DE68919822T2

DE68919822T2 - Methoden und Vorrichtungen zur Umgestaltung faseroptischer Steckerkomponenten und dadurch hergestellte Produkte.

Info

Publication number: DE68919822T2
Application number: DE68919822T
Authority: DE
Inventors: John Mark Palmquist; Morton Jefferson Saunders
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2009-02-01
Also published as: EP0380722B1; KR970005422B1; KR900013324A; EP0380722A1; US4802726A; ES2067488T3; DE68919822D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umgestaltung einer Ausrichtungsfläche von faseroptischen Steckerkomponenten und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Einzelne Lichtleitfaserkabel können durch einen Steckverbinder miteinander verbunden werden, der als bikonischer Steckverbinder bezeichnet wird (US-A-4,107,242 und 4,512,630). Dieser Steckverbinder umfaßt ein Gehäuse, in dem eine bikonische Ausrichtungsmuffe angebracht ist. Die Muffe enthält zwei kegelstumpfförmige Kammern oder Hohlräume, die durch eine Öffnung miteinander verbunden sind, deren Durchmesser dem kleinsten Durchmesser der beiden Kammern entspricht. Jede der zwei miteinander zu verbindenden Lichtleitfasern ist durch einen Stecker abgeschlossen, der einen mit einem Primärsockel verbundenen zylindrischen Teil umfaßt, sowie einen kegelstumpfförmigen Endbereich, der von einer der Kammern der Muffe aufgenommen wird. Die konisch geformten Oberflächen des Steckers und der Muffe dienen als Ausrichtungsoberflächen. Der Stecker wird in Eingriff mit der Muffe gedrängt. Die Lichtleitfaser erstreckt sich durch einen Durchgang oder einen Kanal in dem Stecker. Ein Ende von ihr, welches eine planare Endfläche aufweist, endet in einem Sekundärsockel des Steckers. Der Stecker ist normalerweise um einen Endabschnitt der Lichtleitfaser geformt, es besteht jedoch ein Bedarf an Steckern mit einem darin geformten Kanal, um Lichtleitfasern an Ort und Stelle abschließen zu können.
Man erhält eine minimale Dämpfung zwischen den verbundenen Lichtleitfasern, wenn die Faserkerne koaxial zueinander ausgerichtet sind und wenn sich die Endflächen der Fasern in einer gemeinsamen Ebene treffen. Berücksichtigt man die Abmessungen von Lichtleitfasern, z.B. die Abmessungen einer Monomodenfaser mit einem Kerndurchmesser von 8 um, so ist es eine schwierige Aufgabe, die konischen Stecker- und Muffenoberflächen so zu schaffen, daß eine ausgerichtete Anordnung erzeugt wird, bei der sich die Enden berühren. Die Stecker werden im allgemeinen aus einem preßgespritzten Epoxidharzmaterial geformt. Obwohl die Oberflächengenauigkeit beim Formen der Ausrichtungsoberflächen und der konischen Abschrägungen hervorragend ist, reicht sie nicht aus, um durchweg die gewünschte Ausrichtungsanordnung mit sich berührenden Enden zu erzielen.
Probleme entstehen dadurch, daß die Öffnung in der End- oder Stirnfläche des Sockels und somit auch die Lichtleitfaser bezüglich der Drehachse des kegelstumpfförmigen Abschnittes, d.h. bezüglich der sogenannten "Konusachse" möglicherweise, nicht zentrisch verläuft. Infolgedessen können die Kerne der Lichtleitfasern, die von den in der Muffe gehaltenen beiden Stecker abgeschlossenen werden, einen ausreichend transversalen oder seitlichen Versatz aufweisen, der so groß ist, die Übertragung von Signalen nachteilig zu beeinflussen. Zudem kann es vorkommen, daß die Schwerpunktsachse des in dem Kanal angeordneten Endabschnittes des Lichtleitfaserkerns (die Lichtleitfaserachse) nicht mit der Konusachse zusammenfällt. Folglicherweise ist das von einer Lichtleitfaser emittierte Licht nicht parallel zu der Achse der empfangenden Lichtleitfaser. Dieses Problem, welches als Winkelabweichung bezeichnet wird, kann auch auftreten, wenn der Stecker um den Endabschnitt einer Lichtleitfaser gegossen ist. Der Winkel zwischen der Lichtleitfaserachse und der Konusachse wird im allgemeinen als Austrittswinkel des Steckers bezeichnet.
Um Verbindungen mit einer geringen Dämpfung und hohe Ausbeuten bei der Herstellung von Steckverbindern für Lichtleitfasern zu erreichen, ist es wichtig, sowohl den Austrittswinkel als auch den seitlichen Versatz in Toleranzgrenzen einzuhalten. Hierdurch ist gewährleistet, daß sich dann, wenn zwei Stecker in einer Ausrichtungsmuffe angeordnet sind, nicht nur die Endflächen gerade berühren, sondern daß die Faserachsen auch im wesentlichen koaxial zueinander sind.
Wie in der US-A-4,721,357 offenbart wird, wurden die zuvor genannten Probleme auch bei der Herstellung von bereits im Werk abgeschlossenen Steckverbindern gelöst. Bei Steckern, die eine beleuchtete Lichtleitfaser abschließen, deren Endfläche, senkrecht zu der konischen Ausrichtungsoberfläche des Steckers geschliffen ist, können durch die in der US-A-4,721,357 angegebenen Verfahren genaue Informationen über den Winkel ermittelt werden.
Maschinelle Verfahren mit Sichtkontrolle, wie sie in der US-A-4,787,498 beschrieben werden, können als Unterstützung bei der Bestimmung des Schwerpunktes des durch den Rand des Kanals festgelegten Bereichs verwendet werden. Die Anwendung dieser Verfahren auf einen von hinten erleuchteten Kanal leidet aber unglücklicherweise unter den Auswirkungen einer ungleichmäßigen Beleuchtung, die durch Defekte oder durch eine Verunreinigung des Kanals infolge fremden Materials oder durch Gießgrate hervorgerufen wird. Infolgedessen ist sowohl die Winkelausrichtung als auch die Schwerpunktsausrichtung von an Ort und Stelle anbringbaren Steckverbindern durch die axiale Beobachtung von Licht, welches den Kanal verläßt, nicht so genau wie bei der Beleuchtung einer Lichtleitfaser in dem Kanal.
