DE2839753C2 - Einstellvorrichtung zum Ausrichten einer Lichtleitfaser auf ein optoelektronisches Bauelement oder eine andere Lichtleitfaser - Google Patents

Description

der Wippe Wl steckenden Stellschraube Sl gegenüber der Wippe Wl verstellt werden kann, wobei auf dei anderen Seite der Wippe Wl zwischen deren Oberseite und dem Oberteil 4 der Wippe Wl eine Druckfeder Fi eingespannt ist. In die Wippe Wl ist die Lichtleitfaser 7, die auf ein entsprechendes Bauelement oder eine andere Lichtleitfaser genau ausgerichtet werden soll, eingelegt und von einem Gewindestift 8 festgeklemmt.

Unter- und Oberteil (3, 4) der Wippe WZ sind mit Befestigungsschrauben 9 aneinander befestigt, wogegen die Deckplatte 2 des Gehäuses mit Befestigungsschrauben 10 an den Geliäuserahmen 1 (Fig. 2) angeschraubt ist.

Weitere Einzelheiten der Ausgestaltung der einzelnen Teile der Einstellvorrichtung nach Fig. 1 werden nun anhand der Fig. 2a bis 3b erläutert.

Der in den F i g. 2 a und 2 b gezeigte einstückige Gehäuserahmen hat eine rechteckige Form und weist in der Mitte an seiner Unterseite einen Quersteg 11 auf, der sich rechtwinklig vom einen zum anderem Längsschenkel des Gehäuserahmens 1 erstreckt. In beidseitiger Verlängerung des einen Längsschenkels 12 sind Flansche 13 angeordnet, die jeweils eine Bohrung 14 enthalten und dazu dienen, die gesamte Einstellvorrichtung (Fig. 1) an einer nicht gezeigten Haltevorrichtung zu befestigen, die das optoelektronische Bauelement, z. B. Halbleiterlaser oder Fotodiode, trägt, auf das die Lichtleitfaser 7 mittels der Einstellvorrichtung (Fig. 1) ausgerichtet werden soll. Auf halber Höhe befindet sich in den Längsschenkeln des Gehäuserahmens jeweils eine Bohrung 15, die die Durchführung der Lichtleitfaser 7 bzw. den Durchgang von Licht durch den Gehäuserahmen ermöglicht. Auf der Längsachse des Quersteges 11 sind nahe bei seinen Enden zwei Bohrungen 16 angebracht, in die je eine Lagerspitze 5 eingeschraubt werden kann, derart, daß deren freie Enden zwischen den Schenkeln des Gehäuse:ahmens 1 hochstehen. Diese Lagerspesen 5 bilden das im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnte Spitzenlager 5 der äußeren Wippe Wl. In den vier Ecken des Gehäuserahmens 1 befindet sich jeweils eine Gewindebohrung 17 zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 10, mit denen die Deckplatte 2 (Fig. 1) auf den Gehäuserahmen 1 angeschraubt wird.

Diese Deckplatte 2 wird nun anhand der Fig. 3a und 3 b für sich erläutert. Es handelt sich um eine rechteckige Platte 2 mit siner großen rechteckigen, parallel zu den Plattenrändern liegenden Öffnung 18 mit abgerundeten Ecken, die sich bis nahe an die Längsseiten der Deckplatte 2 erstreckt. Auf der einen Schmalseite dieser öffnung 18 weist die Platte auf ihrer Längsachse C-O eine zylindrische Ausnehmung 19 mit abgesetztem Durchmesser auf, die teilweise von der öffnung 18 abgeschnitten ist. Diese Ausnehmung 19 dient zur Aufnahme der erwähnten Druckfeder Fl, die zwischen die Deckplatte 2 und die äußere Wippe Wl eingespannt ist (Fig. 1). Auf der anderen Schmalseite der Öffnung 18 ist die Deckplatte 2 auf ihrer Längsachse C-D mit einer Gewindebohrung 20 versehen, in der die Stellschraube 52 gelagert ist, deren freies Ende wie in Fig. 1 gezeigt an der Oberseite der äußeren Wippe Wl anliegt. Das Gewinde dieser Gewindebohrung 20 und der zugehörigen Stellschraube 52 ist ein Fen^ewinde. In den Ecken der Deckplatte 2 befinden sich schließlich Bohrungen 21

zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 10 (Fi g. 1), mit denen die Deckplatte 2 auf den Gehäuserahmen aufgeschraubt wird.

