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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Ferrulen und Verfahren
zum Herstellen von Ferrulen und insbesondere eine Ferrule, die erste und
zweite Körperabschnitte
der Ferrule aufweist, die unterschiedliche Nennbreiten aufweist,
sowie ein damit in Zusammenhang stehendes Herstellungsverfahren.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Lichtwellenleiter
werden für
verschiedene Anwendungen eingesetzt, einschließlich Datenübertragung und Ähnliches.
Um die Lichtwellenleiter zu verbinden, werden auf den Endabschnitten
der Lichtwellenleiter Lichtwellenleiterverbinder befestigt und anschließend werden
Paare der Lichtwellenleiterverbinder verbunden. Um eine optische
Verbindung mit der verhältnismäßig geringen
Dämpfung
und der geringen Rückflussdämpfung herzustellen,
die heute bei vielen Anwendungen benötigt wird, sind Lichtwellenleiterverbinder
im Allgemeinen derart ausgestaltet, dass der Faser-Faser-Kontakt
zwischen den Lichtwellenleitern hergestellt wird, auf denen die
jeweiligen Lichtwellenleiterverbinder befestigt sind. Der Faser-Faser-Kontakt
wird beispielsweise bevorzugt zwischen jedem Lichtwellenleiter eines
ersten Glasfaserkabels, auf dem ein erster Lichtwellenleiterverbinder
befestigt ist, und den jeweiligen Lichtwellenleitern eines zweiten
Glasfaserkabels hergestellt, auf dem ein zweiter Lichtwellenleiterverbinder
befestigt ist, sobald der erste und der zweite Lichtwellenleiterverbinder
verbunden wurden.
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Um
den Faser-Faser-Kontakt herzustellen, muss die Vorderfläche der
Ferrule jedes Lichtwellenleiterverbinders äußerst glatt und eben sein und
darf, wenn überhaupt,
nur minimale Winkelabweichungen bezüglich der Bohrungen für Lichtwellenleiter
aufweisen, die von der Ferrule definiert werden. Mit anderen Worten
definiert die Vorderfläche
der Ferrule vorzugsweise eine ebene Fläche, die sich senkrecht zu den
Längsachsen
der Bohrungen für
Lichtwellenleiter erstreckt. Die Vorderfläche der meisten Ferrulen muss
beispielsweise im Allgemeinen eine Winkelabweichung von unter 0,2° bezüglich der
Bohrungen für Lichtwellenleiter
aufweisen, um sicherzustellen, dass die Lichtwellenleiter, auf denen
die Ferrule befestigt ist, trocken mit den Lichtwellenleitern eines
weiteren Lichtwellenleiterverbinders in Kontakt gebracht werden
können.
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Obwohl
Ferrulen üblicherweise
innerhalb verhältnismäßig spezifischer
Toleranzen geformt werden, ist es im Allgemeinen nicht möglich, die
Vorderfläche
der Ferrule so zu formen, dass sie eine ausreichend glatte Vorderfläche aufweist
und dass sie eine ausreichend geringe Winkelabweichung aufweist.
Daher muss die Vorderfläche
der Ferrule üblicherweise
poliert werden, nachdem die Ferrule auf den Endabschnitten der Lichtwellenleiter
befestigt wurde. Das Polieren dient nicht nur dazu, die Vorderfläche zu glätten und
die Winkelabweichung der Vorderfläche auf annehmbare Grenzen
zu verringern, beispielsweise unter 0,2°, sondern das Polieren dient auch
dazu, zu garantieren, dass die Enden der Lichtwellenleiter zur Vorderfläche der
Ferrule richtig positioniert sind, beispielsweise indem sie entweder
bündig
mit der Vorderfläche
der Ferrule abschließen
oder indem sie um einen festgelegten Betrag relativ zur Vorderfläche der
Ferrule vorstehen.
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Die
Vorderfläche
der Ferrule wird im Allgemeinen poliert, damit sie eine festgelegte
Winkelbeziehung, beispielsweise 90°, zu den Längsachsen der Bohrungen für Lichtwellenleiter
aufweist, die von der Ferrule definiert werden. Da die Längsachsen
der Bohrungen für
Lichtwellenleiter bei Poliervorgängen für die Verwendung
als Referenzpunkt oder Bezugspunkt nicht zugänglich sind, sind Ferrulen üblicherweise
so ausgestaltet, dass sie einen anderen Referenzpunkt oder Bezugspunkt
aufweisen, der eine vorher definierte Positions- oder Winkelbeziehung bezüglich der
Längsachsen
der Bohrung für
Lichtwellenleiter aufweist. Das Polieren der Vorderfläche der Ferrule
kann daher bezüglich
des Bezugspunkts erfolgen, der zugänglich ist, um die Vorderfläche der Ferrule
relativ zu den Längsachsen
der Bohrungen für
Lichtwellenleiter entsprechend zu polieren. In diesem Zusammenhang
weisen Mehrfachferrulen, die im seitlichen Querschnitt eine im Wesentlichen
rechteckige Form aufweisen, beispielsweise eine MT-Ferrule, im Allgemeinen
zwischen dem Ferrulenschaft und dem vergrößerten hinteren Abschnitt,
der als Bezugspunkt zu Polierzwecken dient, einen Absatz auf.
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Um
die Wirtschaftlichkeitsvorteile zu nutzen, die die Montage der Verbinder
im Werk mit sich bringt, ist zunehmend erwünscht, die Vorderfläche der
Ferrule zu polieren, nachdem die Ferrule in einen Verbinder vormontiert
wurde. Folglich bleibt der Bezugspunkt vorzugsweise zugänglich,
selbst nachdem die Ferrule in einen Verbinder eingesetzt wurde.
Der Verbinder kann daher zweckmäßig zusammengesetzt
werden und die Vorderfläche
der Ferrule kann immer noch nach dem Befestigen des Verbinders auf den
Endabschnitten mehrerer Lichtwellenleiter vor Ort poliert werden.
