DE8607926U1

DE8607926U1 - Koaxialspannzange

Info

Publication number: DE8607926U1
Application number: DE19868607926
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-03-21
Filing date: 1986-03-21
Publication date: 1987-09-10

Description

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Siemens Aktiengesellschaft Unser Zeichen Berlin und München VPA öß &rgr; &igr; &igr; 7 3 nc

Koaxialspannzange
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Die Erfindung betrifft eine Koaxialspannzange mit mindestens zwei, vorzugsweise drei gemeinsam antreibbaren und in radialer Richtung verstellbaren Spannbacken*

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lenleiter werden die Lichtleitfasern über mechanische Steckverbinder höchster Präzision derart gekoppelt, daß die beiden signalführenden Faserkerne mit im Submikrometerbereich liegenden Genauigkeitsanforderungen koaxial aufeinandertreffen und damit eine minimales Signaldämpfung aufweisen. Dementsprechend muß bei der Montage einer Lichtleitfaser im Stecker der Kern genauestmöglich koaxial zum Außendurchmesser des Steckerstiftes justiert werden.

Bislang wird bei der Justage der Steckerstift mit seinem Außendurchmesser in einer genauen Buchse oder in einem Prisma gehalten, wobei unbekannte Durchmesserabweichungen bei Verwendung einer Buchse zu Undefinierten Verlagerungen und bei Verwendung eines Prismas zu einer gegebenenfalls erfaßbaren translatorischen Verlagerung in Richtung der Prismenspitze führen. Unsicherheiten bei der Durchmesserbestimmung, Rundheitsabweichungen, die meist als Gleichdickformen auftreten und durch die Klemmkraft hervorgerufene hohe lokale Flächenpressungen wirken sich jedoch in jedem Fall als unkontrollierbare Verlagerungen aus.

Bei mechanischen Steckverbindern wird die Position des Steckerstiftes im Falle einer Steckung durch den Hüllzylinder des Steckerstiftes bestimmt. Aus diesem Grunde

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sollte der Hüllzylinder eines Steckerstiftes auch als Bezug für die Justage der Lichtleitfasern herangezogen werden. Das bedeutet, daß der Steckerstift möglichst großflächig in einer Spanneinheit aufzunehmen ist, wobei die Bewegung der Spannbacken absolut gleichmäßig sein muß, um eine im Submikrometerbereich koaxiale Spannung innerhalb des vorgegebenen Durchmesserbereichs zu gewährleisten. Bewegungen der geforderten Präzision sind jedoch mit herkömmlichen Koaxialspannzangen nicht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Koaxialspannzange zu schaffen, die bei absolut gleichmäßiger Bewegung der Spannbacken eine im Submikrometerbereich koaxiale Spannung von Präzisionsrundteilen und insbesondere von Steckerstiften für lösbare Steckverbindungen von Lichtwellenleitern ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Koaxial-Spannzange durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Bewegungen mit der geforderten Präzision nur über ein Blattfedersystem realisierbar sind, welches aus einem Stück gefertigt wird. Nur auf diese Weise können Einspannungenauigkeiten der Federgelenke vermieden werden und absolut gleiche Eigenschaften einander entsprechender Federgelenke erzielt werden. Dabei sind relativ zu fest angeordneten Basisteilen die Spannhebel in ersten Federgelenken drehbar gelagert, so daß sie bei einer rotatorischen Bewegung des Stellringes über zweite Federgelenke mitgenommen und damit geöffnet oder geschlossen werden. Der Stellring selbst ist über dritte Federgelenke an den Basisteilen rotatorisch beweglich gelagert, so daß ein absolut genauer und verlagerungsfreier Rund-' lauf des Stellringes gewährleistet ist.

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Oie Spannbacken sind vorzugsweise mit einer gegenüber der gemeinsamen Platte geringeren Stärke einstückig an die zugeordneten Spannhebel angeformt. Die Einsfcückigkeit gewährleistet auch hier die erforderliche Präzision.

5 Andererseits können dann die Spannbacken mit ihrer verbleibenden Stärke aus einem fest in die gemeinsame Platte eingebrachten Hartmetalleinsatz herausgebildet sein* so daß durch die Verwendung des Hartmetalls eine hohe Maßgenauigkeit und Verschleißfestigkeit der Spannbacken

IG Gewährleistet ist.

&kgr;. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Basisteile fest mit einer gemeinsamen und in geringem Abstand angeordneten Grundplatte verschraubt* Die Grundplatte gewährleistet dabei ohne Beeinträchtigung der Funktion der äußerst empfindlichen Koaxialspannzange deren mechanischen Zusammenhalt bei der Handhabung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spannhebel, Basisteile, ersten, zweiten und dritten Federgelenke sowie der Stellring durch Trennschlitze aus der gemeinsamen Platte herausgebildet sind. Derartige Trennschlitze können auf einfache Weise durch Drahterosion mit der erforderlichen Präzision in die gemeinsame Platte eingebracht werden.

