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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Verbinderferrule, beispielsweise zum Abschließen eines Mehrfaserkabels,
und eine Befestigungsvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens sowie ein
in solcher Weise hergestelltes faseroptisches Bandkabel.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei
faseroptischen Übertragungssystemen werden
Signale entlang optischer Fasern durch (Licht-) Wellen mit optischer
Frequenz, die von solchen Quellen wie LEDs, Lasern und dergleichen
erzeugt werden, übertragen.
Optische Fasern werden typischerweise aus Glasmaterialien hergestellt,
und mit der Entwicklung faseroptischer Leitungen wurde es notwendig,
Verbindungseinrichtungen zur Verfügung zu stellen, welche eine
optische Faser mit einer anderen koppeln können, und zwar in einer Lagebeziehung
mit lediglich den Enden aneinander.
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Eine
herkömmliche
Prozedur zur Herstellung einer Verbindung zwischen den Enden optischer
Fasern besteht darin, zuerst einen Schutzmantel von einem gegebenen
Faserstück
am Ende der zu verbindenden Faser zu entfernen. Nachdem der Mantel entfernt
ist, ist eine Schutzhülle
mit 250 μm
(Außendurchmesser)
freigelegt, welche dann abgestreift werden kann, um eine Faser mit
125 μm (Außendurchmesser)
freizulegen. Die Faser wird dann durch einen in einer Ferrule vorgesehenen
Kanal durchgefädelt,
wo sie an ihrem Platz mit Hilfe eines Klebstoffs und/oder durch
Crimpen befestigt wird. Die Faser wird derart eingefügt, dass
sie sich deutlich über
die Frontfläche
der Ferrule hinaus erstreckt. Das frei liegende Fasermaterial wird
dann abgespalten und poliert. Etwaig verbliebener Klebstoff wird
entfernt. Die Ferrulen werden dann in eine Verbinderanordnung eingebaut,
welche dafür
vorgesehen ist, die optischen Fasern mit ihren optischen Achsen
in einer Ausrichtung zur Verbindung mit den Fasern eines Gegenverbinders
oder einer anderen geeigneten Verbindungseinrichtung zu positionieren.
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Ein
faseroptisches Bandkabel hat zunehmend an Beliebtheit gewonnen,
um mehrere Kanäle in
einer einzigen Kabelstruktur bereitzustellen. Ein optisches Bandkabel ähnelt jedem
anderen allgemein bekannten elektrischen Bandkabel insoweit, als eine
Mehrzahl von allgemein parallelen optischen Fasern oder Kanälen in einer
Reihe oder einer allgemein koplanaren Lagebeziehung angeordnet ist.
Das Abschließen
der optischen Fasern eines faseroptischen Bandkabels erfolgt im
Allgemeinen analog der zuvor beschriebenen Prozedur. Generell wird
der einheitliche Schutzmantel, welcher die Reihe von Fasern umgibt,
entfernt, sodass die mit der Schutzhülle versehenen Fasern freiliegen,
welche dann abgestreift werden, und die ungeschützten Fasern stehen in einer
Reihe von dem flachen Kabel vor. Typischerweise müssen diese
einzelnen Fasern in jeweilige einzelne Löcher oder Kanäle in einer
vorfabrizierten Verbinderferrule eingefügt werden (siehe WO-A-97/222
027 = EP-A-0 810 456). Die Kanäle richten
die Fasern in einem vorgegebenen Abstand zum Koppeln mit den Enden
der in einer komplementären
Verbinderferrule oder einer anderen Verbindungseinrichtung vorgesehenen
Fasern aus.
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Bei
diesem Anschlussprozess der einzelnen Fasern eines Mehrfaserkabels
ergibt sich eine Reihe von Problemen. Zunächst kann es wegen des sehr dünnen Abmaßes und
der extrem zerbrechlichen Beschaffenheit der Fasern langwierig sein,
eine Faser in ein einziges Ausrichtungsloch oder einen Kanal einzufügen. Das
Einfügen
einer Mehrzahl solcher Fasern eines einzigen Kabels in eine Mehrzahl
von Kanälen
kann extrem schwierig sein. Wenn eine einzige Faser des Kabels bricht,
müssen
das freigelegte Kabelende und die Ferrule entweder verworfen werden und/oder
neu bearbeitet werden. Da diese Prozesse typischerweise von Hand
ausgeführt
werden, können sie
ziemlich ineffizient sein und zu unnötigen Kosten führen.
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Um
eine exakte winkelmäßige Ausrichtung der
optischen Fasern an einer planaren optischen Grenzfläche bereitzustellen,
wird eine galvanoplastisch hergestellte Scheibe neben dieser planaren
Fläche
eines Ferrulenkörpers
angeordnet (siehe US-A 5 028 112). Hierbei müssen die optischen Fasern durch ein
Paar ausgerichteter Präzisionslöcher hindurch eingefügt werden,
was extrem schwierig ist.