Anhand der Fig. 4a und 4b wird nun das Unterteil 3 der äußeren Wippe H·^ aus Fig. 1 erläutert. Das Unterteil 3 ist eine rechteckige Platte, deren beide Enden etwa die doppelte Dicke des übrigen Teiles haben. Diese Enden sind jeweils außen auf der Längsachse E-F des Unterteils 3 mit einer Gewindebohrung 23 zur Aufnahme der im Zusammenhang mit Fig. I erwähnten Befestigungsschrauben 9 versehen, mit denen auf dieses Unterteil 3 das Oberteil 4 aufgeschraubt wird. Von der Plattenseite her, auf der die beiden Enden 22 gegenüber dem übrigen Teil erhöht sind, ist an einem Ende auf der Längsachse E-F der Platte eine Ausnehmung 24 mit abgesetztem Durchmesser angebracht. Diese dient zur Aufnahme der Druckfeder Fl, die, wie erwähnt, zwischen die Oberseite der äußeren Wippe Wl und die Deckplatte 2 des Gehäuses eingespannt ist. Von der anderen Plattenseite her sind auf der Querachüc der Platte zwei stumpfwinklige Einsenkungen 25 angeordnet, in die die zwei am Quersteg 11 des Gehäuserahmens (Fig. 2a) befestigten Lagerspitzen 5 eingreifen. Der stumpfe Winkel (Fig. 4b) dieser Einsenkungen 25 ist im Verhältnis zum spitzen Winkel der Lagerspitzen 5 (Fig. 1) derart gewählt, daß die Wippe in dem Zwei-Spitzen-Lager gegen eine seitliche Verschiebung gut gesichert ist, und gleichzeitig eine Verdrehung der Wippe Wl um die durch das Zwei-Spitzen-Lager 5 gegebene Drehachse bei nur geringer Reibung möglich ist. Parallel zur Querachse, auf der sich die beiden Einsenkungen 25 befinden, nach der einen Seite, beispielsweise in Richtung der Ausnehmung 24, versetzt ist das Unterteil 3 der Wippe Wl mit zwei Gewindebohrungen 50 versehen. Diese dienen dazu, zwei Lagerspitzen, die das erwähnte Spitzenlager 6 (Fig. 1) bilden, derart auf das Unterteil 3 der Wippe Wl aufzuschrauben, daß sie auf der den beiden Einsenkungen 25 gegenüberliegenden Seite aus dem Unterteil 3 herausragen (Fig. 1).

Anhand der Fi g. 5 a und 5 b wird nun das Oberteil 4 der äußeren Wippe Wl für sich beschrieben. Das einstückige Oberteil 4 ist etwa streifenförmig ausgebildet (Fig. 5b), und seine Befestigungsebene wird von der Unterseite zweier Befestigungsflansche 27 und 27' gebildet, die auf ihren sich zugekehrten Innenseiten je einen rechtwinklig hochstehenden Steg 51 und 51' aufweisen, deren Enden eine Deckplatte 26 tragen.

Der Höhenunterschied zwischen der Unterseite der Deckplatte 26 und der Befestigungsebene der Befestigungsflansche 27 und 27' ist derart gewählt, daß dazwischen ein genügend großer Raum für die Aufnahme der verstellbaren inneren Wippe Wi, die noch zu beschreiben ist, vorhanden ist. Die beiden Befestigungsflansche 27 und 27' sind jeweils außen auf der Längsachse G-H des Oberteils 4 mit einer Bohrung 28 und 28' zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 9 versehen, r"it denen das Oberteil 4 auf das deckungsgleiche Unterteil 3 (Fig. 4) aufgeschraubt wird (Fig. 1). Der eine Befestigungsflansch 27 enthält eine auf der Längsachse G-H liegende Bohrung 29, durch die die zwischen dem Unterteil 3 (Fig. 4) und der Deckplatte 4 des Gehäuses eingespannte Druckfeder Fl frei hindrrchgeht.

