DE3119232A1

DE3119232A1 - Lichtwellenleiter-stecker und verfahren sowie vorrichtung zum zentrischen einsatz einer lichtleitfaser

Info

Publication number: DE3119232A1
Application number: DE19813119232
Authority: DE
Inventors: F.X. Dr.-Ing. 8183 Rottach-Egern Pitschi
Original assignee: Spinner GmbH
Current assignee: Spinner GmbH
Priority date: 1981-05-14
Filing date: 1981-05-14
Publication date: 1982-11-25
Also published as: DE3119232C2

Description

Titel: Lichtwellenleiter-Stecker und
Verfahren sowie Vorrichtung zum zentrischen Einsatz einer Lichte leitfaser Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtwellenleiter-Steckergehäuseeinsatz der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Bauart. Derartige Gehäuseeinsätze werden in Verbindung mit geeigneten Steckerarmaturen und Kabelabfangungen benutzt, um Lichtwellenleiter stirnseitig miteinander oder mit einer Lichtquelle oder einem Lichtdetektor zu verbinden.
Durch Einschieben zweier Gehäuseeinsätze in eine paßgerecht gearbeitete Hülse können zwei derartige Gehäuseeinsätze axial aufeinander ausgerichtet werden. Voraussetzung dafür, daß auch die stirnseitig freiliegenden Lichtleitfasern dann miteinander fluchten, ist eine genaue zentrische Fixierung der Lichtleitfasern im Kopfteil der Gehäuseeinsätze. Eine solche Ausrichtung ist im Sinne einer möglichst geringen Dämpfung an der Trennstelle anzustreben. Bei den geringen Durchmessern der Lichtleitfasern (diese haben gegenwärtig einen Durchmesser von 0,12 mm mit einem Faserkerndurchmesser von 0,05 mm) müssen daher bezüglich der Zentrizität sehr enge Toleranzen eingehalten werden. Bei den bisher bekannten Steckergehäuseeinsätzen wurde die Zentrieröffnung für die Lichtleitfaser in den Gehäuseeinsatz eingebohrt. Dieses Bohren ist bei den geforderten Toleranzen außerordentlich aufwendig und teuer. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steckergehäuseeinsatz zu schaffen, der eine genau zentrierte Lichtleitfaser an der Trennebene aufweist und wirtschaftlich herstellbar ist.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Dadurch, daß nicht die Gehäusebohrung, sondern ein eingespritzter Träger die Zentrierung bewirkt, braucht die Gehäusebohrung nicht mit hoher Toleranz hergestellt zu werden, sondern die geforderten engen Toleranzen können dadurch erhalten werden, daß man die Lichtleitfaser bzw. die sie umschließende Zentrieröffnung relativ zum Gehäuseeinsatz in einer speziellen Vorrichtung Justiert, welche die geforderte Toleranz liefert.
Verfahrensmäßig gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 4 angegebenen Merkm21ee wobei eine Vorrichtung gemäß dem Kannzeichnungsteil des An spruchs 8 Anwendung finden kann.
Weitere Ausgestaltungen des Steckergehäuseeinsatzes bzw. des Verfahrens bzw. der Vorrichtung ergeben sich aus den Unter ansprüchen 2 und 3 bzw. 5 bis 7 bzw. 9 bis 12.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt eines den Stand der Technik repräsentierenden Lichtwellenleiter-Steckergehäuseeinsatz mit darin fixierter Lichtleitfaser; Fig. 2 einen Axialschnitt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur zentrischen Anordnung einer Faserführungsbohrung am Mündüngsende des Gehäuseeinsatzes; Fig. 5 einen Axialschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zentrischen Festlegung einer Lichtleitfaser im Gehäuseeinsatz; Fig. 4 eine zentrische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung zur zentrischen Festlegung einer Lichtleitfaser im Gehäuseeinsatz.
