DE4208601C2

DE4208601C2 -

Info

Publication number: DE4208601C2
Application number: DE19924208601
Authority: DE
Inventors: Hermann 88250 Weingarten De Reincke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-18
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1993-09-09
Also published as: DE4208601A1

Description

Einführung

Lichtwellenleiter (LWL) dienen der schnellen und störsicheren Übertragung von Daten in der Nachrichten- und Steuerungstechnik. Hierzu werden die Daten in einen Pulscode gewandelt und über eine Sendediode als Licht-Impulskette durch den LWL hindurchgetaktet. Der Empfänger registriert die ankommende Impulsfolge, decodiert sie, und verarbeitet sie weiter.

Für Anwendungen mit kurzen Übertragungswegen bis zu höchstens 100 m, z. B. als Feldbus für Werkzeugmaschinen-Steuerungen oder in Kraftfahrzeugen, werden preisgünstige Kunststoff-LWL verwendet. Diese besitzen eine glasklare, beschichtete Faser von 0,5 oder 1 mm Durchmesser aus PMMA (Polymethylmethacrylat) und einen Schutzmantel aus PVC oder PE (Polyäthylen).

In den zahlreichen gesteckten oder geschraubten Anschlüssen und Leitungsverbindern solcher Systeme werden die abgemantelten, glatt geschnittenen LWL-Faserenden genau fluchtend einander gegenüber positioniert, wobei je nach Abstand, Winkel, Glätte und Sauberkeit der Endflächen mehr oder weniger Lichtleistung zwischen den Endflächen verlorengeht.

Die Dämpfung in solchen Kunststoff-LWL über eine Distanz von 10 m oder über eine Steckverbindung beträgt etwa 3 dB, das entspricht dem Halbieren der gesendeten Lichtleistung. Jeder LWL-Verbinder verkürzt die mögliche Leiterlänge um etwa 10 m. Hierzu ein Zahlenbeispiel: Insgesamt 15 dB zulässiger Dämpfung können durch 2 Steckverbinder und 30 m Leitung oder auch durch 4 Steckverbinder und nur 10 m Leitung erschöpft werden. Durch Verbesserung der Steckverbinder von 3 auf nur 2 dB Dämpfung kann die Leitung von 10 auf 20 m verlängert werden.

Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt ist die Erschütterung, der die Ausrüstung von Maschinen und Fahrzeugen im Betrieb dauernd ausgesetzt wird. Hierbei entstehen am LWL-Ende Ermüdungsbrüche, wenn die Faser beim Abmanteln beschädigt worden ist. Die perfekte Ausführung der zahlreichen LWL-Verbinder ist für die Modulbauweise moderner Kraftfahrzeuge und Maschinensteuerungen entsprechend wichtig. Sie entscheidet über Funktion und Verfügbarkeit dieser Anlagen.

Beschreibung der bisherigen Arbeitsweise

Zum Konfektionieren eines LWL-Verbinders wird das Leitungsende mit einem scharfen Messer auf die richtige Länge abgemantelt. Hierbei darf die empfindliche Faserbeschichtung keinesfalls verkratzt oder gar ringförmig eingekerbt werden, weil dies die Dämpfung der Verbindung vergrößern und ihre Rüttelfestigkeit beeinträchtigen würde. Mit Rotlicht und Lupe wird die Faser nach solchen Verletzungen abgesucht, ehe die Bearbeitung des Faserendes beginnt.

Mit Schleifpapieren zunächst grober, dann feinerer und feinster Körnung wird die Faser-Endfläche genau rechtwinklig geschliffen, bis die Inspektion durch eine starke Lupe ein makelloses Bild ergibt.

Schließlich erfolgt die Glättung der noch immer etwas rauhen, und daher gegen das Festsetzen von Schmutz empfindlichen Schnittfläche durch Politur auf einer geschliffenen Stahl- oder einer harten Kunststoff-Oberfläche.

Das so präparierte Faserende wird nach der abschließenden Inspektion und Reinigung in den Steckverbinder eingeführt und dort je nach Stecksystem verklebt, gecrimpt oder durch Klammern befestigt.

