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Verfahren zum Herstellen eines Schalters für Licht-
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leiter Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen
eines optischen Schalters für zumindest zwei im wesentlichen zueinander fluchtende
Lichtleiter, von denen ein im Schalter feststehender Lichtleiter auf einer geradlinigen
Führungsbahn befestigt wird, die sich über das freie Ende dieses Lichtleiters hinaus
erstreckt und an der sich das freie Ende eines transversal bewegbaren Lichtleiters
anlegt, der auf einer beweglichen Schaltzunge befestigt wird.
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Bei derartigen Schaltern kommt es darauf an, die einander zugewandten
miteinander zu verkoppelnden Enden der beiden Lichtleiter in möglichst genaue Lageübereinstimmung
zu bringen. Das bedeutet, dass in der Koppelschaltstellung der transversale Versatz
zwischen den beiden Leiterenden möglichst gering sein soll. Da jedoch die lichtleitenden
Leiterkerne einen sehr geringen
Durchmesser haben, ist eine dämpfungsarme
Lageübereinstimmung nur schwer zu erreichen.
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Durch die DE-OS 28 10 858 ist ein Schalter für Lichtleiter bekannt
geworden, bei dem sich die Führungsbahn für den feststehenden Lichtleiter über dessen
freies Ende hinaus erstreckt. Der transversal bewegbare Lichtleiter ist auf einer
entsprechend bewegbaren Schaltzunge befestigt, die er um ein beträchtliches Mass
überragt. Das freiragende Ende dieses Lichtleiters ist so lang gehalten, dass es
die Führungsbahn für den feststehenden Lichtleiter überlappt. Im gekoppelten Schaltzustand
wird die Schaltzunge so weit gegen einen feststehenden Anschlag gezogen, dass sich
das freiragende Ende des bewegbaren Lichtleiters an die Führungsbahn für den feststehenden
Lichtleiter anlegt.
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Dabei wird das Ende des bewegbaren Lichtleiters um ein geringes Mass
gegenüber der Schaltzunge ausgelenkt, so dass sie sich unter Federspannung an die
Führungsbahn anlegt. Durch das Aufliegen der beiden Leiterenden auf der gleichen
Fürungsbahn wird eine weitgehend genaue Übereinstimmung in der Lage der Stirnflächen
beider Lichtleiter erzielt. Jedoch schlägt beim Schaltvorgang das bewegliche Lichtleiterende
unmittelbar auf der Fühüungsbahn auf. Dabei addieren sich die Federkräfte und die
Massenkräfte.Falls es dadurch nicht zum Bruch des Lichtleiters kommt, so wird doch
dessen Mantel im Laufe der Zeit abgenutzt. Diese Abnutzung bewirkt ein Versetzen
der Lichtleiterenden gegeneinander, so dass sich die Koppelverluste vergrössern
und die Lebensdauer des Schalters verringert wird. Um diese Probleme zu verringern,
wird auf Seite 12 unten der genannten Offenlegungsschrift die Stosswirkung mittels
einer Immersionsflüssigkeit gedämpft.
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Dies setzt jedoch eine hermetische Kapselung des Kontaktes
voraus,
was einen erheblichen MehrauSwand bei ~''~ der Herstellung des Schalters mit sich
bringt. Die Flüssigkeit vergrößert zudem die Schaltdauer, bzw.