Weiterhin ist es besonders günstig, wenn die ersten Federgelenke und auch die zweiten Federgelenke jeweils durch zwei in die gemeinsame Platte eingebrachte Bohrungen gebildet sind. Zwischen den im Bereich von Trennschlitzen angeordneten Bohrungen entstehen dann Einschnürungen, die als elastisch deformierbare Drehgelenke wirken. Von entscheidender Bedeutung ist dabei, daß die Bohrungen mit höchster Präzision in die gerne*-^me Platte eingebracht werden können und daß damit die ersten Federgslenke oder auch die zweiten Federgelenke

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mit einer entsprechend hohen Präzision und Reproduzier- |

barkeit des Kraft-Weg-Verhaltens realisiert werden 1

können. |

Die dritten Federgelenke werden vorzugsweise durch vier |

paarweise in die gemeinsame Platte eingebrachte Bohrun- |

gen gebildet. Die resultierenden Doppelgelenke hoher %

Präzision haben sich für den Rundlauf des Stellringes * als besonders geeignet erwiesen.

1

Es hat sich auch als günstig herausgestellt, wenn die |

zweiten Federgelenke und die dritten Federgelenke durch I

in die gemeinsame Platte eingebrachte Aussparungen je- I

weils in obere und untere Einzelgälenke aufgeteilt sind* s

.15 Durch diese Maßnahme wird eine flachere Federkennlinie |

bei annähernd gleichen Festigkeitseigenschaften der ge- |

samten zweiten und dritten Federgelenke erzielt. S

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Er- \

findung sind die Spannhebel derart gekrümmt ausgebildet, f

daß die zugeordneten ersten Federgelenke, das Rotations- \

Zentrum des Stellringes und die zugeordneten zweiten I

Federgelenke zumindest annähernd in einer geraden Linie §

liegen. Durch diese gekrümmte Form der Spannhebel wird I

die Differenz beider Bogenbewegungen an der Stelle des f

zweiten Federgelenks ein Minimum. Darüberhinaus wirkt f

der gekrümmte Spannhebel zusätzlich als ausgleichendes \

Element. \

Für eine einfache Handhabung der Koaxialspannzange ist ; es besonders günstig, wenn an dem Stellring ein Betätigunghebel angebracht ist, dessen Bewegungsbereich ^{ durch seitlich angeordnete Ans<-.·· i*;je begrenzt ist. Durch
die Anschläge kann dann eine überbelastung der empfind-

liehen Federgelenke mit Sicherheit ausgeschlossen
werden.

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Reproduzierbare Verhältnisse beim Spannen von Präzisionsrundteilen werden auf einfache Weise dadurch sichergestellt, daß die Spannkraft durch eine an dem Betätigungshebel angreifende Feder aufgebracht wird. Eine eventuell vorhandene Vorspannung der Gesamtheit aller ersten, zweiten und dritten Federgelenke kann dann auch auf einfache Weise durch eine an dem Betätigungshebel angreifende Gegenfeder kompensiert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Präzisions-Koaxialspannzange,

Fig. 2 einen Schnitt durch die gemeinsame Platte der in Fig. 1 dargestellten Präzisions-Koaxialspannzange im Bereich eines zweiten und eines dritten Federgelenks,

Fig. 3 eine teilweise der Fig. 1 entsprechende Darstellung die nur zu Erläuterungszwecken dient, Fig. 4 die einstückige Verbindung eines ersten Federgelenks mit den benachbarten Koaxialspannzangenteilen,

Fig. 5 die Kontur des ersten Federgelenks nach Fig. 4, Fig. 6 die einstückige Verbindung eines zweiten und eines dritten Federgelenks mit den benachbarten Koaxialspannzangenteilen und Fig. 7 die Kontur des zweiten und des dritten Federgelenks nach Fig. 6.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine als Dreibacken-Spannzange ausgebildete Präzisions-Koaxialspannzange. Dabei sind in eine gemeinsame Platte rfiehreie Trennschlitze Ts sowie Bohrungen BoI, Bo2 und Bo3 derart ein-

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gebracht, daß aus der Platte insgesamt drei gekrümmte Spannhebel Sh, drei Basisteile Bt, drei erste Federgelenke FgI, drei zweite Federgelenke Fg2, drei dritte Federgelenke Fg3 sowie ein äußerer Stellring Sr herausgebildet werden. Die Trennschlitze Ts sind dabei mit einer Schlitzbreite von beispielsweise 0,5 mm durch Drahterosion hergestellt worden. Im Zentrumsbereich der Koaxialspannzange ist ein Hartmetalleinsatz He zu erkennen, der in eine ca. 8 mm tiefe Einsenkung der insgesamt 14 roro starken gemeinsamen Platte eingesetzt ist, wobei die einzelnen Segmente dieses Hartmetalleinsatzes He fest mit den darunterliegenden Segmenten der gemeinsamen Platte verbunden sind. Die derart schichtweise aufgebauten Segmente bilden insgesamt drei Spannbacken Sb, wobei die mittlere Aufnahmebohrung für das koaxiale Spannen von Präzisionsrundteilen mit Ab bezeichnet ist.