Der Ferrulenabsatz, der als Bezugspunkt für rechteckige Mehrfachferrulen
dient, ist leider im Allgemeinen unzugänglich, sobald der Verbinder
zusammengesetzt wurde, wodurch die Vormontage von Verbindern mit
rechteckigen Mehrfachferrulen eingeschränkt wird.
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Ein
beträchtlicher
Teil des Schafts einer rechteckigen Mehrfachferrule ist üblicherweise
selbst nach der Vormontage des Verbinders zugänglich. Es wurde deshalb überlegt,
die Außenflächen des Schaftabschnitts
einer rechteckigen Mehrfachferrule als Bezugspunkt zu Polierzwecken
zu verwenden, ähnlich
wie der Außendurchmesser
einer walzenförmigen
Ferrule als Bezugspunkt für
das Polieren dient. Die Außenabmessungen
einer rechteckigen Mehrfachferrule können leider im Allgemeinen
nicht innerhalb ausreichend geringer Toleranzen, beispielsweise
+/–5 Mikrometer,
definiert werden, um wirksam als Bezugspunkt zu dienen. Die Außenflächen einer
rechteckigen Mehrfachferrule können
in diesem Zusammenhang aufgrund von Beschränkungen im Formvorgang nicht
innerhalb der engen Toleranzen geformt werden, die für einen
Bezugspunkt für
das Polieren erforderlich sind.
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Rechteckige
Mehrfachferrulen werden im Allgemeinen geformt, indem ein Kunststoffmaterial, beispielsweise
ein thermoplastischer oder wärmehärtbarer
Werkstoff, in eine Werkzeughöhlung
eingespritzt wird, die von einem Paar von Werkzeughälften oder
-bestandteilen definiert wird, die entlang einer Trennfuge zusammenpassen.
Obwohl die Werkzeugbestandteile aus verschiedenen Werkstoffen bestehen
können,
bestehen die Werkzeugbestandteile üblicherweise aus Stahl, beispielsweise
D2-Stahl oder rostfreiem
Stahl. Die Werkzeughöhlung
sowie die entstehende rechteckige Mehrfachferrule weisen eine Nennstärke und
eine Nennbreite auf. Die Stärke der
rechteckigen Mehrfachferrule kann üblicherweise so definiert sein,
dass sie innerhalb einer sehr engen Toleranz, beispielsweise innerhalb
50 Mikrometern, der Nennstärke
bei der ursprünglichen
Herstellung des Werkzeugs liegt. In diesem Zusammenhang werden die
Werkzeugbestandteile im Allgemeinen mit einer Maschine für die elektroerosive
Bearbeitung (EDM) hergestellt, die mit einem Draht ein Werkstück aus Stahl
schneidet. Obwohl das Formen der Werkzeugbestandteile mittels Schneiden
eines Werkstücks
aus Stahl mit einem Draht zweckmäßig ist, können die
entstehenden Werkzeugbestandteile im Allgemeinen nicht innerhalb
ausreichend enger Toleranzen, beispielsweise +/–5 Mikrometern, definiert werden,
um Teile herzustellen, die bei späteren Poliervorgängen als
Bezugspunkt dienen können.
Die Werkzeugbestandteile werden deshalb üblicherweise weiter verarbeitet,
indem an der Trennfuge des Werk zeugs Werkzeugmaterial entfernt wird,
bis die Stärke
der Werkzeughöhlung
der gewünschten Nennstärke entspricht.
Werkzeugmaterial wird beispielsweise häufig mit einem Schleifvorgang,
der recht genau ist, von der Trennfuge entfernt.
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Die
Breite einer rechteckigen Mehrfachferrule kann mit herkömmlichen
Herstellungsverfahren leider nicht so genau wie die Stärke definiert
werden. In diesem Zusammenhang rühren
Ungenauigkeiten in der Breite einer rechteckigen Mehrfachferrule
im Allgemeinen von zwei unterschiedlichen Ursachen her. Erstens
wird die Breite der Werkzeughöhlung, wie
sie vom ersten und zweiten Werkzeugbestandteil geformt wird, üblicherweise
nicht so genau wie die Stärke
der Werkzeughöhlung
definiert. In diesem Zusammenhang ist es, auch wenn das Werkzeug
derart geformt werden kann, dass die Werkzeughöhlung etwas unterdimensioniert
ist, verhältnismäßig schwierig,
Werkzeugmaterial aus dem Inneren der Abschnitte der Werkzeughöhlung zu
entfernen, die vom ersten und zweiten Werkzeugbestandteil definiert
wird, um die Werkzeughöhlung
zu verbreitern, bis sich die tatsächliche Breite der Werkzeughöhlung der
gewünschten
Nennbreite annähert.
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Die
zweite Ursache für
Ungenauigkeiten in der Breite einer rechteckigen Mehrfachferrule
rührt darüber hinaus
von Verschiebungen her, zu denen es beim Zusammenpassen des Paars
der Werkzeugbestandteile entlang der Trennfuge kommen kann, um die
Werkzeughöhlung
zu definieren. Um den Versatz zwischen den Werkzeugbestandteilen
zu verringern, ist das Werkzeug im Allgemeinen derart formschlüssig verbunden,
dass ein Stift, der über
einen Werkzeugbestandteil hinausragt, in ein Loch eingreift, das vom
anderen Werkzeugbestandteil definiert wird. Die Werkzeugbestandteile
können
jedoch manchmal selbst mit dem Dübel
etwas in Richtung der Breite versetzt sein. Da jeder Werkzeugbestandteil
einen entsprechenden Teil der entstehenden rechteckigen Mehrfachferrule
bildet, der dieselbe Nennbreite aufweist und dieselbe Toleranz aufweist
wie der Werkzeugbestandteil, bewirkt jeder Versatz zwischen den Werkzeugbestandteilen
in Richtung der Breite einen entsprechenden Versatz in Richtung
der Breite zwischen den jeweiligen Teilen der rechteckigen Mehrfachferrule,
wodurch die Genauigkeit, mit der die Außenflächen einer rechteckigen Mehrfachferrule
definiert werden können,
nachteilig beeinflusst wird. Aufgrund der sich summierenden Auswirkungen
der Schwierigkeiten beim genauen Definieren der Nennbreite einer
Werkzeughöhlung
und der Ungenauigkeiten, zu denen es aufgrund eines Versatzes zwischen
den Werkzeugbestandteilen kommt, kann die Außenfläche einer rechteckigen Mehrfachferrule
im Allgemeinen nicht mit ausreichender Genauigkeit definiert werden,
um bei Poliervorgängen
als Bezugspunkt zu dienen.