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müssen entsprechend verstärkte Magnetfelder zum Schalten erzeugt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter für Lichtleiter
kostengünstig so herzustellen, dass seine Lebensdauer bei geringen Koppelverlusten
erhöht wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schaltzunge bis in die
unmittelbare Nähe der den feststehenden Lichtleiter um ein geringes Mass überragenden
Führungsbahn verlängert wird, dass der bewegbare Lichtleiter zunächst in seinem
Endabschnitt an der Schaltzunge unbefestigt bleibt, dass die Koppelstellung der
Schaltzunge so eingestellt wird, dass sich das bewegbare Lichtleiterende federnd
an die Führungsbahn anlegt und darüber hinaus durch diese gegenüber der Schaltzunge
ausgelenkt wird und dass das lose Ende des bewegbaren Lichtleiters in dieser Stellung
mit der Schaitzunge verklebt wird. Durch das Anlegen des bewegbaren Lichtleiterendes
an die Führungsbahn für den feststehenden Lichtleiter werden die beiden Lichtleiterenden
selbsttätig zueinander ausgerichtet. Durch die federnde Auslenkung des bewegbaren
Lichtleiterendes gegenüber der Schaltzunge lässt sich eine genaue Justierung der
Koppelstellung der Schaltzunge vermeiden. Beim Verkleben der Schaltzunge mit dem
Lichtleiterende wird dessen Lage nicht verändert. Nach dem Aushärten des Klebers
bleibt die relative Lage des bewegbaren Lichtleiterendes zur Schaltzunge auch bei
Betätigung des Schalters erhalten. In der Koppelstellung legt sich das bewegbare
Lichtleiterende kraftfrei an die
Führungsbahn an, ohne dass dazu
ein genaues Justieren der Schaltzunge erforderlich ist. Ein Brechen oder Abnützen
des bewegbaren Lichtleiterendes bzw. der Führungsbahn wird vermieden und die Lebensdauer
des Schalters entsprechend erhöht. Ein solcher optischer Kontakt muss nicht gekapselt
sein, so dass der Herstellungsaufwand begrenzt wird.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird das lose Ende des bewegbaren
Lichtleiters mit der Schaltzunge durch einen langsam härtenden Rlebstoff verbunden.
Beim Aushärten eines derartigen Klebstoffes sind die inneren Spannungen der Klebstelle
vernachlässigbar gering. Es kommt daher beim Aushärten zu keiner Veränderung der
Stellung des bewegbaren Lichtleiterendes.
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Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird in dem Schalter
ein Anschlag für die Schaltzunge in der Nähe ihres bewegten Endes ausgebildet. Ein
derartiger Anschlag verhindert beim Schalten in die Koppelstellung ein Nachfedern
der Schaltzunge und damit ein Aufschlagen des bewegbaren Lichtleiterendes auf die
Führungsbahn für den festen Lichtleiter.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Schaltzunge an ihrem
beweglichen Ende mit einer schlitzartigen Freimachung versehen und schlägt unmittelbar
an die FCihrungsbahn für den feststehenden Lichtleiter an, wird der bewegbare Lichtleiter
auf der der Führungsbahn zugewandten Seite der Schaltzunge angeordnet und wird das
lose Ende des bewegbaren Lichtleiters in die schlitzartige Freimachung hinein ausgelenkt
und darin durch Verkleben fixiert. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist die den
beweglichen Lichtleiter tragende Seite der Schaltzunge der Führungsbahn für den
feststehenden
Lichtleiter zugewandt. Durch das direkte Anschlagen
der Schaltzunge an die Führungsbahn wird ein zusätzlicher Anschlag im Schalter vermieden.
Der an der Oberfläche der Schaltzunge befestigte Lichtleiter wird damit zwangsläufig
um das Mass seines Durchmessers in die schlitzartige Freimachung hinein ausgelenkt.
Eine derartige Auslenkung reicht aus, um eine sichere Anlage des bewegbaren Lichtleiterendes
an der FUhrungsbahn zu gewährleisten. Bei der Befestigung der Schaltzunge im Schalter
braucht somit wenig Sorgfalt auf die gewünschte Lage ihres beweglichen Endes verwendet
zu werden. Das direkte Anschlagen der Schaltzunge an der Führungsbahn sichert eine
definierte Auslenkung des Lichtleiters, ohne dass irgendwelche Fertigungstoleranzen
einen Einfluss darauf hätten.
