Um eine einwandfreie Ankopplung eines Lichtwellenleiters zu einem Sender oder zu einem Empfänger oder eine einwandfreie Kopplung Faser/Faser zu gewährleisten, wird bei den bekannten optischen Steckverbindungen das Ende des Lichtwellenleiters mit einem Röhrchen, einer sogenannten Ferrule (auch Insert genannt) konfektioniert.To ensure that an optical fiber is properly connected a sender or a receiver or a flawless To ensure fiber / fiber coupling is known in the optical connectors the end of the optical fiber with a tube, a so-called ferrule (also insert called) assembled.
Die Befestigung der Ferrule auf bzw. an dem Lichtwellenleiter muß zugfest erfolgen, ohne dabei den Lichtwellenleiter zu be schädigen oder gar seine optischen Eigenschaften zu beein flussen.The attachment of the ferrule on or to the optical fiber must be tensile without being the optical fiber damage or even affect its optical properties rivers.
Bekannte Befestigungen an einem Lichtwellenleiter stellen zu diesem eine Verbindung her, indem beispielsweise eine Crimp verbindung an den Lichtwellenleiter angebracht wird. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß der Lichtwellenleiter beschä digt wird oder die optischen Eigenschaften negativ beeinflußt werden.Known attachments to an optical fiber to deliver connect this by, for example, a crimp connection is attached to the optical fiber. Here however, there is a risk that the optical fiber will be damaged is damaged or adversely affects the optical properties become.
Eine weitere bekannte Art der Anbringung einer Steckverbin dung an einem Lichtwellenleiter ist aus der DE 41 14 156 A1 bekannt. Dort wird der Steckverbinder direkt auf den Kern des Lichtwellenleiters aufgespritzt bzw. dort umgossen, so daß eine Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften des Licht wellenleiters nicht ausgeschlossen werden kann.Another known way of attaching a connector dung on an optical waveguide is from DE 41 14 156 A1 known. There the connector is directly on the core of the Optical fiber sprayed or cast there, so that an impairment of the optical properties of the light waveguide can not be excluded.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ferrule für einen Lichtwellenleiter bzw. ein Verfahren zum Befestigen einer Ferrule an einem Lichtwellenleiter zu schaffen, wobei eine sichere Befestigung der Ferrule an dem Lichtwellenleiter, auch bei einer Verwendung in einem Kraft fahrzeug, für hohe Ausziehkräfte gegeben ist. Zudem sollte eine optische Dämpfung nicht auftreten und die Fertigung mit tels des Verfahrens kurze Taktzeiten erlauben und geringe Ko sten verursachen.In contrast, it is the object of the present invention a ferrule for an optical fiber or a method to attach a ferrule to an optical fiber create, with a secure attachment of the ferrule on the Optical fiber, even when used in a force vehicle for high pull-out forces. In addition, should optical attenuation does not occur and the production with The process allows short cycle times and low costs cause.
Diese Aufgabe wird durch eine Ferrule für einen Lichtwellen leiter gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst bzw. durch ein Ver fahren gemäß Patentanspruch 9 gelöst.This task is accomplished by a ferrule for a light wave Head solved according to claim 1 or by a Ver drive according to claim 9 solved.
Demnach zeichnet sich eine erfindungsgemäße Ferrule für einen Lichtwellenleiter dadurch aus, daß die Ferrule aus Kunststoff hergestellt wird und an einem Mantel des Lichtwellenleiters durch Umspritzen ausgebildet wird.Accordingly, a ferrule according to the invention is distinguished for one Optical fiber characterized in that the ferrule made of plastic is produced and on a jacket of the optical waveguide is formed by injection molding.
Darüber hinaus umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren zum Be
festigen der Ferrule an dem Lichtwellenleiter die folgenden
Schritte:
In addition, the method according to the invention for fastening the ferrule to the optical waveguide comprises the following steps:
- - Anordnen eines Endes des Lichtwellenleiters in einem Spritzwerkzeug; und- Placing one end of the optical fiber in one Injection mold; and
- - Ausbildender Ferrule auf dem Ende eines Mantels des Licht wellenleiters durch Umspritzen.- Training ferrule on the end of a clad of light waveguide by overmolding.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn vor dem Umspritzen mit der Ferrule der Mantel axial bereichsweise am Endes des zylindri schen Lichtwellenleiters abisoliert wird und entfernt wird, und zwar in radialer Richtung des Mantels gesehen.It is particularly advantageous if the Ferrule the jacket axially in regions at the end of the cylinder is stripped and removed, seen in the radial direction of the jacket.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Ferrule und des Verfahrens sind jeweils in den Unteransprüchen angeführt.Advantageous further developments of the ferrule and the method are listed in the subclaims.