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Obwohl
der Absatz einer rechteckigen Mehrfachferrule als wirksamer Bezugspunkt
zu Polierzwecken dient, wäre
es wünschenswert,
wenn eine rechteckige Mehrfachferrule einen Bezugspunkt aufweisen
würde,
der zugänglich
ist, selbst nachdem die Ferrule in einen Verbinder eingesetzt wurde.
Der Verbinder könnte
daher im Werk vormontiert werden, beispielsweise mittels eines automatisierten
Verfahrens, und der Verbinder könnte
dann vor Ort auf den Endabschnitten mehrerer Lichtwellenleiter befestigt werden
und eine Vorderfläche
der Ferrule könnte
bezüglich
des Bezugspunkts poliert werden. Da die Außenflächen einer rechteckigen Mehrfachferrule
zugänglich
sind, selbst nachdem die Ferrule in einen Verbinder eingesetzt wurde,
wäre es
wünschenswert,
wenn bei einer rechteckigen Mehrfachferrule die Außenflächen mit
ausreichender Genauigkeit definiert sein würden, damit die Außenflächen als
Bezugspunkt für
spätere
Poliervorgänge
dienen könnten.
Bis heute jedoch wurden die Außenflächen einer rechteckigen
Mehrfachferrule nicht einheitlich mit ausreichender Genauigkeit
definiert, um bei Poliervorgängen
wirksam als Bezugspunkt zu dienen.
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Der
Stand der Technik
US-A-4,834,487 offenbart
eine Ferrule, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird deshalb eine Ferrule geschaffen, die eine Außenfläche aufweist,
die mit ausreichender Genauigkeit definiert werden kann, damit sie
bei späteren
Poliervorgängen als
Bezugspunkt dient. Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren
zum Herstellen der Ferrule bereitgestellt. Da die Außenflächen der
entstehenden Ferrule bei diesen Poliervorgängen als Bezugspunkt dienen können, kann
die Ferrule vor dem Befestigen der Ferrule auf den Endabschnitten
mehrerer Lichtwellenleiter in einen Verbinder eingesetzt werden,
wodurch die Ferrule in einer Werksumgebung beispielsweise mit einem
automatisierten Verfahren vormontiert werden kann.
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Die
Ferrule weist erste und zweite Körperabschnitte
der Ferrule auf, die entlang einer Trennfuge miteinander verbunden
sind. Mindestens einer der Körperabschnitte
der Ferrule definiert mindestens eine Bohrung für Lichtwellenleiter, die sich
längs durch
die Ferrule erstreckt. Noch üblicher
wirken der erste und zweite Körperabschnitt
der Ferrule zusammen, um mehrere Bohrungen für Lichtwellenleiter zu definieren,
die sich längs
durch die Ferrule erstrecken, um eine Mehrfachferrule zu definieren.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist der erste Körperabschnitt
der Ferrule eine erste Breite auf und der zweite Körperabschnitt
der Ferrule weist eine zweite Breite auf, die um mindestens 50 Mikrometer
geringer als die erste Breite ist. Aufgrund des Unterschiedes der
Breite des ersten und zweiten Körperabschnitts
der Ferrule weist die entstehende Ferrule üblicherweise einen Absatz auf,
der sich längs entlang
der Trennfuge erstreckt. Darüber
hinaus ist die Breite des ersten Körperabschnitts der Ferrule
innerhalb einer ersten Toleranz definiert, während die Breite des zweiten
Ferrulenkörpers
innerhalb einer zweiten Toleranz definiert ist, die größer als
die erste Toleranz ist. Die zweite Toleranz des zweiten Körperabschnitts
der Ferrule kann beispielsweise mindestens zweimal größer als
die erste Toleranz des ersten Körperabschnitts
der Ferrule sein. Daher ist der erste Körperabschnitt der Ferrule nicht
nur größer als
der zweite Körperabschnitt
der Ferrule, sondern ist der erste Körperabschnitt der Ferrule auch
genauer definiert. Es muss deshalb lediglich ein Abschnitt der Ferrule
der vorliegenden Erfindung genau definiert werden, wodurch das Herstellungsverfahren
vereinfacht wird.
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Der
erste und der zweite Körperabschnitt
der Ferrule können
in Richtung der Breite um bis zu einem höchstmöglichen Versatz versetzt sein.
Die erste Breite des ersten Körperabschnitts
der Ferrule ist daher vorzugsweise um wenigstens die Summe aus der
ersten und zweiten Toleranz und dem Zweifachen des höchstmöglichen
Versatzes zwischen dem ersten und zweiten Körperabschnitt der Ferrule größer als
die zweite Breite des zweiten Körperabschnitts der
Ferrule. Aufgrund der geringeren Breite des zweiten Körperabschnitts
der Ferrule relativ zum ersten Körperabschnitt
der Ferrule bewirkt ein Versatz zwischen dem ersten und zweiten
Körperabschnitt
der Ferrule in Richtung der Breite bis zum höchstmöglichen Versatz nicht, dass
der zweite Körperabschnitt der
Ferrule über
den ersten Körperabschnitt
der Ferrule in Richtung der Breite nach außen übersteht. Die Außenflächen des
ersten Körperabschnitts
der Ferrule können
daher bei späteren
Poliervorgängen
weiter als Bezugspunkt dienen, auch wenn der erste und der zweite
Körperabschnitt
der Ferrule versetzt sein können.