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Gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die schlitzartige
Freimachung als Sicke ausgebildet, deren Tiefe grösser als der Durchmesser des Lichtleiters
ist. Beim Anschlagen der Schaltzunge an der Führungsbahnkann ein Verkanten nicht
ausgeschlossen werden. Bei durch einen durchgehenden Schlitz getrennten Schenkeln
des Schaltzungenendes würden diese gegeneinander verspannt. Diese Verspannung würde
auch auf die Klebstelle einwirken und deren Haltbarkeit gefährden. Bei einer Sicke
sind die beiden Seiten des Schaltzungenendes noch durch einen Steg miteinander verbunden.
Dieser Steg nimmt möglicherweise entstehende Spannungen auf, so dass die Klebstelle
unbelastet bleibt.
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Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Ruhestellung
der Schaltzunge als Koppelstellung eingestellt und das lose Ende des bewegbaren
Lichtleiters gegenüber der in ihrer Ruhestellung ohne An-
schlag
freiragenden Schaltzunge ausgelenkt. In dieser Stellung ist also die Schaltzunge
spannungsfrei. Eine Abnutzung der Schaltzunge an einem Anschlag wird damit völlig
vermieden. Das Nachfedern der Schaltzunge kann durch einen Dämpfungsanschlag z.B.
aus Kunststoff vermieden werden. Ein solcher Anschlag wird bis unmittelbar an die
spannungsfreie Schaltzunge herangeführt, ohne deren Stellung zu verändern. Er verändert
somit nicht die Schaltstellung der Schaltzunge.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: FIG 1 einen Querschnitt durch
einen Schalter für zwei miteinander zu koppelnde Lichtleiter in schematisierter
Darstellung, FIG 2 eine schematisierte Seitenansicht eines anderen Schalters für
zwei Lichtleiter, FIG 3 eine Draufsicht auf den Schalter nach FIG 2.
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In FIG 1 ist ein Schalter zum Trennen und Schliessen eines optischen
Kontaktes zwischen zwei Lichtleitern 1, 2 dargestellt. Ein an seinem Ende transversal
bewegbarer Lichtleiter 1 ist an einer entsprechend beweglichen magnetisierbaren
Schaltzunge 3 z.B. durch Klebstoffpunkte 4 befestigt. Die bewegliche Schaltzunge
3 ist mit einem Ende an einen Grundkörper 5 des Schalters befestigt. Das freie Ende
der Schaltzunge 3 liegt in der dargestellten Koppelstellung mit der dem Lichtleiter
1 abgewandten Seite auf einer festen Magnetzunge 6 auf. Die Magnetzunge 6 ist mit
dem Grundkörper 5 fest verbunden. Auf der der Schaltzunge 3 zugewandten Seite des
Magnetstreifens 6 ist ein Distanzstück 7 angeordnet, auf dem ein feststehender Lichtleiter
2 ebenfalls durch Klebstoffpunkte 4 ge-
halten ist. Die beiden
Lichtleiter 1 und 2 sind im wesentlichen zueinander fluchtend angeordnet. Das Distanzstück
7 bildet auf der der Magnetzunge 6 abgewandten Seite eine Fuhrungsbahn für das daran
befestigte Ende des feststehenden Lichtleiters 2. Das diesem zugewandte Ende des
bewegbaren Lichtleiters 1 ist so an der Schaltzunge 3 befestigt, dass es ebenfalls
auf der Führungsbahn des feststehenden Lichtleiters 2 aufliegt. Dadurch weisen die
beiden einander zugewandten Enden des Lichtleiter 1, 2 keinen Höhenversatz auf.
