DE3831906A1

DE3831906A1 - Verfahren zur herstellung von steckerfassungen fuer lichtwellenleiter

Info

Publication number: DE3831906A1
Application number: DE19883831906
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Phys Rossberg
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1988-09-20
Publication date: 1990-03-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Steckerfassungen für Steckkupplungen mit Kugellinsen für Lichtwellenleiter der im Oberbegriff des Patentanspruchs näher bezeichneten Art.

In der Firmenveröffentlichung "PKI TECH. MITT. 2/1987, Seiten 95 bis 98" ist unter dem Titel "Ein Steckverbindungskonzept für sondertechnische Einsatzgebiete" eine Steckkupplung beschrieben, bei der in jeder Kupplungshälfte zwei flexibel gelagerte Steckerstifte in einem Haltekörper angeordnet sind. Die Steckerstifte bestehen jeweils aus einer Präzisionshülse mit konzentrischer Innenbohrung, in die vorn eine Kugellinse und von der rückwärtigen Seite eine den Lichtwellenleiter enthaltende, stiftförmige Faserhülse eingesetzt ist. Die Präzisionshülse gestattet es, die darin ohne Spiel geführte Faserhülse in axialer Richtung so zu verschieben, bis die Stirnfläche des Lichtwellenleiters im Brennpunkt der Kugellinse liegt. In dieser Lage wird die Faserhülse in der Präzisionshülse fixiert. Beim Verbinden der Kupplungshälften werden die Präzisionshülsen der miteinander zu koppelnden Steckerstifte während des Steckvorganges jeweils in einer zusätzlichen Kuppelhülse axial zueinander ausgerichtet.

Derartige Steckkupplungen sind relativ teuer, da deren konstruktiver Aufbau die Herstellung verhältnismäßig vieler Präzisionsbauteile erfordert. Um möglichst niedrige Dämpfungswerte zu erreichen, ist es Voraussetzung, die Lichtwellenleiter so in den Faserhülsen der Steckerstifte zu befestigen, daß die Faserkerne auf deren Mittenachsen liegen. Außerdem dürfen beim Fixieren der Faserhülsen in den Präzisionshülsen keine Dejustierungen der Lichtwellenleiter auftreten. Schließlich muß das Passungsspiel zwischen Steckerstiften und Kupplungshülsen auf geringe Toleranzen begrenzt werden. Diese Bedingungen einzuhalten ist jedoch fertigungstechnisch schwierig zu realisieren, weil eine wenn auch nur einmal aufgetretene Dejustierung nachträglich nicht mehr beseitigbar ist.

Die Erfindung geht aus von einer Steckkupplung, bei der in jeder Kupplungshälfte ein als Steckerfassung ausgebildeter und mit Führungsmitteln zum axialen Verbinden versehener Haltekörper angeordnet ist. Die Steckerfassung durchdringen eine oder mehrere Bohrungen, in denen vorn die Kugellinsen befestigt sind. Von der Rückseite in die Bohrungen eingesetzte Faserhülsen mit kleinerem Außendurchmesser werden jeweils mit dem stirnseitigen Faserkern des in der Faserhülse fixierten Lichtwellenleiters in den Brennpunkt der Kugellinse justiert und danach in der Bohrung der Steckerfassung befestigt.

Auch bei dieser Steckkupplung treten erfahrungsgemäß beim beispielsweise mittels Kleben oder Löten erfolgenden Fixieren des Lichtwellenleiters in der Faserhülse und beim Fixieren der Faserhülse in der Steckerfassung Abweichungen von der ursprünglichen Justierposition auf, die erhöhte Dämpfungswerte verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Großserienfertigung geeignetes, möglichst wirtschaftlich durchführbares Herstellungsverfahren für die Steckerfassungen von Steckkupplungen mit Kugellinsen anzugeben, das nach der Justierung des Faserkernes in den Brennpunkt der Kugellinse noch die Korrektur einer durch die Fixierung der Faserhülse verursachten Dejustierung des Faserkernes gestatten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst. Durch deren Anwendung lassen sich die Faserkerne von in der Z-Achse fixierten Faserhülsen nachjustieren.