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Gemäß dem Stand
der Technik führt
das Platzieren einzelner Fasern eines Mehrfaserkabels in einzelnen
Löchern
oder Kanälen
in einer Verbinderferrule zu einem hohen Prozentsatz an Ausschuss. Die
Ferrulen müssen
Loch für
Loch inspiziert werden. Abgesehen davon, dass Fasern brechen, ist
es möglich,
dass die Löcher
selbst zu groß oder
zu klein oder nicht kreisförmig
sind. Verbinderferrulen weisen Körper
auf, die kristallin aufgebaut sind, typischerweise aus keramischem
Material. Sie können
jedoch auch aus Kunststoff oder ähnlichem
Material geformt sein. Für
Ferrulen mit mehreren Kanälen
müssen
die Faseraufnahmelöcher
oder -kanäle
exakt ausgebildet werden, um eine richtige Form oder Ausrichtung
und einen richtigen Abstand zwischen den Fasern aufrechtzuerhalten,
um Toleranzprobleme zu vermeiden, welche bei der Paarung Übertragungsverluste bewirken.
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Die
vorstehenden Ausrichtungs-/Toleranzprobleme gestalten sich noch
komplizierter in Verbinderanordnungen, bei denen ein Paar von zusammenzufügenden Verbinderferrulen selbst
mit Hilfe zweier Ausrichtungsstifte in einem gepaarten Zustand angeordnet
wird (siehe US-A 5 028 112). Bei diesen Ausrichtungsstiften erstreckt
sich typischerweise ein Ende jedes Stiftes in einen Kanal der Verbinderferrule
hinein, und das entgegengesetzte Ende des Stiftes wird in einen
Kanal in der zu paarenden Verbinderferrule eingefügt, wobei
zur Ausrichtung das Einfügungsende
an dem Stift abgeschrägt
ist. Die Probleme mit der Aufrechterhaltung präziser Toleranzen bei den Ausrichtungsstiften
und ihren Kanälen
müssen
zu den Toleranzproblemen bei der Aufrechterhaltung präziser Abstände und
einer präzisen Ausrichtung
der einzelnen Löcher
für die
optischen Fasern des faseroptischen Kabels hinzugezählt werden.
Es ist zu verstehen, warum es eine so große Menge an Ausschuss bei der
Herstellung von Verbinderferrulen gemäß dem Stand der Technik gibt.
Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, die Probleme
bei der Herstellung einer Mehrfaserferrule zu lösen.
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Aus
der
EP 0 707 225 A1 ist
es bereits bekannt, einen Faserschlitz in der Verbinderferrule bereitzustellen,
und zwar zum Anordnen der Mehrzahl von optischen Fasern des Bandkabels
in etwa in der Mitte der Dickendimension. Zu diesem Zweck werden
die optischen Fasern freigelegt, indem die Ummantelungsabschnitte
an den fernen Enden derselben entfernt werden, und sie werden mit
Hilfe eines Verbindungsmittels fixiert. Es ist keine andere Einfüllöffnung als
der Faserschlitz vorgesehen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein neues und verbessertes
Verfahren zur Herstellung einer Verbinderferrule an einem optischen Mehrfaserkabel
zur Verfügung
zu stellen, welches eine Mehrzahl von im Wesentlichen parallelen
optischen Fasern umfasst, beispielsweise ein faseroptisches Bandkabel,
bei dem die Fasern in einer Reihe oder in koplanarer Lagebeziehung
vorgesehen sind, wobei das Problem des Einfügens der Fasern in die Mehrzahl
von Kanälen
vermieden wird, während
zugleich eine präzise
Ausrichtung und Beabstandung zwischen den optischen Fasern aufrechterhalten wird.
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Die
Erfindung ist in den unabhängigen
Ansprüchen
für ein
Verfahren, eine Vorrichtung sowie für ein Produkt definiert.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte, den Ferrulenkörpers mit
einem Faserkanal bereitzustellen, der einen länglichen Querschnitt aufweist,
um die Reihe optischer Fasern aufzunehmen. Der Schutzmantel wird
an einem Endabschnitt des faseroptischen Bandkabels entfernt, um
die Reihe optischer Fasern an dem Endabschnitt freizulegen. Das
Kabel wird in dem Ferrulenkörper
angeordnet, wobei die freiliegende Reihe aus optischen Fasern in
dem Faserkanal positioniert wird und wobei die fernen Enden der
freiliegenden Fasern von dem Ferrulenkörper nach außen vorstehen.
Der Ferrulenkörper
wird in einer Befestigungsvorrichtung platziert. Die freiliegenden
fernen Enden der Reihe von optischen Fasern werden auf der Befestigungsvorrichtung
positioniert, um die Fasern in dem Faserkanal exakt in Bezug aufeinander
und in Bezug auf den Ferrulenkörper
auszurichten. Ein Füllklebstoff
wird in den Faserkanal um die freiliegenden Fasern herum eingebracht,
um die Fasern in dem Faserkanal zu fixieren, während die Fasern durch die
Befestigungsvorrichtung in ihrer exakten Ausrichtung gehalten werden.