Der in Fig. 1 dargestellte, den Stand der Technik repräsentierende zylindrische Steckergehäuseeinsatz 10 weist einen äußeren Führungsdurchmesser D auf, mit dem der Gehäuseeinsatz 10 in einer Steckerarmatur festgelegt wird, die auch die Kabelabfangung (in der Zeichnung nicht dargestellt) enthält.
Dieser Gehäuseeinsatz 10 weist eine in der Trennebene 16 mündende Faseraufnahmebohrung 14 auf, die sich nach hinten über einen konischen Übergang 20 in einer erweiterten Bohrung 18 fortsetzt. Innerhalb der Bohrungsabschnitte 18 und 20 ist die Lichtleitfaser 12 durch eine eingespritzte Vergußmasse 22 gehaltert. An der Trennebene 16 bestimmt die zentrische Genauigkeit der Aufnahmebohrung 14 den für die Dämpfung ms.ß= gebundenen radialen Versatz. Diese Dämpfung soll natrirlich so gering als möglich sein. Bei dem zur Zeit üblichen Faser durchmesser von 0,12 mm und einem Durchmesser des Faser&'err»s von z.B. 0,05 mm darf die Exzentrizität nicht mehr als 0001 mm betragen. Da die Aufnahmebohrung 14 die Zentrierung bewirkt muß ihr Durchmesser D1 sehr eng im Hinblick auf den Faser durchmesser toleriert sein, und diese Tolerierung in Verb in dung mit der exakten Konzentrizität bereitet bei den bekamt Gehäuseeinsätzen erhebliche Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung verringert, die nachsteheld anhand der Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 bis 4 beschrieben wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Zentris rung der Lichtleiterfaser an der Trennebene nicht durch eine Bohrung des Gehäuseeinsat:es bestimmt wird, sondern durch die Zentrierbohrung 58 einer Matrize 26, die nur einmal dann aber mit hoher Genauigkeit konzentrisch zu einer den Steckergehäuseeinsatz 210 bzw. 310 bzw. 410 mit dem Führungsdurchmesser D aufnehmenden Sackbohrung 28 angeordnet wird. Die zentrische Genauigkeit dieser Zentrierbohrung wird in der nach stehend beschriebenen Weise benutzt, um eine hierauf exakt ausgerichtete Faserfassung an der Mündung, d.h. an der Trennebene 16 zu schaffen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist der Steckergehäuseeinsatz 210 eine Durchgangsbohrung 30 mit einem Durchmesser D5 auf, der dem Durchmesser der erweiterten Bohrung 18 gemäß Fig. 1 entspricht. In diese Durchgsngsbohrung 30 ist ein Formkern in Gestalt einer Nadel eingesetzt, deren zylindrischer Schaft 32 exakt dem Innendurchmesser D5 der Durchgangsbohrung 30 entspricht. Dieser Schaft setzt sich nach vorn über einen schwach konischen Übergang 56 zu einem zylindrischen Spitzenteil fort, dessen Durchmesser D2 exakt dem Durchmesser der Zentrierbohrung 38 der Matrize 26 entspricht.
Die Matrize 26 weist in Höhe des vorderen Endabschnitts des Steckergehäuseeinsatzes eine Radialbohrung 40 auf, die im eingesetzten Zustand des Steckergehäuseeinsatzes auf deren Radialbohrung 42 ausgerichtet ist. Über diese Bohrungen 40 und 42 wird eine Vergußmasse in den verbleibenden Hohlraum zwischen den Kernabschnitt 36 und 54 und der Bohrungswandung 50 eingespritzt, wobei eine Entlüftung über einen EntlUftungsschlitz 46 an der Stirnseite des Gehäuseeinsatzes 210 und eine radiale Entlüftungsbohrung 44 der Matrize 26 erfolgt.
Dieser Hohlraum kann mit Kunststoff, Metall oder einer anderen geeigneten Substanz ausgespritzt werden, die an der Wandung der Bohrung 30 haftet und eine ausreichende Formbeständigkeit aufweist, um nach Herausziehen des Kerns 52, 56, 54 ein entsprechend dimensioniertes Einsatzloch zu bilden.
