DE4221040A1

DE4221040A1 - Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleitersteckers

Info

Publication number: DE4221040A1
Application number: DE19924221040
Authority: DE
Inventors: Dieter Barth
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2012-06-27
Also published as: DE4221040C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleitersteckers mit einem im wesentlichen zylindrischen Körper aus einem optischen Kunststoff, von dessen einer Stirnfläche eine koaxiale abgestufte Bohrung ausgeht, in die eine Hülse einbringbar ist, in der der Lichtwellenleiter in einer koaxialen Längsbohrung befestigbar ist.

Aus der EP 32 722 A1 ist ein Lichtwellenleiterstecker mit den folgenden Merkmalen bekannt: Der Stecker weist einen im wesentlichen zylindrischen Linsenkörper aus einem optischen Kunststoff auf, an dessen einer Stirnfläche eine Linse ausgebildet ist. Licht aus dem Lichtwellenleiter wird in der Linse zu einem Parallelstrahl fokussiert. Von der anderen Stirnfläche des Linsenkörpers geht eine koaxiale abgestufte Bohrung aus, die in einem Brennpunkt der Linse endet und in die eine Hülse einbringbar ist, in der der Lichtwellenleiter in einer koaxialen Längsbohrung befestigbar ist. Zur Herstellung dieses Lichtwellenleitersteckers wird zunächst die Hülse in den Linsenkörper eingebracht. Danach wird ein Material zur Indexanpassung in die Längsbohrung der Hülse eingefügt und ein abgemantelter Lichtwellenleiter in die Längsbohrung eingeschoben bis er das Ende der Bohrung des Linsenkörpers im Brennpunkt der Linse erreicht hat. Der Lichtwellenleiter wird in der Längsbohrung der Hülse elastisch gehalten.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleitersteckers anzugeben, mit dem die Herstellung eines Lichtwellenleitersteckers wesentlich vereinfacht wird und das daher eine Fremdmontierbarkeit der Lichtwellenleiterstecker ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Da es wichtig ist, daß Lichtwellenleiterstecker eine geringe Dämpfung aufweisen, ist es notwendig die Lichtwellenleiter in den Steckern genau zu zentrieren und dann zu fixieren. Es wird eine Möglichkeit angegeben, mit der es sehr einfach ist die genaue Fixierung und Zentrierung des Lichtwellenleiters zu erreichen.

Für Lichtwellenleiterstecker ist es sehr wichtig, daß sie einfach montierbar sind. Eine kostengünstige Lösung, die fremdmontierbar und feldmontierbar ist sollte vorliegen. Zwischen der Linse und dem Lichtwellenleiter ist es sinnvoll, daß kein Luft- Glas-Übergang entsteht, indem der Lichtwellenleiter entweder direkt an der Linse angebracht wird oder eine Indexanpassung vorgesehen ist. Eine spielfreie Ankopplung von Lichtwellenleitern mit Manteldurchmessern innerhalb der Normen wird ermöglicht. Die benötigten Teile können als Spritzgußteile kostengünstig gefertigt werden. Eine Justierung des Lichtwellenleiters zur Linse entfällt. Die Abstandseinhaltung zwischen Lichtwellenleiter und Linse kann durch einen Anschlag geregelt werden. Das Ende der Bohrung im Linsenkörper kann beispielsweise als Konusbohrung realisiert werden. Dadurch erhält man in axialer Richtung zwar eine größere Abweichung zwischen Lichtwellenleiterende und Linsenfokus, in radialer Richtung bekommt man jedoch eine sehr genaue Positionierung des Lichtwellenleiterendes zur Linsenachse, unabhängig von geringen Schwankungen des Manteldurchmessers.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die verschiedenen Bauteile in unterschiedlichen Stadien des Zusammenbaus für einen Linsenstecker,

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung für einen Linsenstecker mit schraubbarer Befestigung an einer Steckerbuchse,

Fig. 3 zwei Linsenstecker, die in einer Steckerbuchse fixiert sind und

Fig. 4 einen Direktstecker.