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Das
Kabel kann vor dem Platzieren des Ferrulenkörpers in der Befestigungsvorrichtung
in dem Ferrulenkörper
angeordnet werden. Alternativ kann das Kabel in dem Ferrulenkörper angeordnet
werden, nachdem der Ferrulenkörper
in der Befestigungsvorrichtung platziert ist.
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Das
Verfahren schlägt
außerdem
den Schritt vor, in dem Ferrulenkörper einen Stiftkanal im Abstand
zu dem Faserkanal vorzusehen, und zwar zur Aufnahme eines Ausrichtungsstifts,
der von dem Körper
vorsteht, um den Ferrulenkörper
mit einer entsprechenden komplementären Verbindungseinrichtung
auszurichten. Eine Ausrichtungsbuchse wird in den Stiftkanal eingefügt, und
zwar zur Aufnahme des Ausrichtungsstifts. Der Stiftkanal ist größer als
die Ausrichtungsbuchse, und ein Füllklebstoff wird zwischen der
Buchse und der Innenseite des Stiftkanals eingebracht. Die Ausrichtungsbuchse
wird vor dem Einbringen des Füllklebstoffs
mittels der Befestigungsvorrichtung präzise in dem Stiftkanal positioniert.
Wie vorliegend offenbart wird, ist im Abstand zu jedem Ende des
länglichen
Faserkanals einer der Stiftkanäle
und eine der Ausrichtungsbuchsen angeordnet.
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Anhand
des Vorstehenden ist zu verstehen, dass die Befestigungsvorrichtung,
die mit der höchsten
Präzision
hergestellt werden kann, die optischen Fasern wirksam in Bezug aufeinander
und in Bezug auf die Ausrichtungsbuchse(n) ausrichtet: Die Ferrule
mit ihrem verbreiterten Faserkanal und ihren verbreiterten Stiftkanälen bietet
ihrerseits kein Mittel zum Herstellen einer Ausrichtung der Fasern
und der Ausrichtungsstifte mehr, wodurch viele der Toleranz- und
Herstellungsprobleme des Standes der Technik vollständig entfallen.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der
folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, die in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung, welche als neuartig erachtet
werden, sind eingehend in den anhängenden Ansprüchen ausgeführt. Die
Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten
unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung verstanden werden,
die in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen gegeben wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche
Elemente in den Figuren bezeichnen und wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Verbinderferrule entsprechend dem
Stand der Technik von vorn ist;
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2 ein
allgemein entlang der Linie 2-2 aus 1 genommener
vertikaler Schnitt ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Verbinderferrule gemäß dem Stand der Technik ist,
die gerade unter Verwendung eines Paares von Ausrichtungsstiften
an einer zu paarenden Ferrule angeschlossen werden soll;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer die Konzepte der Erfindung verkörpernden
Verbinderferrule von vorn darstellt;
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5 einen
allgemein entlang der Linie 5-5 aus 4 genommenen,
fragmentarischen, horizontalen Schnitt darstellt, der aber nur den
Ferrulenkörper
und eine der Buchsen zeigt;
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6 einen
allgemein entlang der Linie 6-6 aus 4 genommenen
vertikalen Schnitt darstellt, der aber nur das Ferrulengehäuse zeigt;
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7 einen
Aufriss des Ferrulengehäuses von
vorn darstellt;
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8 einen
Aufriss des Ferrulengehäuses von
hinten darstellt;
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9 eine
Draufsicht einer Vorrichtung zum Abschließen der Fasern eines faseroptischen
Bandkabels in der Verbinderferrule aus 4 ist, wobei sich
die Vorrichtung im offenen Zustand befindet, um das Kabel und den
Ferrulenkörper
aufzunehmen;
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10 eine
Draufsicht der Vorrichtung im geschlossenen Zustand ist, wobei eine
Ferrule und ein Kabel in dieser angeordnet sind;
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11 einen
Aufriss des Faserausrichtungsblocks der Vorrichtung vom Ende darstellt;
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12 einen
fragmentarischen Endaufriss der Ausrichtungsnuten in dem Faserausrichtungsblock
in vergrößertem Maßstab darstellt;
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13 einen
allgemein entlang der Linie 13-13 aus 11 genommenen
vertikalen Schnitt darstellt;
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14 einen
allgemein entlang der Linie 14-14 aus 11 genommenen
vertikalen Schnitt darstellt; und
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15 ein
vergrößerter,
fragmentarischer Endaufriss der vollständig hergestellten Verbinderferrule
ist, welcher eine der Ausrichtungsbuchsen und einen Teil der exakt
ausgerichteten optischen Fasern, die von einem Füllklebstoff umschlossen sind, zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Nehmen
wir detaillierter auf die Zeichnungen Bezug, so zeigen die 1–3 eine
Verbinderferrule entsprechend den Konzepten des Standes der Technik,
und die 4–15 zeigen
eine Verbinderferrule, die entsprechend den erfindungsgemäßen Konzepten
hergestellt ist. Wie zuvor im "Hintergrund" erklärt worden
ist, wird die Ferrule, nachdem ein faseroptisches Kabel in der Ferrule
abgeschlossen worden ist, dann in eine faseroptische Gesamtverbinderanordnung
eingebaut.