Um das Herausziehen des Kerns zu erleichtern, kann dieser in bekannter Weise mit einem Trennmittel wenigstens im vorderen Abschnitt versehen sein. In das so gebildete Faseraufnahmeloch, welches eine der Formvorrichtung entsprechende Genauigkeit aufweist, kann über den durch den konischen Ubergangsabschnitt 56 gebildeten Einführungstrichter von hinten her die Lichtleitfaser eingeführt und in bekannter Weise wie bei dem Gehäuseeinsatz gemäß Fig. 1 ausgespritzt werden. Der Durchmesser der Bohrung 28 der Matrize weist zusammen mit dem Führungsdurchmesser des Gehäuseeinsatzes 210 eine exakte Passung auf, die zusammen mit dem Kern und der Zentrierbohrung 58 die Genauigkeit der Lage der später einzusetzenden Faser bestimmt. Der Schaftdurchmesser D5 des Nadelkern bzw. der Durchgangsbohrung 50 wird dabei so gewihltO dad der Gehäuseeinsatz unter Verwendung üblicher Technologien herstellbar ist. An dieser Stelle braucht keine überm g hohe Toleranz gefordert zu werden, weil die Zentrierung durch den Spitzenteil 54 zusammen mit der Zentrierbohrun.g 38 zustande kommt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 wird die Lichtleiterfaser 12 in situ in den Steckergehäuseeinsatz 510 bzw, 410 eingeformt, der wiederum in einer .Matrize 26 eingesetzt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist der Gehäuseeinsatz 314 eine Faseraufnahmebohrung 314 im vorderen Endabschnitt auf, die über einen konischen Übergang 20 in die erweiterte Bohrung 18 übergeht. Im Unterschied zu dem bekannten Stand der Technik gemäß Fig. 1 dient diese Bohru;~ 314 Jedoch nicht der Zentrierung, sondern die Zentrierung erfolgt durch die über die Bohrungen 40 und 42 eingespritzte Substanz. Beim Einspritzvorgang wird die Lichtleiterfaser 12 in der Zentrierbohrung 58 der Matrize zentriert gehalten und nach dem Erkalten der Spritzmasse ist die Faser zentrisch bezüglich des äußeren Führungsdurchmessers des Gehäuseeinsatzes 510 fixiert. Der über die Trennebene 16 vorstehende Abschnitt der Faser und der Vergußmasse wird abgeschliffen.
Zur Erleichterung der Einführung der Faser in die Matrizen-Zentrierbohrung 38 ist am oberen Ende der Bohrung ein Einy lauftrichter 48 angeordnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist in eine vordere Bohrungserweiterung 52 des Steckergehäuseeinsatzes 410 ein Zentrierkörper 50 mit relativ weiten Toleranzen eingesetzt Er weist einen oberen Einlauftrichter 54 und ringsum lauf ende Umfangsnuten 56 in Höhe der Einspritzbohrungen 40, 42 auf Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Lichtleitfaser 12 von oben her in den Einlauftrichter 54 des Zentrierkörpers hinein und durch diesen in den Einlauftrichter 48 der Matrize 26 und dann in die Zentrierbohrung 38 eingeschoben. Dadurch wird der Zentrierkörper 50 bezuglich des äußeren Führungsdurchmessers des Gehäuseeinsatzes 410 exakt zentriert, Danach kann die Ausspritzung erfolgen, wobei die Entlüftung über die Bohrung 46' und 44 erfolgt.
Hierbei liegt der Zentrierkörper 50 mit seiner vorderen Stirnseite in der Trennebene, und auch hier wird das überstehende Faserende mit der Spritzmasse des EinlauStrichter. 48 abgeschliffen.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 5 und 4 kann die Ausspritzung der Bohrungserweiterung 18 und des Ubergangsabschnitts 20 zugleich mit der Ausspritzung im Mündungsabschnitt erfolgen, bei dem Beispiel der Fig. 2 nach Einfädeln der Faser.
Die Abstufung der Härte der Werkstoffe von Steckergehäuseeinsatz und Spritzmasse kann dabei zweckmäßigerweise so erfolgen, daß am Ende der Planflächenbearbeitung die Lichtleiterfaser eine leicht konkave Stirnfläche erhält, wodurch beim Kuppeln der Stecker die direkte mechanische Berührung der beiden Faserenden und deren mögliche Tbeschadigung verhindert wird.
Leerseite

