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Schalter für Lichtleiter
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter zum Trennen und Schliessen
eines optischen Kontaktes zwischen zwei im wesentlichen zueinander fluchtenden Lichtleitern,
von denen ein feststehender Lichtleiter in einer geradlinigen Führungsbahn eines
im Schalter befestigten Trägerstreifens geführt ist und ein transversal bewegbarer
Lichtleiter auf einer beweglichen Schaltzunge des Schalters gehalten und geführt
ist, wobei sich die Schaltzunge und der Trägerstreifen an ihren einander zugewandten
Enden überlappen und berühren und wobei zur seitlichen Führung der Lichtleiter fotolithographisch
erzeugte Führungsnuten vorgesehen sind.
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Bei der Kopplung zweier Lichtleiter kommt es darauf an, dass die beiden
einander zugewandten Enden dieser Lichtleiter möglichst genau zueinander fluchten.
Der leitende Kerndurchmesser derartiger Lichtleiter ist relativ klein, so dass ein
seitlicher Versatz zu beträchtlicher Dämpfung der zu übertragenden Lichtsignale
führt.
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Nach der deutschen Patentanmeldung P 28 41 140.7 ist ein Schalter
für Lichtleiter vorgeschlagen worden, bei dem der feststehende Lichtleiter in einer
fotolithographisch hergestellten Führungsnut aufgenommen ist. Der feststehende Lichtleiter
liegt dabei auf einem als Kontaktzunge ausgebildeten Trägerstreifen auf e Es ist
jedoch bei der Montage eines derartigen Schalters sehr schwierig, die beiden Lichtleiter
genau aufeinander auszurichten. Es besteht die Möglichkeit, einen seitlichen Versatz
durch Justieren der Schaltzunge auszugleichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter zu schaffen,
der kostengünstig hergestellt werden kann, im Aufbau einfach ist und bei dem auf
ein Justieren der Schaltzunge weitgehend verzichtet werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass sowohl die Schaltzunge als
auch der Trägerstreifen unmittelbar auf einem gemeinsamen Grundkörper des Schalters
befestigt und mit den fotolithographisch erzeugten Führungsnuten versehen sind,
dass die Ftihrungsnuten auf den einander zugewandten Seiten der Schaltzunge und
des Trägerstreifens angeordnet sind und dass die Führungsnut auf der Schaltzunge
dem Grundkörper abgewandt ist und parallel zu seitlichen Anlageflächen der einen
der beiden Längskanten des Trägerstreifens verläuft.
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Durch die unmittelbare Befestigung der Schaltzunge und des Trägerstreifens
am gemeinsamen Grundkörper können alle wesentlichen Einbaumasse an einem einzigen
Teil und daher sehr genau realisiert werden. Dies ermöglicht es, die Schaltzunge
und den Trägerstreifen zueinander in eine genau definierte Lage zu bringen, ohne
dass dafür-besondere Richt- oder Justiervorgänge erforderlich
wären.
Fotolithographisch erzeugte Führungsnuten können in einfacher Weise sehr genau auf
die Abmessungen des Lichtleiters abgestimmt hergestellt werden. Beispielsweise kann
die Dicke des entsprechenden fotolithographisch empfindlichen Films gleich dem Durchmesser
des Lichtleiters sein, so dass dieser völlig eingebettet ist und nicht mehr ohne
weiteres durch äussere Einwirkungen verschoben werden kann. Da bei der Herstellung
der Führungsnuten keine Kraft aufgewendet werden muss, kann eine hohe Lagegenauigkeit
erzielt werden.
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Durch die Anordnung der Führungsnuten und der Lichtleiter auf den
einander zugewandten Seiten der Schaltzunge und des Trägerstreifens müssen die Lichtleiter
nicht oder nur wenig aus ihrer gestreckten Lage ausgelenkt werden. Dies erleichtert
die Anbringung und verbessert die Führung und Fluchtung der beiden Lichtleiter.