Dieses für hohe Anforderungen übliche Verfahren erfordert für jedes Faserende 10 bis 20 Minuten sorgfältiger Arbeit und ermöglicht eine Dämpfung von 3, bestenfalls 2,5 dB.

Aus der Druckschrift "Neues aus der Technik" Nr. 5 vom 15.10.1982, Seite 2, sind Werkzeuge bekannt, mit denen der Schutzmantel von Glasfaser-LWL durch Wärmewirkung entfernt werden kann. Hierbei wird ein Metalldraht oder eine Messerschneide oder eine Lochblende elektrisch beheizt und zum Abschälen oder Abschneiden der Faserhülle benutzt.

Dieses Verfahren ermöglicht es aber nicht, eine glatte Schnittfläche herzustellen, die einen unbehinderten Lichtaustritt ermöglicht. Es ist nur für Glasfaser-LWL geeignet, aber nicht für Kunststoff-LWL, deren Faseroberfläche für solche Werkzeuge zu kratz- und temperaturempfindlich ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug anzugeben, mit dem ein Kunststoff-Lichtwellenleiter durch Wärmewirkung auf einfache und zeitsparende Weise entmantelt und so glatt abgeschnitten wird, daß die aufwendige Bearbeitung des Faserendes entfällt.

Beschreibung der erfindungsgemäßen Arbeitsweise

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Werkzeuges gelingt es, perfekte LWL-Verbindungen mit etwa 2 dB Dämpfung in etwa 1 Minute Arbeitszeit herzustellen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung der Abbildungen näher erläutert.

Bild 1 zeigt das Beispiel eines Lötkolbeneinsatzes

Dieser besteht aus einem poliertem Edelstahlblech 11, das in die Spitze 12 eines handlichen, temperaturgeregelten Lötkolbens eingesetzt und mit dieser hart verlötet oder anders verbunden ist. Das Edelstahlblech 11 hat an seiner Spitze eine schmale, konische, abgerundete Nute 13 zum ringförmigen Einkerben bzw. Einschmelzen des LWL-Schutzmantels. Dem Abschmelzen und Glätten der Faserenden dient die Schneide 14. Die Schneide 14 und die Nutkehle 13 sind vollkommen glatt poliert und besitzen keine scharfen Kanten.

Durch die Form des Lötkolbeneinsatzes 1 mit dem größeren Abstand der Nute 13 von der Heizung des Lötkolbens wird sichergestellt, daß die Nute 13 zwar die zum Schmelzen des LWL-Schutzmantels aus PVC oder PE erforderliche Temperatur von etwa 100 Grad Celsius erreicht, aber nicht den Schmelzpunkt der PMMA-Faser. Die Schneide 14 hingegen wird infolge ihres kürzeren Abstandes von der Lötkolbenheizung auf etwa 200 bis 240 Grad Celsius aufgeheizt, so daß ein völlig glatter Schnitt der bei etwa 120 Grad Celsius schmelzenden PMMA-Faser erzielt wird.

Bild 2 zeigt ein Beispiel einer Lochleiste

Diese besteht aus einem Kunststoff- oder Hartholzteil 21 mit einer völlig ebenen polierten Edelstahlsohle 22. Sie besitzt für das Abstreifen des mit der Lötkolbenspitze 1 ringförmig eingekerbten LWL-Schutzmantels den diesen gut zentrierenden konischen Einschnitt 23 und die hierzu genau fluchtende, dem LWL-Faserdurchmesser entsprechende konische Nute 24 in der Stahlsohle 22.

Die unterschiedlich tief eingesenkten Bohrungen 25, 26 und 27 ermöglichen mit Hilfe der Schneide 14 am Lötkolbeneinsatz 1 das Abschmelzen der Faserenden auf die genaue, für den LWL- Verbinder erforderliche Länge.

Im gleichen Arbeitsgang wird die perfekte rechtwinklige und glatte Präparation des Faserendes erzielt.