Ein Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß die Lage des Schwerpunktes des Lichtstrahls in dem Kanal im allgemeinen nicht mit dem Schwerpunkt einer Faserendfläche übereinstimmt, die beim Abschluß eines aus einer einzigen Faser bestehenden optischen Kabels in dem Kanal angeordnet werden soll. Dies trifft insbesondere bei gegossenen Kunststoffsteckern zu, bei denen der Kanal infolge von Veränderungen der Gießbedingungen, wie z.B. durch mechanische Spannungen auf den Drahtformkern, der beim Einströmen von geschmolzenem Kunststoffmaterial in eine formgebende Höhlung den Kanal bildet, sowohl Abweichungen von der runden Gestalt als auch von der Geradlinigkeit aufweist.
Zusätzlich hierzu kann die Krümmung des Kanals und seine Abweichung von der runden Gestalt Schatten verursachen, welche die wahre Lage der Begrenzung verbergen, was zu Fehlern bei der visuellen oder bei der maschinellen Sichtbestimmung der Begrenzung und des Schwerpunktes des Kanals führt. Ein weiterer Nachteil der Verfahren nach dem Stand der Technik besteht in der Schwierigkeit, durch axiale Beobachtung des den Kanal verlassenden Lichtes die Winkelachse des Kanals zu bestimmen.
Obwohl die in den oben angegebenen Patentanmeldungen offenbarten und beanspruchten Verfahren und Vorrichtungen zur besseren Ausbeuten geführt haben, besteht der Wunsch nach weiteren Verbesserungen auf dem Gebiet von Steckverbindern, die an Ort und Stelle anbringbar sind. Benötigt wird eine einfache Lösung für das Problem, Stecker für bikonische Steckverbinder, die dazu verwendet werden können, Mono- oder Multimodenlichtleitfasern an Ort und Stelle, d.h. am Einsatzort, abzuschließen, mit einer relativ großen Ausbeute herzustellen. Jeder Stecker muß so hergestellt werden, daß der benachbart zu einer Endfläche des Stecker liegende Schwerpunkt des Gesamtquerschnittes einer Lichtleitfaser mit der Drehachse der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Steckers zusammenfällt, und daß die Schwerpunktsachse des Endabschnittes einer Lichtleitfaser in dem Stecker im wesentlichen koaxial zu der Drehachse des Steckerendteils ist. Es ist wünschenswert, daß die Lösung keine zusätzlichen Elemente oder keinen zusätzlichen Zeitaufwand beim Verbinden erfordert, sondern stattdessen die Umgestaltung gegossener Stecker umfaßt.
Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Problem, den seitlichen Versatz der Lichtleitfaserachsen bei gekoppelten Steckverbindern auf eine Art und Weise zu beseitigen, welche auch eine Beseitigung der Winkelabweichung zwischen diesen Achsen ermöglicht.
Die vorstehend genannten Probleme werden durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst.
Das Verfahren betrifft die Umgestaltung eines Steckerendteils. Der Stecker umfaßt einen Kanal, in dem ein Endabschnitt einer Lichtleitfaser so angeordnet ist, daß sowohl eine Endfläche der Lichtleitfaser als auch ein Endabschnitt der Lichtleitfaser eine vorbestimmte Lage bezüglich einer Ausrichtungsoberfläche des Steckerendteils einnehmen, wenn sich die Lichtleitfaser in dem Stecker befindet.
Der Stecker wird von einem Träger eines eine Drehachse aufweisenden Drehtisches so gehalten, daß das Endteil des Steckers freiliegt. In den Kanal wird typischerweise ein Nennmaß-Meßelement, z.B. ein Abschnitt einer Lichtleitfaser oder eines anderen im wesentlichen starren Stiftes, vorläufig so eingefügt, daß er über das Endteil des Steckers hinausragt. Die Lichtleitfaser dient als feste Verlängerung des Kanals und ermöglicht eine genauere Bestimmung sowohl der Lage als auch des Winkels des Endabschnitts des Kanals sowie der Art und Weise, in der der Kanal mit einer Lichtleitfaser wechselwirkt und sie hält. Bei der vorliegenden Anmeldung wird der Schwerpunkt der Lichtleitfaser oder des Kanals als Massenmittelpunkt einer dünnen, gleichmäßigen und einheitlichen Platte mit demselben Querschnitt wie die Lichtleitfaser oder der Kanal definiert. Die Längsachse ist eine Linie, die durch zwei zueinander beabstandete Schwerpunkte entlang eines geraden Abschnittes der Lichtleitfaser oder des Kanals festgelegt ist. Der Träger, auf dem der Stecker angebracht ist, kann um zwei orthogonale Achsen, die zu einer vertikalen Achse orthogonal sind, eine Winkelbewegung durchführen.
Bei der Durchführung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein laserinduzierter Lichtstrahl quer zur Längsachse der Lichtleitfaser auf die Lichtleitfaser gerichtet, während der Träger gedreht wird. Das von der Lichtleitfaser gestreute Licht trifft auf eine Auftreff- oder Zielfläche mit einer horizontal angeordneten Ziellinie aufzutreffen. Die Ziellinie entspricht der Position des gestreuten Lichtes eines in dem Kanal angeordneten Meßelementes, das einen Endabschnitt aufweist, der sich benachbart zu der Endfläche des Steckers und parallel zu der Drehachse des Trägers befindet. Die Drehung des Drehtisches wird unterbrochen und auf der Zielfläche wird die Lage einer Linie aus getreutem Licht beobachtet. Nun wird eine Einrichtung betätigt, um den Träger um einen Winkel in einer -Ebene zu schwenken, wodurch sich die Linie aus gestreutem Licht in Richtung auf die Ziellinie zu bewegt. Dieses Verfahren wird in einer zweiten Stellung wiederholt, die umfangsseitig um 90 zu der ersten Stellung beabstandet ist. Hierbei wird eine zweite Linie aus gestreutem Licht beobachtet. Der Träger wird nun wiederum geschwenkt, dieses Mal in einer Θ-Ebene, um das gestreute Licht in Form einer Linie in Deckungsgleichheit mit der Ziellinie zu bringen. Die Schwerpunktsachse des sich benachbart zu der Endfläche des Steckers befindenden Lichtleitfaserabschnittes wird demgemäß parallel zu der Drehachse gebracht.