Ferner ist es durch die Anordnung der Führungsnut auf der dem Grundkörper abgewandten
Aussenseite der Schaltzunge möglich, die Führungsnut erst nach dem Einbau der Schaltzunge
in den Grundkörper zu erzeugen.
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Dies ist vor allem dann von Bedeutung, wenn die Schaltzunge an ihrem
unfreien Ende nur auf einer kurzen Länge am Grundkörper befestigt wird, so dass
bereits bei geringen Einbauungenauigkeiten der seitliche Lageversatz am freien Ende
der Schaltzunge relativ gross wurde Bei einem derartigen Aufbau ist jedoch die Leiterseite
des Trägerstreifens dem Grundkörper zugewandt. Die entsprechende Führungsbahn kann
daher nicht im eingebauten Zustand belichtet werden. Durch die Parallelität der
Führungsnuten zu den seitlichen Anlageflächen für den Trägerstreifen ist es möglich,
auch dann eine genaue Fluchtung der Führungsnuten auf der Schaltzunge und dem Trägerstrei
fen zu erzielen, wenn wie hier der Trägerstreifen nach aussen umgewendet werden
muss. Durch Einlegen des Trägerstreifens in eine geeignete Belichtungs-
vorrichtung
lässt sich sicherstellen, dass seine Führungsnut ebenfalls parallel und im gleichen
Abstand zu den seitlichen Anlageflächen ausgerichtet werden kann. Damit ist auch
die genaue seitliche Fluchtung der beiden Führungsnuten gewährleistet.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die seitlichen Anlageflächen
des Grundkörpers durch schmale Haltenasen gebildet, sind die auf der diesen gegenüberliegenden
Seite des Trägerstreifens in gleicher Höhe angeordneten Haltenasen als Prägewarzen
ausgebildet, ist der Abstand der Prägewarzen zu den Anlagenasen vor dem Prägen grösser
als der Trägerstreifen breit, sind die Prägewarzen stark gestaucht und sind die
Haltenasen an den Anlageflächen schwach verformt.
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Durch die schmalen Nasen ergibt sich eine sehr genaue punktartige
Anlage des Trägerstreifens am Grundkörper.
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Beim Einbau des Trägerstreifens in den Grundkörper werden zunächst
die Prägewarzen stark gestaucht. Dadurch drückt sich der Trägerstreifen sicher gegen
die schmalen Anlageflächen. Danach werden die Nasen an den Anlageflächen schwach
verformt. Eine derartige Verformung kann z.B. durch Andrücken eines schmalen Spanes,
der von den Anlageflächen abgequetscht wird, an die Aussenseite des Trägerstreifens
erfolgen. Die gegenüberliegenden Prägewarzen sind aber bereits so stark gequetscht,
dass der Trägerstreifen nicht mehr verschoben wird. Auf diese Weise erreicht man
ein sicheres und definiertes Anliegen des Trägerstreifens an den Anlageflächen.
Vorteilhaft ist es, den Trägerstreifen zumindest im Bereich der Anlageflächen gratfrei
zu halten, so dass auf eine entsprechende Freimachung am Grundkörper verzichtet
werden kann. Eine derartige Freimachung würde die Stabilität der Prägung gefährden.
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Gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung besteht der Grundkörper aus
Aluminiumdruckguss. Dieser hat den Vorteil, dass er in der Serienfertigung kostengünstig
erstellt werden kann. Ausserdem widersteht ein solcher Grundkörper dem Einfluss
der durch eine elektrische Spule des Schalters erzeugten Wärme. Da die wichtigen
Montagemasse alle auf einer Seite des Grundkbrpers liegen, ist es möglich, diese
Masse in einem einzigen Teil der Druckgussform sehr genau zu realisieren. Im Folgenden
wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen: FIG 1 eine perspektivische Darstellung eines Schalters
für Lichtleiter mit einer strichpunktiert angedeuteten elektrischen Spule, FIG 2
eine Stirnansicht des Schalters nach FIG 1, FIG 3 eine seitliche Schnittdarstellung
des Schalters nach FIG 2.
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Nach FIG 1 ist ein Schalter 1 im Innenraum einer strichpunktiert angedeuteten
elektrischen Spule 2 gelagert.