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Bevor
wir mit der Beschreibung des Standes der Technik sowie der Erfindung
fortfahren, sei erklärt,
dass die Verbinderferrulen zum Abschließen eines generell mit 20 bezeichneten
faseroptischen Bandkabels ausgelegt sind, welches eine Mehrzahl von
diskreten, im Wesentlichen parallelen optischen Fasern 22 umfasst,
die in einer Reihe oder einer im Wesentlichen koplanaren Lagebeziehung
zueinander angeordnet sind. Es sollte jedoch verstanden werden,
dass viele Konzepte der Erfindung gleichfalls auf jedes Mehrfaserkabel,
das eine Mehrzahl diskreter Fasern umfasst, welche ausgerichtet
und in richtigem Abstand zueinander angeordnet werden müssen, anwendbar
sind.
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Wenden
wir uns zunächst
den 1–3 zu,
so ist hier eine generell mit 24 bezeichnete Verbinderferrule
entsprechend dem Stand der Technik gezeigt. Die Ferrule umfasst
einen Ferrulenkörper 26 mit
einer vorderen ebenen Zusammenfügungsfläche 28.
Wie in 2 zu sehen ist, erstreckt sich eine Mehrzahl von
Faserkanälen 30 durch
den Körper 26 hindurch
und in eine vordere Zusammenfügungsfläche 28 hinein.
Wie in 1 zu sehen ist, sind die Faserkanäle 30 in
einer Linie oder Reihe entsprechend der koplanaren Lagebeziehung
der in einer Reihe vorgesehenen optischen Fasern 22 eines
Bandkabels 20 angeordnet. Ein flexibler Kabelschuh 31 umschließt das Kabel 20 an
der hinteren Seite des Ferrulenkörpers 26,
um eine Zugentlastung für
das Kabel bereitzustellen. Der Kabelschuh ist in einer Öffnung 31a an
der hinteren Seite des Körpers
befestigt, beispielsweise mittels Epoxidharz.
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Die
Verbinderferrule 24 gemäß dem Stand der
Technik ist dafür
ausgelegt, mit einer komplementären
Ferrule oder einer ähnlichen
Verbindungseinrichtung, die in 3 allgemein
mit 32 bezeichnet ist, gepaart zu werden. Die Verbindungseinrichtung ähnelt der
Ferrule 24 insoweit, als sie eine vordere ebene Zusammenfügungsfläche 34 und
eine Reihe von Faserkanälen 36 zur
Aufnahme der einzelnen Fasern eines zweiten faseroptischen Bandkabels 20A aufweist.
Wie im Fachgebiet bekannt ist, werden die Ferrule 24 und
die Verbindungseinrichtung 32 gepaart, indem ein Paar Ausrichtungsstifte 38 verwendet
werden, welche in die Ausrichtungskanäle 40 (1)
der Ferrule 24 und in die Ausrichtungskanäle 42 (3) in
der Verbindungseinrichtung 32 eingefügt werden. Die Ausrichtungsstifte 38 richten
effektiv die Faserkanäle 30 (1)
der Ferrule 24 (1) mit den Faserkanälen 36 (3)
der Verbindungseinrichtung 32 aus und richten dementsprechend
die optischen Fasern des Kabels 20 mit den optischen Fasern
des Kabels 20A aus.
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Bei
der Herstellung der Verbinderferrule 24 gemäß den Konzepten
des Standes der Technik sollte beachtet werden, dass der Ferrulenkörper 26 in seiner
Oberseite eine Öffnung 44 aufweist,
welche mit dem Innenraum des Körpers
in Verbindung steht. Nehmen wir als nächstes auf 2 Bezug,
so ist zu sehen, dass an dem Bandkabel 20 ein vorderer
Endabschnitt des Schutzmantels 46 desselben entfernt ist,
um die Reihe von optischen Fasern 22 freizulegen. Während der
Herstellung wird das Kabel in den Ferrulenkörper 20 in Richtung
des Pfeils "A" (2) eingefügt. Während des
Einfügungsvorgangs
muss jede einzelne optische Faser 22 in ihren jeweiligen einzelnen
Faserkanal 30 eingefügt
werden. Alle Fasern werden gleichzeitig in die Kanäle eingefügt. Obgleich
nicht gezeigt, werden sich die Fasern typischerweise über die
vordere Zusammenfügungsfläche 28 des
Ferrulenkörpers
hinaus erstrecken. Nachdem alle freiliegenden Fasern in ihre jeweiligen
Faserkanäle 30 eingefügt sind,
wird ein zuvor gemischtes Epoxidharz 48 (2)
in die obere Öffnung 44 gegossen,
um das Kabel, die Fasern und den Kabelschuh in dem Ferrulenkörper zu
befestigen. Nachdem das Epoxidharz aushärten konnte, werden die Faserenden
an der vorderen Zusammenfügungsfläche des
Ferrulenkörpers
abgespalten, und die Faserenden werden poliert, wie es im Fachgebiet
bekannt ist.