Jeder Spannhebel Sh ist einerseits in einem ersten Federgelenk FgI drehbar gelagert, so daß er bei einer rotatorischen Bewegung des Stellringes Sr über das zugeordnete zweite Federgelenk Fg2 mitgenommen werden kann und ein öffnen oder Schließen der entsprechenden Spannbacke Sb bewirkt. Diese Funktionsweise eines Spannhebels Sh ist insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, in welcher das erste Federgelenk FgI rein schematisch dargestellt ist. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß bei einer Verdrehung des an den ebenfalls schematisch dargestellten dritten Federgelenken Fg3 drehbar gelagerten Stellringes Sr im Uhrzeigersinn die zugeordnete Spannbacke Sb in radialer Richtung geöffnet und bei einer Verdrehung entgegen dem Uhrzeigersinn in radialer Richtung geschlossen wird. Es ist ebenfalls zu erkennen, daß der dargestellte Spannhebel Sh derart gekrümmt ist, daß das erste Federgelenk FgI, das Rotationszentrum des Stellringes Sr und das zweite Federgelenk Fg2 in einer geraden Linie liegen. Diese Form der Spannhebel Sh bewirkt, daß die

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§ Differenz beider Bogenbewegungen an dei Stelle des zwei-I ten Federgelenks Fg2 ein Minimum wird.

? Geidäß Fig. 1 ist die gesamte Präzisions-Koaxialspann-

:' 5 zange auf einer rechteckigen Grundplatte Gp angeordnet, wobei jedes Basisteil Bt jeweils über drei Schrauben Sc fest mit der Grundplatte Gp verschraubt ist. Dabei gewahrleisten entsprechende Augen auf der Grundplatte Gp einen geringen Abstand zu der Präzisions-Koaxialspann-

;' 10 zange, der mit beispielsweise 1 mm so bemessen i.s*., das I ein Verklemmen von Staubkörnern im Spalt sicher ver- &lgr; mieden werden kann.

Aus den Fig. 1 und 4 ist ersichtlich, daß die ersten Fe- ;^? 15 dergelenke FgI durch zwei in die gemeinsame Platte ein- ^:' ■ gebrachte Bohrungen BoI gebildet sind, wobei in diese I Bohrungen BoI die entsprechenden Trennschlitze Ts ein- i münden. Die Kontur eines derart gebildeten ersten Feder-J gelenks FgI ist dann in Fig. 5 schematisch dargestellt. t 20

&iacgr; Aus den Fig. 1 und 6 ist ersichtlich, daß die zweiten \ Federgelenke Fg2 durch zwei in die gemeinsame Platte eingebrachte Bohrungen Bo2 und daß die dritten '•«Federgelenke Fg3 durch vier paarweise in die gemeinsame 25 Platte eingebrachte Bohrungen Bo3 gebildet sind, wobei auch hier in die Bohrungen Bo2 bzw. Bo3 die entsprechenden Trennschlitze Ts einmünden. Die·Konturen der derart gebildeten zweiten und dritten Federgelenke Fg2 und Fg3 sind dann in Fig. 7 schematisch dargestellt. 30

Aus den Fig. 1 und 2 geht hervor, daß öle zweiten Federgelenke Fg2 und die dritten Federgelenke Fg3 jeweils durch in die gemeinsame Platte eingebrachte Aussparungen Au in obere und untere Einzelgelenke aufgeteilt sind. 1 35 Diese Aufteilung der zweiten und dritten Federgelenke Fg2 und Fg3 führt zu flacheren Federkennlinien bei an-

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nähernd gleichen Festigkeitseigenschäften der Gesamtgeienke.

Gemäß Fig. 1 ist an den Stellring Sr sin in radialer Richtung nach außen wegstehender Betätigungshebel Bh angeformt, dessen Bewegungsbereich durch zwei seitlich angeordnete Anschläge As begrenzt ist. Die Spannkraft der Präzisions-Koaxialspannzange wird durch eine an dem Betätigungshebel Bh angreifende Feder Fd aufgebracht, deren anderes Ende an einer mit der Grundplatte Gp verbundenen Halterung HgI befestigt ist. Eine eventuelle Vorspannung aller ersten, zweiten und dritten Federgelenke FgI, Fg2 und Fg3 kann durch eine an dem Betätigungshebel Bh angreifende Gegenfeder Gf kompensiert werden, deren anderes Ende an einer mit der Grundplatte Gp verbundenen Halterung Hg2 befestigt ist.