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Die Spule 2 dient der Betätigung des Schalters durch Magnetisieren
von entsprechenden Teilen des-Schalters beim Einschalten eines elektrischen Stromes.
Der Schalter 1 weist einen Grundkörper 3 auf, der z.B.
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aus Aluminiumdruckguss besteht. Der Grundkörper 3 trägt eine freiragende
Schaltzunge 4, an welcher ein entsprechend bewegbarer Lichtleiter 5 befestigt ist.
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Der Lichtleiter ist auf der dem Grundkörper 3 abgewandten Seite der
Schaltzunge 4 angeordnet. Zur seitlichen Führung des bewegbaren Lichtleiters 5 ist
ein fotolithographisch empfindlicher Film 6 auf der Schaltzunge 4 leiterseitig aufgebracht.
Der bewegbare Lichtleiter 5 ist an der Schaltzunge 4 durch Klebstoffpunkte 7 fixiert.
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Ausserdem trägt der Grundkörper 3 einen festen Trägerstreifen 8, der
die Schaltzunge 4 an ihrem freien Ende überlappt. Aus der den bewegbaren Lichtleiter
entgegengesetzten Richtung sind an den Schalter stirnseitig zwei feststehende Lichtleiter
9 und 10 herangeführt. Der bewegbare Lichtleiter 5 soll auf ein Ende eines der beiden
Lichtleiter 9 und 10 ausgerichtet sein. Bei transversaler Betätigung der Schaltzunge
4 soll der bewegbare Lichtleiter 5 auf das Ende des anderen feststehenden Lichtleiters
9 oder 10 ausgerichtet werden0 Damit kann der Schalter 1 auch als Umschalter verwendet
werden. Die Betätigung der Schaltzunge 3 erfolgt mit Hilfe der elektrischen Spule
durch Magnetisieren der Schaltzunge 4 und des Trägerstreifens 8. Dabei stösst das
Ende der Schaltzunge 4 an das Uberlappende Ende des Trägerstreifens 8 an, so dass
dieser einen Anschlag für die Schaltzunge 4 bildet. Die Schaltzunge 4 ist so vorgespannt,
dass sie sich beim Abschalten der elektrischen Spule 2 federnd von dem Trägerstreifen
8 abhebt. Das unfreie Ende der Schaltzunge 4 und der Trägerstreifen 8 sind auf beiden
Längsseiten zwischen Haltenasen 11 des Grundkdrpers 3 gehalten und geführt. Durch
Stauchen dieser Haltenasen 11 kann ein Formschluss zwischen dem Grundkörper 3 und
der Schaltzunge 4 bzw. dem Trägerstreifen 8 erzielt werden. Der Grundkörper 3 weist
in dem Bereich unter dem Trägerstreifen 8 ebenfalls einen fotolithographisch empfindlichen
Film 6 auf.
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Nach den FIG 2 und 3 sind die Haltenasen 11 zu beiden Seiten des Trägerstreifens
8 unterschiedlich verformt.
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Beim Einbau des Trägerstreifens 8 in den Grundkörper 3
wird
dieser zunächst zwischen dz beiden Haltenasen 11 mit Spiel eingelegt. Daraufhin
werden zwei Haltenasen 11 auf einer Seite des TrägerstreSens 8 so stark gestaucht,
dass der Trägerstreifen 8 fest gegen die als Anlageflächen 12 dienenden Innenseiten
der gegendberliegenden Haltenasen 11 gedrückt wird. Danach werden auf dieser Innenseite
die Haltenasen 11 leicht gestaucht und dadurch gegen Herausdrücken gesichert.
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Die Stauchung der gegenüberliegenden Haltenasen 11 ist so stark, dass
es zwischen diesen Haltenasen 11 und dem Trägerstreifen 8 zu einer grossflächigen
Anlage kommt. Diese Anlage ist so wiederstandsfähig, dass bei der leichten Verformung
der gegenEberliegenden Haltenasen 11 der Trägerstreifen 8 nicht mehr ausweichen
kann. Dadurch ist für den Trägerstreifen 8 ein definierter Anschlag an den Anlageflächen
12 gegeben.