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Ohne
dass alle Probleme wiederholt werden, die bereits im "Hintergrund" erläutert worden
sind, ist leicht zu verstehen, wie schwierig es ist, die freiliegenden
Fasern 20 in ihre einzelnen Faserkanäle 30 einzufügen. Außerdem werden
anhand dieser Beschreibung der Ferrule gemäß dem Stand der Technik aus
den 1–3 die
Toleranzprobleme beim Aufrechterhalten eines richtigen Abstands
und einer richtigen Ausrichtung der Faserkanäle 30 sowie die Toleranzprobleme
bezüglich
des richtigen Abstands und der richtigen Ausrichtung mit den Stiftkanälen 40 nun
voll verständlich.
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Die 4–8 zeigen
eine Verbinderferrule 50, welche die Konzepte der vorliegenden
Erfindung verkörpert.
Wiederum ist die Ferrule zum Abschließen eines faseroptischen Bandkabels 20 aufgebaut,
welches eine Mehrzahl von im Wesentlichen parallelen optischen Fasern 22 in
einer Reihe oder einer koplanaren Lagebeziehung zueinander umfasst. Es
wird jedoch zu erkennen sein, dass viele Konzepte der Erfindung
gleichermaßen
auf andere Konfigurationen von Mehrfaserkabeln anwendbar sind.
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Spezieller
umfasst die Verbinderferrule 50 einen Ferrulenkörper 52 mit
einem Faserkanal 54, welcher im Querschnitt länglich ist,
um die gesamte Reihe von optischen Fasern 22 aufzunehmen.
Anders ausgedrückt
ist der längliche
Kanal 54 zur Aufnahme aller Fasern des Kabels in sich vorgesehen.
Dies stellt einen Gegensatz zum Stand der Technik dar, gemäß welchem
ein einzelner Kanal für
eine jeweilige Faser des Kabels erforderlich ist. Der Verbinderkörper 52 weist
ebenfalls eine vordere ebene Zusammenfügungsfläche 56, eine Öffnung 58 in
der Oberseite sowie ein Paar Kanäle 60 im
Abstand zu den entgegengesetzten Enden des länglichen Faserkanals 54 auf.
Die Kanäle 60 können als "Stiftkanäle" bezeichnet werden,
obwohl die Kanäle
nicht direkt Ausrichtungsstifte 38 (3) aufnehmen,
wie gemäß dem Stand
der Technik, wie später
detaillierter beschrieben wird.
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Erfindungsgemäß wird in
die Öffnung 58 Epoxidharz
eingefügt
oder eingegossen, um die Reihe aus optischen Fasern 22 in
dem länglichen
Kanal 54 zu umschließen.
Daher wird das Epoxidharz nachfolgend als ein "Füllklebstoff" bezeichnet.
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Die 9 und 10 zeigen
eine generell mit 62 bezeichnete Befestigungsvorrichtung,
die genutzt wird, um den Ferrulenkörper 52 zu halten
und um die Fasern 22 präzise
in dem länglichen
Faserkanal 54 des Körpers
auszurichten. Die Befestigungsvorrichtung ist in 9 in
einem offenen oder Einfügungszustand
und in 10 in einem geschlossenen oder
Montagezustand gezeigt.
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Spezieller
umfasst die Befestigungsvorrichtung 62 eine im Wesentlichen
rechteckige Basis oder einen Montageblock 64, durch welchen
hindurch eine Stange oder ein Schaft 66 mit Außengewinde
in einem mit Innengewinde versehenen Bohrloch (in den Zeichnungen
nicht sichtbar) läuft.
Ein Knopf 68 zum manuellen Drehen ist an dem äußeren fernen
Ende des Schafts 66 befestigt. Wie am besten in 9 zu sehen
ist, ist ein Kanal 70 vorgesehen, um das Bandkabel 20 aufzunehmen,
und eine Aufnahme 72 ist vorgesehen, um den Ferrulenkörper 52 aufzunehmen.
Der Kanal 70 weist eine größere horizontale Breite und
eine kleinere vertikale Tiefe zur Aufnahme des flachen Bandkabels
auf. Eine Kabelklemme in Form einer Abdeckung 74 kann an
einem Schwenkbolzen 76 auf eine Seite der Basis 64 geschwenkt werden.
Die Kabelklemme kann durch Schwenken aus einer in 9 gezeigten
offenen Stellung in eine in 10 gezeigte
geschlossene Stellung bewegt werden. In ihrer offenen Stellung ragt
die Kabelklemme in einem Winkel zu der Basis 64 nach oben
und legt den Kanal 70 frei. In ihrer geschlossenen Stellung
hält die
Kabelklemme das Bandkabel in dem Kanal 70. Die meisten
Bestandteile der Befestigungsvorrichtung 62 können aus
Metallmaterial hergestellt sein, und ein Paar Magnete 78 (9)
können verwendet
werden, um die Kabelklemme 74 in ihrer geschlossenen, klemmenden
Stellung zu halten.