Die vorstehend beschriebföne Präzisions-Koaxialspannzange bildet ein Zentriersystem mit Submikrometerpräzision. Bei der praktischen Anwendung konnten beispielsweise im Rahmen der Herstellung von Monomode-Steckverbindungen die nur einige Mikrometer dicken Faserkerne zu den etwa 2 mm starken Steckerstiften auf 0,1 pm genau justiert werden.

13 nsprüche
7 Figuren

Claims

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1. Koaxialspannzange mit mindestens zwei, vorzugsweise drei gemeinsam antreibbaren und in radialer Richtung verstellbaren Spannbacken, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a. jede Spannbacke (Sb) ist über einen zugeordneten Spannhebel (Sh) radial verstellbar,

b. jeder Spannhebel (Sh) ist über ein erstes Federgelenk (FgI) mit einem zugeordneten, ortsfesten Basisteil (Bt) verbunden,

c. jeder Spannhebel (Sh) ist über ein zweites Federgelenk (Fg2) an einen Stellring (Sr) zum gemeinsamen Spannen und Lösen der Spannbacken (Sb) angelenkt,

d. der Stellring (Sr) ist jeweils über ein drittes Federgelenk (Fg3) an den Basisteilen (Bt) drehbar gelayert>

e. sämtliche Spannhebel (Sh), Basisteile (Bt), erste, zweite und dritte Federgelenke (FgI, Fg2, Fg3) sowie der Stellring (Sr) sind einstückig aus einer gemeinsamen Platte herausgebildet.

2. Koaxialspannzange nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Spannbacken (Sb) mit einer gegenüber der gemeinsamen Platte geringeren Stärke einstückig an die zugeordneten Spannhebel (Sh) angeformt sind.

3. Koaxialspannzange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Spannbacken (Sb) mit ihrer verbleibenden Stärke aus einem fest in die gemeinsame Platte eingebrachten Hartmetalleinsatz (He) herausgebildet sind.

4. Koaxialspannzange nach einem der vorhergehenden An-

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Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisteile (Bt) fest mit einer gemeinsamen und in geringem Abstand angeordneten Grundplatte (Gp) verschraubt sind.,
5

5. Koaxialspannzange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Spannhebel (Sh), Basisteile (Bt) ersten, zweiten und dritten Federgelenke (FgI, Fg2, Fg3) sowie der Stellring (Sr) durch Trennschlitze (Ts) aus der gemeinsamen Platte herausgebildet sind.

6. Koaxialspannzange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Federge- lenke (FgI) jeweils durch zwei in die gemeinsame

Platte eingebrachte Bohrungen (BoI) gebildet sind.

7. Koaxialspannzange nach Anspruch 5 oder 6, dadurch

gekennzeichnet, daß die zweiten Fe-&iacgr; 20 dergelenke (Fg2) jeweils durch zwei in die gemeinsame

Platte eingebrachte Bohrungen (Bo2) gebildet sind.

8. Koaxialspannzange nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die 25 dritten Federgelenke (Fg3) jeweils durch vier paar- \ weise in die gemeinsame Platte eingebrachte Bohrungen

; (Bo3) gebildet sind.

9. Koaxialspannzange nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die zweiten Federgelenke (Fg2) und die dritten S Federgelenke (Fg3) durch in die gemeinsame Platte

eingebrachte Aussparungen (Au) jev^eils in obere und

untere Einzelgelenke aufgeteilt sind. 35

10.Koaxialspannzange nach einem der vorhergehenden An-

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Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhebel (Sh) derart gekrümmt ausgebildet sind, daß die zugeordneten ersten Federgelenke (FgI), das Rotationszentrum des Stellringes (Sr) und die zugeordneten zweiten Federgelenke (Fg2) zumindest annähernd in einer geraden Linie liegen.

ll.Koaxialspannzänge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , 1Ö daß an den Stellring (Sr) ein Betätigungshebel (Bh) angebracht ist, dessen Bewegungsbereich durch seitlich angeordnete Anschläge (As) begrenzt ist.

12.Koaxialspannzange nach Anspruch 11, dadurch g e kennzeichnet, daE. die Spannkraft durch eine an dem Betätigungshebel (Bh) angreifende Feder (Fd) aufgebracht ist.

13.Koaxialspannzange nach Anspruch 12, dadurch g e ·- kennzeichnet, daß eine eventuelle Vorspannung der Gesamtheit alier ersten, zweiten und dritten Federgelenke (FgI, Fg2, Fg3) durch eine an dem Betätigungshebel (Bh) angreifende Gegenfeder (Gf) kompensierbar ist.
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