WO2001044846A2 - Verfahren zur umformung eines lichtwellenleiterendes in einem stecker - Google Patents

Verfahren zur umformung eines lichtwellenleiterendes in einem stecker Download PDF

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WO2001044846A2
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Gerhard Eisen
Thomas Blümig
Joachim SCHÄFER
Peter Wiesner
Tran Son Do
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Scc Special Communication Cables Gmbh & Co Kg
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Definitions

  • the invention relates to methods for assembling an optical waveguide with a plug.
  • the assembly of z. B. plastic optical fibers with one connector each is carried out in particular by the so-called "hot plate process".
  • the respective plug is pressed against a heated plate with the end of the optical waveguide protruding from its plug head.
  • the plastic material of the optical waveguide melts on the face and fills a cavity in the connector head.
  • the entire surface of the plate is heated with the aid of electrical heating elements. Only when the entire plate has cooled down after the heating elements have been switched off and the plastic material of the deformed optical fiber end has solidified sufficiently can it be removed from the plate without problems. In particular, these waiting times for heating and cooling the plate are too long in practice and impair mass production.
  • the plastic optical waveguide is therefore only removed from the plate after its shaped plastic material has hardened, ie only after it has cooled sufficiently. If the plastic optical waveguide were removed from the plate while it was still hot, its viscous plastic material would partially stick to the plate and be elongated in an uncontrollable manner so that the desired deformation of the optical waveguide end could be impaired or not achieved at all.
  • the cooling of the plate takes place only by convection through the circulating air such. B. by a blower or the like.
  • the invention has for its object to show a way how a plastic optical fiber can be assembled in a simple and efficient manner with one connector each.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned above in that the end face of the optical waveguide is melted with the aid of heat radiation from the heat source, which on a predeterminable heating zone (HZ) of at most 50 times the area of the end face, in particular of about the flat shape of the end face of the optical waveguide can be focused.
  • HZ predeterminable heating zone
  • Efficient heating of the end of the optical waveguide is made possible by the fact that a heating zone is radiated by heat radiation in a targeted manner that corresponds at most to 50 times the size of the end face of the optical waveguide. By focusing or concentrating the heat radiation on the localized heating zone, energy losses are largely avoided. After the heat radiation has been switched off, the locally limited or limited heating zone also ensures that the light waveguide can cool down again at the end. By delimiting the heating zone, undesired heating of the plate surroundings around the end face of the optical waveguide is largely avoided. This makes it possible to increase the cycle times when assembling optical fibers with one connector each compared to the conventional "hot plate method".
  • the heat radiation is concentrated on such a heating zone, the surface shape of which corresponds approximately to the end surface shape of the optical waveguide to be assembled. This enables particularly efficient melting and reshaping of the respective optical waveguide end in the plug head and, after the heat radiation has been switched off, particularly rapid cooling of the reshaped optical waveguide end.
  • Figure 4 in a schematic front view of the pressure plate when carrying out the method steps according to Figures 1 with FIG. 5 m shows a schematic representation of a modification of the method step according to FIG. 1 for carrying out a further variant of the assembly method according to the invention.
  • Figures 1 to 3 show, in chronological order, different method steps of a first variant for assembling a plastic optical waveguide LW according to the invention with a plug ST.
  • the plastic optical waveguide LW to be assembled is expediently preprepared by detaching from its optical fiber LF any existing plastic protective cover or coatmg layer CO along a predefinable end length.
  • Such a coatmg layer usually serves to mechanically protect the optical fiber.
  • the optical fiber LF is brought to a desired end length EL by cutting accordingly.
  • the blank lies along this end length EL
  • the optical fiber LF is preferably made of plastic, in particular plexiglass or PMMA with the usual layer structure of a light-guiding core and a cladding layer applied over it to produce total reflections for the light guided in the core.
  • the optical waveguide LW prepared in this way at the end is then inserted into the shaft SH of the plug ST. It is pushed through its plug head SK so far that it protrudes from the plug head SK with a predefinable end length EL.
  • a hot-melt adhesive or another adhesive is expediently applied to its outer coating layer CO and / or to the outer surface of the optical fiber LF.
  • the plastic protective cover CO of the lightwave conductor LW mechanically permanently on the inner wall of the bushing SH and / or the plug head SK.
  • the plug head SK has on its front side a cavity CA which is freely accessible to the outside, ie a free, still empty cavity which is later melted with the one
  • the cavity CA is formed in the connector SK of Figure 1 in that the bushing or through hole DB in the region of the end face of the connector head SK widens outwards in the radial direction.
  • the through hole for the optical waveguide in the connector ST in the region of the end face of the connector head SK widens outwards in relation to its circular cylindrical shape.
  • the through-hole DB is flared or conical in the area of the end face of the plug head SK.
  • the plastic optical waveguide LW can also be pre-fixed in the axial direction in the plug ST using conventional mechanical locking means, in addition to or independently of adhesives.
  • the respective optical fiber can also be crimped into the connector.
  • the bare exposed optical fiber LF expediently hangs out of the plug head SK with an end length ELV such that its protruding plastic material is sufficient after subsequent melting to fill the cavity CA in the plug head SK.
  • the connector ST thus assigned with its light guide LF pre-fixed in the axial direction, which protrudes on the face along the end length ELV, is pressed against a flat plate PL under contact pressure.
  • This pressing is indicated in FIG. 1 by an arrow AP in the longitudinal direction of the fiber.
  • the plate PL is shown schematically in FIG. 4 in a front view. For example, it has an approximately rectangular pressure surface.
  • Your front VS, on which the end face SS of the optical fiber LF is printed or pressed is denoted by VS in FIG. 1.
  • this plate PL is preferably formed by a metal foil or metal plate.
  • the plate PL is heated on the rear side RS by the heat radiation WS from a heat source LA.
  • the heat radiation WS is concentrated on a predeterminable heating zone HZ of the plate PL, which lies opposite the contacting zone of the end face of the optical fiber LF.
  • the heating zone HZ is thus axially symmetrical with respect to the plate PL, that is to say corresponding to the local position of the optical fiber end face SS, in which it is printed on the front side VS of the plate PL.
  • the heating zone HZ on the rear wall RS of the plate PL preferably has a flat shape which corresponds approximately to the flat shape of the end face of the optical fiber LF.
  • the heating zone HZ is additionally drawn in m in FIG. 4 in a front view. For example, it lies approximately at the intersection of the corner diagonals of the rectangular plate PL.
  • the heat radiation WS is focused in such a way that the heating zone HZ is approximately circular.
  • the wall thickness of the plate PL is expediently reduced compared to its remaining area in order to achieve the most effective possible heating of the printed optical fiber LF on the opposite front side VS of the plate PL. This reduction in wall thickness is indicated by dash-dotted lines in FIG. 1 and labeled RW.
  • the heat radiation WS is preferably emitted onto the plate PL without contact by a laser LA.
  • the heat radiation WS generated has the particular advantage that it can be focused, ie concentrated, onto a predeterminable spot on the plate PL. In addition, it can be switched on and off largely without distortion in a simple manner.
  • a predeterminable stain such as B. HZ on the plate PL is only actively heated when the heat radiation WS is switched on, so that unwanted reheating of the plate after switching off the heat radiation is largely avoided. After the heat radiation WS has been switched off, the plate PL can thus cool with little delay in the area of the heating zone HZ.
  • the plate PL remains largely cold outside the heating zone HZ.
  • the previously heated spot HZ is thus cooled down again for a short time after the heat radiation WS has been switched off.
  • the fact that the heat radiation WS is concentrated only on one spot HZ of the plate PL, which is substantially smaller than the rest of the remaining surface of the plate PL, enables a largely delay-free transmission of the heat radiation WS to the end face of the optical fiber LF and at the same time Switching off the heat radiation achieves a largely delay-free cooling of the fiber end.
  • the plate PL is expediently heated by the heat radiation WS only in the area of the heating zone HZ in such a way that the heat capacity of the remaining, cooling area of the plate PL is greater than that of the heating zone HZ.
  • the heat radiation WS of the heat source LA is concentrated on a predeterminable heating zone HZ of at most 50 times, in particular at most 2 times the size of the end face of the optical fiber LF. This also enables sufficiently short cycle times for heating and cooling the optical fiber to be achieved.
  • the heat source LA is preferably pulsed, ie it emits heat radiation WS in the form of a short temporal pulse. This heats the heating zone HZ on the rear side RS of the plate PL. The metered amount of heat is passed on to the contacting area on the front side VS of the plate PL and the end face of the optical fiber LF contacting there is melted. Meanwhile, the optical fiber LF is printed on the plate PL or. pressed. As a result, the melted plastic material of the optical fiber LF m flows into the cavity CA in the plug head SK. The melted plastic material then largely completely fills the cavity CA in the plug head SK.
  • FIG. 2 shows this state of the optical fiber LF, which is printed on the face side.
  • the end face of the formed optical fiber LF is designated SF *.
  • the cavity is now filled with the plastic material of the optical fiber LF of FIG. 1 which previously protrudes along the length ELV, ie the optical fiber LF no longer protrudes from the plug head SK after the shaping of its end face.
  • the heat source LA is switched off. This is indicated in FIG. 3 by the fact that the heat radiation WS is crossed out by a cross OU. Since the heat radiation WS for the forming process of the optical fiber end face has only been heated on a limited partial area of the plate PL, while the other areas of the plate PL have remained largely cool, the heated zone HZ can also be cooled down again in a relatively short time by heat conduction , As a result, the melted plastic material of the optical fiber LF, which is pressed into the CA cavity, solidifies very quickly. The plug ST with the rivet-shaped end face SS * can then be pulled away from the plate PL with almost no liability. This is indicated in FIG. 3 by an arrow WZ, which is directed away from the plate PL in the direction of the longitudinal extension of the optical waveguide LW. If appropriate, the corresponding method steps can also be transferred in an analogous manner for the assembly of glass optical fibers with one connector each.
  • the respective optical waveguide into the plug without stripping its coating layer, to reshape it at the end in accordance with the method steps according to the invention, to allow it to cool and then to pull it off the plate.
  • a material with a specific heat capacity C is as small as possible for the plate PL.
  • Such a material is e.g. B. glass. This allows ei ⁇ ne particularly efficient cooling of the plate PL after the lo cal heating are achieved.
  • a concave curvature can also be provided in the glass plate PL in the area of the predetermined heating zone HZ when looking in the direction of the contact area of the optical fiber LF.
  • FIG. 6 shows such a curvature KW in the surface of the plate PL for collecting the energetic radiation WS.
  • FIG. 6 illustrates the outer contour of the plate PL on its rear side RS when the heating zone HZ is cut perpendicular to the plane of FIG. 1.
  • the "hot plate method" is based in particular on the principle of specifically applying thermal energy to the pressure plate in a very small space.
  • z. B a laser, high-energy light or other energetic radiation.
  • the aim is to heat up preferably only a local area of the plate.
  • a heating zone of approximately circular shape with a maximum diameter of 500 ⁇ m, in particular 2 mm in diameter, is preferably heated.
  • the optical fiber is heated against the one heated from behind

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Abstract

Zum Konfektionieren eines Lichtwellenleiters mit einem Stecker wird die Stirnseite (SS) des Lichtwellenleiters (LW) mit Hilfe von Wärmestrahlung (WS) einer Wärmequelle, z.b. einem Laser (LA) schmolzen. Anschließend wird der Stecker auf die der Vorderseite (VS) polierte Platte (PL) zubewegt bis das Fasermaterial die konische Öffnung (CA) füllt und das Faserende mit der Steckerstirnseite eben abschließt. Die Platte, welche im Bereich der Energiezufuhr eine geringere Dicke aufweist, dient nach dem Schmelz und Verformungsvorgang der Wärmeabfuhr.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Konfektionieren eines Lichtwellenleiters mit einem Stecker
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Konfektionieren eines Lichtwellenleiters mit einem Stecker.
Die Konfektionierung von z. B. Kunststoff-Lichtwellenleitern mit jeweils einem Stecker wird insbesondere nach dem sogenannten "Hot-Plate-Verfahren" durchgeführt. Dazu wird der jeweilige Stecker mit dem aus seinem Steckerkopf stirnseitig herausragenden Lichtwellenleiterende an eine beheizte Platte gedrückt. Dabei schmilzt das Kunststoffmaterial des Lichtwel- lenleiters stirnseitig auf und füllt einen Hohlraum im Stekkerkopf aus. Bei diesem bekannten Konfektionierungsverfahren wird mit Hilfe von elektrischen Heizelementen die gesamte Fläche der Platte beheizt. Erst wenn die gesamte Platte nach Ausschalten der Heizelemente abgekühlt ist und das Kunst- stoffmaterial des umgeformten Lichtwellenleiterendes ausreichend erstarrt ist, kann dieses von der Platte einwandfrei abgenommen werden. Insbesondere diese Wartezeiten zum Aufheizen und zum Abkühlen der Platte sind dabei in der Praxis zu lang und beeinträchtigen die Massenfertigung. Der Kunststoff- Lichtwellenleiter wird also erst nach dem Erhärten seines umgeformten Kunststoffmaterials, d. h. erst nach ausreichender Abkühlung, von der Platte abgenommen. Würde nämlich der Kunststoff-Lichtwellenleiter im noch heißen Zustand von der Platte abgezogen werden, so würde sein zähflüssig gemachtes Kunststoffmaterial teilweise an der Platte festkleben und in unkontrollierbarer Weise langgezogen werden, so dass die gewünschte Verformung des Lichtwellenleiterendes beeinträchtigt oder gar nicht erreicht werden könnte. Die Kühlung der Platte erfolgt dabei lediglich mittels Konvektion durch die Umluft wie z. B. durch ein Gebläse oder dergleichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie ein Kunststoff-Lichtwellenleiter in einfacher und effizienter Weise mit jeweils einem Stecker konfektioniert werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der em- gangs genannten Art dadurch gelost, dass die Stirnseite des Lichtwellenleiters mit Hilfe von Wärmestrahlung der Wärmequelle angeschmolzen wird, die auf eine vorgebbare Heizzone (HZ) von höchstens dem 50-fachen der Flache der Stirnseite, insbesondere von etwa der Flachenform der Stirnseite des Lichtwellenleiters fokussierbar ist.
Dadurch, dass durch Wärmestrahlung in gezielter Weise eine Heizzone bestrahlt wird, die höchstens dem 50-fachen der Große der Stirnflache des Lichtwellenleiters entspricht, wird eine effiziente Aufheizung des Lichtwellenleiterendes ermöglicht. Durch die Fokussierung bzw. Konzentration der Wärmestrahlung auf die ortlich begrenzte Heizzone sind Energieverluste weitgehend vermieden. Nach Ausschalten der Wärmestrahlung ist durch die örtlich limitierte bzw. begrenzte Heizzone zudem sichergestellt, dass der L chtwellenleiter stirnseitig sofort wieder abkühlen kann. Denn durch die Begrenzung der Heizzone wird eine unerwünschte Aufheizung der Platten-Umgebung rund um die Stirnflache des Lichtwellenleiters weitgehend vermieden. Dadurch ist eine Erhöhung der Taktzeiten bei der Konfektionierung von Lichtwellenleitern mit jeweils einem Stecker gegenüber dem herkömmlichen "Hot- Plate-Verfahren" ermöglicht.
Durch die Warmeleitung des Plattenmaterials aus den noch kal- ten Plattenbereichen sind unzulässig lange Totzeiten, d. h. Wartezeiten bis zur ausreichenden Abkühlung der Platte im Bereich der Heizzone HZ und des daran angedruckten, durch Aufschmelzen umgeformten Lichtwellenleiters weitgehend vermieden. Dadurch kann der Stecker mit dem integrierten Lichtwel- lenleiter nach einer sehr kurzen Abkuhlphase bereits weitgehend haftungsarm von der Platte abgenommen werden. Durch die Reduzierung der Ankuhlphasen gegen ber dem herkömmlichen Hot- Plate-Verfahren, bei dem die gesamte Platte aufgeheizt wird, wird die Herstellungsgeschwindigkeit für die Massenkonfektio- nierung von Kunststoff-Lichtwellenleitern mit jeweils einem Stecker in vorteilhafter Weise erhöht.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Wärmestrahlung auf eine solche Heizzone konzentriert wird, deren Flächenform etwa der Stirnflächenform des zu konfektionierenden Lichtwellenleiters entspricht. Dadurch ist eine besonders effiziente Anschmel- zung und Umformung des jeweiligen Lichtwellenleiterendes im Steckerkopf und nach Abschalten der Wärmestrahlung eine besonders schnelle Abkühlung des umgeformten Lichtwellenleiterendes ermöglicht.
Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figuren 1 mit 3, jeweils in schematischer Darstellung drei verschieden Ver- fahrensschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Konfektionieren eines Kunststoff- Lichtwellenleiters mit einem Stecker,
Figur 4 in schematischer Frontansicht die Andrückplatte bei der Durchführung der Verfahrensschritte nach den Figuren 1 mit Fi gur 5 m schematischer Darstellung eine Abwandlung des Verfahrensschritts nach Figur 1 zur Durchf hrung einer weiteren Variante des erfmdungsgemaßen Konfektionierungsverfahrens .
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind m den Figuren 1 mit 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 mit 3 zeigen in zeitlicher Abfolge verschiedene Verfahrensschritte einer ersten Variante zum erfmdungsgemaßen Konfektionieren eines Kunststoff-Lichtwellenleiters LW mit einem Stecker ST. Zunächst wird der zu konfektionierende Kunststoff-Lichtwellenleiter LW zweckmaßigerweise vorprapa- riert, indem von seiner Lichtleitfaser LF eine etwaig vorhan- dene äußere Kunststoff-Schutzhülle bzw. Coatmg-Schicht CO entlang einer vorgebbaren Endlange abgelost wird. Eine solche Coatmg-Schicht dient üblicherweise dem mechanischen Schutz der Lichtleitfaser. Dann wird die Lichtleitfaser LF auf eine gewünschte Endlange EL durch entsprechendes Zuschneiden ge- bracht. Entlang dieser Endlange EL liegt somit die blanke
Lichtleitfaser LF des Lichtwellenleiters LW frei. Die Lichtleitfaser LF ist vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere Plexiglas oder PMMA mit üblichem Schichtaufbau aus lichtfuh- rende Kern und darüber aufgebrachter Cladding-Schicht zur Erzeugung von Totalreflexionen für das im Kern geführte Licht gebildet .
Der derart endseitig vorpraparierte Lichtwellenleiter LW wird anschließend m den Schaft SH des Steckers ST eingeführt. Er wird durch dessen Steckerkopf SK soweit hindurchgeschoben, dass er aus dem Steckerkopf SK mit einer vorgebbaren Endlange EL hervorsteht. Um den Lichtwellenleiter LW im Stecker ST entlang seiner axialen Langserstreckung mechanisch zu fixieren, wird auf seiner äußeren Coatmg-Schicht CO und/oder auf der Außenoberflache der Lichtleitfaser LF zweckmaßigerweise ein Schmelzkleber oder ein sonstiges Klebemittel aufgebracht. Dadurch haftet die Kunststoff-Schutzhülle CO des Lichtwellen- leiters LW mechanisch dauerhaft an der Innenwand der Durchführung des Steckerschaftes SH und/oder des Steckerkopfes SK. Der Steckerkopf SK weist an seiner Stirnseite eine nach au- ssen frei zugängliche Kavität CA, d. h. einen freien, noch leeren Hohlraum auf, der später mit dem aufgeschmolzenen
Kunststoffmaterial des Lichtleitfaserendes LF ausgefüllt werden soll. Der Hohlraum CA ist im Stecker SK von Figur 1 dadurch gebildet, dass sich die Durchführung bzw. Durchgangsbohrung DB im Bereich der Stirnseite des Steckerkopfes SK in radialer Richtung hin nach außen aufweitet. Mit anderen Worten ausgedrückt weitet sich also die Durchgangsbohrung für den Lichtwellenleiter im Stecker ST im Bereich der Stirnseite des Steckerkopfes SK gegenüber ihrer kreiszylinderförmigen Form nach außen hin auf. Insbesondere ist die Durchgangsboh- rung DB im Bereich der Stirnseite des Steckerkopfes SK trichterförmig oder konisch aufgeweitet.
Gegebenenfalls kann der Kunststoff-Lichtwellenleiter LW zusätzlich oder unabhängig von Klebemitteln auch mittels gängi- ger mechanischer Arretierungsmittel im Stecker ST in axialer Richtung vorfixiert werden. So kann der jeweilige Lichtwellenleiter beispielsweise im Stecker auch festgecrimpt werden.
Zweckmäßigerweise hängt die blank freigelegte Lichtleitfaser LF aus dem Steckerkopf SK mit einer solchen Endlänge ELV heraus, dass deren hervorstehendes Kunststoffmaterial nach späterem Aufschmelzen ausreicht, den Hohlraum CA im Steckerkopf SK auszufüllen.
Anschließend wird der derart belegte Stecker ST mit seiner in axialer Richtung vorfixierten Lichtleitf ser LF, die stirnseitig entlang der Endlänge ELV hervorsteht, an eine plane Platte PL unter Anpressdruck gedrückt. Dieses Andrücken ist in der Figur 1 mit einem Pfeil AP in Faserlängsrichtung ge- kennzeichnet. Die Platte PL ist in Figur 4 schematisch in Frontansicht dargestellt. Sie weist hier beispielhaft eine etwa rechteckförmige Andruckfläche auf. Ihre Vorderseite VS, an der die Stirnseite SS der Lichtleitfaser LF angedruckt bzw. angepresst wird, ist in der Figur 1 mit VS bezeichnet. Diese Platte PL ist in der Figur 1 vorzugsweise durch eine Metallfolie oder Metallplatte gebildet.
Um das Kunststoffmaterial der aus dem Steckerkopf SK hervorstehenden Endlange der Lichtleitfaser LF an deren Stirnseite aufschmelzen zu können, wird die Platte PL auf der Ruckseite RS durch die Wärmestrahlung WS einer Wärmequelle LA erhitzt. Die Wärmestrahlung WS wird dabei auf eine vorgebbare Heizzone HZ der Platte PL konzentriert, die αer Kontaktierungszone der Stirnflache der Lichtleitfaser LF gegenüberliegt. Die Heizzone HZ ist also bezüglich der Platte PL achssymmetrisch, d. h. korrespondierend zur örtlichen Lage der Lichtleitfaser- Stirnflache SS angeordnet, bei der diese auf der Vorderseite VS der Platte PL angedruckt wird. Vorzugsweise weist die Heizzone HZ auf der Ruckwand RS der Platte PL eine solche Flachenform auf, die in etwa der Flachenform der Stirnflache der Lichtleitfaser LF entspricht. Die Heizzone HZ ist m der Figur 4 in Frontansicht zusätzlich miteingezeichnet. Sie liegt beispielhaft etwa im Schnittpunkt der Eckdiagonalen der rechteckformigen Platte PL. Die Wärmestrahlung WS ist dabei derart fokussiert, dass die Heizzone HZ etwa kreisrund ausgebildet ist. Im Bereich der Heizzone HZ ist die Wanddicke der Platte PL zweckmaßigerweise gegenüber deren Restbereich reduziert, um eine möglichst effektive Aufheizung der angedruckten Lichtleitfaser LF auf der gegenüberliegenden Vorderseite VS der Platte PL zu erreichen. Diese Wandstarkenreduzierung ist der Figur 1 strichpunktiert angedeutet und mit RW be- zeichnet. Durch die Konzentrierung αer Wärmestrahlung WS auf einen lokal begrenzten Bereich der Platte PL wird weitgehend sichergestellt, dass lediglich dort eine Aufheizung der Platte PL stattfindet, wo auf der gegenüberliegenden Seite die Lichtleitfaser LF mit ihrer Stirnflache die Platte PL kontak- tiert. Ein unzulässig starkes Aufheizen der übrigen Bereiche der Platte PL wird dadurch vermieden. Auf diese Weise wird ein besonders effektiver Wärme bergang der Wärmestrahlung WS von der Plattenruckseite RS zur Plattenvorderseite VS zur Aufheizung der dort kontaktierenden Lichtleitfaser- Stirnfläche bewirkt. Ein aktives Aufheizen der gesamten Flache der Platte PL ist dadurch weitgehend vermieden, das heisst, die Restflache der Platte PL bleibt weitgehend kühl.
Die Wärmestrahlung WS wird vorzugsweise von einem Laser LA beruhrungslos auf die Platte PL abgegeben. Selbstverständlich eignet sich dafür auch sonstiges energiereiches Licht oder dergleichen. Die erzeugte Wärmestrahlung WS hat insbesondere den Vorteil, dass sie gezielt, d. h. dosiert auf einen vorgebbaren Fleck der Platte PL fokussiert, d. h. konzentriert werden kann. Zudem ist sie m einfacher Weise weitgehend ver- zogerungsfrei ein- und ausschaltbar. Ein vorgebbarer Fleck wie z. B. HZ auf der Platte PL wird also nur dann aktiv beheizt, wenn die Wärmestrahlung WS angeschaltet ist, so dass ein ungewolltes Nachheizen der Platte nach Ausschalten der Wärmestrahlung weitgehend vermieden ist. Die Platte PL kann s ch somit nach Ausschalten der Wärmestrahlung WS weitgehend verzogerungsarm im Bereich der Heizzone HZ abkühlen. Denn die Platte PL bleibt außerhalb der Heizzone HZ weitgehend kalt. Durch die Warmekonvektion der Platte PL wird somit der zuvor aufgeheizte Fleck HZ nach Ausschalten der Wärmestrahlung WS kurzer Zeit wieder abgekühlt. Dadurch, dass die War- mestrahlung WS lediglich auf einen Fleck HZ der Platte PL konzentriert wird, der wesentlich kiemer als die übrige Restflache der Platte PL ist, kann eine weitgehend verzoge- rungsfreie Übertragung der Wärmestrahlung WS auf die Stirnflache der Lichtleitfaser LF und zugleich nach Ausschalten der Wärmestrahlung eine weitgehend verzogerungsarme Wiederab- kuhlung des Faserendes erreicht werden. Zweckmaßigerweise wird die Platte PL durch die Wärmestrahlung WS lediglich im Bereich der Heizzone HZ derart erhitzt, dass die W rmekapazität des übrigen, kühlenden Bereichs der Platte PL großer als die der Heizzone HZ ist. Für einen schnellen Aufheizvorgang und nachfolgenden schnellen Abkuhlvorgang der Stirnseite SS der Lichtleitfaser LF kann es gegebenenfalls bereits ausrei- chend sein, dass die Wärmestrahlung WS der Wärmequelle LA auf eine vorgebbare Heizzone HZ von höchstens dem 50-fachen, insbesondere höchstens dem 2-fachen der Große der Stirnflache der Lichtleitfaser LF konzentriert wird. Auch dadurch können bereits ausreichend kurze Taktzeiten zum Aufheizen und Wie- derabkuhlen der Lichtleitfaser erreicht werden.
Vorzugsweise wird die Wärmequelle LA gepulst, d. h. sie gibt Wärmestrahlung WS in Form eines kurzen zeitlichen Pulses ab. Dadurch wird die Heizzone HZ auf der Ruckseite RS der Platte PL aufgeheizt. Die dosiert abgegebene W rmemenge wird an die Kontaktierungsflache auf der Vorderseite VS der Platte PL weitergegeben und somit die dort kontaktierende Stirnflache der Lichtleitfaser LF angeschmolzen. Währenddessen wird die Lichtleitfaser LF auf die Platte PL gedruckt bz . gepresst. Dadurch fließt das aufgeschmolzene Kunststoffmaterial der Lichtleitfaser LF m die Kavitat CA im Steckerkopf SK hinein. Das aufgeschmolzene Kunststoffmaterial füllt dann den Hohlraum CA im Steckerkopf SK weitgehend vollständig aus. Durch das Aufschmelzen des Kunststoffmaterials an der Stirnseite SS der Lichtleitfaser LF und dem gleichzeitigen Anpressen an die Platte PL wird die Faserstirnseite umgeformt, insbesondere breitgedruckt. Dabei fließt das zähflüssig gemachte Kunststoff aterial den Hohlraum CA hinein und bildet dort ein nietenkopfformiges Ende für die Lichtleitfaser LF. Figur 2 zeigt diesen Zustand der stirnseitig plattgedruckten Lichtleitfaser LF. Die Stirnseite der umgeformten Lichtleitfaser LF ist dabei mit SF* bezeichnet. Die Kavitat ist jetzt mit dem Kunststoffmaterial des zuvor entlang der Enαlange ELV hervorstehenden Lichtleitfaser LF von Figur 1 ausgefüllt, d. h. die Lichtleitfaser LF steht nach der Umformung ihrer Stirnseite nicht mehr aus dem Steckerkopf SK hervor. Dadurch, dass die Lichtleitfaser LF nach ihrer stirnseitigen Umformung im Steckerkopf stirnseitig gegenüber sonst kreiszylmderfor- iger Form radial nach außen h veroreitert ist, wird vereinfacht ausgedruckt eine Arretierung axialer Richtung der Lichtleitfaser LF bewirkt. Wird also am Stecker ST entlang der axialen Längserstreckung des Lichtwellenleiters LW gezogen, so sind durch diese Verankerung der Lichtleitfaser LF im Steckerkopf Relativbewegungen zwischen der Lichtleitfaser LF und ihrer äußeren Schutzschicht CO weitgehend vermieden. Bei etwaig angreifenden Zugkräften am Stecker ST wird somit eine Kraftübertragung auf die weitgehend zugfeste Lichtleitfaser LF erreicht, während ihre Außenhülle CO davon weitgehend entkoppelt ist. Scherbewegungen zwischen der Außenhülle CO und der Lichtleitfaser LF sind dadurch weitgehend vermieden.
Nach diesem Umformvorgang der Stirnseite der Lichtleitfaser LF wird die Wärmequelle LA ausgeschaltet. Dies ist in der Figur 3 dadurch angedeutet, dass die Wärmestrahlung WS durch ein Kreuz OU ausgestrichen ist. Da die Wärmestrahlung WS für den Umformvorgang der Lichtleitfaser-Stirnseite lediglich auf einer begrenzten Teilfläche der Platte PL aufgeheizt worden ist, die übrigen Bereiche der Platte PL hingegen weitgehend kühl geblieben sind, kann auch die aufgeheizte Zone HZ durch Wärmeleitung wieder in relativ kurzer Zeit abgekühlt werden. Dadurch erstarrt das aufgeschmolzene und in die Kavitat CA gepresste Kunststoffmaterial der Lichtleitfaser LF sehr rasch. Der Stecker ST mit der nietenförmig umgeformten Stirnseite SS* kann dann nahezu haftungsarm von der Platte PL weggezogen werden. Dies ist in der Figur 3 durch einen Pfeil WZ angedeutet, der von der Platte PL weg in Richtung der Längserstreckung des Lichtwellenleiters LW gerichtet ist. Gegebenenfalls sind die entsprechenden Verfahrensschritte auch für die Konfektionierung von Glas-Lichtleitfasern mit jeweils einem Stecker in analoger Weise übertragbar.
Weiterhin kann es gegebenenfalls bereits ausreichend sein, den jeweiligen Lichtwellenleiter ohne Abmantelung seiner Coa- ting-Schicht in den Stecker einzuführen, endseitig entsprechend den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten umzuformen, abkühlen zu lassen und dann von der Platte abzuziehen. Besonders zweckmäßig kann es sein, für die Platte PL ein Material mit möglichst kleiner spezifischer Wärmekapazität C zu wählen. Ein solches Material ist z. B. Glas. Dadurch kann ei¬ ne besonders effiziente Abkühlung der Platte PL nach der lo- kalen Aufheizung erreicht werden. Insbesondere kann in die Glasplatte PL im Bereich der vorgegebenen Heizzone HZ auch eine konkave Wölbung bei Blickrichtung in Richtung auf den Kontaktierungsbereich der Lichtleitfaser LF zu vorgesehen sein. Dadurch läßt sich in einfacher Weise eine Fokussierung und Bündelung der Wärmestrahlen WS bereitstellen. Figur 6 zeigt eine solche Wölbung KW in der Oberfläche der Platte PL zur Sammelung der energetischen Strahlung WS. Figur 6 veranschaulicht dabei die Außenkontur der Platte PL auf ihrer Rückseite RS bei einem Schnitt durch die Heizzone HZ senk- recht zur Zeichenebene von Figur 1.
Gegebenenfalls kann es in Abwandlung der Verfahrensschritte entsprechend den Figuren 1 und 2 auch zweckmäßig sein, die Stirnfläche SS der aus dem Steckerkopf SK hervorstehenden Lichtleitfaser LF mit Hilfe der Wärmestrahlung WS vor ihrem Andrücken an die Platte PL direkt zu erhitzen und anzuschmelzen. Dies veranschaulicht Figur 5. Die Wärmestrahlung WS wird direkt, d. h. ohne das die Platte PL zwischen der Wärmequelle LA und dem Stecker ST angeordnet ist, auf die Stirnfläche SS der Lichtleitfaser LF unmittelbar focusiert. Die Wärmestrahlung WS der Wärmequelle LA wird also direkt auf die Faserstirnfläche SS konzentriert. Erst dann wird die Platte PL lateral zur Längserstreckung der Faser LF in den Strahlengang der Wärmestrahlen WS verschoben. Dies ist in der Figur 5 durch einen Bewegungspfeil LP quer, insbesondere senkrecht, zur Längserstreckung des Lichtwellenleiters angedeutet. Vor oder nach dem Lateralverschieben der Platte PL wird die Wärmestrahlung WS ausgeschaltet. Der Stecker ST mit der stirnseitig angeschmolzenen Lichtleitfaser LF wird dann anschlie- ßend auf die Platte PL gedrückt, was durch den Pfeil AP in axialer Längsrichtung der Faser veranschaulicht ist. Durch das Andrücken wird entsprechend den Verfahrensschritten nach Figur 2 wiederum die Umformung der Stirnseite der Faser LF bewirkt. Diese Abwandlung hat insbesondere den Vorteil, dass die Platte PL nicht unmittelbar durch die Wärmestrahlung WS aufgeheizt wird, sondern ständig kühl bleibt.
Zusammenfassend betrachtet liegt somit dem erfindungsgemäßen "Hot Plate-Verfahren" insbesondere das Prinzip zugrunde, Wärmeenergie gezielt auf engstem Raum auf die Andrückplatte aufzuprägen. Dazu eignet sich z. B. ein Laser, energiereiches Licht oder andere energetische Strahlung. Ziel ist es, vorzugsweise nur einen lokalen Bereich der Platte aufzuheizen. Vorzugsweise wird eine Heizzone etwa kreisrunder Form von höchstens 500μm Durchmesser, insbesondere 2 mm Durchmesser erhitzt. Insbesondere auf der anderen Seite der Andrückplatte wird der Lichtwellenleiter gegen die von hinten erhitzte
Platte gedrückt. Nach Abschaltung der Strahlungsenergie wird durch die Wärmeleitung der Platte innerhalb von kürzester Zeit die Temperatur soweit abgesenkt, dass ein Abnehmen des fertigen Steckers mit hoher Qualität ermöglicht wird. Somit sind in vorteilhafter Weise Taktzeiten von weniger als einer Sekunde möglich. Auch hohe Standzeiten der Anlage, insbesondere der Wärmequelle sind gewährleistet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Konfektionieren eines Lichtwellenleiters (LW) mit einem Stecker (ST) , wobei in einem ersten Schritt der Lichtwellenleiter (LW) derart in den Stecker (ST) eingeführt wird, dass er aus dessen Steckerkopf (SK) mit einer vorgebbaren Endlänge (EL) hervorsteht, wobei in einem nachfolgenden, zweiten Schritt der Lichtwellenleiter (LW) an seinem hervorstehenden Ende stirnseitig mit Hilfe einer Wärme- quelle (LA) angeschmolzen und mit dieser erweichten Stirnseite (SS) an eine Platte (PL) gedrückt wird, wodurch er stirnseitig in eine vorgebbare Form (SS*) gebracht wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stirnseite (SS) des Lichtwellenleiters (LW) mit Hilfe von Wärmestrahlung (WS) der Wärmequelle (LA) angeschmolzen wird, die auf eine vorgebbare Heizzone (HZ) von höchstens dem 50-fachen der Fläche der Stirnseite, insbesondere von etwa der Flächenform der Stirnseite des Lichtwellenleiters (LW) fokussierbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Lichtwellenleiter (LW) im ersten Schritt derart in den Stecker (ST) eingeführt wird, dass er aus dem Steckerkopf (ST) mit einer solchen Endlänge heraushängt, dass sein Material nach dem Aufschmelzen ausreicht, einen Hohlraum (CA) im Steckerkopf (SK) auszufüllen.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stecker (ST) mit dem eingebrachten Lichtwellenleiter (LW) vor dessem stirnseitigen Anschmelzen durch Wärmestrahlung an die Vorderseite der Platte (PL) gedrückt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass nach dem Andrücken des Lichtwellenleiters (LW) die Platte (PL) auf ihrer Rückseite mit Hilfe der Wärmestrahlung lediglich lokal im Bereich der Kontaktzone der Stirnfläche des Lichtwellenleiters (LW) mit der Platte (PL) erhitzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wärmestrahlung (WS) durch einen Laser (LA) , energiereiches Licht oder dergleichen erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Platte (PL) durch die Wärmestrahlung (WS) lediglich im Bereich der Heizzone (HZ) derart erhitzt wird, dass die Wärmekapazität des übrigen, kühlenden Bereichs der Platte (PL) größer als die der Heizzone (HZ) ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wandstärke der Platte (PL) im Bereich der Heizzone (HZ) geringer als im Restbereich der Platte (PL) gewählt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Platte (PL) eine Metallfolie verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 mit 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für die Platte (PL) ein für die Wärmestrahlung (WS) energetisch transparentes Material verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stirnfläche (SS) des Lichtwellenleiters (LW) direkt mit Hilfe der Wärmestrahlung (WS) noch vor dem Andrücken an die Platte (PL) erhitzt und angeschmolzen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Kunststoff-Lichtwellenleiter (LW) erst nach der stirnseitigen Anschmelzung an die Platte (PL) zur Umformung seiner Stirnseite gedrückt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Lichtwellenleiter ein Kunststoff-Lichtwellenleiter (LW) in den Stecker (ST) eingebracht wird.
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