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Durch
die Verringerung der Breite eines der Körperabschnitte der Ferrule
gegenüber
dem anderen Körperabschnitt
der Ferrule und da lediglich der größere der Körperabschnitte der Ferrule
mit einer engen Toleranz gefertigt werden muss, ist die Ferrule der
vorliegenden Erfindung nicht so empfänglich für die beiden Hauptursachen
für die
Ungenauigkeit seiner Außenabmessungen.
Darüber
hinaus sind Verschiebungen zwischen dem ersten und zweiten Körperabschnitt
der Ferrule nicht hinderlich für
die Genauigkeit, mit der die Außenflächen des
ersten Körperabschnitts
der Ferrule definiert werden können, sodass
die seitlichen Außenflächen der
Ferrule bei Poliervorgängen
weiter als Bezugspunkte dienen können.
In diesem Zusammenhang kann die Ferrule wirtschaftlicher hergestellt
werden, da lediglich einer der Körperabschnitte
der Ferrule in Richtung der Breite genau definiert sein muss, um
eine präzise
Außenfläche zu schaffen,
die bei späteren
Poliervorgängen
als Bezugspunkt dient.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zum Formen einer Ferrule, beispielsweise einer Mehrfachferrule,
bereitgestellt. Das Verfahren ist in Anspruch 5 definiert.
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Beim
Formen der Ferrule können
der erste und der zweite Werkzeugbestandteil in Richtung der Breite
um bis zu einem höchstmöglichen
Versatz versetzt sein. Gemäß einer
Ausführungsform,
die für
das Verständnis
der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist, ist die erste Nennbreite
des ersten Werkzeugbestandteils jedoch um wenigstens die Summe aus
der ersten und zweiten Toleranz und dem Zweifachen des höchstmöglichen
Versatzes größer als
die zweite Nennbreite des zweiten Werkzeugbestandteils. Daher können der
erste und zweite Werkzeugbestandteil in Richtung der Breite um bis
zum höchstmöglichen
Versatz versetzt sein, während
die Außenflächen dieses
Abschnitts der Ferrule, der vom ersten Werkzeugbestandteil gebildet
wird, weiter können, sodass
die Außenflächen dieses
Abschnitts der Ferrule, d. h. des ersten Körperabschnitts der Ferrule, bei
späteren
Poliervorgängen
tatsächlich
als Bezugspunkt dienen können.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Darstellung einer Ferrule gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Vorderansicht der Ferrule von 1.
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3 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Werkzeugs gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf
die zugehörigen
Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt sind, ausführlicher
beschrieben. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen
Formen verkörpert
sein und sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die Ausführungsformen
beschränkt
ist, die hier aufgeführt
sind; diese Ausführungsformen
sind vielmehr bereitgestellt, damit diese Offenbarung eingehend
und vollständig
ist. Die Ansprüche
vermitteln dem Fachmann ausführlich den
Anwendungsbereich der Erfindung. Gleiche Ziffern bezeichnen durchweg
gleiche Elemente.
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In 1 ist
eine Ferrule 10 einer vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung abgebildet. Da die Ferrule wie nachstehend
beschrieben geformt wird, weist die Ferrule den ersten und zweiten
Körperabschnitt 12, 14 der
Ferrule auf, die entlang einer Trennfuge 16, die sich längs zwischen der
einander gegenüberliegenden
Vorder- und Rückseite 18, 20 der
Ferrule erstreckt, miteinander verbunden sind. In diesem Zusammenhang
wirken der erste und zweite Körperabschnitt
der Ferrule zusammen, um sowohl einen sich längs erstreckenden Schaftabschnitt 22 als
auch einen vergrößerten hinteren
Abschnitt 24 zu bilden. Obwohl die Ferrule verschiedene
Formen und Größen aufweisen
kann, weist die Ferrule einer vorteilhaften Ausführungsform im seitlichen Querschnitt
eine im Wesentlichen rechteckige Form auf.
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Mindestens
einer der Körperabschnitte
der Ferrule definiert mindestens eine Bohrung 26 für Lichtwellenleiter
und ein Paar von Führungsstiftöffnungen 28,
die sich längs
durch die Ferrule erstrecken. Üblicher
ist, dass der erste und zweite Körperabschnitt
der Ferrule mehrere sich längs
erstreckende Bohrungen für
Lichtwellenleiter sowie das Paar von Führungsstiftöffnungen definieren. Die Ferrule
ist folglich üblicherweise
eine Mehrfachferrule, beispielsweise eine MT-Ferrule. Wie in 1 dargestellt ist,
definiert einer der Körperabschnitte
der Ferrule, beispielsweise der zweite Körperabschnitt der Ferrule, üblicherweise
auch ein Fenster 30, das durch ihre Hauptfläche verläuft, sodass
jede der Bohrungen für
Lichtwellenleiter dort hindurch freiliegen. Es kann daher ein Epoxidharz
durch das Fenster und in die Bohrungen für Lichtwellenleiter eingespritzt
werden, um die Endabschnitte mehrerer Lichtwellenleiter darin zu
befestigen, wie dem Fachmann bekannt ist.