Anschließend wird eine Korrektur bezüglich der Exzentrizität der sich benachbart zu der Endfläche des Steckers befindlichen Schwerpunktsachse der Lichtleitfaser von der Drehachse des Drehtisches durchgeführt. Zuerst wird die Stellung der Drehachse bestimmt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Stellung der Lichtleitfaser bei Beleuchtung durch einen horizontalen, kollimierten Lichtstrahl aus einer inkohärenten Lichtquelle beobachtet wird und daß dieser Schritt in einer um 180º davon entfernten Stellung wiederholt wird. Durch Division des Abstandes zwischen diesen beiden Messungen erhält man den Abstand von einem Referenzpunkt zu der Drehachse.
Der Schwerpunkt der Lichtleitfaser wurde in einer ersten Stellung bereits bei der Bestimmung der Drehachsenstellung ermittelt. Nach einer Drehung des Drehtisches um 90º wird ein zusätzliches Bild der Lichtleitfaser beobachtet. Aus dem horizontalen Abstand zwischen einer Referenzachse und dem Ort jeder Position auf der kreisförmigen Kurve des geometrischen Mittelpunktes der Lichtleitfaser wird die Exzentrizität bestimmt, d.h. der Abstand von der Drehachse zu dem sich benachbart zu der Endfläche des Steckers befindenden Schwerpunkt des Lichtleitfasermeßinstrumentes.
Durch die Bestimmung des Versatzes an den zwei Stellen ist die Vorrichtung so ausgerichtet, daß der Steckerträger in X- und Y-Koordinatenrichtung bewegt werden kann, um den sich benachbart zu der Endfläche des Steckers befindlichen Mittelpunkt der Lichtleitfaser im wesentlichen mit der Drehachse in Deckung zu bringen. Anschließend wird der Endteil des Steckers neu konfiguriert, um die Drehachse der Ausrichtungsoberfläche des Steckerendteils mit der Drehachse des Drehtisches in Deckung zu bringen. Die Schwerpunktsachse des Lichtleitfasermeßinstrumentes in dem Endteil des Steckers befindet sich infolgedessen in einer vorbestimmten Stellung bezüglich der Ausrichtungsoberfläche des neu konfigurierten Endteils.
Es sei bemerkt, daß der Ausdruck "Neu-Konfigurierung" Umgestaltung verschiedene Verfahren zur Umgestaltung des Steckers beinhaltet, dergestalt, daß er eine konische Oberfläche mit einer Drehachse aufweist, die mit der Schwerpunktsachse des Endabschnittes der Lichtleitfaser zusammenfällt. Diese Verfahren umfassen das Schleifen eines geformten Kunststoffsteckers oder das maschinelle oder spanabhebende Bearbeiten eines Metallsteckers.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer Vorrichtung, die zur erfindungsgemäßen Umgestaltung eines eine Lichtleitfaser abschließenden kegelstumpfförmigen Steckers verwendet wird;
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1, der dazu verwendet wird, anhand einer Messung des seitlichen Versatzes und des Winkelversatzes die konische Gestalt eines Steckers umzugestalten;
Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht einer bikonischen Steckverbinderanordnung für Lichtleitfaserkabel, die eine Ausrichtungsmuffe und zwei Stecker umfaßt, die jeweils eine Lichtleitfaser abschließen;
Fig. 4 zeigt eine Detailzeichnung eines Abschnittes einer durch einen bikonischen Steckverbinder abgeschlossenen Lichtleitfaser;
Fig. 5 zeigt einen detaillierten Aufriß einer Steckverbinderanordnung, die zwei zylindrische Stecker und eine Ausrichtungsmuffe umfaßt;
Fig. 6 zeigt eine Detailzeichnung der Endabschnitte zweier Stecker, die in einer Ausrichtungsmuffe gehalten werden;
Fig. 7 zeigt eine Detailzeichnung eines eine Lichtleitfaser abschließenden Steckerendabschnittes zur Darstellung eines eventuell vorhandenen seitlichen Versatzes und eines Austrittswinkels, wobei der Lichtleitfaserkern aus Gründen der Klarheit übertrieben dargestellt ist;
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht zweier Steckerendabschnitte in einer Ausrichtungsmuffe zur Darstellung einer Fehlausrichtung der Faserkerne;
Fig. 9 zeigt eine Detailzeichnung eines Steckers zur Darstellung einer gewünschten Gestaltung, bei der die Schwerpunktsachse einer Lichtleitfaser mit der Drehachse des Steckerendteils zusammenfällt;
Fig. 10 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Steckerendes zur Darstellung eines Meßabschnittes einer Lichtleitfaser, die von einem Kanal in dem Stecker ausgeht;
Fig. 11 zeigt eine Draufsicht auf den Endteil eines Steckers, in der eine Relativverschiebung zwischen einem Steckerkanal und einer in dem Kanal eingefügten Lichtleitfaser dargestellt ist, die durch eine schwache Krümmung des Kanals entsteht;
Fig. 12 zeigt die Darstellung eines Koordinatensystems, welches bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;
Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der die Komponenten eines Winkels dargestellt sind, der als Austrittswinkel bezeichnet wird;
Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht eines Trägers für den Stecker eines bikonischen Steckverbinders;
Fig. 15 zeigt eine Draufsicht auf den Träger gemäß Fig. 14;
Fig. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 dargestellt ist, die dazu verwendet wird, die Achse des Endteils eines Lichtleitfasermaßabschnittes in einem Steckerkanal zur Drehachse eines Drehtisches auszurichten;
Fig. 17 zeigt ein vergrößert dargestelltes Steckerende nachdem es zum Abschluß einer Lichtleitfaser poliert wurde;
Fig. 18 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1, der zur Korrektur der Exzentrizität verwendet wird;
Fig. 19 zeigt eine Draufsicht, in der die Position des Mittelpunktes des Lichtleitfasermeßabschnittes in dem Steckerkanal benachbart zu der Endfläche des Steckers in verschiedenen Stellungen bei der Drehung des Drehtisches dargestellt ist;
Fig. 20 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorderansicht, die das Fenster in dem Lichtbild einer Vorderansicht des Lichtleiterfasermeßabschnittes in dem Steckerkanal zeigt, welches zur Bestimmung des Schwerpunktes des geometrischen Querschnittes der Lichtleitfaser verwendet wird; und
Fig. 21 zeigt einen Aufriß, in dem neben einem Stecker ein Umgestaltungswerkzeug dargestellt ist.