Bild 3 zeigt eine alternative Ausführung der Lochleiste

Diese einfacher herzustellende Ausführung der Lochleiste verzichtet auf das Abmanteln mit Hilfe der Nute 13 am Lötkolbeneinsatz 1 und des Einschnittes 23 an der Lochleiste 2. Hierdurch kann die Stahlsohle 22 im Bild 3 entfallen. Die Bohrungen 25, 26, und 27 werden dort als Durchgangslöcher ausgeführt, und in diese Bohrungen werden verschieden lange Metallröhrchen 35, 36 und 37 eingesetzt.

Bild 4 zeigt das Einkerben des LWL-Schutzmantels

Die Leitung wird nach dem Abschneiden in die Nute 13 der ausreichend vorgeheizten Lötkolbenspitze 1 eingelegt und unter sanftem Druck gedreht. Hierbei schmilzt der Schutzmantel und wird ringförmig bis an die Faserhaut eingekerbt.

Bild 5 zeigt das Abmanteln der LWL-Faser

Das LWL-Ende wird so in den Einschnitt 23 des Werkzeuges 2 hineingedrückt, daß die ringförmige Einkerbung des Mantels in der Nute 24 und das Leitungsende im Einschnitt 23 der Lochleiste liegt. Bei dieser Prozedur und beim nachfolgenden Abziehen des Schutzmantels in Pfeilrichtung schützt die sichere Zentrierung des Mantels im Einschnitt 23 die Faserhaut vor Berührung und Beschädigung durch die Nutkante 24 in der Stahlsohle 22.

Bild 6 zeigt das Abschmelzen der LWL-Faser

Das Faserende wird bis zum Anschlag in die zum Verbinder passende Bohrung 25, 26 oder 27 der Lochleiste 2 hineingeschoben. Die heiße Schneide 14 des Lötkolbeneinsatzes 1 wird bündig an die Stahlsohle 22 angelegt und langsam und ohne Druck durch das aus der Stahlsohle austretende Faserende hindurchgeführt.

Mit einem sauberen Leinenlappen wird das aus der Stahlsohle austretende Faserende kräftig abgewischt, um so alle Schmelzreste gründlich zu entfernen. Auch die Schneide 14 des Lötkolbeneinsatzes 1 wird sofort nach jedem Schnitt gereinigt.

Das Faserende wird noch in der Lochleiste 2 durch eine stark vergrößernde Lupe genau inspiziert. Die weitere Konfektionierung hängt von der Art des verwendeten Steckverbinders ab.

Claims

1. Werkzeug zum Bearbeiten der Faserenden von Kunststoff- Lichtwellenleitern, bestehend aus einem Lötkolbeneinsatz aus Metall und einer Lochleiste aus Holz oder Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötkolbeneinsatz (1) eine polierte Schnittkante (14) höherer Temperatur zum glatten Abschmelzen der LWL-Fasern und eine konische Nute (13) niederer Temperatur zum ringförmigen Einkerben des LWL-Schutzmantels besitzt, und daß die Lochleiste (2) eine Anzahl verschieden tief eingesenkter Bohrungen (25, 26, 27) zur Anpassung der abgemantelten Faserlänge an unterschiedliche Lichtwellenleiter-Verbinder besitzt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötkolbeneinsatz (1) in Verbindung mit verschiedenen handelsüblichen Lötkolben verwendet werden kann.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Form des Werkzeuges und den verschieden großen Abstand der Schnittkante (14) und der Nut (13) von der Heizwicklung des Lötkolbens ein genau dosierbares Temperaturgefälle bewirkt wird.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die LWL-Faser beim Abtrennen mittels Lötkolbeneinsatz (1) an der Lochleiste (2) durch den gut wärmeleitenden Werkstoff der Lochleiste (2) oder durch eine Metallsohle (22) oder durch Metallröhrchen (35, 36, 37) eng umschlossen und dadurch gut gekühlt wird.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochleiste (2) zum Abmanteln des Lichtwellenleiters einen diesen zentrierenden konischen Einschnitt (23) mit dem Durchmesser des Mantels und einen dazu genau fluchtenden engeren Einschnitt (24) mit dem Durchmesser der Faser des Lichtwellenleiters besitzt.