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Wie
ausführlicher
in 2 dargestellt ist, weist der erste Körperabschnitt 12 der
Ferrule eine erste Breite w1 auf. Ebenso
weist der zweite Körperabschnitt 14 der
Ferrule eine zweite Breite w2 auf. Gemäß der vorliegen den
Erfindung ist die zweite Breite w2 des zweiten
Abschnitts des Ferrulenkörpers 14 geringer
als die erste Breite w1 des ersten Körperabschnitts 12 der
Ferrule. Wie nachstehend beschrieben ist, ist der Unterschied der
jeweiligen Breite des ersten und zweiten Körperabschnitts der Ferrulen
absichtlich eingebracht und nicht ungewollten Unterschieden der
Breite zuzuschreiben, die manchmal aufgrund von Ungenauigkeiten
während
der Herstellung der Werkzeugbestandteile zustande kommen. In diesem
Zusammenhang ist die erste Breite des ersten Körperabschnitts der Ferrule
um mindestens 50 Mikrometer größer als
die zweite Breite des zweiten Körperabschnitts
der Ferrule.
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Die
Breite des ersten und zweiten Körperabschnitts 12, 14 der
Ferrule unterscheidet sich nicht nur, die Breite des ersten und
zweiten Körperabschnitts
der Ferrule sind auch innerhalb verschiedener Toleranzen definiert.
In diesem Zusammenhang ist die Breite w1 des
ersten Körperabschnitts
der Ferrule innerhalb einer ersten Toleranz t1 definiert,
während
die Breite w2 des zweiten Körperabschnitts
der Ferrule innerhalb einer zweiten Toleranz t2 definiert ist.
Insbesondere ist die Breite des zweiten Körperabschnitts der Ferrule
innerhalb einer zweiten Toleranz definiert, die größer als
die erste Toleranz ist, nach der die Breite des ersten Körperabschnitts
der Ferrule definiert ist. Der erste Körperabschnitt der Ferrule ist
deshalb nicht nur größer, sondern
ist auch genauer definiert als der zweite Körperabschnitt der Ferrule.
Der Unterschied zwischen den Toleranzen, nach der die Breite des
ersten und zweiten Körperabschnitts
der Ferrule definiert ist, kann je nach Anwendung abweichen. Wie
das Beispiel veranschaulicht, das nachfolgend dargelegt ist, ist
jedoch die zweite Toleranz des zweiten Körperabschnitts der Ferrule üblicherweise
mindestens zweimal größer als
die erste Toleranz des ersten Körperabschnitts
der Ferrule. Dennoch ist der Unterschied der Toleranzen, nach der
die Breite des ersten und zweiten Körperab schnitts der Ferrule
definiert ist, im Allgemeinen beträchtlich geringer als der Unterschied
der tatsächlichen
Breite des ersten und zweiten Körperabschnitts der
Ferrule, wie ebenfalls nachfolgend beschrieben ist.
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Durch
Lockern der Toleranz, nach der die Breite des zweiten Körperabschnitts 14 der
Ferrule definiert ist, kann die Ferrule 10 auf kostengünstigere Weise
hergestellt werden, da lediglich der erste Körperabschnitt 12 der
Ferrule innerhalb der engeren Toleranz in Richtung der Breite definiert
sein muss. Aufgrund des Unterschieds der Breite des ersten und zweiten
Körperabschnitts
der Ferrule bewirken die Abweichungen der Breite des zweiten Körperabschnitts
der Ferrule jedoch nicht, dass der zweite Körperabschnitt der Ferrule über den
ersten Körperabschnitt
der Ferrule übersteht.
Die Außenflächen des
ersten Körperabschnitts
der Ferrule können
folglich bei späteren
Poliervorgängen
als Bezugspunkts dienen, wie hier nachfolgend beschrieben ist.
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Aufgrund
des Unterschieds der Breite des ersten und zweiten Körperabschnitts 12, 14 der
Ferrule kann die Ferrule 10 der vorliegenden Erfindung auch
Verschiebungen zwischen dem ersten und zweiten Körperabschnitt der Ferrule berücksichtigen. In
diesem Zusammenhang bewirkt ein Versatz os in Richtung der Breite
zwischen dem ersten und zweiten Körperabschnitt der Ferrule nicht,
dass der zweite Körperabschnitt
der Ferrule in Richtung der Breite über den ersten Körperabschnitt
der Ferrule übersteht,
solange die erste Breite des ersten Körperabschnitts der Ferrule
um mindestens die Summe aus der ersten und zweiten Toleranz und
dem Zweifachen des Versatzes zwischen dem ersten und zweiten Körperabschnitt
der Ferrule größer als
die zweite Breite des zweiten Körperabschnitts
der Ferrule ist, das heißt
w1 – w2 ≥ 2os
+ t1 + t2. Die Ferrule
der vorliegenden Erfindung kann daher so ausgestaltet sein, dass sie
gegenüber
Versetzungen in Richtung der Breite bis zu einem höchstmöglichen
Versatz unempfindlich ist, indem die erste Breite des ersten Körperabschnitts
der Ferrule um mindestens die Summe aus der ersten und zweiten Toleranz
und dem Zweifachen des höchstmöglichen
Versatzes größer als
die zweite Breite des zweiten Körperabschnitts
der Ferrule definiert wird.
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Durch
die entsprechende Bemessung des ersten und zweiten Körperabschnitts 12, 14 der
Ferrule in Richtung der Breite bewirken weder der Versatz os zwischen
dem ersten und zweiten Körperabschnitt
der Ferrule noch die größere Toleranz
t2 des zweiten Körperabschnitts der Ferrule,
dass der zweite Körperabschnitt
der Ferrule in Richtung der Breite über den ersten Körperabschnitt
der Ferrule übersteht.
Die seitlichen Außenflächen des
ersten Körperabschnitts
der Ferrule können
daher bei späteren Poliervorgängen, einschließlich der
Poliervorgänge, die
nach dem Einsetzen der Ferrule 10 in einen Verbinder erfolgen,
zu Bezugszwecken als Bezugspunkt dienen.
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Um
die Ferrule 10 zu polieren, kann in das vorn befindliche
Ende des Schaftabschnitts 22 der Ferrule der vorliegenden
Erfindung eine Poliervorrichtung eingreifen, die die Seitenflächen des
ersten Körperabschnitts
der Ferrule ergreift. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass
der erste Körperabschnitt 12 der
Ferrule ausreichende seitliche Außenflächen aufweist, dass er sicher
von der Poliervorrichtung gehalten wird, ohne dass sie die seitlichen
Außenflächen des
zweiten Körperabschnitts 14 der
Ferrule halten muss. Anschließend
können
die Vorderfläche 18 der
Ferrule und die Stirnflächen
der Lichtwellenleiter, auf denen die Ferrule befestigt ist, mit
den Poliermitteln in Kontakt gebracht werden, und die Vorderfläche der
Ferrule und die Stirnflächen
der Lichtwellenleiter können
poliert werden.
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Obwohl
die Ferrule 10 der vorliegenden Erfindung ver schiedene
Formen und Größen aufweisen
kann, wird nachfolgend zum Zweck der Veranschaulichung und nicht
der Einschränkung
ausführlicher
die Ferrule eines Ausführungsbeispiels
beschrieben. In diesem Zusammenhang wird eine rechteckige Mehrfachferrule
geformt, die einen vergrößerten hinteren
Abschnitt 24 und einen sich längs erstreckenden Schaftabschnitt 22 aufweist.
Während der
vergrößerte hintere
Abschnitt 1,83 Millimeter lang ist, 3 Millimeter stark ist und 5,05
Millimeter breit ist, ist der Schaftabschnitt 8 Millimeter lang
und 2,45 Millimeter stark. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der erste Körperabschnitt 12 der
Ferrule etwas breiter als der zweite Körperabschnitt 14 der
Ferrule. Bei dieser Ausführungsform
ist der Abschnitt des Schafts, der vom ersten Körperabschnitt der Ferrule gebildet
wird, beispielsweise 4,4 Millimeter breit, während der Abschnitt des Schafts,
der vom zweiten Körperabschnitt
der Ferrule gebildet wird, 4,3 Millimeter breit ist. Die Breite
des Schafts, der vom ersten Körperabschnitt
der Ferrule gebildet wird, ist daher 100 Mikrometer größer als
die Breite des Schafts, der vom zweiten Körperabschnitt der Ferrule gebildet wird.
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Darüber hinaus
ist die Breite des ersten Körperabschnitts 12 der
Ferrule auch innerhalb einer engeren Toleranz definiert als die
Breite des zweiten Körperabschnitts 14 der
Ferrule. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Breite des ersten Körperabschnitts
der Ferrule innerhalb ±5
Mikrometer definiert. Im Gegensatz dazu ist die Breite des zweiten Körperabschnitts
der Ferrule lediglich innerhalb ±20 Mikrometer definiert.
Daher muss lediglich der erste Körperabschnitt
der Ferrule nach genauen Abmessungen geformt werden, da der zweite
Körperabschnitt
der Ferrule kleiner ist und entsprechend einer viel höheren Toleranz
geformt werden kann. Aufgrund des Unterschieds der Breite des ersten
und zweiten Körperabschnitts
der Ferrule können
die Körperabschnitte
der Ferrule um mindestens 37,5 Mikrometer und vielleicht mehr versetzt
sein, abhängig
von den tatsächlichen
Abweichungen der Breite des ersten und zweiten Körperabschnitts der Ferrule von
der ersten und zweiten Nennbreite, ohne dass bewirkt wird, dass
der kleinere zweite Körperabschnitt
der Ferrule über
den größeren ersten
Körperabschnitt
der Ferrule nach außen
vorsteht. Der erste Körperabschnitt
der Ferrule kann deshalb bei Poliervorgängen weiter als Bezugspunkt
dienen, obwohl der zweite Körperabschnitt
der Ferrule in Richtung der Breite zum ersten Körperabschnitt der Ferrule versetzt
ist. Die Ferrule 10 nach diesem Gesichtspunkt der vorliegenden
Erfindung dient deshalb auch dazu, die Anforderungen hinsichtlich
des Versatzes des ersten und zweiten Körperabschnitts der Ferrule in
Richtung der Breite zu lockern.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
unter Verwendung eines Werkzeugs 40 zum Herstellen einer Ferrule 10,
beispielsweise der zuvor beschriebenen Ferrule, bereitgestellt.
Das Werkzeug 40 weist den ersten und zweiten Werkzeugbestandteil 42, 44 auf, die
entlang einer Trennfuge zusammenpassen und die zusammenwirken, um
eine Werkzeughöhlung
zu definieren, in der die Ferrule geformt wird. Wie dargestellt
ist, sind die Werkzeugbestandteile üblicherweise derart formschlüssig verbunden,
dass einer der Werkzeugbestandteile einen Dübel aufweist, beispielsweise
einen Stift 43, und der andere Werkzeugbestandteil weist
eine Öffnung 45 zum
Aufnehmen des Dübels
auf, um die Werkzeugbestandteile während des Anpassvorgangs auszurichten
und Verschiebungen zu vermindern. Der erste Werkzeugbestandteil
definiert im Allgemeinen einen ersten Abschnitt 46 der
Werkzeughöhlung,
der dazu dient, den ersten Körperabschnitt 12 der
Ferrule zu formen, während
der zweite Werkzeugbestandteil einen zweiten Abschnitt 48 der
Werkzeughöhlung
definiert, der den zweiten Körperabschnitt
der Ferrule formt.
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Der
erste Abschnitt 46 der Werkzeughöhlung, der vom ersten Werkzeugbestandteil 42 definiert
wird, weist eine erste Nennbreite w1 auf
und der zweite Abschnitt 48 der Werkzeughöhlung, der
vom zweiten Werkzeugbestandteil 44 definiert wird, weist eine
zweite Nennbreite w2 auf. Die zweite Nennbreite,
die vom zweiten Werkzeugbestandteil definiert wird, ist insbesondere
geringer als die erste Nennbreite, die vom ersten Werkzeugbestandteil
definiert wird. Der zweite Körperabschnitt 14 der
Ferrule, der vom zweiten Werkzeugbestandteil geformt wird, ist daher
nicht so breit wie der erste Körperabschnitt 12 der
Ferrule, der vom ersten Werkzeugbestandteil geformt wird, wie zuvor
beschrieben ist. Während
sich die jeweilige Breite des ersten und zweiten Werkzeugbestandteils
je nach Anwendung um verschiedene Beträge unterscheiden kann, ist
die zweite Nennbreite des zweiten Abschnitts der Werkzeughöhlung um
mindestens 50 Mikrometer geringer als die erste Nennbreite des ersten
Abschnitts der Werkzeughöhlung,
sodass die entstehende Ferrule 10 einen zweiten Körperabschnitt
der Ferrule aufweist, der auch um ebenfalls mindestens 50 Mikrometer kleiner
als der erste Körperabschnitt
der Ferrule ist.
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Der
erste Werkzeugbestandteil 42 definiert die Breite des ersten
Abschnitts 46 der Werkzeughöhlung innerhalb einer ersten
Toleranz. Ebenso definiert der zweite Werkzeugbestandteil 44 die
Breite des zweiten Abschnitts 48 der Werkzeughöhlung innerhalb
einer zweiten Toleranz, die größer als
die erste Toleranz ist. Der erste Körperabschnitt 12 der Ferrule,
der vom ersten Werkzeugbestandteil geformt wird, weist daher eine
Breite auf, die innerhalb der ersten Toleranz definiert ist, während der
zweite Körperabschnitt 14 der
Ferrule, der vom zweiten Werkzeugbestandteil geformt wird, eine
Breite aufweist, die innerhalb der der zweiten Toleranz definiert ist,
die definitionsgemäß größer als
die erste Toleranz ist. Obwohl der Unterschied der ersten und zweiten Toleranz
je nach Anwendung abweichen kann, ist die zweite Toleranz im Allgemeinen
wesentlich größer als
die erste Toleranz und ist bei einer Ausführungsform mindestens zweimal
größer als
die erste Toleranz.
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Der
erste und zweite Werkzeugbestandteil 42, 44 werden üblicherweise
aus einem Werkstück wie
einem Werkstück
aus Stahl und insbesondere zum Beispiel einem Werkstück aus D2-Stahl
oder rostfreiem Stahl herausgeschnitten. Im Allgemeinen werden der
erste und zweite Werkzeugbestandteil mit einer Maschine für die elektroerosive
Bearbeitung, die einen Draht entsprechend einem vordefinierten Muster
durch das Werkstück
bewegt, aus dem Werkstück
herausgeschnitten. Während
durch die Formung des ersten und zweiten Werkzeugbestandteils mittels
EDM die jeweiligen Abschnitte der Werkzeughöhlung innerhalb verhältnismäßig hoher Toleranzen
definiert werden, beispielsweise +/–20 Mikrometer, werden die
entsprechenden Abschnitte der Werkzeughöhlung, die vom ersten und zweiten Werkzeugbestandteil
definiert werden, im EDM-Verfahren im Allgemeinen nicht innerhalb
der verhältnismäßig engen
Toleranzen geformt, die zum Herstellen einer Struktur erforderlich
sind, die anschließend
bei Feinpoliervorgängen
als Bezugspunkt dient. Mit anderen Worten wird im Allgemeinen durch
das EDM-Verfahren der erste Abschnitt 46 der Werkzeughöhlung, der
vom ersten Werkzeugbestandteil definiert wird, nicht innerhalb einer
Toleranz von +/–5 Mikrometer
geformt, wie es erforderlich ist, damit die seitlichen Außenflächen des
entstehenden ersten Körperabschnitts 12 der
Ferrule bei Poliervorgängen als
Bezugspunkt dienen.
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Der
erste Abschnitt 46 der Werkzeughöhlung, der vom ersten Werkzeugbestandteil 42 definiert
wird, wird daher im Allgemeinen im EDM-Verfahren etwas unterdimensioniert
geformt. Anschließend
wird zusätzliches
Material aus dem Inneren des ersten Abschnitts der Werkzeughöhlung, der
vom ersten Werkzeugbestandteil definiert wird, durch maschinelle
Bearbeitung oder Schleifen entfernt, um die Breite des ersten Abschnitts
der Werkzeughöhlung genau
zu definieren, damit sie innerhalb sehr enger Toleranzen der ersten
Nennbreite liegt, beispielsweise +/–5 Mikrometer. Auch wenn dieser
Vorgang der maschinellen Bearbeitung oder des Schleifens verhältnismäßig zeitaufwändig und
etwas teuer ist, da Material aus dem Inneren eines Werkzeugbestandteils
entfernt werden muss, würde
von dem ersten und zweiten Werkzeugbestandteil anschließend an den
EDM-Vorgang lediglich einer geschliffen werden, um das Werkzeug 40 der
vorliegenden Erfindung zu formen. In diesem Zusammenhang kann der
zweite Abschnitt 48 der Werkzeughöhlung, der vom zweiten Werkzeugbestandteil 44 definiert
wird, innerhalb einer viel höheren
Toleranz definiert werden, wie es das EDM-Drahtschneiden üblicherweise
vorsieht. Die Kosten und Wirtschaftlichkeit der Herstellung des Werkzeugs
sind deshalb im Verhältnis
zur Herstellung herkömmlicher
Werkzeuge verbessert, bei denen die Abschnitte der Werkzeughöhlung, die
von beiden Werkzeugbestandteilen definiert werden, genau definiert
werden müssen.