Ausführliche Beschreibung

In den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung 30 mit einem hin- und hergehend angebrachten, drehbaren Schleifwerkzeug 37 dargestellt, welches zur Umgestaltung eines Teils der bikonischen Steckverbinders verwendet wird, der in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist und dort mit dem allgemeinen Bezugszeichen 40 versehen ist. Die in Fig. 3 dargestellte bikonische Verbindung umfaßt ein Gehäuse 42 zur Aufnahme zweier Stecker 44-44, die je einen Lichtwellenleiter oder eine Lichtleitfaser 45 mit einem Kern 43 abschließen. Sowohl der Stecker als auch Teile des Gehäuses bestehen beispielsweise aus einer Zusammensetzung aus preßgespritztem Epoxidharz und zerkleinertem Glasquarz. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, umfaßt jeder Stecker 44 einen zylindrischen Teil 46, der eine Bohrung 48 enthält, sowie ein Endteil 50 in der Form eines Kegelstumpfes. Der Endteil 50, der auch als Primärsockel bezeichnet wird, umfaßt einen Kanal oder Durchgang 52, der mit der Bohrung 48 in Verbindung steht. Es sei bemerkt, daß auch andere Anordnungen möglich sind. Fig. 5 zeigt eine andere Anordnung, bei der die Stecker 51-51 zylinderförmig sind.
Eine einzelne beschichtete Lichtleitfaser 45, die mit einem Kunststoffmaterial, wie z.B. Polyvinylchlorid, ummantelt ist, kann an jedem ihrer Enden mit einem Stecker 44 abgeschlossen sein. Die abgeschlossene, ummantelte Lichtleitfaser wird als Einzelfaser oder als Verbindungskabel 55 bezeichnet. Das Mantelmaterial und die Beschichtung können von einem Endabschnitt 54 des Einzelfaserkabels entfernt werden. Das Kabel wird solange in die Öffnung 48 eingeschoben, bis der entblößte Endabschnitt 54 in dem Kanal 52 aufgenommen wird, wobei sich ein Endabschnitt der Lichtleitfaser 45 in einen Sekundärsockel 56 mit einer Endfläche 57 erstreckt. Als Alternative hierzu ist ein Stecker um den Endabschnitt einer Lichtleitfaser geformt. Nach dem Polieren stimmt die Endfläche der Lichtleitfaser 45 mit der Endfläche 57 des Sekundärsockels überein. Das Kabel ist da, wo es die Bohrung verläßt, mit einem Zugentlastungselement versehen (siehe Fig. 4).
Jeder Stecker 44 ist mit Rückhalteringen 60 und 62 versehen (siehe Fig. 3). Der Rückhaltering 60 stößt an einen Kragen 65, der um den Stecker 44 fest angeordnet ist. Um den zylindrischen Teil 46 des Steckers ist zwischen dem Kragen 65 und einem Kragen 67 eine Feder 64 angeordnet. Der Stecker 44 befindet sich in dem Endteil eines mit einem Gewinde versehenen Halters 66, wobei der Kragen 67 mit einem Ringwulst 68 im Inneren des Halters in Eingriff steht. Der Rückhaltering 62 ist um den zylindrischen Teil 46 des Steckers 44 auf der anderen Seite des Ringwulstes 68 angeordnet, um den Stecker in dem Halter zu halten. Von dem Halter 66 geht ein mit Gewinde versehenes Teil 74 aus, während sich das Einzelfaserkabel 45 von dem Halter 66 aus in die andere Richtung erstreckt.
Ein zentraler Abschnitt 76 des Gehäuses 42 nimmt die zwei mit Gewinde versehenen Steckerhalter und die zwei Stecker 44- 44 auf. Der zentrale Abschnitt 76 umfaßt zwei gegenüberliegende, innen mit Gewinde versehene Kammern 78-78 und einen Flansch 80, der auf einer Auflagefläche angebracht wird. Der Flansch 80 ist zu einem innen angeordneten, ringförmigen Kragen 82 ausgerichtet, der sich in Richtung auf die Längsachse 83 des Steckers erstreckt. Die Achse 84 (siehe Fig. 3) ist die Drehachse des kegelstumpfförmigen Endteils 50. Sie wird oft auch als konische Achse bezeichnet. Der zentrale Abschnitt 76 des Gehäuses nimmt auch eine Ausrichtungsmuffe 86 auf, die zwei gegenüberliegende, kegelstumpfförmige Kammern 88 und 90 umfaßt, die sich in einer gemeinsamen Ebene 92 treffen.
Die Ausrichtungsmuffe 86 ist in dem Abschnitt 76 des Gehäuses so angeordnet, daß die Endteile 50-50 des Steckers in den Kammern 88 und 90 so aufgenommen werden, daß sich die Sekundärsockel in der Nähe der gemeinsamen Ebene 92 befinden, wenn die Stecker 44-44 in den Haltern 66-66 angebracht werden und die mit einem Gewinde versehenen Abschnitte 74-74 in die Kammern 78-78 gedreht werden. Beim Drehen der mit einem Gewinde versehenen Abschnitte 74-74 in ein Gehäuseteil 76 werden auch die Steckerteile 46-46 durch die durch die Ringwülste 68-68 festgelegten Öffnungen bewegt, so daß der Eingriff der Rückhalteringe 62-62 mit den Ringwülsten gelöst wird (siehe die linke Seite in Fig. 3). Der Rückhaltering 60 des linken Steckers ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist, benachbart zu einem Rückhaltering 94 für die Muffe. Der Ring 94 ist in das Gehäuseteil 76 eingeschraubt und verhindert ein unabsichtliches Entfernen der Muffe aus dem Gehäuse, obwohl er nicht notwendigerweise in Eingriff mit der Muffe steht. Die Feder 64 bewirkt, daß der Steckerendteil 50 in festem Eingriff mit einer Wand 96 der Ausrichtungsmuffe steht. Zudem wird das Ende des rechten Steckers 50, wie in Fig. 3 dargestellt ist, so in die Kammer 88 der Ausrichtungsmuffe 86 geschoben, daß es die Wand 98 berührt. Die Muffe 86 kann in einer Öffnung 99 des Kragens 82 ein Seitenspiel haben, um die Ausrichtung der zwei Stecker 44-44 zu erleichtern.
Um eine minimale Dämpfung zu erreichen, sollten die Drehachsen der konischen Endteile 50-50 der in der Muffe 86 angeordneten Stecker 44-44 im Idealfall ausgerichtet sein und die Endflächen 57-57 der Lichtleitfasern in den Sekundärsockeln 56-56 sollten sich berühren (siehe Fig. 5), wobei die Schwerpunktsachsen der Endabschnitte der Faserkerne weitgehend mit den Drehachsen zusammenfallen sollten. Die äußeren Oberflächen der konischen Endteile 50 jedes Steckers 44 und die Oberflächen der Wände 96 und 98 (siehe Fig. 3) der Muffenkammern bilden zusammengehörende Ausrichtungsoberflächen, welche die gewünschte Positionierung der Sockel 56-56 bewirken, wenn die konischen Endteile der Stecker in der Muffe 86 aufgenommen werden.
Das Problem besteht darin, daß die Schwerpunktsachse 101 (siehe Fig. 7) des beim Gießen des Steckers gebildeten Kanals nicht notwendigerweise mit der Konusachse 84 des Steckerendteils zusammenfällt. Zum Erreichen geringer Verluste muß sich die Schwerpunktsachse 101 des Endabschnittes eines Kanals in dem Stecker 44 im allgemeinen in einer vorbestimmten Stellung bezüglich einer seitlichen Ausrichtungsfläche des Steckers befinden. Für den Stecker 44 besteht die seitliche Ausrichtungsfläche in der Rotationsfläche des konisch geformten Endteils 50.