Die obere Abbildung in Fig. 1 zeigt eine Hülse 4 mit einer Längsbohrung 5. Die Längsbohrung 5 ist abgestuft. Zwischen den unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern ist die Längsbohrung konisch. An dem Ende der Hülse 4 mit dem größeren Durchmesser der Längsbohrung weist die Bohrung einen konischen Trichter 10 auf, durch den ein Einführen eines Lichtwellenleiters vereinfacht wird. Auch der äußere Mantel der Hülse 4 weist zwei unterschiedliche Durchmesser auf, wobei die Mantelfläche zwischen den unterschiedlichen Durchmessern konisch ausgebildet ist. Die konische Fläche bildet eine Referenzfläche 22. Ein Lichtwellenleiter 1 mit Primärschutz 2 und Sekundärschutz 3 wird an einem Ende bereichsweise vom Sekundärschutz 3 befreit. Der so teilweise abgemantelte Lichtwellenleiter wird in die Hülse 4 eingeführt. Die Bohrungsdurchmesser der Längsbohrung 5 der Hülse 4 sind derart ausgebildet, daß der Lichtwellenleiter mit Primärschutz 2 und der Lichtwellenleiter mit Sekundärschutz 3 mit geringem Spiel in die Hülse 4 eingebracht wird. Zur Befestigung des Lichtwellenleiters in der Hülse 4 wird diese an zwei verschiedenen Stellen, einmal im Bereich des geringen Bohrungsdurchmessers K und einmal im Bereich des größeren Durchmessers K′ verkrimpt. Durch dieses Verkrimpen wird der Lichtwellenleiter in der Hülse fixiert. Danach wird das vom Sekundärschutz 3 befreite Ende des Lichtwellenleiters auf eine vorgegebene Länge abgeschnitten und an diesem Ende der Primärschutz 2 entfernt. Der Lichtwellenleiter erhält eine definierte Länge beispielsweise bezogen auf die Referenzfläche 22 oder das Ende der Hülse 21. Die dritte Abbildung von oben zeigt die entstandene Hülse mit Lichtwellenleiter. In der vierten Abbildung der Fig. 1 ist ein Linsenkörper 6 dargestellt. Der Linsenkörper ist ein Spritzgußteil aus optischem Kunststoff. Er ist im wesentlichen zylindrisch und weist an einer Stirnfläche eine Linse 7 auf. Von der anderen Stirnseite 9 geht eine abgestufte Bohrung, die sich koaxial zur Längsachse des Linsenkörpers erstreckt aus. Die Bohrung 12 endet im Brennpunkt der Linse 7. Zwischen den unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern ist die Bohrung 12 konisch. Die Bohrungsdurchmesser der Bohrung sind derart gewählt, daß der kleinste Durchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des Lichtwellenleiters 1 ist, der zweite Durchmesser geringfügig größer als der kleinere Außendurchmesser der Hülse und der größere Durchmesser geringfügig größer als der größere Durchmesser der Hülse ist. Die konische Fläche zwischen dem größten und dem mittleren Durchmesser der Bohrung bildet eine Anschlagfläche 8, an die die Referenzfläche 22 der Hülse 4 nach Einbringen der Hülse in den Linsenkörper anschlägt. Durch diese Flächen wird eine definierte Lage der Hülse 4 und somit des Lichtwellenleiters 1 vorgegeben. Der Lichtwellenleiter 1 wird mit Hilfe der Hülse 4 in den Linsenkörper 6 eingefügt, was wesentlich einfacher als das direkte Einfügen des Lichtwellenleiters ist. Eine Fixierung der Hülse 4 im Linsenkörper 6 kann mittels eines Klebstoffes 11 erfolgen. Die untere Abbildung in Fig. 1 zeigt den entstandenen Linsenstecker.

Die Abbildungen der Fig. 2 entsprechen denen der Fig. 1 was die Befestigung des Lichtwellenleiters 1 in der Hülse 4 und im Linsenkörper 6 angeht, im wesentlichen. Zusätzlich ist in Fig. 2 eine Überwurfmutter 15 dargestellt, die ein Innengewinde 14 aufweist. Diese Überwurfmutter 15 ist an einem Ende mit einer umlaufenden Schulter 13 versehen. Die Überwurfmutter 15 kann auf die Hülse auf geschoben werden. Die Hülse weist einen umlaufenden Bund 16 auf, der verhindert, daß die Hülse 4 durch die Überwurfmutter 15 ganz hindurchpaßt. Wenn die Hülse 4 in den Linsenkörper 6 eingeklebt ist, entsteht zwischen dem Linsenkörper 6 und dem Bund 16 eine Nut 17, in die die Schulter der Überwurfmutter 15 eingreift. Dadurch ist die Überwurfmutter 15 unverlierbar zwischen Linsenkörper und Hülse befestigt. Die Nut 17 ist jedoch so ausgebildet, daß die Überwurfmutter 15 drehbar ist.

Fig. 3 zeigt eine Steckerbuchse 18, die im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist und in die von beiden Seiten ein Linsenstecker einbringbar ist. Die Steckerbuchse 18 weist an beiden Enden ein Außengewinde 19, 19′ auf, auf das die Überwurfmuttern 15, 15′ jeweils auf schraubbar sind. Dadurch sind die Linsenstecker aus den Linsenkörpern 6, 6′ mit den Lichtwellenleitern 1, 1′′ in den Hülsen 4, 4′ fixiert und durch die Steckerbuchse 18 aufeinander ausgerichtet.

Fig. 4 zeigt keinen Linsenstecker sondern einen Direktstecker. Der Lichtwellenleiter 1 wird wie bereits in Fig. 1 beschrieben in eine Hülse 4 eingefügt. Die Hülse 4 wird danach in einem Körper 20 befestigt, der eine Stufenbohrung 12′ aufweist. In diese Stufenbohrung ist von beiden Seiten eine Hülse 4, 4′ mit einem Lichtwellenleiter 1, 1′ einfügbar, derart, daß die Lichtwellenleiterstirnflächen der Lichtwellenleiter 1, 1′ aufeinandertreffen. Beim Einbringen der Hülsen ist eine definierte Lage erreicht, wenn die Referenzebenen 23, 23′ an Hülse und Körper bündig zueinander liegen. Die Hülsen 4, 4′ können in die Bohrung 12′ eingeklebt werden. Es ist aber auch möglich, die Lichtwellenleiter 1, 1′ und Hülsen 4, 4′ in der Bohrung 12′ zu fixieren, indem der Körper 20 an verschiedenen Stellen gekrimpt wird oder indem die Hülsen 4, 4′ in den Körper 20 eingepreßt werden. Um eine lösbare Verbindung zu erhalten, sind die Hülsen 4, 4′ wie in Fig. 2 auszubilden und mit jeweils einer Überwurfmutter zu versehen.

Die Verfahrensschritte zur Herstellung des Lichtwellenleitersteckers werden nochmals zusammengestellt: Der Sekundärschutz des Lichtwellenleiters wird an einem Ende des Lichtwellenleiters beispielsweise auf eine Länge von 10 mm entfernt. Der abgesetzte Lichtwellenleiter wird in die Hülse 4 eingeführt, die dann verkrimpt wird. Durch dieses Verkrimpen wird der Lichtwellenleiter in der Hülse 4 mechanisch fixiert. Das Ende des Lichtwellenleiters mit Primärschutz ragt über das Ende 21 der Hülse 4 hinaus. Der Primärschutz 2 wird an dieser Stelle entfernt. Der Lichtwellenleiter 1 wird auf eine vorgegebene Länge zugeschnitten. Dabei ist die Länge im Bezug auf die Hülse 4 vorgegeben. Die Hülse 4 wird entweder in einen Linsenkörper 6, in dem sich bereits ein Klebstoff 11 befindet oder in einen Körper 20 eingedrückt. Dabei bilden die Anschlagsfläche 8 bzw. die Referenzfläche 22 einen definierten Anschlag. Wird beispielsweise ein Klebstoff der mit ultraviolettem Licht aushärtbar ist eingesetzt, so wird anschließend ein Aushärtprozeß durchgeführt. Beim Einbringen einer Hülse 4 in einen Körper 20 kann entweder mit einem Klebstoff gearbeitet werden oder die Hülse wird durch verkrimpen des Körpers 20 oder durch einpressen in diesem mechanisch fixiert.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleitersteckers mit den folgenden Merkmalen:

a) an einem Lichtwellenleiter (1) wird von einem Ende aus bereichsweise der Sekundärschutz (3) entfernt;
b) der so vorbereitete Lichtwellenleiter (1) wird in eine im wesentlichen zylindrische Hülse (4) mit einer koaxialen abgestuften Längsbohrung (5) eingeführt, wobei der Bereich ohne Sekundärschutz (2) in einem Teil der Längsbohrung (5) mit geringem Durchmesser und der Bereich mit Sekundärschutz (3) in einem Teil der Längsbohrung (5) mit größerem Durchmesser derart eingebracht wird, daß der Lichtwellenleiter (1) ohne Sekundärschutz (3) über das Ende (21) der Hülse hinausragt;
c) der Lichtwellenleiter (1) wird in der Hülse (4) durch verkrimpen der Hülse (4) mechanisch fixiert;
d) an dem Lichtwellenleiter (1) wird von dem Ende aus, an dem der Sekundärschutz (3) entfernt ist und an dem der Lichtwellenleiter (1) über die Hülse (4) hinausragt, bereichsweise der Primärschutz (2) entfernt;
e) das Ende des Lichtwellenleiters (1) das vom Primärschutz (2) befreit wurde, wird bezüglich der Hülse (4) auf eine vorgegebene definierte Länge zugeschnitten;
f) die Hülse (4) mit dem Lichtwellenleiter (1) wird in einen im wesentlichen zylindrischen Linsenkörper (6) aus einem optischen Kunststoff bis an eine Anschlagsfläche (8) für die Hülse eingeführt, wobei an der einen Stirnseite des Linsenkörpers (6) eine Linse (7) ausgebildet ist, die das Licht aus dem Lichtwellenleiter zu einem Parallelstrahl kollimiert, und von der anderen Stirnseite des Linsenkörpers (6) eine koaxiale abgestufte Bohrung (12) ausgeht, die in einem Brennpunkt der Linse (7) endet und wobei ein Bereich mit geringem Durchmesser für den Lichtwellenleiter (1) ohne Primärschutz (2) und ein Bereich mit größerem Durchmesser für die Hülse (4) vorgesehen ist.

2. Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleitersteckers mit den folgenden Merkmalen:

a) an einem Lichtwellenleiter (1) wird von einem Ende aus bereichsweise der Sekundärschutz (3) entfernt;
b) der so vorbereitete Lichtwellenleiter (1) wird in eine im wesentlichen zylindrische Hülse (4) mit einer koaxialen abgestuften Längsbohrung (5) eingeführt, wobei der Bereich ohne Sekundärschutz (3) in einem Teil der Längsbohrung (5) mit geringem Durchmesser und der Bereich mit Sekundärschutz (3) in einem Teil der Längsbohrung (5) mit größerem Durchmesser derart eingebracht wird, daß der Lichtwellenleiter (1) ohne Sekundärschutz (3) über das Ende (21) der Hülse hinausragt;
c) der Lichtwellenleiter (1) wird in der Hülse (4) durch verkrimpen der Hülse (4) mechanisch fixiert;
d) an dem Lichtwellenleiter (1) wird von dem Ende aus, an dem der Sekundärschutz (3) entfernt ist und an dem der Lichtwellenleiter (1) über die Hülse (4) hinausragt, bereichsweise der Primärschutz (2) entfernt;
e) das Ende des Lichtwellenleiters (1) das vom Primärschutz (2) befreit wurde, wird bezüglich der Hülse (4) auf eine vorgegebene definierte Länge zugeschnitten;
f) die Hülse (4) mit dem Lichtwellenleiter (1) wird in einen im wesentlichen zylindrischen Körper (20) mit einer axialen von beiden Seiten abgestuften Bohrung (12′) eingeführt, wobei der Lichtwellenleiter (1, 1′) in einen Teil der Bohrung mit geringem Durchmesser und die Hülse (4, 4′) in einen Teil der Bohrung mit größerem Durchmesser eingebracht wird und ein zweiter Lichtwellenleiter (1′) mit Hülse (4′) von der anderen Seite derart einbringbar ist, daß die Stirnflächen der Lichtwellenleiter (1, 1′) aneinanderstoßen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Linsenkörper (6) vor dem Einbringen der Hülse (4) ein Klebstoff (11) eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hülse (4) vor dem Einbringen der Hülse (4) in den Linsenkörper (6) eine Überwurfmutter (15) mit Innengewinde (14) aufgebracht wird, die nach dem Einbringen der Hülse (4) in den Linsenkörper (6) auf der Hülse (4) unverlierbar drehbar angeordnet ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenkörper (6) in eine Steckerbuchse (18) eingebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in eine im wesentlichen hohlzylindrische Steckerbuchse (18) von jeder Stirnseite ein Linsenkörper (6, 6′) eingebracht wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5 oder 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (15) mit Innengewinde (14) auf die Steckerbuchse (18) auf schraubbar ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtwellenleiterende (1) nach dem Entfernen des Primärschutzes (2) an den Kanten verrundet wird.

9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtwellenleiterende (1) nach dem Entfernen des Primärschutzes (2) gereinigt wird.

10. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) an mindestens zwei Stellen verkrimpt wird, von denen jeweils mindestens eine im Teil mit dem geringen bzw. größeren Durchmesser der Längsbohrung (5) liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (20) nach Einführung der Hülse (4) mit dem Lichtwellenleiter (1) verkrimpt wird.