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Wie
zuvor beschrieben, wird der Unterschied der Nennbreiten der jeweiligen
Abschnitte der Werkzeughöhlung,
die vom ersten und zweiten Werkzeugbestandteil 42, 44 definiert
werden, derart ausgewählt,
dass der Unterschied der Nennbreiten mindestens so hoch wie die
Summe aus der ersten und zweiten Toleranz und dem Zweifachen des
höchstmöglichen
voraussichtlichen Versatzes zwischen dem ersten und zweiten Körperabschnitt 12, 14 der Ferrule
in Richtung der Breite ist. Die Ferrule 10, die vom Werkzeug 40 geformt
wird, kann daher relative Verschiebungen zwischen dem ersten und
zweiten Körperabschnitt
der Ferrule in Richtung der Breite berücksichtigen, ohne zu bewirken,
dass der kleinere zweite Körperabschnitt
der Ferrule über
den ersten Körperabschnitt
der Ferrule nach außen übersteht. Der
erste Körperabschnitt
der Ferrule kann daher bei Poliervorgängen weiter als Bezugspunkt
dienen, selbst nachdem die Ferrule in einen Verbinder eingesetzt
wurde.
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Während das
Werkzeug 40 eine Einfachferrule formen kann, die eine einzelne
Bohrung für
Lichtwellenleiter definiert, formt das Werkzeug vorzugsweise eine
Mehrfachferrule 10, die mehrere Bohrungen 26 für Lichtwellenleiter
und ein Paar von Führungsstiftöffnungen 28 definiert.
Das Werkzeug kann daher auch mehrere Stifte aufweisen, die sich
längs durch
die Werkzeughöhlung
erstrecken, um die Bohrungen für
Lichtwellenleiter und das Paar der Führungsstiftöffnungen zu definieren. Darüber hinaus kann
das Werkzeug innere Merkmale aufweisen, die das Fenster 30 im
zweiten Körperabschnitt 14 der Ferrule
definieren und die einen inneren Hohlraum in der Ferrule definieren,
der eine Öffnung
auf der Rückseite 18 der
Ferrule in die Bohrungen für
Lichtwellenleiter führt.
Der Klarheit halber zeigt 3 diese
anderen herkömmlichen
inneren Merkmale jedoch nicht, die bei der Werkzeughöhlung angeordnet
sein können.
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Während des
Vorgangs zum Herstellen einer Ferrule 10 wird in der Werkzeughöhlung, die
vom Werkzeug 40 definiert wird, eine Ferrule geformt. Auch
wenn die Ferrule aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden
kann, besteht die Ferrule einer vorteilhaften Ausführungsform
aus einem wärmehärtbarem
Kunststoff, der in die Werkzeughöhlung eingespritzt
wird, die definiert ist, sobald der erste und zweite Werkzeugbestandteil 42, 44 zusammengepasst
sind und die Stifte oder andere Formmerkmale in die Werkzeughöhlung eingesetzt
wurden. Sobald das Material, das die Ferrule bildet, ausgehärtet ist,
wird die Ferrule aus dem Werkzeug entnommen.
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Wie
zuvor beschrieben ist, wird der erste Körperabschnitt 12 der
Ferrule im ersten Werkzeugbestandteil 42 innerhalb einer
ersten Toleranz einer ersten Nennbreite geformt. Entsprechend wird
der zweite Körperabschnitt 14 der
Ferrule gleichzeitig im zweiten Werkzeugbestandteil 44 innerhalb
einer zweiten Toleranz einer zweiten Nennbreite geformt. Wie ebenfalls
zuvor beschrieben ist, ist die zweite Nennbreite, die vom zweiten
Körperabschnitt
der Ferrule definiert wird, geringer als die erste Nennbreite, die
vom ersten Körperabschnitt
der Ferrule definiert wird. Darüber
hinaus ist die zweite Toleranz des zweiten Körperabschnitts der Ferrule
größer als
die erste Toleranz des ersten Körperabschnitts
der Ferrule. Folglich muss lediglich einer der Werkzeugbestandteile,
und zwar der erste Werkzeugbestandteil, den jeweiligen Abschnitt
der Werkzeughöhlung
mit der höheren
Genauigkeit definieren, die zum Formen eines Bauteils erforderlich
ist, das anschließend
bei Poliervorgängen
als Bezugspunkt dient. In diesem Zusammenhang definiert der erste
Werkzeugbestandteil die Breite des ersten Abschnitts 46 der Werkzeughöhlung innerhalb
von ±5
Mikrometern, während
der zweite Werkzeugbestandteil den zweiten Abschnitt 48 der
Werkzeughöhlung
innerhalb einer viel geringeren Toleranz, beispielsweise von ±20 Mikrometern,
definiert. Da die Nennbreite des zweiten Körperabschnitts der Ferrule
merklich geringer ist als die Nennbreite des ersten Körperabschnitts
der Ferrule, können
die Körperabschnitte
der Ferrule in Richtung der Breite wie zuvor beschrieben etwas versetzt
sein, ohne dass bewirkt wird, dass der kleinere zweite Körperabschnitt
der Ferrule über
den ersten Körperabschnitt
der Ferrule nach außen übersteht. Der
erste Körperabschnitt
der Ferrule kann daher bei Poliervorgängen weiter als Bezugspunkt
dienen, selbst wenn der zweite Körperabschnitt
der Ferrule eine Breite aufweist, die lockerer definiert ist und selbst
wenn der erste und zweite Körperabschnitt
der Ferrule ein wenig versetzt sein können.
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Einem
Fachmann, den diese Erfindung betrifft, fallen viele Abwandlungen
und weitere Ausführungsformen
der Erfindung ein, die den Vorteil der Lehre aufweisen, die in den
vorstehenden Offenbarungen und den zugehörigen Zeichnungen dargestellt
ist. Es versteht sich deshalb, dass die Erfindung nicht auf die
konkreten offenbarten Ausführungsformen
zu beschränken
ist und dass Abwandlungen und andere Ausführungsformen im Anwendungsbereich der
beigefügten
Ansprüche
enthalten sein sollen. Obwohl hier bestimmte Begriffe verwendet
werden, werden sie lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden
Sinn verwendet und nicht zum Zweck der Einschränkung.