In Fig. 7 ist ein seitlicher Versatz und ein Winkelversatz dargestellt, wie er bei der Verwendung eines so geformten Steckers in einer Endfläche auftreten kann. Wie in Fig. 7 zu erkennen ist, wird eine senkrecht zu der Konusachse 84 verlaufende Endfläche der Lichtleitfaser von einer Endfläche 57 des Sockels 56 begrenzt. Die Schwerpunktsachse 101 des Endabschnittes des Kanals fällt jedoch typischerweise nicht mit der Konusachse 84 zusammen. Sie weist im allgemeinen da, wo die Lichtleitfaser die Endfläche des Sockels 56 schneidet, eine seitliche Versetzung dazu auf. Sie dann zudem eine Winkelversetzung oder einen Austrittswinkel bezüglich dieser Achse aufweisen, so daß ein Lichtstrahl, der von einem Endabschnitt der Lichtleitfaser austritt, unter einem Winkel zu der Konusachse verläuft. Wenn zwei Stecker 44-44 in einer Ausrichtungsmuffe aufgenommen werden, sind infolgedessen die Schwerpunktsachse der Kerne 43-43, die sich in einer vorbestimmten Stellung bezüglich dieser Ausrichtungsflächen befinden, nicht zueinander ausgerichtet (siehe Fig. 8). Das Endprodukt umfaßt wünschenswerterweise ein kegelstumpfförmiges Endteil, in dem die Schwerpunktsachse eines Endabschnittes des Kanals und die Drehachse des Endteils 50 des Steckers 44 zusammenfallen (siehe Fig. 9). Die seitliche Versetzung und die Winkelversetzung können durch Umgestaltung des Steckerendteils korrigiert werden.
Wenn Stecker, die am Einsatzort montierbar sind, ausgeliefert werden, befinden sich keine Lichtleitfasern in den Kanälen. In der Vergangenheit wurden diese Stecker dadurch korrigiert, daß ein von dem Steckerkanal emittierter Lichtstrahl axial beobachtet wurde, und die Stellung des Steckers auf seinem Träger anhand der aus dem Strahl beim Drehen des Steckers bestimmten seitlichen Versetzung bzw. Winkelversetzung ausgerichtet und der Stecker umgestaltet wurde. Aus den unter "Hintergrund der Erfindung" bereits dargelegten Gründen liefert dieses Verfahren nicht die gewünscht hohen Ausbeuten. Die vorliegende Erfindung ist daher darauf gerichtet, mit einer verbesserten Ausbeute Stecker zu schaffen, die am Einsatzort montierbar sind.
Die vorliegende Erfindung sieht die Verwendung eines länglichen Meßelementes 100 vor, das zu Beginn in den Kanal eingeführt wird (siehe Fig. 10). Der Querschnitt des Meßelementes ist deckungsgleich mit dem Querschnitt der Lichtleitfaser, die durch den Stecker abgeschlossen wird. Er ist geringfügig kleiner als der Querschnitt des Kanals, in der er eingeführt ist. Aufgrund der Krümmung des Kanals nimmt jedes darin eingeführte, im großen und ganzen unelastischenn Meßelement, wie z.B. ein Abschnitt einer Lichtleitfaser, darin die gleiche Position ein. Obwohl die Lichtleitfaser in dem Kanal nicht zentriert sein mag, ist es wichtig, daß die Schwerpunktsachse der Lichtleitfaser, die durch ihren geometrischen Mittelpunkt festgelegt ist, zu der Drehachse der Ausrichtungsfläche des Steckers ausgerichtet wird. Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahren auf am Einsatzort montierbare Stecker wird angenommen, daß die Schwerpunktsachse der Lichtleitfaser mit der Schwerpunktsachse des Kerns zusammenfällt. Eine Korrektur des Austrittswinkels wird durchgeführt, um sicherzustellen, daß die Lichtleitfaserachse 101 (hier Fig. 9) parallel zu der Konusachse 84 oder der Drehachse ist, nachdem der konische Endteil 50 des Steckers umgeformt wurde.
Zusammengefaßt erfordert die Bearbeitung und Umgestaltung eines Steckers 44 das Anbringen und Halten des Steckers, wobei die konische Achse 84 im allgemeinen zu der Drehachse 105 des Trägers (siehe Fig. 1) versetzt bleibt. Aufgrund von Unvollkommenheiten bei der Fertigung ist die Achse 101 des Kanalendabschnittes in dem Stecker 44 zu dem zu der Achse 84 versetzt. Die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen bewirken eine Gestaltung des Steckers 44, nachdem die Schwerpunktsachse 106 (siehe Fig. 11) eines sich benachbart zu der Endfläche 57 des Steckers 44 befindenden Endabschnittes der Lichtleitfaser im großen und ganzen in Übereinstimmung mit der Drehachse 105 gebracht wurde, die durch den Stecker abgeschlossen werden soll. Aufgrund der Umgestaltung fällt die Drehachse des Steckerendteils mit der Drehachse des Drehtisches zusammen. Hieraus folgt, daß die Schwerpunktsachse 106 des Endabschnittes des Meßelementes benachbart zu der Endfläche 57 im großen und ganzen mit der Drehachse des Steckerendteils zusammenfällt. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, kann die Achse 106 des Lichtleitfasermeßabschnittes selbstverständlich geringfügig zu der Achse 105 des Kanals versetzt sein. Da die Lichtleitfaser, die der Stecker abschließen soll, die gleiche Position Wie der Fasermeßabschnitt einnehmen wird, ist es jedoch wichtig, den Stecker so umzugestalten, daß die Drehachse 84 des Steckers mit der Achse 106 der Lichtleitfaser zusammenfällt.
Die Ausrichtung der Steckerstellung auf dem Drehtisch erfolgt mittels des kurzen Abschnitts der Lichtleitfaser 100 mit Nenndurchmesser in dem Steckerkanal. Der kurze Abschnitt der Lichtleitfaser wird als Meßabschnitt der Faser bezeichnet. Er stellt effektiv eine Verlängerung des Kanals dar. Es sei bemerkt, daß der Kanal in dem Stecker typischerweise eine relativ geringe Krümmung aufweist (siehe Fig. 10). Dies zeigt die Tatsache, daß der Austrittswinkel an einem Ende des Steckers von dem Austrittswinkel an dem gegenüberliegenden Ende des Steckers abweicht. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil sich immer dann, wenn eine Lichtleitfaser, wie z.B. die am Einsatzort abzuschließende Lichtleitfaser, in dem Kanal angeordnet ist, die Lichtleitfaser im großen und ganzen in der gleichen Stellung in dem Kanal befindet wie die Meßlichtleitfaser. Infolgedessen ist die Reproduzierbarkeit der Ausrichtungsstellung gesichert. Wenn am Einsatzort ein Lichtleitfaserkabel durch den Stecker abgeschlossen wird, nimmt die Lichtleitfaser des Kabels somit die gleiche Position in dem Steckerkanal ein wie der Meßabschnitt der Lichtleitfaser.
Um den Endteil 50 des Steckers 44 umzugestalten und die Lichtleitfaserachse 106 in Übereinstimmung mit der Konusachse 84 zu bringen, ist es zunächst erforderlich, den Austrittswinkel zwischen der Drehachse 105 und der Achse des Endabschnittes des Lichtleitfasermeßabschnittes benachbart zu dem Endteil des bikonischen Steckers zu korrigieren. Der erste Schritt bei der Ermittlung und Messung des Austrittswinkels besteht in der Aufstellung eines Bezugssystem in drei Dimensionen, auf das Winkel und Positionen bei jedem neu zu messenden Stecker bezogen werden können.
Für diese Beschreibung wird die Achse, die im wesentlichen parallel zu der Drehachse ist, Z-Achse genannt. Die X- und die Y-Achse stehen jeweils senkrecht auf der Z-Achse (siehe Fig. 12). Der Winkel zwischen der Schwerpunktachse der Lichtleitfaser benachbart zu der Endfläche befindenden Lichtleitfaser und der Drehachse wird mit bezeichnet (siehe Fig. 13). Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Drehachse vertikal ausgerichtet.
Durch die Verwendung der X- und Y-Koordinatenebenen, die sich in der senkrechten Z-Achse schneiden (siehe Fig. 13), wird es möglich, die Koordinatenkomponenten des Winkels zu bestimmen. Unter der Annahme, daß die Verlängerung des Kanals, d.h. der Meßabschnitte 100 der Lichtleitfaser, durch einen Raumvektor dargestellt werden kann, führt die Projektion des Vektors in die XZ-Ebene, Y=0, zu einer Geraden, die unter dem Winkel (siehe Fig. 13) zu der vertikalen oder Z-Achse geneigt ist. Die Projektion des Vektors in die andere vertikale Koordinatenebene (die YZ-Ebene X=0), führt entsprechend zu einer Geraden, die unter einem Winkel Θ zu der vertikalen Achse geneigt ist.