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Eine
Ferrulenklemme 79 hält
eine Ferrule in der Aufnahme 72. Wie die Kabelklemme 74 kann
die Ferrulenklemme 79 relativ zu der Basis 64 geschwenkt
werden, wie bei 79a, und zwar zwischen einer offenen Stellung,
welche die Aufnahme freilegt, und einer geschlossenen Stellung,
bei welcher die Ferrule in der Aufnahme gehalten wird.
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Ein
generell mit 80 bezeichneter bewegbarer Schlitten kann
in Richtung des Pfeils "B" (9)
an einem dem Kabelaufnahmekanal 70 und der Kabelklemme 74 entgegengesetzten
Ende der Basis 64 hin und her bewegt werden. Der Schlitten 80 kann
mittels einer Reihe von Mechanismen bewegbar auf der Basis 64 gelagert
sein. Ein einfacher Mechanismus besteht darin, einen Schaft 66 zu
nutzen, der durch die Basis 64 hindurch verläuft, und
ein fernes Ende des Schafts mit dem Schlitten zu verbinden, wobei
die Drehung des Schafts in einem Gewinde bewirkt, dass sich der
Schaft bewegt und der Schlitten mit diesem bewegt wird.
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Der
bewegbare Schlitten 80 der Befestigungsvorrichtung 62 umfasst
einen generell mit 82 bezeichneten festen Ausrichtungsblock
und eine durch Schwenken bewegbare Faserklemme 84. Wie die
Kabelklemme 74 kann die Faserklemme 84 auf einem
Schwenkbolzen 86 zu einer Seite der Basis 64 hin
geschwenkt werden. Die Faserklemme 84 weist eine Zunge 87 auf,
die in einer Richtung zu der Aufnahme 72 hin vorsteht.
Die Faserklemme kann aus einer in 9 gezeigten
offenen, nach oben angewinkelten Stellung in eine in 10 gezeigte
geschlossene Stellung geschwenkt werden. Wie später zu sehen sein wird, ist
die Faserklemme 84 wirksam, um die Fasern des Bandkabels
in ihrer Position auf dem Faserausrichtungsblock 82 zu
halten. Die Fasern können
einfach durch das Gewicht der Faserklemme 84 gehalten werden,
oder es können
geeignete Magnete (wie die Magnete 78) verwendet werden,
um die Faserklemme unten, über
den Fasern, zu halten. Ein Paar Ausrichtezapfen 88 sind
in 9 gezeigt, welche von dem Faserausrichtungsblock 82 zu
der Aufnahme 72 hin vorstehen, welche einen der Ferrulenkörper 52 aufnimmt.
Die Ausrichtezapfen können
in die in dem Ferrulenkörper
vorgesehenen Kanäle 60 eingefügt werden,
wie später
beschrieben werden soll.
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Die 11–14 zeigen
den von der Befestigungsvorrichtung 62 abgenommenen Faserausrichtungsblock 82,
um die Darstellung zu vereinfachen. Spezieller stellt der Faserausrichtungsblock eine
massive Komponente dar, in dessen Oberseite eine abgeschrägte Mulde 90 ausgebildet
ist. Wie am besten in den 11 und 12 zu
sehen ist, sind die Seitenwände
der Mulde 90 in nach unten zusammenlaufender Weise abgeschrägt, zu einer
Bodenwand hin, welche eine Mehrzahl von generell parallelen Nuten 92 aufweist.
Die Nuten sind in 12 vergrößert, um zu zeigen, dass sie
einen halbzylinderförmigen
Querschnitt aufweisen. Es sollte verstanden werden, dass die Nuten
auch einen dreieckigen oder anderweitig polygonalen Querschnitt
aufweisen können.
In jedem Fall sind die Nuten derart beabstandet, dass sie die Fasern 22 präzise in
dem länglichen
Faserkanal 54 des Ferrulenkörpers ausrichten, wie später detaillierter
beschrieben werden soll. Der Faserausrichtungsblock 82 kann
als eine mit hoher Präzision
gearbeitete Metallkomponente oder als eine mit hoher Präzision gearbeitete
kristalline Komponente hergestellt werden. In jedem Fall können die Nuten 92 mit
sehr hoher Genauigkeit und Präzision
in einer zueinander ausgerichteten Lagebeziehung und im Abstand
zueinander ausgebildet werden.
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Weiterhin
auf die 11–13 Bezug
nehmend, weist der Faserausrichtungsblock 82 außerdem ein
Paar exakt positionierte Löcher 94 auf,
welche die Ausrichtezapfen 88 aufnehmen, wie sie zuvor in
Verbindung mit 9 beschrieben worden sind. Die
Löcher 94 können wiederum
mit sehr hoher Genauigkeit und Präzision in dem Ausrichtungsblock 82 ausgebildet
werden.
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Nach
der vorstehenden detaillierten Beschreibung des Aufbaus der Verbinderferrule 50 und der
Befestigungsvorrichtung 62 einschließlich des Faserausrichtungsblocks 82 soll
nun das Verfahren zur Herstellung der Verbinderferrule beschrieben werden.