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in der dargestellten Schaltstellung sind die Schaltzunge 3 und die
Magnetzunge 6 durch eine nicht dargestellte Magnetspule so magnetisiert, dass das
freie Ende der federnden Schaltzunge 3 an der festen Magnetzunge 6 anschlägt. Im
entmagnetisierten Zustand hebt sich die Schaltzunge 3 in Richtung des Pfeiles A
von der Magnetzunge 6 um mindestens den Durchmesser der Lichtleiter 1, 2 ab. Dadurch
werden deren beiden Enden soweit zueinander versetzt, dass der optische Kontakt
unterbrochen wird. Die Dicke der Schaltzunge 3 ist in Schaltrichtung etwas geringer
als die des Distanzstückes 7. Bei der Herstellung des Schalters bleibt das End.e
des bewegbaren Lichtleiters 1 an der Kontaktzunge 3 zunächst unbefestigt. Dadurch
kann sich dieses Ende beim Anschlagen der Schaltzunge 3 an der Magnetzunge 6 entsprechend
dem Dickenunterschied zwischen der Schaltzunge 3 und dem Distanzstück 7 von der
Schaltzunge 3 abheben. Es liegt dann federnd an der Führungsbahn für den feststehenden
Lichtleiter 2 auf dem Distanzstück 7 an. Daraufhin wird das bis dahin lose Ende
des Lichtleiters 1 durch einen langsam härtenden Klebstoff 8 mit der Schaltzunge
3 verbunden.
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Die Schaltzunge 3 liegt dabei bis zum Aushärten des Klebstoffes an
dem durch die Magnetzunge 6 gebildeten Anschlag an. Nach dem Aushärten des Klebstoffs
bleibt
die relative Lage des festen Lichtleiterendes 1 zur Kontaktzunge
3 auch dann unverändert, wenn diese sich federnd von der Magnetzunge 6 abhebt. Beim
erneuten Schliessen des optischen Kontaktes legt sich das bewegliche Lichtleiterende
1 kraftfrei an die Führungsbahn für den feststehenden Lichtleiter 2 an. Durch die
Verwendung eines langsam härtenden Klebstoffs 8 werden innere Spannungen beim Aushärten
vermieden und somit bleibt der selbsttätige Justierprozess des freien Endes des
beweglichen Lichtleiters 1 unbeeinflusst.
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Nach den FIG 2 und 3 ist bei einem anderen Schalter für Lichtleiter
der bewegbare Lichtleiter 1 auf der der Magnetzunge 6 zugewandten Seite der Schaltzunge
3 angeordnet. Der feststehende Lichtleiter 2 ist direkt auf der der Schaltzunge
3 zugewandten Seite der Magnetzunge 6 befestigt. Die beiden Zungen weien einen fotolithographisch
empfindlichen Film 9 auf, dessen Dicke etwa gleich dem Durchmesser der Lichtleiter
1, 2 ist.
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Dieser Film 9 ist mit fotolithographischierzeugten Führungsnuten versehen,
in denen die Lichtleiter gehalten und geführt sind. Der Film 9 ist zwecks klarerer
Kennzeichnung schraffiert dargestellt. Das freie Ende der Schaltzunge 3 ist mit
einer schlitzartigen Freimachung 10 versehen. Da sowohl die Schaltzunge 3 als auch
der bewegliche Lichtleiter 1 direkt auf der Magnetzunge 6 aufliegen, ist das Ende
des beweglichen Lichtleiters 1 gegenüber der Schaltzunge 3 in die Freimachung 10
hinein ausgelenkt und in dieser Stellung ebenfalls durch Klebstoff 8 an der Schaltzunge
3 fixiert.
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Das Einkleben des zuvor unbefestigten Endes des beweglichen Lichtleiters
1 erfolgt in der Koppelstellung der Schaltzunge 3,in der die beiden Enden der Lichtleiter
1 , 2 selbsttätig aufeinander ausgerichtet sind.
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Auch hier liegt das Ende des beweglichen Lichtleiters 1
nach
seinem Festkleben spiel- und kraftfrei an der Führungsbahn für den feststehenden
Lichtleiter 2 an, wodurch eine genaue Fluchtung erreicht wird. Die Schaltzunge 3
ist ebenfalls so vorgespannt, dass sie bei Entmagnetisierung von der Magnetzunge
6 in Richtung des Pfeiles B abhebt. Beim Einschalten einer ebenfalls nicht dargestellten
Magnetspule legt sich die Schaltzunge 3 grossflächig an die Magnetzunge 6 an, wodurch
ein grossflächiger Anschlag zustandekommt, der eine hohe Lebensdauer des Schalters
ermöglicht.
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6 Patentansprüche 3 Figuren
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