Der andere Befestigungsflansch 27' ist an seiner Oberseite, in dem Bereich, in dem die Stellschraube 52 (Fig. 1) anliegt, mit einem Belag 30 versehen, der

eine harte und glatte Oberfläche aufweist. Dies ist beispielsweise ein aufgeklebtes Stahlfederband. Auf diesen Belag 30 kann verzichtet werden, wenn das gesamte Oberteil aus einem Material besteht, das hart genug ist und glatt poliert werden kann. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die beiden Stellschrauben 51 und 52, die mit einem Feingewinde versehen sind, aus einem harten Material, z. B. Stahl, gefertigt sein müssen und polierte Unterseiten haben müssen um eine genaue Einstellung zu ermöglichen.

Die Deckplatte 26 des Oberteils 4 weist im Bereich ihres einen Endes an ihrer Unterseite eine zylindrische Ausnehmung 31 mit abgesetztem Durchmesser auf, die zur Aufnahme der zwischen das Oberteil 4 und die Oberseite der inneren Wippe Wl gespannten Druckfeder Fl (Fig. 1) dient. Das andere Ende der Deckplatte 26 durchsetzt eine Gewindebohrung 32 zur Lagerung der Stellschraube 51. deren freies Ende an der Oberseite der Wippe Wl angreift. Das Gewinde dieser Gewindebohrung 32 und der zugehörigen Stellschraube S2 ist ein Feingewinde. In der Mitte der Deckplatte 26 befindet sich eine Bohrung .13, die die Betätigung des Gewindestiftes 8 (Fig. 1), mit dem die Lichtleitfaser 7 befestigbar ist, ermöglicht. Die Ausnehmung 31 und die Gewindebohrung 32 liegen ebenso wie die Bohrung 33 auf der Längsachse des Oberteils nach Fig. 5a und Fig. 5b.

Als Einzelteil zu erläutern bleibt nun noch die innere Wippe Wl, in der die Lichtleitfaser 7 befestigbar ist. Dies geschieht nun anhand der Fig. 6a und 6b.

Die Wippe Wl ist im wesentlichen eine rechteckige Platte, deren Dicke von der Querachse zu den Schmalseiten hin gleichmäßig auf etwa die Hälfte abnimmt, derart, daß die Unterseite aus zwei gegeneinander geneigten Ebenen und die Oberseite im wesentlichen aus einer einzigen Ebene besteht. Aus dieser Ebene ragt oberhalb der Querachse ein Ansatz 34 senkrecht heraus, dessen Länge gleich der Breite der Wippe Wl ist, und der parallel zu ihrer Querachse verläuft. Unterhalb dieses Ansatzes 34 und parallel zur Querachse der Wippe erstreckt sich eine Bohrung

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der Lichtleitfaser 7 (Fig. 1), die auf ein nicht gezeigtes optoelektronisches Bauelement ausgerichtet werden soll. Senkrecht zur Oberseite der Wippe und zur Bohrung 35 verläuft eine Gewindebohrung 36, in die der Gewindestift 8 (Fig. 1), der die Lichtleitfaser in ihrer Aufnahme befestigen soll, eingeschraubt wird.

Auf einer Achse liegend, die parallel zur Bohrung 35 verläuft, befinden sich auf der Unterseite der Wippe zwei stumpfwinklige Einsenkungen 37, deren Abstand gleich dem Abstand der beiden auf dem Unterteil 3 (Fig. 4) der Wippe Wl befestigten Lagerspitzen 6 ist, und in die diese Lagerspitzen 6 eingreifen.

Die Lagerspitzen 6 und die Einsenkungen 37 bilden somit ein Zwei-Punkt-Spitzenlager der Wippe Wl auf der Wippe Wl, dessen Drehachse parallel zur Achse der Lichtleitfaser und parallel zur Drehachse der Wippe W% verläuft, da die Lagerspitzen 6, wie bereits erwähnt, parallel zu den Lagerspitzen 5 verschoben sind. Die beiden Drehachsen der Wippen Wl und W2 und die Bohrung 35, sind daher derart gegeneinander seitlich versetzt, daß die Bohrung 35 (d. h. die Lichtleitfaser 7) sich bezüglich der Drehachse (Lagerspitzen 6) der inneren Wippe Wl auf derselben Seite befindet wie die Drehachse (Lagerspitzen 5) der äußeren Wippe Wl.

Die Oberseite der Wippe Wl enthält schließlich noch auf ihrer Längsachse liegend eine zylindrische Ausnehmung 38 zur Aufnahme der Druckfeder Fl, die zwischen diese Oberseite und das Oberteil 4 (Fig. 1) der äußeren Wippe W2 eingespannt ist, und auf der anderen Seite bezüglich der Mitte in dem Bereich, in dem die Stellschraube 51 angreift, einen harten und glatten Belag 39, für den das über den Belag 30 auf der Oberseite des Oberteils 4 (Fig. 5) Gesagte entsprechend gilt. Für die Bemessung der Einsenkungen 37 gilt ebenso das zu den Einsenkungen 25 Gesagte entsprechend.

Die Einstellung der Stirnfläche einer in der Wippe Wl befestigten Lichtleitfaser 7 auf die Stirnfläche eines nicht gezeigten optoelektronischen Bauelementes oder einer anderen Lichtleitfaser geschieht nun wie folgt:

Durch Verdrehen der Einstellschraube 52 läßt sich die Stirnfläche der Lichtleitfaser 7 auf einem Kreisbogen bewegen, dessen Mitte durch die durch die Lagerspitzen 5 gegebene Drehachse bestimmt ist. Dabei bewegt sie sich gegenüber der äußeren Wippe nicht, sofern nicht gleichzeitig die Stellschraube 51 verdreht wird. Durch Verdrehen der Stellschraube 51 bei feststehender Stellschraube 52 läßt sich nun die innere "Wippe rr'i gegen ilic äußere "Wippe vciuictiou. i_»äüOi bewegt sich die Stirnfläche der Lichtleitfaser 7 auf einem Kreisbogen, dessen Mitte durch die durch die Lagerspitzen 6 gegebene Drehachse bestimmt ist. Dieser letztere Kreisbogen schneidet den ersten Kreisbogen nahezu rechtwinklig, so daß jeder Punkt einer durch die Geometrie der Anordnung bestimmten Fläche durch voneinander unabhängiges und einma.iges Einstellen beider Stellschrauben 51 "nd 52 erreichbar ist. Die Einstellung läßt sich dabei sehr genau und reproduzierbar vornehmen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einstellvorrichtung zum Ausrichten der Stirnfläche einer Lichtleitfaser auf die Stirnfläche eines optoelektronischen Bauelementes oder einer anderen Lichtleitfaser, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Wippe (Wl) auf einer zweiten Wippe (W2) gelagert ist, wobei die Drehachse (6) der ersten Wippe seitlich und in der Höhe versetzt und parallel gegenüber der Drehachse (5) der zweiten Wippe ( Wl) angeordnet ist, daß die erste Wippe (Wl) gegenüber der zweiten Wippe ( W2) und diese gegenüber dem Gehäuse (1, 2) der Einstellvorrichtung (Fig. 1) verstellbar angeordnet ist und daß die Lichtleitfaser an der ersten Wippe ( Wl) parallel zu deren Drehachse (6) befestigbar ist, derart, daß sie sich bei einer mittleren relativen Stellung der beiden Wippen im Bereich oberhalb der Drehachse (5) der zweiten Wippe (Wl) befindet.

2. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der ersten Wippe ( Wl) gegenüber der zweiten Wippe (Wl) mittels einer in der zweiten Wippe ( Wl) angeordneten ersten Stellschraube (Sl) erfolgt.

3. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der zweiten Wippe (Wl) gegenüber dem Gehäuse (1, 2) mittels einer im Gehäuse (1, 2) angeordneten zweiten Stellschraube (52) erfolgt.

4. Einstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wippe (Wl) aus einem Unterteil (3; Fi g. 4) und einem die erste Wippe (WV) überdeckenden Oberteil (4, Fig. 5) zusammengesetzt ist, daß die erste Stellschraube (51) in diesem Oberteil gelagert ist (in 32) und ihr festes Ende an der Oberseite (39, Fig. 6) der ersten Wippe ( Wl) anliegt, und daß auf der anderen Seite bezüglich der Drehachse (6) zwischen die erste Wippe (Wl) und das Oberteil (4) der zweiten Wippe (Wl) eine erste Druckfeder (Fl) eingespannt ist.

5. Einstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stellschraube (52) in der Deckplatte (2) des Gehäuses (1, 2) gelagert ist (in 20, Fig. 3) und ihr freies Ende an der Oberseite (30, Fig. 5) der zweiten Wippe (W) anliegt und daß auf der anderen Seite bezüglich der Drehachse (5) zwischen die zweite Wippe (Wl) und die Deckplatte (2) des Gehäuses (1) eine zweite Druckfeder (Fl) eingespannt ist.

6. Einstellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung jeder der beiden Wippen eine Zwei-Spitzen-Lagerung (6, 37 bzw. 5, 25) ist.

7. Einstellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (7) in der ersten Wippe (Wl) mittels eines senkrecht zu ihr verlaufender. Gewindestiftes (8) auswechselbar zu befestigen ist.

8. Einstellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite jeder der Wippen ( Wl, Wl) in dem Bereich, in dem die Stellschraube (51, 52) anliegt, mit einer glatten und harten Metallauflage (39, 30) versehen is! (Fig. 6, Fig. 5).

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung zum Ausrichten der Stirnfläche einer Lichtleitfaser auf die Stirnfläche eines optoelektronischen Bauelementes oder einer anderen Lichtleitfaser.

Eine solche Einstellvorrichtung ist in der Patentanmeldung P 2810637 vorgeschlagen.

Sie besteht im wesentlichen aus einem Halterahmen, einem spielfrei angeordneten Innenrahmtn und mehreren zusammenwirkenden Schrauben- und Keilgetrieben. Neben besonders hohen Anforderungen an die Genauigkeit bei der Herstellung der Einzelteile hat diese Vorrichtung den Nachteil einer relativ geringen Temperaturstabilität.
Aufgabe

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine ebenfalls genau arbeitende Einstellvorrichtung anzugeben, deren Fertigung einfacher und deren Temperaturstabilität höher als die der oben genannten Einstellvorrichtung ist.
Lösung

Die Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Beschreibung

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Einstellvorrichtung in einer Seitenansicht längsgeschnitten,

Fig. 2a den Gehäuserahmen 1 aus Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 2b den Gehäuserahmen 1 aus Fig. 1 gemäß der Schnittlinie A-B der Fig. 2a,

Fig. 3a die Deckplatte 2 des Gehäuses aus Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 3b die Deckplatte 2 des Gehäuses aus Fig. 1 gemäß der Schnittlinie C-D der Fig. 3a,

Fig. 4a das Unterteil der äußeren Wippe Wl aus Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 4 b das Unterteil 3 der äußeren Wippe Wl aus Fig. 1 gemäß der Schnittlinie E-F der Fig. 4a,

Fig. 5 a das Oberteil 4 der äußeren Wippe Wl aus Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 5 b das Oberteil 4 der äußeren Wippe Wl aus Fig. 1 gemäß der Schnittlinie G-H der Fig. 5a,

Fig. 6adie innere Wippe Wl aus Fig. 1 in der Seitenansicht,

Fig. 6b die innere Wippe Wl aus Fig. 1 in der Draufsicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Einstellvorrichtung besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen:

- einem Gehäuse, das aus einem Gehäuserahmen 1 (Fig. 2) und einer Deckplatte 2 (Fig. 3) zusammengesetzt ist,

einer aus einem Unterteil 3 (Fig. 4) und einem Oberteil 4 (Fig. 5) zusammengesetzten äußeren Wippe Wl, die durch ein auf dem Boden des Gehäuserahmens 1 fest angeordnetes Spitzenlager 5 gestützt ist und mittels einer in der Deckplatte 2 das Gehäuses steckenden Stellschraube 52 gegenüber dem Gehäuse verstellt werden kann, wobei auf der anderen Seite der Wippe Wl zwischen deren Oberseite und der Deckplatte 2 des Gehäuses eine Druckfeder Fl eingespannt ist,

einer inneren Wippe Wl (Fig. 6), die durch ein auf der Wippe Wl fest angeordnetes Spitzenlager 6 gestützt ist und mittels einer im Oberteil 4