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In der dargestellten Koppelstellung liegt das freie Ende der Schaltzunge
4 mit der den Lichtleiter 5 tragenden Seite an dem festen Trägerstreifen 8 für den
feststehenden Lichtleiter 9 an. Diese beiden Lichtleiter 5 und 9 sind im wesentlichen
zueinander fluchtend angeordnet. Das freie Ende der Schaltzunge 3 ist mit einer
schlitzartigen Freimachung 13 versehen.
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Diese Freimachung 13 ist hier als durchgehender Schlitz dargestellt.
Sie könnte aber auch als entsprechende Längsnut oder Sicke ausgebildet sein. Da
sowohl die Schaltzunge 4 als auch der bewegbare Lichtleiter 5 direkt an dem Trägerstreifen
8 anliegt, ist das Ende des bewegbaren Lichtleiters 5 gegenüber der Schaltzunge
4. in die Freimachung 13 hinein ausgelenkt
und in dieser Stellung
durch einen nachträglich angebrachten Klebstoffpunkt an der Schaltzunge 4 fixiert.
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Nach dem Einkleben des zuvor unbefestigten Endes des beweglichen Lichtleiters
5 liegt dieses spiel- und kraftfrei an dem Trägerstreifen 8 an. Die der Schaltzunge
4 zugewandte Seite des Trägerstreifens 8 ist ebenfalls mit einem fotolithographisch
empfindlichen Film 6 versehen, in den eine Führungsnut für den feststehenden Lichtleiter
9 eingelassen ist. Damit bildet diese Seite des Trägerstreifens 8 eine FUhrungsbahn
für den feststehenden Lichtleiter 9. Indem sich auch der bewegbare Lichtleiter 5
an diese FUhrungsbahn anlegt, kommt es in der Schaltrichtung zu einer genauen Lageübereinstimmung
der beiden Lichtleiterenden 5 und 9.
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Der Film 6 auf der Schaltzunge 4 ist mit einer FUhrungsnut für den
bewegbaren Lichtleiter 5 versehen.
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Die Führungsnuten der Schaltzunge 4 und des Trägerstreifens 8 sind
zueinander fluchtend angeordnet, so dass auch die beiden Lichtleiter 5 und 9 in
seitlicher Richtung zueinander fluchten.
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Der Film 6 auf der dem Trägerstreifen 8 zugewandten Seite des Grundkörpers
3 ist ebenfalls mit einer Führungsnut für den anderen feststehenden Lichtleiter
10 versehen. Auch diese Führungsnut ist in seitlicher Richtung fluchtend zu der
Führungsnut auf der Schaltzunge 4 angeordnet. Das bedeutet, dass die beiden feststehenden
Lichtleiter 9 und 10 in Schaltrichtung mit Abstand genau übereinanderliegen.
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Beim Ausschalten der Spule 2 (FIG 1) löst sich die Schaltzunge 4 von
dem Trägerstreifen 8 und federt
in eine Stellung zurück, in der
der bewegbare Lichtleiter 5 auf das Ende des direkt am Grundkörper 3 befestigten
Lichtleiters 10 ausgerichtet ist. Die Schaltzunge 4 kann auf diese Stellung z.B.
durch Justieren eingestellt werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Trimmwerkzeuges,
das z.B. durch eine offnung 15 in der Nähe des unfreien Endes der Schaltzunge 4
angesetzt werden kann. Um das Nachfedern der Schaltzunge 4 zu begrenzen, ist im
Bereich ihres freien Endes in den Grundkörper 3 ein schwingungsdämpfender KunststoffpNnpfen
16 eingesetzt. Das Einsetzen dieses KunststofftEopfens 16 erfolgt erst am Ende des
Herstellungsprozesses für den Schalter 1. Durch die so freibleibende Öffnung im
Grundkörper 3 kann die genaue Fluchtung der Lichtleiterenden z.B. unter einem Mikroskop
überprüft werden.
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5 Patentansprüche 3 Figuren
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