Die wesentlichen Vorteile nach der vorliegenden Erfindung
sind wie folgt:
The main advantages according to the present invention are as follows:
- - Hochfeste Verbindung zwischen Ferrule und Mantel des Licht wellenleiters, da diese beiden Teile einstückig ausgebildet werden;- High strength connection between ferrule and cladding of light waveguide, since these two parts are made in one piece become;
- - Die Ferrule kann kostengünstig in Spritzgußtechnik gefer tigt werden;- The ferrule can be made inexpensively using injection molding technology be done;
- - Wirtschaftliche Kabelkonfektionierung und Fertigung der Ferrule in einem Arbeitsgang;- Economic cable assembly and manufacture of the Ferrule in one step;
- - Hoher Automatisierungsgrad bei der Montage möglich;- High degree of automation possible during assembly;
- - Spitzgußtechnik sehr wirtschaftlich einsetzbar; und- Injection molding technology can be used very economically; and
- - Keine Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften des Lichtwellenleiters.- No impairment of the optical properties of the Optical fiber.
Eine erfindungsgemäße Ferrule für einen Lichtwellenleiter und das erfindungsgemäße Verfahren zum Befestigen einer Ferrule an einem Lichtwellenleiter sind in den Zeichnungen darge stellt.A ferrule according to the invention for an optical waveguide and the inventive method for attaching a ferrule on an optical fiber are shown in the drawings poses.
Diese zeigen in:These show in:
Fig. 1 eine Querschnittansicht eines Lichtwellenleiters mit einer aufgespritzten Ferrule im Längsschnitt; Figure 1 is a cross-sectional view of an optical fiber with a sprayed ferrule in longitudinal section.
Fig. 2 drei Querschnittansichten von links nach rechts: der Lichtwellenleiter (LWL) mit Mantel; dieser LWL einge legt in das Werkzeug zum Umspritzen; der LWL mit der umspritzten Ferrule; und FIG. 2 shows three cross-sectional views from left to right: the optical waveguide (LWL) with jacket; this fiber optic inserted in the mold for overmolding; the FO with the overmolded ferrule; and
Fig. 3 eine Querschnittansicht des Lichtwellenleiters und der aufgespritzten Ferrule mit bearbeiteter Stirnflä che des LWL. Fig. 3 is a cross-sectional view of the optical fiber and the sprayed ferrule with machined end face of the optical fiber.
In der Fig. 1 ist eine Ferrule 4 aus einem Kunststoffmateri al an einem Lichtwellenleiter 1 angeordnet dargestellt, der ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist.In Fig. 1, a ferrule 4 is shown from a Kunststoffmateri al arranged on an optical fiber 1 , which is also made of a plastic material.
Der Lichtwellenleiter 1 weist in der dargestellten Ausfüh rungsform einen lichtleitenden Kern sowie einen zweischaligen Mantel auf, der aus einem Außenmantel 2 und aus einem Innen mantel 3 besteht.In the embodiment shown, the optical waveguide 1 has a light-conducting core and a double-shell jacket, which consists of an outer jacket 2 and an inner jacket 3 .
Dieser zweischalige bzw. zweischichtige Aufbau des Mantels des Lichtwellenleiters 1 aus Außenmantel 2 und Innenmantel 3 ist für die vorliegende Erfindung nicht zwingend erforder lich; ausschlaggebend ist, daß für die Anbringung der Ferrule 4 ein gewisser Puffer in radialer Richtung zur Verfügung steht, der bei der Befestigung der Ferrule 4 eine Beschädi gung des Kerns des Lichtwellenleiters 1 sicher verhindert.This two-shell or two-layer structure of the jacket of the optical waveguide 1 from the outer jacket 2 and inner jacket 3 is not mandatory for the present invention; The decisive factor is that for the attachment of the ferrule 4, a certain buffer is available in the radial direction, which reliably prevents damage to the core of the optical waveguide 1 when the ferrule 4 is attached.