Bevor wir jedoch mit dem Verfahren im Einzelnen fortfahren, sei
kurz auf 15 Bezug genommen, um die Größenbeziehung
zwischen den optischen Fasern 22 und dem in dem Ferrulenkörper 52 vorgesehenen
länglichen
Faserkanal 54 zu veranschaulichen. Wie gemäß dem Stand
der Technik wird das Bandkabel 20 vorbereitet, indem der
Schutzmantel von einem Endabschnitt des Kabels entfernt wird, um
die Reihe der optischen Fasern an dem Endabschnitt freizulegen.
Vor dem Anordnen des Kabels in der Befestigungsvorrichtung werden
ein Paar zylindrische Buchsen 100 (15) teleskopartig
auf die Ausrichtezapfen 88 geschoben. Das Kabel wird dann
in dem Kanal 70 der Befestigungsvorrichtung 62 platziert,
wobei sich die Kabelklemme 74 in der in 9 gezeigten
offenen Stellung befindet. Einer der Ferrulenkörper 52 wird in der
Aufnahme 72 der Vorrichtung angeordnet. Danach wird das
Kabel in dem Kanal 70 nach vorn geschoben, in das rückwärtige Ende
des Ferrulenkörpers
hinein, bis die Fasern 22 durch den in dem Ferrulenkörper vorgesehenen
verbreiterten, länglichen
Faserkanal 54 hindurch vorstehen. Alternativ können das
Kabel und die Fasern in den Ferrulenkörper eingefügt werden und das Kabel sowie
der Körper
einfach als Teilanordnung von oben in die Befestigungsvorrichtung
eingefügt
werden, wodurch das Kabel in dem Kanal 70 und der Ferrulenkörper in
der Aufnahme 72 positioniert wird. In jedem Fall wird danach
die Kabelklemme 74 aus ihrer offenen Stellung (9)
in ihre geschlossene Stellung (10) geschwenkt,
wobei Magnete 78 die Kabelklemme unten, auf dem Kabel,
halten.
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Wenn
das Kabel und der Ferrulenkörper
wie zuvor beschrieben richtig in der Befestigungsvorrichtung 62 positioniert
sind, wird dann der Knopf 68 am Ende des mit Außengewinde
versehenen Schafts 66 gedreht, um den Schlitten 80 in
Richtung des Pfeils "C" (10)
vorzuschieben. Während
dieser Bewegung werden die fernen Enden der Ausrichtezapfen 88 (9)
zuerst in die Kanäle 60 (4)
in dem Ferrulenkörper
eintreten. Die Buchsen 100 werden sich zusammen mit den
Ausrichtezapfen in die Kanäle 60 schieben.
Eine weitere Bewegung des Schlittens bewirkt, dass sich der Faserausrichtungsblock 82 unter
die fernen Enden der freiliegenden optischen Fasern schiebt, welche
vollständig
durch den verbreiterten, länglichen
Faserkanal 54 des Körpers hindurch
geschoben worden sind, über
die Frontfläche 56 des
Körpers
hinaus. Wenn der Schlitten und der Ausrichtungsblock 82 vollständig in
die in 10 gezeigte "Montagestellung" geschoben sind, liegen alle Fasern
direkt über
den in dem Faserausrichtungsblock vorgesehenen Nuten 92 (12).
Eine geringfügige
manuelle Manipulation ist möglicherweise
notwendig, um sicherzustellen, dass sich in jeder Nut eine Faser
befindet. Die Faserklemme 84 wird dann aus ihrer offenen
Stellung (9) in ihre geschlossene Stellung
(10) geschwenkt. Während des Schließens der
Faserklemme tritt die vorstehende Zunge 87 in die Mulde 90 des
Faserausrichtungsblocks 82 ein und hält die Fasern in den Präzisionsnuten 92.
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Wenn
das Kabel und der Ferrulenkörper
nun in der Befestigungsvorrichtung 62 montiert sind und wenn
die Fasern des Kabels durch die in dem Ausrichtungsblock 82 vorgesehenen
Nuten exakt ausgerichtet sind, wird dann ein Füllklebstoff in die in der Oberseite
des Ferrulenkörpers
vorgesehene Öffnung 58 eingefüllt, bis
der Klebstoff den Hohlraum im Wesentlichen ausfüllt. Der längliche Faserkanal 54 wird den
Klebstoff auch an den Seiten der Buchsen 100 aufnehmen,
um diese an ihrem Platz festzuhalten. 15 zeigt,
dass der Füllklebstoff 98 alle
einzelnen Fasern in dem verbreiterten Kanal umschließt und auch
um die in den Kanälen 60 angeordneten
Buchsen 100 herum vorgesehen ist. Danach lässt man den
Füllklebstoff
aushärten.