Die Erfindung wird anhand eines nach dem Verfahren hergestellten Ausführungsbeispieles der Steckerfassungen wie folgt näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die mit Kugellinsen und Faserhülsen versehenen Steckerfassungen der Kupplungshälften einer getrennten Steckkupplung, in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 eine Steckerfassung der Fig. 1 während der Herstellung, in verschiedenen Ebenen längsgeschnitten;

Fig. 3 zwei andere Steckerfassungen mit Hülsenzentrierung, während der Montage, teilweise längsgeschnitten.

In den Fig. 1 bis 3 ist jede dargestellte Steckerfassung insgesamt mit 1 bezeichnet. Es handelt sich um eine Zwitterausführung identischer Ausbildung, welche in die Gehäuse jeder Kupplungshälfte der Steckkupplung einsetzbar ist (nicht dargestellt). Die Steckerfassung 1 besteht aus einem metallenen Haltekörper, der beispielsweise durch Gießen oder durch spanabhebende Bearbeitung aus Stahl oder Messing hergestellt ist und mittels bekannter Fertigungsverfahren mit z.B. einer (Fig. 3) oder zwei Aufnahmen 2 (Fig. 1 und 2) für je eine separat angefertigte entspiegelte Kugellinse 3 und eine Faserhülse 4 sowie mit Führungsmitteln zum axial fluchtenden Verbinden von zwei Steckerfassungen 1 versehen wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Haltekörpers besteht die Steckerfassung 1 aus einer Metallhülse mit einer Aufnahme 2 für nur eine Faserhülse 4. In jeder Kupplungshälfte ist hier ein Steckereinsatz (nicht dargestellt) vorgesehen, der je nach Polzahl der Steckkupplung eine oder mehrere Steckerfassungen 1 enthält. Außerdem ist in einem Steckereinsatz pro Steckerfassung 1 eine Führungshülse 11 angeordnet, welche die vorderen Endabschnitte der Steckerfassungen 1 beim Verbinden der Kupplungshälften zentriert. In dem Steckereinsatz ohne Führungshülsen sind die Steckerfassungen 1 schwimmend gelagert, so daß sie sich beim Verbinden der Kupplungshälften auf die Führungshülsen 11 ausrichten können.

Unabhängig davon, ob der Haltekörper für eine oder mehrere Faserhülsen 4 ausgebildet ist, durchsetzt ihn jede Aufnahme 2 vollständig. Die Aufnahme 2 hat an der Stirnseite 5 der Steckerfassung 1 eine Einsenkung, in der die Kugellinse 3 befestigt ist.

Bei nicht hülsenförmigen Steckerfassungen bestehen die Führungsmittel beispielsweise aus einem an der Stirnseite 5 der Steckerfassung 1 hervorstehenden Führungsstift 6 und einem entsprechenden Führungsloch 7 im Haltekörper. Die ebenfalls mittels bekannter Verfahren vorzugsweise aus Stahl gefertigte Faserhülse 4 enthält einen Lichtwellenleiter 8, der darin nur annähernd zentrisch fixiert zu sein braucht.

Erfindungsgemäß wird vor dem Bestücken der Aufnahmen 2 mit Faserhülsen 4 über jede Faserhülse ein zuvor separat gefertigtes Flanschteil 9 geschoben, das beispielsweise aus löt- oder schweißbarem Metall hergestellt wird. Zweckmäßigerweise wird es aus demselben Werkstoff gefertigt, wie die Faserhülse 4 und die Steckerfassung 1, deren Aufnahme 2 einen etwas größeren Durchmesser aufweist als die Faserhülse 4. Danach wird die Faserhülse 4 so in die Aufnahme 2 eingesetzt, daß aus dem Flanschteil 9 ein rückwärtiges Ende der Faserhülse 4 hervorsteht. Das Hülsenende wird jetzt mit einem Mikromanipulator verbunden und Licht in die Faser des Lichtwellenleiters 8 eingekoppelt. Anschließend wird die Faserhülse 4 soweit justiert, bis der Faserkern des Lichtwellenleiters 8 im Brennpunkt der Kugellinse 3 und auf der optischen Achse des Steckerteiles (Verbindungslinie der Kugellinsen 3, 3′) liegt. Nun wird das Flanschteil 9 durch Verschieben und/oder Andrücken an der Rückseite 10 der Steckerfassung 1 zur Anlage gebracht und an der Faserhülse 4 dauerhaft fixiert, z.B. durch Laserstrahlschweißen, Löten oder Kleben. Damit ist die Position des Lichtwellenleiters 8 in Z-Richtung festgelegt.

Erfahrungsgemäß tritt beim Fixiervorgang eine geringe Verschiebung der Faserhülse 4 gegenüber der Kugellinse 3 auf. Dabei spielt die Verschiebung in Z-Richtung eine untergeordnete Rolle, denn es wird die Divergenz des aufgeweiteten nahezu parallelen Strahles nur geringfügig geändert. Wesentlich kritischer ist die seitliche Verschiebung (XY) des Faserkernes aus der optischen Achse. Hierdurch werden bei der Strahlaufweitung Winkelfehler zwischen den Achsen der mittels der Kugellinsen 3 aufgeweiteten Strahlen verursacht, die die Dämpfung der Steckkupplung stark ansteigen lassen. Um unzulässig hohe Dämpfungswerte zu vermeiden, ist deshalb eine Nachjustierung des Lichtwellenleiters 8 erforderlich.

Das Korrigieren der aufgetretenen Dejustierung des Lichtwellenleiters 8 geschieht nun durch Verschieben der aus Faserhülse 4 und Flanschteil 9 bestehenden Anordnung mittels des Mikromanipulators in XY-Position, bis der Faserkern wieder auf der optischen Achse von Faserkern - Kugellinse 3 - Kugellinse 3′ und Faserkern liegt. Danach wird das Flanschteil 9 an der Rückseite 10 der Steckerfassung 1 in üblicher Weise befestigt, z.B. durch Schweißen und anschließend die Kopplung mit dem Mikromanipulator gelöst. Auch bei der zuletzt vorgenommenen Fixierung tritt nochmals eine geringe Dejustierung des Faserkerns ein, die durch seitliches Biegen des an der Rückseite 10 der Steckerfassung 1 aus dem Flanschteil 9 hervorstehenden Endes der Faserhülse 4 soweit korrigiert wird, bis der Faserkern wieder auf der Achse der Kugellinsen 3, 3′ liegt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Steckerfassungen für aus zwei Hälften bestehende Steckkupplungen mit Kugellinsen für Lichtwellenleiter, mit dem für jede Kupplungshälfte eine Steckerfassung angefertigt wird, die wenigstens eine Aufnahme enthält, in die an der Stirnseite eine Kugellinse und von der Rückseite eine den Lichtwellenleiter haltende Faserhülse eingesetzt, auf die Kugellinse ausgerichtet und fixiert und bei dem die Steckerkupplung mit Führungsmitteln zum axial fluchtenden Zusammenstecken der Kupplungshälften versehen wird, gekennzeichnet durch die Anwendung folgender Verfahrensschritte:
- a) Bestücken der Faserhülse (4) mit einem separat gefertigten Flanschteil (9);
- b) Einsetzen der Faserhülse (4) in die Aufnahme (2) der Steckerfassung (1) sowie Einkoppeln von Licht in den Lichtwellenleiter (8) und Justieren der Faserhülse (4), bis der Faserkern im Brennpunkt der Kugellinse (3) und auf der Achse der sich gegenüberliegenden Kugellinsen (3, 3′) der Steckerfassungen (1) beider Kupplungshälften liegt;
- c) Andrücken des Flanschteiles (9) an die Rückseite (10) der Steckerfassung (1) und dauerhaftes Fixieren der Justierposition in Z-Richtung von Flanschteil (9) und Faserhülse (4);
- d) Korrigieren der beim Verschweißen von Flanschteil (9) und Faserhülse (4) aufgetretenen Dejustierung des Lichtwellenleiters (8) durch Verschieben der Anordnung in XY-Position, bis der Faserkern wieder auf der Achse der Kugellinsen (3, 3′) liegt;
- e) Verschweißen des Flanschteiles (9) mit der Rückseite (10) der Steckerfassung (1);
- f) Korrigieren der beim Verschweißen von Flanschteil (9) und Rückseite (10) der Steckerfassung (1) aufgetretenen Dejustierung des Lichtwellenleiters (8) durch Biegen der Faserhülse (4), bis der Faserkern wieder auf der Achse der Kugellinsen (3, 3′) liegt.