Im Falle der in der Fig. 1 gezeigten Ferrule 4 wird also zu nächst der Außenmantel 2 des Lichtwellenleiters 1 in einem Bereich abisoliert, der etwa der axialen Länge der später dort angebrachten Ferrule 4 entspricht. Der abisolierte Be reich ist vorzugsweise geringfügig länger als die Ferrule 4, so daß ein kleines Stück des Lichtwellenleiters 1 über die Ferrule 4 übersteht. In der Fig. 1 ist dieses überstehende Stück des Lichtwellenleiters 1 auf der rechten Seite der Zeichnung dargestellt.In the case of the ferrule 4 shown in FIG. 1, the outer sheath 2 of the optical waveguide 1 is therefore stripped in a region which corresponds approximately to the axial length of the ferrule 4 which is subsequently attached there. The stripped Be rich is preferably slightly longer than the ferrule 4 , so that a small piece of the optical fiber 1 protrudes through the ferrule 4 . In Fig. 1 this protruding piece of optical fiber 1 is shown on the right side of the drawing.
Am linken Ende der Ferrule 4 wird ein Bund 6 ausgebildet, der zum Beispiel als Anschlag dient, wenn die Ferrule 4 als Steckverbinder eingesetzt wird. At the left end of the ferrule 4 , a collar 6 is formed, which, for example, serves as a stop when the ferrule 4 is used as a connector.
Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, bei der einstüc kig mit der Ferrule 4 zumindest ein Rasthaken oder eine Fe derzunge ausgebildet ist, die zum Einrasten des Steckverbin ders bzw. der Ferrule 4 dient.Not shown is an embodiment in which one piece with the ferrule 4 is formed at least one latching hook or a spring tongue, which is used to snap the connector or the ferrule 4 .
Somit ist der Kern des Lichtwellenleiters 1 beim Aufbringen und bei aufgebrachter Ferrule 4 durch den Innenmantel 3 ge schützt.Thus, the core of the optical waveguide 1 is protected during application and when ferrule 4 is applied by the inner jacket 3 .
In der Fig. 2 ist in drei Querschnittansichten von links nach rechts dargestellt, wie zuerst der Lichtwellenleiter 1 mit dem Mantel 2 und 3 vorliegt, wonach dieser Lichtwellen leiter 1 in ein Werkzeug 5 zum Umspritzen eingelegt wird; an schließend wird das Werkzeug 5 geschlossen (in Pfeilrich tung); und schließlich wird mittels Umspritzen des Lichtwel lenleiters 1 in dem Werkzeug 5 die Ferrule 4 ausgebildet.In Fig. 2 is shown in three cross-sectional views from left to right, how first the optical waveguide 1 with the jacket 2 and 3 is present, after which this optical waveguide 1 is inserted into a tool 5 for extrusion coating; then the tool 5 is closed (in the direction of the arrow); and finally the ferrule 4 is formed by overmolding the Lichtwel lenleiters 1 in the tool 5 .
Je nach geforderten Festigkeiten der Verbindung zwischen Ferrule 4 und Lichtwellenleiter 1 können mehr oder weniger lange Bereiche am Lichtwellenleiter 1 umspritzt werden.Depending on the required strength of the connection between the ferrule 4 and the optical waveguide 1 , more or less long areas can be encapsulated on the optical waveguide 1 .
Die Umspritzung erfolgt bei der gezeigten Ausführungsform am Außenumfang des Innenmantels 3 (siehe Fig. 1).The encapsulation takes place in the embodiment shown on the outer circumference of the inner shell 3 (see FIG. 1).
Beim eigentlichen Umspritzen des Innenmantel 3 (d. h. des Schutzmantels für den Kern des Lichtwellenleiters 1) des Lichtwellenleiters 1 wird nur der Kunststoff am Innenmantel 3 aufgeschmolzen und es wird keine nennenswerte Beeinträchti gung an dem Kern des Lichtwellenleiters 1 bewirkt. Da die lichtleitende Faser nicht mechanisch verformt wird, wie etwa beim Crimpen oder direkt umspritzt wird, wie etwa in der DE- OS 41 14 156, ist keine störende Erhöhung der optischen Dämp fung damit verbunden. Die Auszugskraft der Ferrule relativ zum Lichtwellenleiter 1 wird hauptsächlich durch die Güte des Stoffschlusses zwischen Ferrule 4 und Mantel des Lichtwellen leiters bestimmt. During the actual encapsulation of the inner sheath 3 (ie the protective sheath for the core of the optical waveguide 1 ) of the optical waveguide 1 , only the plastic on the inner sheath 3 is melted and there is no significant impairment of the core of the optical waveguide 1 . Since the light-conducting fiber is not mechanically deformed, such as during crimping or is extrusion-coated, as in DE-OS 41 14 156, there is no disruptive increase in the optical attenuation. The pull-out force of the ferrule relative to the optical waveguide 1 is mainly determined by the quality of the material connection between the ferrule 4 and the jacket of the optical waveguide.
