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Dokumentenidentifikation DE69835861T2 12.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000895106
Titel Verfahren zur Herstellung eines faseroptischen Steckerstifts
Anmelder Molex Inc., Lisle, Ill., US
Erfinder Bunin, Gregory, Skokie, IL 60077, US;
Grois, Igor, Northbrook, IL 60062, US;
Makhlin, Ilya, Wheeling, IL 60090, US;
Margolin, Mark, Licolnwood, IL 60645, US;
Roth, Richard F., Downers Grove, IL 60516, US
Vertreter Blumbach Zinngrebe, 65187 Wiesbaden
DE-Aktenzeichen 69835861
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.07.1998
EP-Aktenzeichen 981137797
EP-Offenlegungsdatum 03.02.1999
EP date of grant 13.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse G02B 6/38(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbinderferrule, beispielsweise zum Abschließen eines Mehrfaserkabels, und eine Befestigungsvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens sowie ein in solcher Weise hergestelltes faseroptisches Bandkabel.

Hintergrund der Erfindung

Bei faseroptischen Übertragungssystemen werden Signale entlang optischer Fasern durch (Licht-) Wellen mit optischer Frequenz, die von solchen Quellen wie LEDs, Lasern und dergleichen erzeugt werden, übertragen. Optische Fasern werden typischerweise aus Glasmaterialien hergestellt, und mit der Entwicklung faseroptischer Leitungen wurde es notwendig, Verbindungseinrichtungen zur Verfügung zu stellen, welche eine optische Faser mit einer anderen koppeln können, und zwar in einer Lagebeziehung mit lediglich den Enden aneinander.

Eine herkömmliche Prozedur zur Herstellung einer Verbindung zwischen den Enden optischer Fasern besteht darin, zuerst einen Schutzmantel von einem gegebenen Faserstück am Ende der zu verbindenden Faser zu entfernen. Nachdem der Mantel entfernt ist, ist eine Schutzhülle mit 250 &mgr;m (Außendurchmesser) freigelegt, welche dann abgestreift werden kann, um eine Faser mit 125 &mgr;m (Außendurchmesser) freizulegen. Die Faser wird dann durch einen in einer Ferrule vorgesehenen Kanal durchgefädelt, wo sie an ihrem Platz mit Hilfe eines Klebstoffs und/oder durch Crimpen befestigt wird. Die Faser wird derart eingefügt, dass sie sich deutlich über die Frontfläche der Ferrule hinaus erstreckt. Das freiliegende Fasermaterial wird dann abgespalten und poliert. Etwaig verbliebener Klebstoff wird entfernt. Die Ferrulen werden dann in eine Verbinderanordnung eingebaut, welche dafür vorgesehen ist, die optischen Fasern mit ihren optischen Achsen in einer Ausrichtung zur Verbindung mit den Fasern eines Gegenverbinders oder einer anderen geeigneten Verbindungseinrichtung zu positionieren.

Ein faseroptisches Bandkabel hat zunehmend an Beliebtheit gewonnen, um mehrere Kanäle in einer einzigen Kabelstruktur bereitzustellen. Ein optisches Bandkabel ähnelt jedem anderen allgemein bekannten elektrischen Bandkabel insoweit, als eine Mehrzahl von allgemein parallelen optischen Fasern oder Kanälen in einer Reihe oder einer allgemein koplanaren Lagebeziehung angeordnet ist. Das Abschließen der optischen Fasern eines faseroptischen Bandkabels erfolgt im Allgemeinen analog der zuvor beschriebenen Prozedur. Generell wird der einheitliche Schutzmantel, welcher die Reihe von Fasern umgibt, entfernt, sodass die mit der Schutzhülle versehenen Fasern freiliegen, welche dann abgestreift werden, und die ungeschützten Fasern stehen in einer Reihe von dem flachen Kabel vor. Typischerweise müssen diese einzelnen Fasern in jeweilige einzelne Löcher oder Kanäle in einer vorfabrizierten Verbinderferrule eingefügt werden (siehe WO-A-97/222 027 = EP-A-0 810 456). Die Kanäle richten die Fasern in einem vorgegebenen Abstand zum Koppeln mit den Enden der in einer komplementären Verbinderferrule oder einer anderen Verbindungseinrichtung vorgesehenen Fasern aus.

Bei diesem Anschlussprozess der einzelnen Fasern eines Mehrfaserkabels ergibt sich eine Reihe von Problemen. Zunächst kann es wegen des sehr dünnen Abmaßes und der extrem zerbrechlichen Beschaffenheit der Fasern langwierig sein, eine Faser in ein einziges Ausrichtungsloch oder einen Kanal einzufügen. Das Einfügen einer Mehrzahl solcher Fasern eines einzigen Kabels in eine Mehrzahl von Kanälen kann extrem schwierig sein. Wenn eine einzige Faser des Kabels bricht, müssen das freigelegte Kabelende und die Ferrule entweder verworfen werden und/oder neu bearbeitet werden. Da diese Prozesse typischerweise von Hand ausgeführt werden, können sie ziemlich ineffizient sein und zu unnötigen Kosten führen.

Um eine exakte winkelmäßige Ausrichtung der optischen Fasern an einer planaren optischen Grenzfläche bereitzustellen, wird eine galvanoplastisch hergestellte Scheibe neben dieser planaren Fläche eines Ferrulenkörpers angeordnet (siehe US-A 5 028 112). Hierbei müssen die optischen Fasern durch ein Paar ausgerichteter Präzisionslöcher hindurch eingefügt werden, was extrem schwierig ist.

Gemäß dem Stand der Technik führt das Platzieren einzelner Fasern eines Mehrfaserkabels in einzelnen Löchern oder Kanälen in einer Verbinderferrule zu einem hohen Prozentsatz an Ausschuss. Die Ferrulen müssen Loch für Loch inspiziert werden. Abgesehen davon, dass Fasern brechen, ist es möglich, dass die Löcher selbst zu groß oder zu klein oder nicht kreisförmig sind. Verbinderferrulen weisen Körper auf, die kristallin aufgebaut sind, typischerweise aus keramischem Material. Sie können jedoch auch aus Kunststoff oder ähnlichem Material geformt sein. Für Ferrulen mit mehreren Kanälen müssen die Faseraufnahmelöcher oder -kanäle exakt ausgebildet werden, um eine richtige Form oder Ausrichtung und einen richtigen Abstand zwischen den Fasern aufrechtzuerhalten, um Toleranzprobleme zu vermeiden, welche bei der Paarung Übertragungsverluste bewirken.

Die vorstehenden Ausrichtungs-/Toleranzprobleme gestalten sich noch komplizierter in Verbinderanordnungen, bei denen ein Paar von zusammenzufügenden Verbinderferrulen selbst mit Hilfe zweier Ausrichtungsstifte in einem gepaarten Zustand angeordnet wird (siehe US-A 5 028 112). Bei diesen Ausrichtungsstiften erstreckt sich typischerweise ein Ende jedes Stiftes in einen Kanal der Verbinderferrule hinein, und das entgegengesetzte Ende des Stiftes wird in einen Kanal in der zu paarenden Verbinderferrule eingefügt, wobei zur Ausrichtung das Einfügungsende an dem Stift abgeschrägt ist. Die Probleme mit der Aufrechterhaltung präziser Toleranzen bei den Ausrichtungsstiften und ihren Kanälen müssen zu den Toleranzproblemen bei der Aufrechterhaltung präziser Abstände und einer präzisen Ausrichtung der einzelnen Löcher für die optischen Fasern des faseroptischen Kabels hinzugezählt werden. Es ist zu verstehen, warum es eine so große Menge an Ausschuss bei der Herstellung von Verbinderferrulen gemäß dem Stand der Technik gibt. Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, die Probleme bei der Herstellung einer Mehrfaserferrule zu lösen.

Aus der EP 0 707 225 A1 ist es bereits bekannt, einen Faserschlitz in der Verbinderferrule bereitzustellen, und zwar zum Anordnen der Mehrzahl von optischen Fasern des Bandkabels in etwa in der Mitte der Dickendimension. Zu diesem Zweck werden die optischen Fasern freigelegt, indem die Ummantelungsabschnitte an den fernen Enden derselben entfernt werden, und sie werden mit Hilfe eines Verbindungsmittels fixiert. Es ist keine andere Einfüllöffnung als der Faserschlitz vorgesehen.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Verbinderferrule an einem optischen Mehrfaserkabel zur Verfügung zu stellen, welches eine Mehrzahl von im Wesentlichen parallelen optischen Fasern umfasst, beispielsweise ein faseroptisches Bandkabel, bei dem die Fasern in einer Reihe oder in koplanarer Lagebeziehung vorgesehen sind, wobei das Problem des Einfügens der Fasern in die Mehrzahl von Kanälen vermieden wird, während zugleich eine präzise Ausrichtung und Beabstandung zwischen den optischen Fasern aufrechterhalten wird.

Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen für ein Verfahren, eine Vorrichtung sowie für ein Produkt definiert.

In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte, den Ferrulenkörpers mit einem Faserkanal bereitzustellen, der einen länglichen Querschnitt aufweist, um die Reihe optischer Fasern aufzunehmen. Der Schutzmantel wird an einem Endabschnitt des faseroptischen Bandkabels entfernt, um die Reihe optischer Fasern an dem Endabschnitt freizulegen. Das Kabel wird in dem Ferrulenkörper angeordnet, wobei die freiliegende Reihe aus optischen Fasern in dem Faserkanal positioniert wird und wobei die fernen Enden der freiliegenden Fasern von dem Ferrulenkörper nach außen vorstehen. Der Ferrulenkörper wird in einer Befestigungsvorrichtung platziert. Die freiliegenden fernen Enden der Reihe von optischen Fasern werden auf der Befestigungsvorrichtung positioniert, um die Fasern in dem Faserkanal exakt in Bezug aufeinander und in Bezug auf den Ferrulenkörper auszurichten. Ein Füllklebstoff wird in den Faserkanal um die freiliegenden Fasern herum eingebracht, um die Fasern in dem Faserkanal zu fixieren, während die Fasern durch die Befestigungsvorrichtung in ihrer exakten Ausrichtung gehalten werden.

Das Kabel kann vor dem Platzieren des Ferrulenkörpers in der Befestigungsvorrichtung in dem Ferrulenkörper angeordnet werden. Alternativ kann das Kabel in dem Ferrulenkörper angeordnet werden, nachdem der Ferrulenkörper in der Befestigungsvorrichtung platziert ist.

Das Verfahren schlägt außerdem den Schritt vor, in dem Ferrulenkörper einen Stiftkanal im Abstand zu dem Faserkanal vorzusehen, und zwar zur Aufnahme eines Ausrichtungsstifts, der von dem Körper vorsteht, um den Ferrulenkörper mit einer entsprechenden komplementären Verbindungseinrichtung auszurichten. Eine Ausrichtungsbuchse wird in den Stiftkanal eingefügt, und zwar zur Aufnahme des Ausrichtungsstifts. Der Stiftkanal ist größer als die Ausrichtungsbuchse, und ein Füllklebstoff wird zwischen der Buchse und der Innenseite des Stiftkanals eingebracht. Die Ausrichtungsbuchse wird vor dem Einbringen des Füllklebstoffs mittels der Befestigungsvorrichtung präzise in dem Stiftkanal positioniert. Wie vorliegend offenbart wird, ist im Abstand zu jedem Ende des länglichen Faserkanals einer der Stiftkanäle und eine der Ausrichtungsbuchsen angeordnet.

Anhand des Vorstehenden ist zu verstehen, dass die Befestigungsvorrichtung, die mit der höchsten Präzision hergestellt werden kann, die optischen Fasern wirksam in Bezug aufeinander und in Bezug auf die Ausrichtungsbuchse(n) ausrichtet: Die Ferrule mit ihrem verbreiterten Faserkanal und ihren verbreiterten Stiftkanälen bietet ihrerseits kein Mittel zum Herstellen einer Ausrichtung der Fasern und der Ausrichtungsstifte mehr, wodurch viele der Toleranz- und Herstellungsprobleme des Standes der Technik vollständig entfallen.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, welche als neuartig erachtet werden, sind eingehend in den anhängenden Ansprüchen ausgeführt. Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung verstanden werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren bezeichnen und wobei:

1 eine perspektivische Ansicht einer Verbinderferrule entsprechend dem Stand der Technik von vorn ist;

2 ein allgemein entlang der Linie 2-2 aus 1 genommener vertikaler Schnitt ist;

3 eine perspektivische Ansicht der Verbinderferrule gemäß dem Stand der Technik ist, die gerade unter Verwendung eines Paares von Ausrichtungsstiften an einer zu paarenden Ferrule angeschlossen werden soll;

4 eine perspektivische Ansicht einer die Konzepte der Erfindung verkörpernden Verbinderferrule von vorn darstellt;

5 einen allgemein entlang der Linie 5-5 aus 4 genommenen, fragmentarischen, horizontalen Schnitt darstellt, der aber nur den Ferrulenkörper und eine der Buchsen zeigt;

6 einen allgemein entlang der Linie 6-6 aus 4 genommenen vertikalen Schnitt darstellt, der aber nur das Ferrulengehäuse zeigt;

7 einen Aufriss des Ferrulengehäuses von vorn darstellt;

8 einen Aufriss des Ferrulengehäuses von hinten darstellt;

9 eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Abschließen der Fasern eines faseroptischen Bandkabels in der Verbinderferrule aus 4 ist, wobei sich die Vorrichtung im offenen Zustand befindet, um das Kabel und den Ferrulenkörper aufzunehmen;

10 eine Draufsicht der Vorrichtung im geschlossenen Zustand ist, wobei eine Ferrule und ein Kabel in dieser angeordnet sind;

11 einen Aufriss des Faserausrichtungsblocks der Vorrichtung vom Ende darstellt;

12 einen fragmentarischen Endaufriss der Ausrichtungsnuten in dem Faserausrichtungsblock in vergrößertem Maßstab darstellt;

13 einen allgemein entlang der Linie 13-13 aus 11 genommenen vertikalen Schnitt darstellt;

14 einen allgemein entlang der Linie 14-14 aus 11 genommenen vertikalen Schnitt darstellt; und

15 ein vergrößerter, fragmentarischer Endaufriss der vollständig hergestellten Verbinderferrule ist, welcher eine der Ausrichtungsbuchsen und einen Teil der exakt ausgerichteten optischen Fasern, die von einem Füllklebstoff umschlossen sind, zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Nehmen wir detaillierter auf die Zeichnungen Bezug, so zeigen die 13 eine Verbinderferrule entsprechend den Konzepten des Standes der Technik, und die 415 zeigen eine Verbinderferrule, die entsprechend den erfindungsgemäßen Konzepten hergestellt ist. Wie zuvor im "Hintergrund" erklärt worden ist, wird die Ferrule, nachdem ein faseroptisches Kabel in der Ferrule abgeschlossen worden ist, dann in eine faseroptische Gesamtverbinderanordnung eingebaut.

Bevor wir mit der Beschreibung des Standes der Technik sowie der Erfindung fortfahren, sei erklärt, dass die Verbinderferrulen zum Abschließen eines generell mit 20 bezeichneten faseroptischen Bandkabels ausgelegt sind, welches eine Mehrzahl von diskreten, im Wesentlichen parallelen optischen Fasern 22 umfasst, die in einer Reihe oder einer im Wesentlichen koplanaren Lagebeziehung zueinander angeordnet sind. Es sollte jedoch verstanden werden, dass viele Konzepte der Erfindung gleichfalls auf jedes Mehrfaserkabel, das eine Mehrzahl diskreter Fasern umfasst, welche ausgerichtet und in richtigem Abstand zueinander angeordnet werden müssen, anwendbar sind.

Wenden wir uns zunächst den 13 zu, so ist hier eine generell mit 24 bezeichnete Verbinderferrule entsprechend dem Stand der Technik gezeigt. Die Ferrule umfasst einen Ferrulenkörper 26 mit einer vorderen ebenen Zusammenfügungsfläche 28. Wie in 2 zu sehen ist, erstreckt sich eine Mehrzahl von Faserkanälen 30 durch den Körper 26 hindurch und in eine vordere Zusammenfügungsfläche 28 hinein. Wie in 1 zu sehen ist, sind die Faserkanäle 30 in einer Linie oder Reihe entsprechend der koplanaren Lagebeziehung der in einer Reihe vorgesehenen optischen Fasern 22 eines Bandkabels 20 angeordnet. Ein flexibler Kabelschuh 31 umschließt das Kabel 20 an der hinteren Seite des Ferrulenkörpers 26, um eine Zugentlastung für das Kabel bereitzustellen. Der Kabelschuh ist in einer Öffnung 31a an der hinteren Seite des Körpers befestigt, beispielsweise mittels Epoxidharz.

Die Verbinderferrule 24 gemäß dem Stand der Technik ist dafür ausgelegt, mit einer komplementären Ferrule oder einer ähnlichen Verbindungseinrichtung, die in 3 allgemein mit 32 bezeichnet ist, gepaart zu werden. Die Verbindungseinrichtung ähnelt der Ferrule 24 insoweit, als sie eine vordere ebene Zusammenfügungsfläche 34 und eine Reihe von Faserkanälen 36 zur Aufnahme der einzelnen Fasern eines zweiten faseroptischen Bandkabels 20A aufweist. Wie im Fachgebiet bekannt ist, werden die Ferrule 24 und die Verbindungseinrichtung 32 gepaart, indem ein Paar Ausrichtungsstifte 38 verwendet werden, welche in die Ausrichtungskanäle 40 (1) der Ferrule 24 und in die Ausrichtungskanäle 42 (3) in der Verbindungseinrichtung 32 eingefügt werden. Die Ausrichtungsstifte 38 richten effektiv die Faserkanäle 30 (1) der Ferrule 24 (1) mit den Faserkanälen 36 (3) der Verbindungseinrichtung 32 aus und richten dementsprechend die optischen Fasern des Kabels 20 mit den optischen Fasern des Kabels 20A aus.

Bei der Herstellung der Verbinderferrule 24 gemäß den Konzepten des Standes der Technik sollte beachtet werden, dass der Ferrulenkörper 26 in seiner Oberseite eine Öffnung 44 aufweist, welche mit dem Innenraum des Körpers in Verbindung steht. Nehmen wir als nächstes auf 2 Bezug, so ist zu sehen, dass an dem Bandkabel 20 ein vorderer Endabschnitt des Schutzmantels 46 desselben entfernt ist, um die Reihe von optischen Fasern 22 freizulegen. Während der Herstellung wird das Kabel in den Ferrulenkörper 20 in Richtung des Pfeils "A" (2) eingefügt. Während des Einfügungsvorgangs muss jede einzelne optische Faser 22 in ihren jeweiligen einzelnen Faserkanal 30 eingefügt werden. Alle Fasern werden gleichzeitig in die Kanäle eingefügt. Obgleich nicht gezeigt, werden sich die Fasern typischerweise über die vordere Zusammenfügungsfläche 28 des Ferrulenkörpers hinaus erstrecken. Nachdem alle freiliegenden Fasern in ihre jeweiligen Faserkanäle 30 eingefügt sind, wird ein zuvor gemischtes Epoxidharz 48 (2) in die obere Öffnung 44 gegossen, um das Kabel, die Fasern und den Kabelschuh in dem Ferrulenkörper zu befestigen. Nachdem das Epoxidharz aushärten konnte, werden die Faserenden an der vorderen Zusammenfügungsfläche des Ferrulenkörpers abgespalten, und die Faserenden werden poliert, wie es im Fachgebiet bekannt ist.

Ohne dass alle Probleme wiederholt werden, die bereits im "Hintergrund" erläutert worden sind, ist leicht zu verstehen, wie schwierig es ist, die freiliegenden Fasern 20 in ihre einzelnen Faserkanäle 30 einzufügen. Außerdem werden anhand dieser Beschreibung der Ferrule gemäß dem Stand der Technik aus den 13 die Toleranzprobleme beim Aufrechterhalten eines richtigen Abstands und einer richtigen Ausrichtung der Faserkanäle 30 sowie die Toleranzprobleme bezüglich des richtigen Abstands und der richtigen Ausrichtung mit den Stiftkanälen 40 nun voll verständlich.

Die 48 zeigen eine Verbinderferrule 50, welche die Konzepte der vorliegenden Erfindung verkörpert. Wiederum ist die Ferrule zum Abschließen eines faseroptischen Bandkabels 20 aufgebaut, welches eine Mehrzahl von im Wesentlichen parallelen optischen Fasern 22 in einer Reihe oder einer koplanaren Lagebeziehung zueinander umfasst. Es wird jedoch zu erkennen sein, dass viele Konzepte der Erfindung gleichermaßen auf andere Konfigurationen von Mehrfaserkabeln anwendbar sind.

Spezieller umfasst die Verbinderferrule 50 einen Ferrulenkörper 52 mit einem Faserkanal 54, welcher im Querschnitt länglich ist, um die gesamte Reihe von optischen Fasern 22 aufzunehmen. Anders ausgedrückt ist der längliche Kanal 54 zur Aufnahme aller Fasern des Kabels in sich vorgesehen. Dies stellt einen Gegensatz zum Stand der Technik dar, gemäß welchem ein einzelner Kanal für eine jeweilige Faser des Kabels erforderlich ist. Der Verbinderkörper 52 weist ebenfalls eine vordere ebene Zusammenfügungsfläche 56, eine Öffnung 58 in der Oberseite sowie ein Paar Kanäle 60 im Abstand zu den entgegengesetzten Enden des länglichen Faserkanals 54 auf. Die Kanäle 60 können als "Stiftkanäle" bezeichnet werden, obwohl die Kanäle nicht direkt Ausrichtungsstifte 38 (3) aufnehmen, wie gemäß dem Stand der Technik, wie später detaillierter beschrieben wird.

Erfindungsgemäß wird in die Öffnung 58 Epoxidharz eingefügt oder eingegossen, um die Reihe aus optischen Fasern 22 in dem länglichen Kanal 54 zu umschließen. Daher wird das Epoxidharz nachfolgend als ein "Füllklebstoff" bezeichnet.

Die 9 und 10 zeigen eine generell mit 62 bezeichnete Befestigungsvorrichtung, die genutzt wird, um den Ferrulenkörper 52 zu halten und um die Fasern 22 präzise in dem länglichen Faserkanal 54 des Körpers auszurichten. Die Befestigungsvorrichtung ist in 9 in einem offenen oder Einfügungszustand und in 10 in einem geschlossenen oder Montagezustand gezeigt.

Spezieller umfasst die Befestigungsvorrichtung 62 eine im Wesentlichen rechteckige Basis oder einen Montageblock 64, durch welchen hindurch eine Stange oder ein Schaft 66 mit Außengewinde in einem mit Innengewinde versehenen Bohrloch (in den Zeichnungen nicht sichtbar) läuft. Ein Knopf 68 zum manuellen Drehen ist an dem äußeren fernen Ende des Schafts 66 befestigt. Wie am besten in 9 zu sehen ist, ist ein Kanal 70 vorgesehen, um das Bandkabel 20 aufzunehmen, und eine Aufnahme 72 ist vorgesehen, um den Ferrulenkörper 52 aufzunehmen. Der Kanal 70 weist eine größere horizontale Breite und eine kleinere vertikale Tiefe zur Aufnahme des flachen Bandkabels auf. Eine Kabelklemme in Form einer Abdeckung 74 kann an einem Schwenkbolzen 76 auf eine Seite der Basis 64 geschwenkt werden. Die Kabelklemme kann durch Schwenken aus einer in 9 gezeigten offenen Stellung in eine in 10 gezeigte geschlossene Stellung bewegt werden. In ihrer offenen Stellung ragt die Kabelklemme in einem Winkel zu der Basis 64 nach oben und legt den Kanal 70 frei. In ihrer geschlossenen Stellung hält die Kabelklemme das Bandkabel in dem Kanal 70. Die meisten Bestandteile der Befestigungsvorrichtung 62 können aus Metallmaterial hergestellt sein, und ein Paar Magnete 78 (9) können verwendet werden, um die Kabelklemme 74 in ihrer geschlossenen, klemmenden Stellung zu halten.

Eine Ferrulenklemme 79 hält eine Ferrule in der Aufnahme 72. Wie die Kabelklemme 74 kann die Ferrulenklemme 79 relativ zu der Basis 64 geschwenkt werden, wie bei 79a, und zwar zwischen einer offenen Stellung, welche die Aufnahme freilegt, und einer geschlossenen Stellung, bei welcher die Ferrule in der Aufnahme gehalten wird.

Ein generell mit 80 bezeichneter bewegbarer Schlitten kann in Richtung des Pfeils "B" (9) an einem dem Kabelaufnahmekanal 70 und der Kabelklemme 74 entgegengesetzten Ende der Basis 64 hin und her bewegt werden. Der Schlitten 80 kann mittels einer Reihe von Mechanismen bewegbar auf der Basis 64 gelagert sein. Ein einfacher Mechanismus besteht darin, einen Schaft 66 zu nutzen, der durch die Basis 64 hindurch verläuft, und ein fernes Ende des Schafts mit dem Schlitten zu verbinden, wobei die Drehung des Schafts in einem Gewinde bewirkt, dass sich der Schaft bewegt und der Schlitten mit diesem bewegt wird.

Der bewegbare Schlitten 80 der Befestigungsvorrichtung 62 umfasst einen generell mit 82 bezeichneten festen Ausrichtungsblock und eine durch Schwenken bewegbare Faserklemme 84. Wie die Kabelklemme 74 kann die Faserklemme 84 auf einem Schwenkbolzen 86 zu einer Seite der Basis 64 hin geschwenkt werden. Die Faserklemme 84 weist eine Zunge 87 auf, die in einer Richtung zu der Aufnahme 72 hin vorsteht. Die Faserklemme kann aus einer in 9 gezeigten offenen, nach oben angewinkelten Stellung in eine in 10 gezeigte geschlossene Stellung geschwenkt werden. Wie später zu sehen sein wird, ist die Faserklemme 84 wirksam, um die Fasern des Bandkabels in ihrer Position auf dem Faserausrichtungsblock 82 zu halten. Die Fasern können einfach durch das Gewicht der Faserklemme 84 gehalten werden, oder es können geeignete Magnete (wie die Magnete 78) verwendet werden, um die Faserklemme unten, über den Fasern, zu halten. Ein Paar Ausrichtezapfen 88 sind in 9 gezeigt, welche von dem Faserausrichtungsblock 82 zu der Aufnahme 72 hin vorstehen, welche einen der Ferrulenkörper 52 aufnimmt. Die Ausrichtezapfen können in die in dem Ferrulenkörper vorgesehenen Kanäle 60 eingefügt werden, wie später beschrieben werden soll.

Die 1114 zeigen den von der Befestigungsvorrichtung 62 abgenommenen Faserausrichtungsblock 82, um die Darstellung zu vereinfachen. Spezieller stellt der Faserausrichtungsblock eine massive Komponente dar, in dessen Oberseite eine abgeschrägte Mulde 90 ausgebildet ist. Wie am besten in den 11 und 12 zu sehen ist, sind die Seitenwände der Mulde 90 in nach unten zusammenlaufender Weise abgeschrägt, zu einer Bodenwand hin, welche eine Mehrzahl von generell parallelen Nuten 92 aufweist. Die Nuten sind in 12 vergrößert, um zu zeigen, dass sie einen halbzylinderförmigen Querschnitt aufweisen. Es sollte verstanden werden, dass die Nuten auch einen dreieckigen oder anderweitig polygonalen Querschnitt aufweisen können. In jedem Fall sind die Nuten derart beabstandet, dass sie die Fasern 22 präzise in dem länglichen Faserkanal 54 des Ferrulenkörpers ausrichten, wie später detaillierter beschrieben werden soll. Der Faserausrichtungsblock 82 kann als eine mit hoher Präzision gearbeitete Metallkomponente oder als eine mit hoher Präzision gearbeitete kristalline Komponente hergestellt werden. In jedem Fall können die Nuten 92 mit sehr hoher Genauigkeit und Präzision in einer zueinander ausgerichteten Lagebeziehung und im Abstand zueinander ausgebildet werden.

Weiterhin auf die 1113 Bezug nehmend, weist der Faserausrichtungsblock 82 außerdem ein Paar exakt positionierte Löcher 94 auf, welche die Ausrichtezapfen 88 aufnehmen, wie sie zuvor in Verbindung mit 9 beschrieben worden sind. Die Löcher 94 können wiederum mit sehr hoher Genauigkeit und Präzision in dem Ausrichtungsblock 82 ausgebildet werden.

Nach der vorstehenden detaillierten Beschreibung des Aufbaus der Verbinderferrule 50 und der Befestigungsvorrichtung 62 einschließlich des Faserausrichtungsblocks 82 soll nun das Verfahren zur Herstellung der Verbinderferrule beschrieben werden. Bevor wir jedoch mit dem Verfahren im Einzelnen fortfahren, sei kurz auf 15 Bezug genommen, um die Größenbeziehung zwischen den optischen Fasern 22 und dem in dem Ferrulenkörper 52 vorgesehenen länglichen Faserkanal 54 zu veranschaulichen. Wie gemäß dem Stand der Technik wird das Bandkabel 20 vorbereitet, indem der Schutzmantel von einem Endabschnitt des Kabels entfernt wird, um die Reihe der optischen Fasern an dem Endabschnitt freizulegen. Vor dem Anordnen des Kabels in der Befestigungsvorrichtung werden ein Paar zylindrische Buchsen 100 (15) teleskopartig auf die Ausrichtezapfen 88 geschoben. Das Kabel wird dann in dem Kanal 70 der Befestigungsvorrichtung 62 platziert, wobei sich die Kabelklemme 74 in der in 9 gezeigten offenen Stellung befindet. Einer der Ferrulenkörper 52 wird in der Aufnahme 72 der Vorrichtung angeordnet. Danach wird das Kabel in dem Kanal 70 nach vorn geschoben, in das rückwärtige Ende des Ferrulenkörpers hinein, bis die Fasern 22 durch den in dem Ferrulenkörper vorgesehenen verbreiterten, länglichen Faserkanal 54 hindurch vorstehen. Alternativ können das Kabel und die Fasern in den Ferrulenkörper eingefügt werden und das Kabel sowie der Körper einfach als Teilanordnung von oben in die Befestigungsvorrichtung eingefügt werden, wodurch das Kabel in dem Kanal 70 und der Ferrulenkörper in der Aufnahme 72 positioniert wird. In jedem Fall wird danach die Kabelklemme 74 aus ihrer offenen Stellung (9) in ihre geschlossene Stellung (10) geschwenkt, wobei Magnete 78 die Kabelklemme unten, auf dem Kabel, halten.

Wenn das Kabel und der Ferrulenkörper wie zuvor beschrieben richtig in der Befestigungsvorrichtung 62 positioniert sind, wird dann der Knopf 68 am Ende des mit Außengewinde versehenen Schafts 66 gedreht, um den Schlitten 80 in Richtung des Pfeils "C" (10) vorzuschieben. Während dieser Bewegung werden die fernen Enden der Ausrichtezapfen 88 (9) zuerst in die Kanäle 60 (4) in dem Ferrulenkörper eintreten. Die Buchsen 100 werden sich zusammen mit den Ausrichtezapfen in die Kanäle 60 schieben. Eine weitere Bewegung des Schlittens bewirkt, dass sich der Faserausrichtungsblock 82 unter die fernen Enden der freiliegenden optischen Fasern schiebt, welche vollständig durch den verbreiterten, länglichen Faserkanal 54 des Körpers hindurch geschoben worden sind, über die Frontfläche 56 des Körpers hinaus. Wenn der Schlitten und der Ausrichtungsblock 82 vollständig in die in 10 gezeigte "Montagestellung" geschoben sind, liegen alle Fasern direkt über den in dem Faserausrichtungsblock vorgesehenen Nuten 92 (12). Eine geringfügige manuelle Manipulation ist möglicherweise notwendig, um sicherzustellen, dass sich in jeder Nut eine Faser befindet. Die Faserklemme 84 wird dann aus ihrer offenen Stellung (9) in ihre geschlossene Stellung (10) geschwenkt. Während des Schließens der Faserklemme tritt die vorstehende Zunge 87 in die Mulde 90 des Faserausrichtungsblocks 82 ein und hält die Fasern in den Präzisionsnuten 92.

Wenn das Kabel und der Ferrulenkörper nun in der Befestigungsvorrichtung 62 montiert sind und wenn die Fasern des Kabels durch die in dem Ausrichtungsblock 82 vorgesehenen Nuten exakt ausgerichtet sind, wird dann ein Füllklebstoff in die in der Oberseite des Ferrulenkörpers vorgesehene Öffnung 58 eingefüllt, bis der Klebstoff den Hohlraum im Wesentlichen ausfüllt. Der längliche Faserkanal 54 wird den Klebstoff auch an den Seiten der Buchsen 100 aufnehmen, um diese an ihrem Platz festzuhalten. 15 zeigt, dass der Füllklebstoff 98 alle einzelnen Fasern in dem verbreiterten Kanal umschließt und auch um die in den Kanälen 60 angeordneten Buchsen 100 herum vorgesehen ist. Danach lässt man den Füllklebstoff aushärten. Alternativ kann danach die gesamte Befestigungsvorrichtung einschließlich des positionierten Kabels und Ferrulenkörpers zusammen mit dem eingebrachten Füllklebstoff in einem Ofen platziert werden, um den Füllklebstoff nötigenfalls mittels Wärme auszuhärten.

Nachdem der Klebstoff ausgehärtet ist, bewegen sich die Ausrichtezapfen 88 aus den präzise positionierten Buchsen heraus, wenn der Schlitten 80 zurück, weg von der ausgehärteten Verbinderferrule, bewegt wird. Um diesen Vorgang zu erleichtern, werden die Zapfen 88 vor dem Einbringen des Füllklebstoffs geschmiert. Die Faserenden, welche von der Zusammenfügungsfläche 56 des Ferrulenkörpers vorstehen, werden dann abgespalten und poliert. Wenn etwaiger Füllklebstoff geringfügig aus dem Faserkanal 54 über die Zusammenfügungsfläche 56 hinaus vorsteht, wird auch der Klebstoff entfernt oder wegpoliert.

Die vergrößerte 15 zeigt das Endergebnis der Erfindung zum präzisen Ausrichten der Fasern 22 in dem länglichen Faserkanal 54 sowie der Buchsen 100 in den Kanälen 60, durch welche die Verbinderferrule 50 präzise mit einer komplementären Ferrule oder einer anderen Verbindungseinrichtung wie etwa der in Verbindung mit 3 gemäß dem Stand der Technik beschriebenen Ferrule 32 ausgerichtet wird.

15 zeigt eine zylindrische Buchse 100 in einem der Kanäle 60 in dem Ferrulenkörper 52 der Verbinderferrule eingefügt. Kommen wir zurück auf 5, so ist zu sehen, dass in jedem Kanal 60 eine Schulter 102 ausgebildet ist. Diese Schulter bestimmt eine Anschlaggrenze zum Einfügen des Kabelschuhs 31. In 15 ist zu sehen, dass der Durchmesser des Kanals 60 geringfügig größer als der Außendurchmesser der Buchse 100 ist. Folglich wird die Kapillarwirkung bewirken, dass der Füllklebstoff 98 den Zwischenraum zwischen der Außenseite der Buchse und der Innenseite des Kanals ausfüllt und die Buchse in Bezug auf die zweite Buchse, aber auch in Bezug auf die in der Verbinderferrule befestigten Fasern 22 exakt ausrichtet. In 15 ist zu sehen, dass die Buchsen gespalten sind, wie bei 100a. Die Buchsen erweitern sich dadurch, wenn sie teleskopartig auf die Ausrichtezapfen 88 geschoben werden, auf den exakten Durchmesser der Zapfen. Die Zapfen können präzise und genau hergestellt werden, und diese Genauigkeit wird auf die Buchsen übertragen. Wenn der Füllklebstoff 98 aushärtet, werden die Buchsen mit den exakten Durchmessern der Ausrichtezapfen befestigt.

Aus dem Vorstehenden wird ohne weiteres deutlich, dass die Erfindung eine beträchtliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik darstellt. Grundsätzlich werden nicht die in dem erfindungsgemäßen Ferrulenkörper vorgesehenen Faserkanäle und Stiftkanäle genutzt, um die Fasern und Ausrichtungsstifte auszurichten. Es wird eine hochgradig präzise, separate Befestigungsvorrichtung außerhalb der Verbinderferrule genutzt, und deren Präzisionsparameter werden grundsätzlich auf die Ferrule übertragen. Durch Übertragen der Genauigkeit von der Befestigungsvorrichtung auf die Ferrule, wie es entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, sind die Parameter der resultierenden Ferrulen sehr konsistent und reproduzierbar.

Dieser Prozess kann fein abgestimmt oder angepasst werden, indem einfach die Befestigungsvorrichtung modifiziert wird. Zudem kann, da der Faserkanal 54 beträchtlich breiter als die Fasern selbst ist, der gleiche Ferrulenkörper für unterschiedliche Größen von Fasern genutzt werden, was gemäß dem Stand der Technik nicht möglich ist. Tatsächlich kann ein einziger Ferrulenkörper mit seinem verbreiterten, länglichen Faserkanal genutzt werden, um faseroptische Kabel mit unterschiedlicher Anzahl von Fasern aufzunehmen. Auch dies ist entsprechend dem Stand der Technik nicht möglich, da die Anzahl und die Größe der Faserkanäle geändert werden muss, wenn versucht wird, eine entsprechende Reproduzierbarkeit zu erreichen.

Man wird verstehen, dass die Erfindung in anderen speziellen Formen verkörpert sein kann, ohne dass von dem Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten und die Erfindung wird lediglich durch den Schutzumfang eingeschränkt, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung einer Verbinderferrule (50) an einem faseroptischen Bandkabel (20), welches eine Mehrzahl von im wesentlichen parallelen optischen Fasern (22) in einer Reihe umfasst, mit folgenden Schritten:

(a) Entfernen des Mantels (46) an einem Endabschnitt des faseroptischen Bandkabels (20), um die Reihe optischer Fasern (22) an dem Endabschnitt freizulegen;

(b) Bereitstellen eines Ferrulenkörpers (52) mit einer Öffnung (58) und einem einzigen Faserkanal (54), welcher im Querschnitt länglich ist, um die optischen Fasern (22) aufzunehmen, und mit einem Paar von Stiftkanälen (60) im Abstand zu dem einzigen Faserkanal (54), wobei jeder der Stiftkanäle (60) einen Durchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser einer Ausrichtungsbuchse (100) zur Aufnahme eines Ausrichtungsstifts (38) ist;

(c) Platzieren des Ferrulenkörpers (52) in einer Befestigungseinrichtung (62);

(d) vor oder nach Schritt (c), Anordnen des Kabels (20) in dem Ferrulenkörper (52), wobei die freiliegende Reihe aus optischen Fasern (22) in dem einzigen Faserkanal (54) positioniert wird und die fernen Enden der freiliegenden Fasern (22) von dem Ferrulenkörper (52) nach außen vorstehen, und Einfügen einer jeweiligen Ausrichtungsbuchse (100) in den jeweiligen Stiftkanal (60);

(e) Positionieren der freiliegenden fernen Enden der gesamten Reihe von optischen Fasern (22) in dem einzigen Faserkanal (54) an der Befestigungseinrichtung (62), um die Fasern (22) in dem einzigen Faserkanal (54) exakt in Bezug aufeinander auszurichten, und präzises Positionieren einer jeweiligen Ausrichtungsbuchse (100) in einem jeweiligen Stiftkanal (60) mit Hilfe der Befestigungseinrichtung (62);

(f) Einbringen eines Füllklebstoffs (98) durch die Öffnung (58) hindurch in den einzigen Faserkanal (54) um die freiliegenden Fasern (22) herum, um die Fasern (22) in dem einzigen Faserkanal (54) zu fixieren, und Einbringen eines Füllklebstoffs (98) zwischen jede Buchse (100) und die Innenseite des jeweiligen Stiftkanals (60);

(g) Fixieren der gesamten Reihe von optischen Fasern (22) in dem einzigen Faserkanal (54) sowie der Ausrichtungsbuchsen (100) in den Stiftkanälen (60), während die Fasern (22) und die Buchsen (100) durch die Befestigungseinrichtung (62) in ihrer exakten Ausrichtung gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem ein flexibler Kabelschuh (31), der das Kabel (20) umschließt, durch Epoxidharz in einer Öffnung (31a) am rückwärtigen Ende des Ferrulenkörpers (52) fixiert wird. Befestigungseinrichtung (62) zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, umfassend

einen Montageblock (64), welcher einen Kanal (70) zur Aufnahme des Bandkabels (20) sowie eine Aufnahme (72) zur Aufnahme des Ferrulenkörpers (52) aufweist;

eine Kabelklemme (74), die in eine offene Stellung bewegt werden kann, um das Bandkabel (22) einzufügen, sowie in eine geschlossene Stellung, um das Bandkabel (22) festzuklemmen;

eine Ferrulenklemme (79), die in eine offene Stellung bewegt werden kann, um den Ferrulenkörper (52) einzufügen, sowie in eine geschlossene Stellung, um den Ferrulenkörper (52) in der Aufnahme zu halten; und

einen Ausrichtungsblock (82) mit Mitteln zum Ausrichten und Halten der Fasern (22) des Bandkabels (20) in Position auf dem Ausrichtungsblock (82); dadurch gekennzeichnet, dass

der Ausrichtungsblock (82) einen muldenförmigen Aufbau (90) aufweist, welcher einer Mehrzahl von im wesentlichen parallelen Präzisionsnuten (92) umfasst, die derart angeordnet sind, dass sie die Fasern (22) in dem Faserkanal (54) des Ferrulenkörpers (52) exakt ausrichten, wobei der Ausrichtungsblock (82) außerdem Ausrichtezapfen (88) aufweist und zwar, zum Halten eines Paares von zylindrischen Buchsen (100), welche dafür ausgelegt sind, einen Ausrichtungsstift (38) aufzunehmen, der von dem Ferrulenkörper (52) einer entsprechenden Verbindungseinrichtung (32) vorsteht; und dass

der Ausrichtungsblock (82) auf einem Schlitten (80) gelagert ist, welcher zu der Aufnahme (72) hin und von dieser weg geschoben werden kann, um so die zylindrischen Buchsen (100) in die Stiftkanäle (60) in den Ferrulenkörper (52) einzuführen und selbige auszurichten.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der Ausrichtungsblock (82) eine Faserklemme (84) aufweist, die geschwenkt werden kann und welche eine Zunge (87) aufweist, die in Richtung zu der Aufnahme (72) hin vorsteht, um die Fasern in den Präzisionsnuten (92) zu halten, wenn die Faserklemme (84) geschlossen ist. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher der Montageblock (64) ein Loch mit Innengewinde aufweist, sowie und eine in diesem drehbare Gewindestange oder -welle (66), welche mit dem Schlitten (80) verbunden ist, um selbigen zu bewegen. Faseroptisches Bandkabel (20) mit einer Verbinderferrule (50) am Ende des Kabels, umfassend

einen Ferrulenkörper (52) mit einer Öffnung (58), die mit einem einzigen Faserkanal (54) in Verbindung steht, welcher einen länglichen Querschnitt aufweist und sich durch den Ferrulenkörper (52) hindurch erstreckt, und mit einem Paar Stiftkanälen (60) im Abstand zu dem Faserkanal (54);

eine gesamte Reihe von freiliegenden optischen Fasern (22) in dem einzigen Faserkanal (54), wobei sich ein Füllklebstoff (98) in dem einzigen Faserkanal (54) befindet, um die Reihe von freiliegenden optischen Fasern (22) zu umschließen und selbige in dem einzigen Faserkanal (54) zu fixieren; und

ein Paar Ausrichtungsbuchsen (100), die jeweils in den Stiftkanälen (60) parallel zu der Erstreckungsrichtung der optischen Fasern (22) zu beiden Seiten des Faserkanals (54) angeordnet sind;

wobei der einzige Faserkanal (54) beträchtlich breiter als die Fasern (22) selbst ist und wobei jeder der Stiftkanäle (60) einen Durchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser einer Ausrichtungsbuchse (100) ist, wobei die freiliegenden optischen Fasern (22) in dem einzigen Faserkanal (54) und die Ausrichtungsbuchsen (100) in den Stiftkanälen (60) von außen durch eine Befestigungseinrichtung (62) in Bezug aufeinander ausgerichtet sind.






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