Alternativ kann danach die gesamte Befestigungsvorrichtung einschließlich des
positionierten Kabels und Ferrulenkörpers zusammen mit dem eingebrachten
Füllklebstoff
in einem Ofen platziert werden, um den Füllklebstoff nötigenfalls
mittels Wärme
auszuhärten.
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Nachdem
der Klebstoff ausgehärtet
ist, bewegen sich die Ausrichtezapfen 88 aus den präzise positionierten
Buchsen heraus, wenn der Schlitten 80 zurück, weg
von der ausgehärteten
Verbinderferrule, bewegt wird. Um diesen Vorgang zu erleichtern,
werden die Zapfen 88 vor dem Einbringen des Füllklebstoffs
geschmiert. Die Faserenden, welche von der Zusammenfügungsfläche 56 des
Ferrulenkörpers vorstehen,
werden dann abgespalten und poliert. Wenn etwaiger Füllklebstoff
geringfügig
aus dem Faserkanal 54 über
die Zusammenfügungsfläche 56 hinaus
vorsteht, wird auch der Klebstoff entfernt oder wegpoliert.
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Die
vergrößerte 15 zeigt
das Endergebnis der Erfindung zum präzisen Ausrichten der Fasern 22 in
dem länglichen
Faserkanal 54 sowie der Buchsen 100 in den Kanälen 60,
durch welche die Verbinderferrule 50 präzise mit einer komplementären Ferrule
oder einer anderen Verbindungseinrichtung wie etwa der in Verbindung
mit 3 gemäß dem Stand
der Technik beschriebenen Ferrule 32 ausgerichtet wird.
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15 zeigt
eine zylindrische Buchse 100 in einem der Kanäle 60 in
dem Ferrulenkörper 52 der Verbinderferrule
eingefügt.
Kommen wir zurück
auf 5, so ist zu sehen, dass in jedem Kanal 60 eine Schulter 102 ausgebildet
ist. Diese Schulter bestimmt eine Anschlaggrenze zum Einfügen des
Kabelschuhs 31. In 15 ist
zu sehen, dass der Durchmesser des Kanals 60 geringfügig größer als der
Außendurchmesser
der Buchse 100 ist. Folglich wird die Kapillarwirkung bewirken,
dass der Füllklebstoff 98 den
Zwischenraum zwischen der Außenseite der
Buchse und der Innenseite des Kanals ausfüllt und die Buchse in Bezug
auf die zweite Buchse, aber auch in Bezug auf die in der Verbinderferrule
befestigten Fasern 22 exakt ausrichtet. In 15 ist
zu sehen, dass die Buchsen gespalten sind, wie bei 100a. Die
Buchsen erweitern sich dadurch, wenn sie teleskopartig auf die Ausrichtezapfen 88 geschoben
werden, auf den exakten Durchmesser der Zapfen. Die Zapfen können präzise und
genau hergestellt werden, und diese Genauigkeit wird auf die Buchsen übertragen.
Wenn der Füllklebstoff 98 aushärtet, werden
die Buchsen mit den exakten Durchmessern der Ausrichtezapfen befestigt.
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Aus
dem Vorstehenden wird ohne weiteres deutlich, dass die Erfindung
eine beträchtliche
Verbesserung gegenüber
dem Stand der Technik darstellt. Grundsätzlich werden nicht die in
dem erfindungsgemäßen Ferrulenkörper vorgesehenen
Faserkanäle
und Stiftkanäle
genutzt, um die Fasern und Ausrichtungsstifte auszurichten. Es wird
eine hochgradig präzise,
separate Befestigungsvorrichtung außerhalb der Verbinderferrule
genutzt, und deren Präzisionsparameter
werden grundsätzlich
auf die Ferrule übertragen.
Durch Übertragen
der Genauigkeit von der Befestigungsvorrichtung auf die Ferrule,
wie es entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird,
sind die Parameter der resultierenden Ferrulen sehr konsistent und
reproduzierbar.
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Dieser
Prozess kann fein abgestimmt oder angepasst werden, indem einfach
die Befestigungsvorrichtung modifiziert wird. Zudem kann, da der
Faserkanal 54 beträchtlich
breiter als die Fasern selbst ist, der gleiche Ferrulenkörper für unterschiedliche Größen von
Fasern genutzt werden, was gemäß dem Stand
der Technik nicht möglich
ist. Tatsächlich
kann ein einziger Ferrulenkörper
mit seinem verbreiterten, länglichen
Faserkanal genutzt werden, um faseroptische Kabel mit unterschiedlicher
Anzahl von Fasern aufzunehmen. Auch dies ist entsprechend dem Stand
der Technik nicht möglich,
da die Anzahl und die Größe der Faserkanäle geändert werden
muss, wenn versucht wird, eine entsprechende Reproduzierbarkeit
zu erreichen.
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Man
wird verstehen, dass die Erfindung in anderen speziellen Formen
verkörpert
sein kann, ohne dass von dem Schutzumfang der Erfindung abgewichen
wird, wie er in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen
sind daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht
als einschränkend zu
betrachten und die Erfindung wird lediglich durch den Schutzumfang
eingeschränkt,
wie er in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist.