WO2012066127A2 - Patronenaufnahme und verfahren zur herstellung der patronenaufnahme - Google Patents

Patronenaufnahme und verfahren zur herstellung der patronenaufnahme Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a cartridge receptacle, a lens plug component and a method for producing the cartridge receptacle according to the preambles of the independent claims.
  • WO 2007/119036 describes an optical connector for a fiber optic communication system.
  • a ferrule is glued in a housing. Until the adhesive has cured, the ferrule in the housing is free to move. During this time, the ferrule can be aligned relative to the housing.
  • both parts After gluing the ferrule into the housing, both parts must be fixed to each other until the adhesive has hardened. This production step increases the time required to produce a connector.
  • An object of the present invention is therefore to provide a cartridge receptacle in which the ferrule and housing need not be fixed during a curing process and the orientation of the cartridge is nevertheless determinable at least with regard to a part of the housing.
  • a cartridge receptacle for receiving at least one cartridge, wherein the cartridge at least at least one ferrule and a lens, comprising at least one bore for receiving the cartridge and a lens-side end face, wherein the lens-side end face is orthogonal to an optical axis of the cartridge.
  • the lens-side end face allows probing, for example, in a CNC machine or a measuring machine, so that the position of the Pat ⁇ ronenfact and thus the position of the cartridge can be determined.
  • the optical axis of the cartridge can be determined in a particularly simple manner, ie with simple calculation steps.
  • two cartridge holders can be coupled to each other in a simple manner.
  • the cartridge is pressed into the Patronenauf ⁇ acquisition or glued.
  • the cartridge is in a position defined for the cartridge receptacle.
  • Cartridge receptacle as well as the position of the cartridge itself to be determined.
  • a lens connector assembly comprising the cartridge receiver, a Pat ⁇ rone, a plug and a spring holder,
  • the plug having a ferrule, a ferrule holder and a spring bearing against the ferrule holder,
  • the ferrule is inserted into the lens side of the cartridge and the spring is compressed between the ferrule holder and the spring holder in such a way that the ferrule of the plug is pressed against the ferrule of the cartridge.
  • the plug is securely received.
  • the lens plug component includes a lens holder against which the lens abuts. As a result, the position of the lens in the lens plug component is specified particularly accurately.
  • the above-mentioned object is also achieved by a Ver ⁇ drive for the production of the cartridge, wherein electromagnetic radiation (light, in particular white light) is injected into the cartridge, the optical axis of the cartridge is determined, and the lateral surface of the cartridge is machined so that its Central axis is parallel to the optical axis of the cartridge or identical to the optical axis of the cartridge.
  • electromagnetic radiation light, in particular white light
  • the lateral surface of the cartridge may have a Fehlwinkel or a mispositioning to the optical axis of the cartridge. This would lead to a misalignment of the entire lens connector component after installation of the cartridge in the cartridge holder. Such circumstances would have a negative influence on the transfer result of the overall system.
  • the cartridge is clamped in a suitable device. With the help of this device possibly occurring incorrect positioning can be corrected. In the corrected position, the lateral surface of the cartridge is revised, so that fall after processing, the cylinder axis of the lateral surface of the cartridge and the optical axis together.
  • a camera can be used in conjunction with a suitable evaluation software.
  • the use of such components allows automation of the optimization process for an economic Serienfer ⁇ actuation.
  • the cartridge is clamped before processing the lateral surface in an adjustment device.
  • the adjustment device allows alignment of the cartridge in multiple axes.
  • the adjustment device can Calotte chuck or a multi-axis adjustable holder for the cartridge.
  • a pen holder and preferably a lens holder are mounted so that a
  • Lens plug component is present. Due to the fixed fixation a particularly high precision is achieved. Preferably, the cartridge is not dismantled after machining the lateral surface and the Mon ⁇ animals. As a result, a particularly high precision can be achieved.
  • the lens plug components are preferably provided with the lens-side end faces to each other and adjacent thereto in pairs fixed to ⁇ who, so as to connect two or more fibers in pairs.
  • Figure 1 is a side view of a cartridge
  • Figure 2 is a longitudinal section A-A of the cartridge shown in Figure 1;
  • Figure 4 is a plan view of the lens-side surface of a
  • Figure 1 shows the outside view of a cartridge 1 in a side view.
  • the cartridge comprises a lens 2, a sleeve 4 and a screw sleeve 8.
  • the lens 2 is arranged in an end region of the sleeve 4.
  • the screw sleeve 8 is attached to the lens 2 opposite end of the sleeve 4.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section of the cartridge shown in FIG. In this view it is clear that the lens 2 is mounted in a widening which is arranged in one end of the sleeve 4. On the lens 2 is located on a ferrule 6.1, which is also included in the sleeve 4 and a
  • the Doppelferrulhalter 5 is held.
  • the Doppelferrulhalter 5 is screwed into the sleeve 4 and holds next to the mentioned ferrule 6.1 another ferrule 6.2, which extends to the other side of the Doppelferrulhalters 5 of the lens 2 away.
  • a ceramic sleeve 7 is attached, which forms a hollow cylinder which is open on the side facing away from the ferrule 6.2 side.
  • the screw sleeve 8 is screwed into the lens-remote end of the sleeve 4 and surrounds the ceramic sleeve 7. At the end face of the screw 8, a through hole is provided.
  • a fiber such as a glass fiber can be passed and coupled with the ferrules 6.1 and 6.2.
  • radiation such as light from the fiber to the lens 2 are passed.
  • the optical axis R of the cartridge is parallel to the axis of symmetry of its lateral surface M.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of a lens plug component 9.
  • the lens plug component 9 has a cartridge receptacle 10 in which bores 19 for receiving cartridges, such as the cartridge 1 shown in FIGS. 1 and 2, are arranged.
  • the holes are, as here, for example, fencing.
  • two such cartridges 1 are shown.
  • a lens holder 11 is arranged at the lens-side end of the cartridge receptacle 10.
  • the lenses 2 are applied.
  • the lens holder 11 has a plurality of through holes 18 located at the positions provided for the lenses 2.
  • the passage openings 18 are each dimensioned such that the lenses 2 can rest against the edge of the openings, but do not fit through.
  • the lens holder 11 is fixed with egg ⁇ ner screw 14 to the cartridge receptacle 10 degrees.
  • the lens plug component 9 can also be designed without a lens holder.
  • Each cartridge 1 is provided with a plug 16 which has a ferrule 6.3 and a ferrule holder 22 with a shoulder 21.
  • the plug 16 is passed through the opening of the sighting sleeve 8 and abuts the ferrule 6.2.
  • Ferrule holder 22 is passed through a spring holder 12, which on the side facing away from the lens
  • Lens plug component 9 is attached to the cartridge receptacle.
  • Springs 23 are respectively provided on the ferrules 6.3, so that they rest against the shoulder 21 of the ferrule holder 22 and on the spring holder 12.
  • the spring holder 12 is fastened with a screw 13 on the cartridge holder 10. Because the spring 23 is provided, the ferrule 6.3 is pressed against the ferrule 6.2. This creates a reliable contact.
  • FIG. 4 shows a plan view of the lens-side surface of the lens plug component 9. This figure illustrates how the lens holder 11 holds the lenses 2 and how it is fastened by a screw 14.
  • the described lens plug component 9 is used, for example, to connect two or more glass fibers in pairs. In this case, the glass fibers are received in a ferrule 6.3 of such a lens plug component 9 and the two lens plug components 9, for example with a
  • Plug housing connected to each other in such a way that the lin- senseitigen end faces 17 abut each other.
  • the optical axes of the two used, each opposite cartridges 1 are aligned.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Patronenaufnahme (10) für die Aufnahme mindestens einer Patrone (1), wobei die Patrone (1) mindestens eine Ferrule (6.1, 6.2, 6.3) und eine Linse (2) aufweist, umfassend mindestens eine Bohrung (19) zur Aufnahme der Patrone (1) und eine linsenseitige Stirnfläche (17), wobei die linsenseitige Stirnfläche (17) orthogonal zu einer optischen Achse (R) der Patrone (1) ist.

Description

Patronenaufnahme und Verfahren zur Herstellung der Patronenaufnähme
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Patronenaufnahme, ein Linsensteckerbauteil und ein Verfahren zur Herstellung der Patronenaufnahme nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche .
WO 2007/119036 beschreibt einen optischen Verbinder für ein faseroptisches Kommunikationssystem. Bei diesem System wird eine Ferrule in ein Gehäuse geklebt. Bis zum Aushärten des Klebstoffs ist die Ferrule in dem Gehäuse frei beweglich. In dieser Zeit kann die Ferrule relativ zu dem Gehäuse ausgerichtet werden.
Probleme des Standes der Technik
Nach dem Einkleben der Ferrule in das Gehäuse müssen beide Teile solange zueinander fixiert werden, bis der Klebstoff ausgehärtet ist. Durch diesen Produktionsschritt vergrößert sich der Zeitaufwand zur Produktion eines Verbinders.
Vorteile der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Patronenaufnahme bereitzustellen, bei der Ferrule und Gehäuse nicht während eines Aushärtungsprozesses fixiert werden müssen und die Ausrichtung der Patrone trotzdem zumindest im Hinblick auf einen Teil des Gehäuses bestimmbar ist.
Dieses Problem wird gelöst durch eine Patronenaufnahme für die Aufnahme mindestens einer Patrone, wobei die Patrone mindes- tens eine Ferrule und eine Linse aufweist, umfassend mindestens eine Bohrung zur Aufnahme der Patrone und eine linsensei- tige Stirnfläche, wobei die linsenseitige Stirnfläche orthogonal zu einer optischen Achse der Patrone ist. Die linsenseitige Stirnfläche ermöglicht ein Antasten beispielsweise in einer CNC-Maschine oder einer Messmaschine, sodass die Lage der Pat¬ ronenaufnahme und damit die Lage der Patrone bestimmbar ist. Die optische Achse der Patrone ist auf besonders einfache Weise, d. h. mit einfachen Rechenschritten bestimmbar. Außerdem können mit Hilfe dieser Stirnfläche zwei Patronenaufnahmen auf einfache Weise aneinander gekoppelt werden.
In einer Ausführungsform ist die Patrone in die Patronenauf¬ nahme gepresst oder geklebt. Dadurch befindet sich die Patrone in einer zur Patronenaufnahme definierten Lage. Durch das An- tasten der Stirnfläche kann daher sicher sowohl die Lage der
Patronenaufnahme als auch die Lage der Patrone selbst bestimmt werden .
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Linsensteckerbauteil umfassend die Patronenaufnahme, eine Pat¬ rone, einen Stecker und einen Federhalter,
wobei der Stecker eine Ferrule, einen Ferrulhalter und eine Feder, die an dem Ferrulhalter anliegt, aufweist,
die Ferrule in die linsenabgewandten Seite der Patrone ge- steckt ist und die Feder zwischen dem Ferrulhalter und dem Federhalter derart zusammengedrückt ist, dass die Ferrule des Steckers gegen die Ferrule der Patrone gedrückt ist. Dadurch ist der Stecker sicher aufgenommen. In einer Ausführungsform umfasst das Linsensteckerbauteil einen Linsenhalter, an dem die Linse anliegt. Dadurch ist die Lage der Linse in dem Linsensteckerbauteil besonders genau vorgegeben . Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Ver¬ fahren zur Herstellung der Patrone, wobei elektromagnetische Strahlung (Licht, insbesondere Weisslicht) in die Patrone eingekoppelt wird, die optische Achse der Patrone bestimmt wird und die Mantelfläche der Patrone so bearbeitet wird, dass deren Mittelachse parallel zu der optischen Achse der Patrone oder identisch mit der optischen Achse der Patrone ist.
Die Mantelfläche der Patrone kann einen Fehlwinkel bzw. eine Fehlpositionierung zur optischen Achse der Patrone aufweisen. Dies würde nach Einbau der Patrone in die Patronenaufnahme zu einer Fehljustage des gesamten Linsensteckerbauteils führen. Derartige Umstände hätten einen negativen Einfluß auf das Übertragungsergebnis des Gesamtsystems.
Um eine Verschlechterung des Übertragungsverhaltens zu vermeiden, muß die Fehlpositionierung zwischen Patronenmantelfläche und optischer Achse ausgeglichen werden.
Zu diesem Zweck wird die Patrone in einer geeigneten Vorrichtung eingespannt. Mit Hilfe dieser Vorrichtung werden eventu- eil auftretende Fehlpositionierungen korrigiert. In der korrigierten Lage wird die Mantelfläche der Patrone überarbeitet, so daß nach der Bearbeitung die Zylinderachse der Mantelfläche der Patrone und die optische Achse zusammen fallen.
Für diese Justage kann eine Kamera in Verbindung mit einer ge- eigneten Auswertesoftware herangezogen werden. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz solcher Komponenten eine Automatisierung des Optimierungsprozesses für eine ökonomische Serienfer¬ tigung . In einer Ausführungsform wird die Patrone vor der Bearbeitung der Mantelfläche in eine Justagevorrichtung eingespannt. Die Justagevorrichtung ermöglicht eine Ausrichtung der Patrone in mehreren Achsen. Die Justagevorrichtung kann ein Kalottenfutter oder eine in mehreren Achsen justierbare Halterung für die Patrone sein.
In einer Ausführungsform werden beim Einbringen der Patrone in die Patronenaufnahme auch ein Stecker, ein Federhalter und vorzugsweise ein Linsenhalter montiert, sodass ein
Linsensteckerbauteil vorhanden ist. Durch die feste Fixierung wird eine besonders hohe Präzision erreicht. Vorzugsweise wird die Patrone nach dem Bearbeiten der Mantelfläche und dem Mon¬ tieren nicht mehr demontiert. Dadurch ist eine besonders hohe Präzision erreichbar. Die Linsensteckerbauteile sind vorzugsweise dazu vorgesehen, mit den linsenseitigen Stirnflächen zueinander und daran anliegend jeweils paarweise fixiert zu wer¬ den, um so zwei oder mehr Fasern paarweise miteinander zu verbinden .
Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht einer Patrone;
Figur 2 einen Längsschnitt A-A der in Figur 1 gezeigten Patrone ;
Figur 3 einen Längsschnitt A-A des Linsensteckerbauteils ge¬ mäß Figur 4 ;
Figur 4 eine Draufsicht auf die linsenseitige Fläche eines
Linsensteckerbauteils . Figur 1 zeigt die Außenansicht einer Patrone 1 in einer Seitenansicht. Die Patrone umfasst eine Linse 2, eine Hülse 4 und eine Schraubhülse 8. Die Linse 2 ist in einem Endbereich der Hülse 4 angeordnet. Die Schraubhülse 8 ist an dem der Linse 2 entgegengesetzten Ende der Hülse 4 befestigt.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt der in Figur 1 gezeigten Patrone. In dieser Ansicht wird deutlich, dass die Linse 2 in einer Aufweitung angebracht ist, die in einem Ende der Hülse 4 angeordnet ist. An der Linse 2 liegt eine Ferrule 6.1 an, die ebenfalls in der Hülse 4 aufgenommen ist und von einem
Doppelferrulhalter 5 gehalten wird. Der Doppelferrulhalter 5 ist in die Hülse 4 eingeschraubt und hält neben der erwähnten Ferrule 6.1 eine weitere Ferrule 6.2, die sich zur anderen Seite des Doppelferrulhalters 5 von der Linse 2 weg erstreckt. An der Ferrule 6.2 ist eine Keramikhülse 7 angebracht, die einen Hohlzylinder bildet, der auf der von der Ferrule 6.2 abgewandten Seite offen ist. Die Schraubhülse 8 ist in das linsen- abgewandte Ende der Hülse 4 geschraubt und umschließt die Keramikhülse 7. An der Stirnseite der Schraubhülse 8 ist eine Durchgangsöffnung vorgesehen.
Durch die in der Schraubhülse 8 vorgesehene Durchgangsöffnung kann eine Faser, beispielsweise eine Glasfaser hindurchgeführt und mit den Ferrulen 6.1 und 6.2 gekoppelt werden. Dadurch kann Strahlung wie beispielsweise Licht aus der Faser zu der Linse 2 geleitet werden. Dabei ist die optische Achse R der Patrone parallel zu der Symmetrieachse ihrer Mantelfläche M.
Figur 3 zeigt einen Längsschnitt eines Linsensteckerbauteils 9. Das Linsensteckerbauteil 9 weist eine Patronenaufnahme 10 auf, in der Bohrungen 19 zur Aufnahme von Patronen, wie beispielsweise der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Patrone 1 angeordnet sind. Die Bohrungen sind wie hier beispielsweise Stu- fenbohrungen . In dem in Figur 3 gezeigten Schnitt sind zwei derartige Patronen 1 dargestellt. An dem linsenseitigen Ende der Patronenaufnahme 10 ist ein Linsenhalter 11 angeordnet. An dem Linsenhalter 11 liegen die Linsen 2 an. Der Linsenhalter 11 weist mehrere Durchgangsöffnungen 18 auf, die sich an den für die Linsen 2 vorgesehenen Positionen befinden. Die Durchgangsöffnungen 18 sind dabei jeweils derart dimensioniert, dass die Linsen 2 an dem Rand der Öffnungen anliegen können, jedoch nicht hindurch passen. Der Linsenhalter 11 ist mit ei¬ ner Schraube 14 an der Patronenaufnahme 10 befestigt. Das Linsensteckerbauteil 9 kann auch ohne Linsenhalter ausgeführt werden .
Jede Patrone 1 ist mit einem Stecker 16 versehen, der eine Ferrule 6.3 und einen Ferrulhalter 22 mit einem Absatz 21 auf- weist. Der Stecker 16 ist durch die Öffnung der Schaubhülse 8 hindurchgeführt und liegt an der Ferrule 6.2 an. Der
Ferrulhalter 22 ist durch einen Federhalter 12 hindurchgeführt, der auf der linsenabgewandten Seite des
Linsensteckerbauteils 9 an der Patronenaufnahme befestigt ist. Federn 23 sind jeweils an den Ferrulen 6.3 vorgesehen, sodass sie an dem Absatz 21 des Ferrulhalters 22 und an dem Federhalter 12 anliegen. Der Federhalter 12 ist mit einer Schraube 13 an der Patronenaufnahme 10 befestigt. Dadurch, dass die Feder 23 vorgesehen ist, wird die Ferrule 6.3 gegen die Ferrule 6.2 gedrückt. Auf diese Weise entsteht ein zuverlässiger Kontakt.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die linsenseitige Fläche des Linsensteckerbauteils 9. Diese Figur verdeutlicht, wie der Linsenhalter 11 die Linsen 2 hält und wie dieser durch eine Schraube 14 befestigt ist. Das beschriebene Linsensteckerbauteil 9 wird beispielsweise eingesetzt, um zwei oder mehr Glasfasern paarweise miteinander zu verbinden. Dabei werden die Glasfasern in einer Ferrule 6.3 eines derartigen Linsensteckerbauteils 9 aufgenommen und die beiden Linsensteckerbauteile 9 beispielsweise mit einem
Steckergehäuse derartig miteinander verbunden, dass die lin- senseitigen Stirnflächen 17 aneinander anliegen. Idealerweise fluchten die optischen Achsen der beiden verwendeten, jeweils gegenüberliegenden Patronen 1 miteinander. Um dabei eine mög¬ lichst hohe Übereinstimmung der beiden optischen Achsen zu er- reichen, ist es erforderlich, die linsenseitigen Stirnflächen 17 so zu fertigen, dass diese einen präzisen 90°-Winkel mit der optischen Achse der Patrone 1 bilden.
Bezugszeichenliste
1 Patrone
2 Linse
4 Hülse
5 Doppel ferrulhalter
6.1, 6.2, 6.3 Ferrule
7 Keramikhülse
8 Schraubhülse
9 Linsensteckerbauteil 10 Patronenaufnahme
11 Linsenhalter
12 Federhalter
13 Schraube
14 Schraube
16 Stecker
17 linsenseitige Stirnfläche 18 Durchgangsöffnung
19 Bohrung
21 Absatz
22 Ferrulhalter
23 Feder
R optische Achse
M Mantelfläche

Claims

Patentansprüche
1. Patronenaufnahme (10) für die Aufnahme mindestens einer Patrone (1), wobei die Patrone (1) mindestens eine
Ferrule (6.1, 6.2, 6.3) und eine Linse (2) aufweist, um- fassend mindestens eine Bohrung (19) zur Aufnahme der
Patrone (1) und eine linsenseitige Stirnfläche (17), dadurch gekennzeichnet, dass die linsenseitige Stirnfläche (17) orthogonal zu einer optischen Achse (R) der Patrone (1) ist.
2. Linsensteckerbauteil umfassend
eine Patronenaufnahme (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Patrone (1), einen Stecker (16) und einen Federhalter (12),
wobei der Stecker (16) eine Ferrule, einen Ferrulhalter
(22) und eine Feder (23), die an dem Ferrulhalter
(22) anliegt, aufweist,
die Ferrule in die linsenabgewandte Seite der Patrone gesteckt ist und die Feder (23) zwischen dem Ferrulhalter (22) und dem Federhalter (12) derart zusammengedrückt ist, dass der Stecker gegen die Ferrule der Patrone (1) gedrückt ist.
3. Linsensteckerbauteil nach Anspruch 2, umfassend einen Lin- senhalter (11), an dem die Linse (2) anliegt.
4. Verfahren zur Herstellung einer Patrone (1), wobei elekt¬ romagnetische Strahlung in eine Patrone (1) eingekoppelt wird, die optische Achse (R) der Patrone (1) bestimmt wird und die Mantelfläche (M) der Patrone so bearbeitet wird, dass sie parallel zu der optischen Achse (R) der Patrone oder identisch mit der optischen Achse (R) der Patrone ist .
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Patrone (1) vor der Bearbeitung derart ausgerichtet wird, dass die optische Achse (R) in einer vorgegebenen Achse liegt.
6. Verfahren zur Herstellung einer Patrone nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Patrone (1) vor der Bearbeitung der Mantelfläche (M) in eine Justagevorrichtung eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Patrone (1) in eine Patronenaufnahme (10) eingebracht wird und ein Stecker (16), ein Federhalter (12) und ein Linsenhalter (11) montiert werden.
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