Die Innenfläche der durch Umspritzen ausgebildeten Ferrule 4 (d. h. die Form des Werkzeugs 5) kann eine glatte Oberfläche aufweisen oder kann auch nicht glatt ausgeführt sein, dann mit Vertiefungen, Aussparungen, Rippen, Stegen, etc. Dadurch kann gegebenenfalls die Ausbildung dieser Verbindung erleich tern werden.The inner surface of the ferrule 4 formed by extrusion coating (ie the shape of the tool 5 ) may have a smooth surface or may not be smooth, then with depressions, recesses, ribs, webs, etc. This may facilitate the formation of this connection become.
Ein schnelles Spritzgußverfahren bringt den Vorteil mit sich, daß eine Beschädigung des Kerns des Lichtwellenleiters 1 aus geschlossen werden kann.A fast injection molding process has the advantage that damage to the core of the optical waveguide 1 can be excluded.
In der Fig. 3 ist das fertig bearbeitete Endstück des Licht wellenleiters 1 mit Ferrule 4 dargestellt. Die Stirnfläche des Lichtwellenleiters 1 ist auf die Länge der Ferrule 4 ge kürzt und endbearbeitet.In Fig. 3 the finished end piece of the light waveguide 1 with ferrule 4 is shown. The end face of the optical fiber 1 is shortened to the length of the ferrule 4 and finished.
Die Stirnfläche kann abgeschnitten, geschliffen oder mit ei nem Laser geglättet sein.The end face can be cut, ground or with egg smoothed with a laser.
Eine erfindungsgemäße Ferrule 4 für einen Lichtwellenleiter 1 zeichnet sich demnach dadurch aus, daß die Ferrule 4 und der Lichtwellenleiter 1 aus Kunststoff hergestellt sind und daß die Ferrule 4 durch Umspritzen an einem Mantel 2, 3 des Lichtwellenleiters 1 ausgebildet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Befestigen einer Ferrule 4 an einem Lichtwel lenleiter 1 umfaßt die folgenden Schritte: Anordnen eines En des des Lichtwellenleiters 1 in einem Spritzwerkzeug 5; und Ausbilden der Ferrule 4 auf diesem Bereich eines Mantels 3 des Lichtwellenleiters 1 durch Umspritzen.A ferrule 4 according to the invention for an optical waveguide 1 is therefore characterized in that the ferrule 4 and the optical waveguide 1 are made of plastic and that the ferrule 4 is formed by extrusion coating on a jacket 2 , 3 of the optical waveguide 1 . The inventive method for attaching a ferrule 4 to an optical waveguide 1 comprises the following steps: arranging an end of the optical waveguide 1 in an injection mold 5 ; and forming the ferrule 4 on this area of a jacket 3 of the optical waveguide 1 by extrusion coating.
Optional wird vor dem Umspritzen ein Teil des Mantels 2, 3 des Lichtwellenleiters 1 abisoliert.A part of the jacket 2 , 3 of the optical waveguide 1 is optionally stripped before the encapsulation.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der vorliegenden Er findung wird ausdrücklich auf die zugehörigen Zeichnungen und Patentansprüche verwiesen.Regarding other features and advantages of the present Er The invention is expressly referred to in the associated drawings and Referred claims.
Claims (15)
- - Anordnen eines Endes des Lichtwellenleiters (1) in einem Spritzwerkzeug (5); und
- - Ausbilden der Ferrule (4) auf einem Mantel (2, 3) des Lichtwellenleiters (1) durch Umspritzen.
- - Arranging one end of the optical waveguide ( 1 ) in an injection mold ( 5 ); and
- - Forming the ferrule ( 4 ) on a jacket ( 2 , 3 ) of the optical waveguide ( 1 ) by extrusion coating.
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