Im Unterschied zu Verfahren nach dem Stand der Technik, bei denen von der Endfläche des kegelstumpfförmigen Endteils eines Steckers, der auf einem Drehtisch gehalten wird, Bilder gemacht werden, ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, den Austrittswinkel und die Exzentrizität zu bestimmen und zu korrigieren, indem eine Verlängerung des Steckerkanals in Querrichtung zu dem Steckerkanal beleuchtet und beobachtet wird. Der Stecker muß daher an seinem unteren Ende gehalten werden, um den konisch geformten Endteil für das Werkzeug 37 zugänglich zu machen. Der Stecker 44 mit einem kegelstumpfförmigen Endteil wird daher von einer Bedienungsperson in einer Spannvorrichtung 111 (siehe Fig. 14) so eingespannt, daß sein kegelstumpfförmiges Endteil freiliegt.
Die Spannvorrichtung 111 wird von einem Sockel 120 getragen (siehe Fig. 14), so daß sie dem Schleifwerkzeug 37 ausgesetzt werden kann. Der Sockel 120 wird über einen Befestigungsring 123 von einem sphärischen Lager 124 getragen, das auf einem Drehtisch 130 (siehe Fig. 14 und 15) mit einer festen Drehachse 105 angebracht ist. Die Steckerspitze 44 ist so erhöht, daß sie sich in dem Krümmungsmittelpunkt des sphärischen Lagers befindet.
Der Stecker 44 wird so an seiner Basis gehalten, daß er durch eine minimale Bewegung in der X- und der Y-Richtung geneigt oder gekippt werden kann. Wie in den Fig. 14 und 15 zu sehen ist, steht das Lager 124 in Eingriff mit der Berührungsfläche 132 einer Auflage 134, die auf dem Drehtisch 130 angebracht ist. Das Lager 124 kann durch einen Positionierer 140 mit Armen 136 und 138 in Richtung der Winkel Θ und geneigt oder gekippt werden. Die Arme 136 und 138 gehen von einem Arm 139 aus, der schwenkbar in einem Halter 141 angebracht ist, durch die Auflage 134. Die Θ-Achse steuert die Winkelbewegung parallel zu der Ebene X=0 (siehe Fig. 13), während die -Achse die Drehung parallel zu der Ebene Y=0 steuert. Ein Ende jedes Arms 139 steht mit dem Plunger-Kolben 142 eines Präzisionsmotors 143 in Eingriff. Die Arme 136 und 138 werden durch eine Feder 145 von dem Lager aus nach außen gedrängt.
Wie in den Fig. 14 und 15 zu erkennen ist, kann die Auflage 134 durch einen Umsetzerteil des Positionierers 140 in X- und Y-Richtung bewegt werden. Jeder Teil des Umsetzers umfaßt eine Vorrichtung 151 zum Aufbringen einer Kraft, die an einem Ende des Arms 153 angebracht ist, der mit einem Plunger-Kolben 155 des Präzisionsmotors 157 in Eingriff steht. Der Arm 153 wird zum Ausführen einer Schwenkbewegung in einer Lagerung 158 gehalten. Er wird durch eine Feder 159 nach außen hin vorgespannt.
Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform die Drehachse 105 des Drehtisches 130 vertikal verläuft, sei bemerkt, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Die Drehachse kann auch horizontal verlaufen, wobei die Endflächen der Lichtleitfaser und des Sockels vertikal verlaufen und senkrecht dazu stehen.
Jeder Stecker ist so angebracht, daß sein zylindrischer Teil als Bezugsfläche verwendet wird. Obwohl Anstrengungen unternommen wurden, um sicherzustellen, daß die Achse 83 des zylindrischen Teils und die konische Achse 84 ausgerichtet sind, können kleine Störungen, wie z.B. aus der Form überfließendes Material oder eine Fehlausrichtung bei der Befestigung, zu einer Winkelverschiebung der Konusachse bezüglich der Drehachse 105 des Drehtisches beitragen.
Zur Bestimmung des Austrittswinkels und der Exzentrizität des Endabschnittes des Steckerkanals wird der Meßabschnitt 100 einer Lichtleitfaser in den Endabschnitt des Steckerkanals eingeführt (siehe Fig. 10). Bevor mit dem Schleifen zur Umgestaltung des Steckerendteils begonnen wird, muß der benachbart zu der Endfläche des Steckers liegende Schwerpunkt des Lichtleitfasermeßelementes 100 auf der Drehachse des Drehtisches liegen und die Achse des Meßabschnittes der Faser muß parallel zu der Drehachse des Drehtisches sein.
Informationen bezüglich der Fehlausrichtung erhält man aus der seitlichen Versetzung, indem ein Strahl inkohärenten Lichtes aus einer Quelle 162 (siehe Fig. 1 und 2) auf den seitlichen Teil des Meßabschnittes einer Lichtleitfaser gerichtet wird, die sich von dem Steckersockel aus erstreckt. Das durch ein Mikroskop 164 nachgewiesene Licht wird durch ein maschinelles Bildverarbeitungssystem 160 verarbeitet. Beispiele für ein kommerziell erhältliches Bildverarbeitungssystem sind das von der International Robomation Intelligence, Inc. hergestellte Bildverarbeitungssystem mit der Bezeichnung P256 und das von der View Engineering Co. hergestellte Modell 719. Ein maschinelles Bildverarbeitungssystem ist ein System, welches ein von einem Gegenstand ausgehende Bild erfaßt und anhand einer Analyse dieses Bildes ein Ausgangssignal erzeugt. Solch eine Analyse kann dafür verwendet werden, Eigenschaften des Gegenstandes, wie z.B. seine Orientierung, und Veränderungen dieser Eigenschaften zu bestimmen, die aus einer Handlung resultieren, welche als Reaktion auf das Ausgangssignal unternommenen wurde. Die Ausnutzung dieser Information gewährleistet, daß die Vorrichtung 30 einen Kegelstumpf um die geeignete Achse formt, die mit der Längsachse der Lichtleiterfaser zusammenfällt, so daß ein Gegenstück dazu an einer genau festgelegten Stelle in einer Richtung senkrecht zu seiner Oberfläche übertragenes Licht empfängt.
Bevor der Stecker in die Vorrichtung 30 eingespannt wird, wird der Meßabschnitt 100 der Lichtleitfaser in den Steckerkanal eingeführt und der Drehtisch 130 zum Rotieren gebracht (siehe Fig. 1 und 2). Die Achse 106 des Lichtleitfasermeßabschnittes und die Drehachse 105 werden durch das erfindungsgemäße Verfahren bestimmt.
Um einen geformten Stecker so umgestalten zu können, daß die Achse einer Lichtleitfaser in einem Endteil des Steckers mit der Drehachse des Steckers zusammenfällt, ist es notwendig, vor der Umgestaltung eine zweistufige Ausrichtung durchzuführen. Zuerst wird der Träger, der den Stecker hält, geschwenkt, so daß die Achse der Lichtleitfaser in dem Steckerkanal parallel zur Drehachse ist. Anschließend wird der Träger für den Stecker in X- und Y-Richtung bewegt, bis sich die Drehachse durch den benachbart zu der Endfläche des Steckers befindenden Schwerpunkt der Lichtleitfaser verläuft.
Der erste Teil des Steckerumgestaltungsverfahrens wird so ausgeführt, daß ein Strahl aus einer Quelle 166 kohärenten Lichtes, z.B. eines Lasers, horizontal auf die vertikal ausgerichtete Lichtleitfaser gerichtet wird, die in dem Steckerkanal angeordnet ist. Die Winkelverschiebung des Lichtleitfasermeßabschnittes und somit auch des Kanals wird bestimmt, indem der Stecker um die Achse 105 gedreht und die Abweichung des Streumusters von einer Bezugslinie gemessen wird. Dieses Verfahren basiert auf dem Prinzip der Lichtstreuung, bei dem in einem Winkel von 360º um ein Objekt ein Beugungsmuster auftritt, wenn das Objekt mit kohärentem Licht, wie z.B. Laserlicht, bestrahlt wird.