Claims

P a t e n t a fl 5 p r ü c h e 0 Lichtwellenleiter-Steckergehäuseeinsat mit mit einer stirnseitig freiliegenden Lichtleitfaser, die im Bereich der Trennebene konzentrisch zum äußeren Führungsdurchmesser von einer axialen Zentrieröffnung festgelegt und im übrigen in einer erweiterten Bohrung des Gehäuseeinsatzes in Vergußmasse eingebettet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zentrieröffnung der Lichtleitfaser (12) von einem in den Gehäuseeinsatz (210,310,410) eingespritzten Träger gebildet ist.

2. Lichtwellenleiter-Steckergehäuseeinsatz nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Träger von der Spritzmasse selbst gebildet ist.

5. Lichtwellenleiter-Steckergehäuseeinsatz nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Träger von einem Zentriereinsatzkörper (50) gebildet ist, der eine paßgerechte Durchgangs bohrung für die Lichtleitfaser (12) aufweist.

4. Verfahren zum zentrischen Einsatz einer Lichtleitfaser in einen Lichtwellenleiter-Steckergehäuseeinsatz gemäß Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Steckergehäuseeinsatz (210,)10,410) mit seinem äußeren Führungsdurchmesser in eine Paßführungsbohrung (28) einer Matrize (26) eingeführt wird, daß dann durch die Durchgangsbohrung des Gehäuseeinsatzes hindurch in eine Zentrierbohrung (38) der Matrize hinein ein Kern (D4) oder eine Lichtleiterfaser (12) eingefädelt wird, und daß dann der verbleibende Raum im Mündungsabschnitt des Gehäuseeinsatzes benachbart zur Trennebene (16) ausgespritzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß nach Entfernen des Kerns (32) eine Lichtleitfaser in die vom Kernabschnitt ()4) in der Spritzmasse erzeugte Zentrieröffnung eingefädelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtleitfaser (12) in situ innerhalb der Matrize unmittelbar von der Spritzmasse umschlossen wird, 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtleitfaser (12) in situ zusammen mit einem Kern in Form eines Zentriereinsatzkörpers (50) eingespritzt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sie eine Matrize (26) aufweist, die eine Paßbohrung (28) für den Führungsdurchmesser des Steckergehäuseeinsatzes und eine exakt koaxial hierzu angeordnete Zentrierbohrung (nu3) aufweist, deren Durchmesser dem Durchmesser der Lichtleitfaser entspricht, und daß Spritzöffnungen (40,44) für die Einspritzmasse vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Kern (32) vorgesehen ist, der mit seinem Spitzenabschnitt (34) in die Zentrierbohrung (38) teilweise einsteht, und daß der Gehäuseeinsatz (210) eine Durchgangsbohrung (30) aufweist, die dem Schaftdurchmesser (32) des Kerns entspricht, der einen konischen Ubergangsabschnitt (36) aufweist (Fig. 2).

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kopfabschnitt des Steckergehäuseeinsatzes (310) eine Faseraufnahmebohrung (314) aufweist, deren Durchmesser beträchtlich größer ist als der Durchmesser der Lichtleitfaser (Fig. 3).

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Steckergehäuseeinsatz (410) im Kopfabschnitt eine Bohrungserweiterung (52) aufweist, und daß der Einsatzkern (50) umfangsnuten und einen Einlauftrichter (54) aufweist (Fig. 4).

12. Vorrichtung nach den Ansprechen 10 und 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Matrize (26) am Übergang zwischen der Paßbohrung (28) für den Führungsdurchmesser des Gehäuseeinsatzes und der Zentrierbohrung einen Einlauftrichter (48) aufweist.