Vorteilhafterweise ist der Durchmesser des Lichtstrahls, der typischerweise 2000 um beträgt, etwas größer als der Durchmesser der unbeschichteten Lichtleitfaser, der typischerweise 125 um beträgt. Beim Auftreffen des Lichtstrahls auf den Lichtleitfasermeßabschnitt breitet sich von der Lichtleitfaser eine Lichtscheibe fächerförmig aus (siehe Fig. 16). Diese Scheibe erscheint auf einer Zielfläche 170, die eine horizontale Ziellinie 172 enthält, als Linie. Die Ziellinie 172 entspricht einem Stecker, bei dem die Lichtleitfaserachse an dem Steckerendteil mit der Drehachse zusammenfällt.
In Fig. 16 ist zu erkennen, daß beim Auftreffen des Laserstrahls auf der Lichtleitfaser bei einer ersten Stellung des Steckers Streulicht entsteht, welches auf der Zielfläche eine Linie 174 erzeugt, die vertikal zu der Ziellinie versetzt sein kann. Die Vorrichtung wird von einer Bedienungsperson so gesteuert, daß der Träger geschwenkt und die Linie 174 aus gestreutem Licht in Deckung mit der Ziellinie 172 gebracht wird. Dies wird durch Neigen oder Kippen des Steckerhalters in einer Ebene erreicht, die als -Ebene bezeichnet wird.
Anschließend wird der Stecker um einen Winkel von 90º in die erste Stellung gedreht und die Schritte werden wiederholt. In dieser zweiten Stellung ist der Laserstrahl wiederum auf die Lichtleitfaser in dem Kanal gerichtet. Das von der Faser gestreute Licht wird als horizontale Linie 176 auf der Zielfläche abgebildet, wobei die Linie aller Wahrscheinlichkeit nach zu der Ziellinie 172 versetzt ist. Die Bedienungsperson schwenkt den Halter in der Θ-Ebene, die senkrecht zu der -Ebene steht, bis die dargestellte Linie mit der Ziellinie zusammenfällt. Als Ergebnis dieses zweistufigen Verfahrens sollte die Lichtleitfaserachse an dem einen Ende des Steckers parallel zu der Drehachse sein (siehe Fig. 9). Dieses Verfahren kann mehrfach wiederholt werden.
Es sei bemerkt, daß die Korrektur des Austrittswinkels vor der Korrektur der Exzentrizität erfolgt. Wenn die Korrekturen nicht in dieser Reihenfolge durchgeführt werden, fällt die Korrektur der Exzentrizität, die in einer Ebene etwas oberhalb der Endfläche des Steckers auftritt, nicht mit der Drehachse an der Endfläche des Steckers zusammen (siehe Fig. 17). Obwohl das gestreute Laserlicht, welches mit der Lichtleitfaser wechselwirkt, beim Drehen des Steckers auf der Zielfläche dargestellt werden kann, ist es ausreichend, wenn diese Darstellung bei zwei stationären Stellungen des Steckers erfolgt. Diese Stellungen sind umfangsseitig um einen Winkel von 90º zueinander beabstandet.
Nach der Einstellung des Austrittswinkels wird der Stecker so bewegt, daß der sich benachbart zu einer Endfläche des Steckers befindende Schwerpunkt der Lichtleitfaser mit der sich benachbart zu der Endfläche befindenden Drehachse zusammenfällt.
Als erster Schritt bei dieser planaren Umgestaltung muß die Stellung der Drehachse 105 bestimmt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß ein von der inkohärenten Quelle 162 erzeugter kollimierter Lichtstrahl auf die Lichtleitfaser gerichtet wird, wobei das Mikroskop 164 auf der gegenüberliegenden Seite der Lichtleitfaser auf die Faser ausgerichtet ist (siehe Fig. 1 und 18). Die seitliche Abbildung des Lichtleitfasermeßabschnittes bei Beleuchtung durch die inkohärente Lichtquelle wird auf einem Bildschirm 181 dargestellt. Nun wird der Abstand dx0 von einer Bezugsachse horizontal zu der Projektion dieses Bildes auf die X- Achse bestimmt (siehe Fig. 19). Anschließend wird der Drehtisch gedreht, um die Lichtleitfaser um 180º zu ihrer ersten Stellung zu versetzen. Während der Lichtstrahl auf die Lichtleitfaser gerichtet ist, wird der horizontale Abstand dx180 von der Bezugsachse zu der X-Projektion der Lichtleitfaserposition bestimmt. Die Summe der Abstände dx0 und dx180 von der Bezugsachse zu diesen zwei Punkten wird ermittelt und durch zwei dividiert. Als Ergebnis erhält man den Abstand von der Bezugsachse zu der Drehachse 105 des Drehtisches.
Die bei der Bestimmung der Drehachsenposition verwendeten Steckerstellungen müssen um 180º auseinanderliegen. Zur Bestimmung der Exzentrizität müssen die zwei Stellungen, bei denen der Schwerpunkt der Lichtleitfaser benachbart zu der Steckerendfläche bestimmt wird, um einen bekannten Winkel zueinander beabstandet sein. Bei der in Fig. 18 dargestellten, bevorzugten Ausführungsform beträgt dieser Winkel 90º. Dieser Winkel muß bekannt sein, so daß die Position des Lichtleitfaserschwerpunktes in einer ersten Stellung 162 eine Korrektur der Exzentrizität in einer Koordinatenrichtung, mämlich die X-Projektion der Exzentrizität in der ersten Stellung, und in einer zweiten Stellung 184 die Korrektur der Exzentrizität in einer zu der ersten Koordinatenrichtung senkrecht stehenden zweiten Koordinatenrichtung ermöglicht, nämlich die Y-Projektion der Exzentrizität in der zweiten Stellung, die orthogonal zu der ersten Stellung ist. Da diese beiden Stellungen um 90º zueinander versetzt sind, ist die X-Projektion in der zweiten Stellung gleich der Y-Projektion in der ersten Stellung (siehe Fig. 19). Als Folge dieser Bestimmung wird der Steckerträger im allgemeinen in mehreren, schrittweisen Näherungen in X- und Y-Richtung bewegt, so daß der Schwerpunkt des Meßabschnittes 100 der Lichtleitfaser benachbart zu der Endfläche des Steckers mit der Drehachse des Drehtisches zusammenfällt.
Es sei bemerkt, daß die Position des Schwerpunktes der Lichtleitfaser aus einem relativ schmalen Fenster 190 (siehe Fig. 20) in dem Lichtband bestimmt wird, welches, wie in Fig. 1 dargestellt ist, auf dem Bildschirm 181 erscheint. Durch das maschinelle Bildverarbeitungssystem wird das die interessierende Fläche bildende Fenster untersucht und der Schwerpunkt des Abschnittes oberhalb des visuellen Schwellenwertes berechnet. Dies ist der Bestimmung entlang einer Linie vorzuziehen, da sich aus der Berechnung einer Fläche der korrekte Schwerpunkt genauer ermitteln läßt. Der Schwerpunkt des Lichtbandabschnittes in dem oberhalb des visuellen Schwellenwertes gelegenen Teil des Fensters bestimmt die Position des Lichtleitfasermeßabschnittes.
Nun sind alle Umpositionierungen durchgeführt und das Schleifwerkzeug 37 wird so bewegt, daß der scheibenförmige Kopf mit dem konischen Endteil 50 des Steckers 44 in Eingriff tritt (siehe Fig. 21). Der Schleifkopf gestaltet den konischen Teil 50 des Steckers so um, daß ein kegelstumpfförmiges Endteil geschaffen wird, dessen Achse mit der Drehachse des Drehtisches zusammenfällt. Da die Achse des Lichtleitfasermeßabschnittes benachbart zu der Steckerendfläche parallel zu der Drehachse 105 ist, und da der Schwerpunkt des Lichtleitfasermeßabschnittes benachbart zu der Endfläche des Steckers mit der Drehachse zusammenfällt, fällt die Faserachse im großen und ganzen mit der Konusachse des umgestalteten Steckers zusammen. Dies führt zu einem relativ kleinen oder einem verschwindenden Austrittswinkel und trägt bei so geformten Steckern zu einer besseren Qualität und zu höheren Ausbeuten bei.
Es sei bemerkt, daß die oben beschriebenen Anordnungen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung dienen. Von Fachleuten können auch andere Anordnungen ersonnen werden, welche die Prinzipien der Erfindung verkörpern und in ihren Schutzbereich fallen.

Claims

1. Verfahren zur Gestaltung einer Ausrichtungsfläche eines Steckers (44), der einen durch ein Endteil (50) und eine Endfläche (57) des Steckers hindurchreichenden Kanal (52) aufweist und zum Abschluß eines Endteils (54) einer optischen Faser (45) vorgesehen ist, mit folgenden Verfahrensschritten:

der Stecker (44) wird in einem Träger (111, 120, 124, 134) eines Drehtisches (130) gehalten, so daß der Stecker um die Drehachse (105) des Drehtisches gedreht werden kann;

ein längliches Meßelement (100) mit einer Längsachse (106) wird in den Kanal (52) des Steckers (44) eingefügt, so daß ein vorstehendes Teil des Meßelements (100) bis jenseits der Endfläche (57) des Steckers (44) vorsteht;

ein Lichtstrahl wird auf den vorstehenden Teil des Meßelements (100) in Richtung quer zur Längsachse (106) des Meßelements (100) gerichtet;

die seitliche Versetzung zwischen der Drehachse (105) und der Achse (106) des vorstehenden Teils des Meßelements (100) wird durch Peilen der Stellung von Bildern des Meßelements (100) an einer Mehrzahl von Drehstellungen (182, 184) des Steckers (44) bestimmt;

der Träger (111, 120, 124, 134) wird so bewegt, daß die seitliche Versetzung verschwindet;

die Ausrichtfläche des Steckers (44) wird so umgestaltet, daß die Steckerachse (44) mit der Drehachse (105) in der Endfläche (57) des Steckers (44) zusammenfällt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei der vor der Bestimmung des seitlichen Versatzes zwischen der Drehachse und der Achse des vorstehenden Teils folgende Schritte durchgeführt werden:

die Winkelabweichung dieser Achsen (105, 106) wird bestimmt und der Träger (111, 120, 124) so geschwenkt oder gekippt, daß die Achse (106) des Meßelements (100) in dem Stecker parallel zur Drehachse (105) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabweichung der Achsen (105, 106) durch Peilen der Abweichung der Linie (174, 176) des reflektierten Lichts von einer vorbestimmten Ziellinie (172) bei zwei unterschiedlichen Drehstellungen des Steckers (44) vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisches Faserkabel (55) zum Abschluß durch den Stecker (44) vorgesehen ist und daß das Meßelement (100) eine optische Faser mit einem Querschnitt ist, der dem Querschnitt der durch den Stecker (44) abzuschließenden optischen Faser (45) ist und in dem Kanal (52) angeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Versatz dadurch bestimmt wird, daß ein kollimatiertes Strahlenbündel inkohärenten Lichts quer zu dem Meßelement (100) bei jeweils um 180º unterschiedlichen Stellen gerichtet wird und indem der Abstand eines Bezugspunkt entlang einer Koordinatenachse zu den jeweiligen beiden Stellen gemessen wird, wonach die Summe dieser Messungen durch zwei geteilt wird, und daß nachfolgend zur Bestimmung des seitlichen Versatzes Abstände entlang den Bezugskoordinatenachsen bei jeweils um 90º voneinander entfernten zwei Stellen bestimmt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Versatz an jeweiligen zwei Stellen bestimmt wird, an denen die Achsen (105, 106) die Endfläche (57) des Steckers (44) schneidet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtefläche eine Kegelstumpffläche des Endteils (50) des Steckers (44) darstellt und daß der Stecker so gestaltet ist, daß die Drehachse (84) der Ausrichtefläche zur Koinzidenz mit der Achse des Meßelements (100) benachbart der Endfläche (57) des Steckers (44) gebracht wird.

8. Vorrichtung zur Gestaltung einer Ausrichtefläche eines Steckers (44) der eine Hauptachse und einen durch ein Endteil (50) und eine Endfläche (57) des Steckers (44) hindurchreichenden Kanal (52) aufweist und zum Abschluß eines Endteils (54) einer optischen Faser (45) bestimmt ist, mit folgenden Vorrichtungsmerkmalen:

eine Trägereinrichtung (111, 120, 124, 134) ist zum Halten des Steckers (44) mit dessen Hauptachse entlang einer Trägerachse vorgesehen und kann quer zu der Trägerachse verschoben werden;

eine Drehtischeinrichtung (130) ist zur Drehung der Trägereinrichtung um eine Drehachse (105) vorgesehen und

eine Einrichtung (37) dient zur Gestaltung der Ausrichtefläche am Endteil (50) des Steckers (44), um die Koinzidenz der Steckerachse (84) mit der Drehachse (105) zu bestimmen, mit folgenden Gerätemerkmalen:

eine (erste) Lichtquelle (162) und eine Projektionseinrichtung eines Lichtstrahles auf ein vorstehendes Teil eines Meßelements (100), welches jenseits der Endfläche (57) des Steckers (44) in Richtung quer zur Längsachse (106) des Meßelements (100) vorsteht;

eine Bildbildungseinrichtung (164) zur Bildung eines Bildes des vorstehenden Teils des Meßelementes (100), welches benachbart der Endfläche (57) des Steckers (44) angeordnet ist;

ein Bildverarbeitungssystem (160), welches auf das Bild anspricht, wenn sich der Stecker (44) in einer ersten Drehstellung (182) befindet, und wenn er in einer zweiten Drehstellung (184) steht, und welches eine Anzeige des seitlichen Versatzes des vorstehenden Endes liefert;

eine Antriebseinrichtung (140) zur Verschiebung der Trägereinrichtung (111, 120, 124, 134), so daß die Trägerachse benachbart der Endfläche (57) des Steckers (44) keinen seitlichen Versatz zur Drehachse (105) des Drehtisches (130) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinrichtung (111, 120, 124, 134) auch zur Schwenkung durch eine Winkeleinstelleinrichtung (140) ausgebildet ist, die vor der Bestimmung des seitlichen Versatzes wirksam gemacht wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Lichtquelle (166) und eine Einrichtung zur Richtung eines kollimatierten Strahlenbündels kohärenten Lichts auf das Meßelement (100) in Querrichtung zur Längsachse (106) des Meßelements sowie eine Schirmeinrichtung (170) vorgesehen sind, welche eine Ziellinie (172) zum Auffangen von reflektiertem Licht von dem Meßelement (100) aufweist, welches auf der Schirmeinrichtung (170) als eine Lichtlinie (174, 176) dargestellt wird, die sich quer zu der Schirmeinrichtung (170) bewegt, wenn sich der Drehtisch (130) dreht, und daß die Winkeleinstelleinrichtung (140) zur Schwenkung oder Kippung der Trägereinrichtung wirksam ist, so daß die Lichtlinie (174, 176) sich zu der Ziellinie (172) hin bewegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb und die Winkeleinstelleinrichtung als Stelleinrichtung (140) ausgebildet ist, die eine Einrichtung (136, 138) zur Schwenkung des Trägers (111, 120, 124) in zwei unterschiedlichen Winkelstellungen und eine Einrichtung (151, 153, 157) zur Verschiebung des Trägers (111, 120, 124, 134) in zwei unterschiedlichen translatorischen Richtungen aufweist.