DE3810044C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines mit hochpräzisen Nuten zur Aufnahme von Lichtwellenleitern versehenen Trägerteils mit Hilfe eines stempelartigen Werkzeugs.

Beim Herstellen einer Verbindung zwischen zwei Lichtwellenleitern kann man die beiden Lichtwellenleiter dadurch fluchtend zuein­ ander ausrichten, daß man sie innerhalb einer durchgehenden Nut stirnseitig zusammenfügt. Aus der DE-OS 28 05 949 ist bekannt, die Nut eines Lichtwellenleiter-Kupplungsteils mit einer elastisch kompressiblen Druckeinlage zu versehen. Nachteilig hierbei ist, daß diese jedoch nicht mit einem hochpräzisen Werkzeug bearbeitet wird, sondern die Lichtleitfaserenden nur in den Werkstoff eingedrückt werden. In einer weiteren Druck­ schrift (DE-GM 75 17 996) ist ein Verbindungselement in runder Bauform mit Federspange bekannt. Allerdings fehlt diesem die verformbare Kunststoffschicht, die eine feinere Justierung der beiden Lichtwellenleiter ermöglicht.

An die Präzision der Nut werden hohe Anforderungen gestellt. Der Durchmesser des lichtführenden Kerns einer Monomodefaser beträgt nur wenige Mikrometer. Dementsprechend muß die Bearbeitungsgenauigkeit einer Nut für die Zentrierung von Lichtwellenleitern in der Größenordnung von einem Mikrometer liegen.

Ein gängiges Verfahren zur Herstellung von sehr präzisen Nuten in Siliziumgrundteilen besteht in der Siliziumätztechnik. Das Einätzen der Nuten erfordert allerdings einen verhältnismäßig großen fertigungstechnischen Aufwand.

Ein Verfahren zum Einbringen von präzisen Nuten in einen Phenolharzkörper wird in der DE-OS 36 05 966 beschrieben. Das daraus bekannte Verfahren bedient sich u. a. eines Preß- oder Prägestempels zum Einbringen der Nuten in den Phenolharzkörper.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß mit dem Preßstempel jede Nut in ihrer ganzen Tiefe in den Kunststoff­ körper eingepreßt werden muß. Dadurch können Aufwerfungen an dem Kunststoffkörper außerhalb der Nuten entstehen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, den genann­ ten Nachteil zu vermeiden und ein einfaches Verfahren zum Her­ stellen eines Trägerteils mit hochpräzisen Nuten zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst eine Rohform des Trägerteils mit mindestens einer Nut herge­ stellt wird und daß die Rohform des Trägerteils mit der Nut oder den Nuten mindestens auf einem Teil der Länge der Nut(en) mit einer Kunststoffschicht bedeckt wird, sowie, daß die Kunststoffschicht durch ein hochpräzises stempelförmiges Werkzeug in die Nut oder die Nuten der Rohform des Trägerteils eingedrückt wird.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß durch das stempelförmige Werkzeug keine Verformungen des Trägerteils vorgenommen werden müssen und somit Aufwerfungen des Trägerteils vermieden werden. Außerdem wird das hochpräzise stempelförmige Werkzeug nicht durch die Bearbeitung des Trägerteils abgenutzt. Das Werkzeug kommt nur mit der Kunst­ stoffschicht in Berührung, welche leichter verformbar ist als das Trägerteil. Die Kunststoffschicht gleicht Unebenheiten der in dem Trägerteil befindlichen Nuten aus und paßt sich an ihrer Oberfläche an die Form des hochpräzisen Werkzeugs an, so daß hochpräzise Nuten entstehen.

Eine besondere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Rohform des Trägerteils mit der Nut oder den Nuten in einem Spritzgießverfahren hergestellt wird.

Das Spritzgießverfahren stellt eine besonders einfache und preisgünstige Methode dar, die Rohform des Trägerteils mit der Nut oder den Nuten herzustellen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Rohform des Trägerteils mit mindestens einer Nut dadurch hergestellt wird, daß in ein Trägerteil mindestens eine Nut eingefräst wird.

Der Vorteil dieser Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß für das Trägerteil beispielsweise besonders harte Materialien verwendet werden können, die nicht im Spritzgußverfahren verarbeitbar sind, die sich aber für spanende Bearbeitung eignen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Trägerteil mit mindestens einer Nut durch ein Extrusions- oder Strangpreßverfahren hergestellt wird.

Durch Extrusion oder Strangpressen lassen sich Trägerteile besonders einfach und kostengünstig herstellen. Der Strang wird nach dem Extrudieren oder Strangpressen auf passende Längen zerteilt. Zum Herstellen der Trägerteile lassen sich gängige Extruder oder Strangpreßmaschinen benutzen, bei denen ein entsprechendes Werkzeug eingesetzt wird.

Weiterhin kann die Erfindung dadurch ausgestaltet werden, daß das stempelförmige Werkzeug mindestens während des Eindrückvorgangs beheizt wird.

Durch die Beheizung des stempelförmigen Werkzeugs wird die Kunststoffschicht auf dem Trägerteil während der Bearbeitung durch das Werkzeug ebenfalls aufgeheizt. Dadurch wird die Kunststoffschicht besser bleibend verformbar und kann sich schon unter geringem Druck an die Form des hochpräzisen stempelförmigen Werkzeugs anpassen.

Die Erfindung kann weiterhin vorteilhaft so ausgestaltet werden, daß auf die Rohform des Trägerteils mit der mindestens einen Nut eine Kunststoffolie aufgelegt wird und daß die Kunststoffolie durch ein hochpräzises stempelförmiges Werkzeug in die Nut(en) eingedrückt wird.

Das Auflegen einer Kunststoffolie auf das Trägerteil mit den Nuten ist ein besonders wenig aufwendiges Verfahren um eine Kunststoffschicht auf das Trägerteil zu bringen.

Die Erfindung kann weiterhin vorteilhaft so gestaltet werden, daß die Kunststoffolie auf der dem Trägerteil zugewandten Seite mit einem Schmelzkleber beschichtet wird.

Durch diese Ausführungsform wird, insbesondere in Zusammenhang mit einem beheizbaren Werkzeug, eine besonders gute Haftung der Kunststoffolie an dem Trägerteil erreicht. Außerdem kann sich der Schmelzkleber besonders gut an die Unebenheiten der Rohform der Nuten anpassen, so daß die Unebenheiten durch die Kunst­ stoffolie mit dem Schmelzkleber ausgeglichen werden können. Die obere Seite der Kunststoffolie, die während der Bearbeitung mit dem stempelförmigen Werkzeug Kontakt hat, nimmt genau die Form des hochpräzisen Werkzeugs an.

Die Erfindung kann vorteilhaft so ausgestaltet werden, daß die Temperatur des stempelförmigen Werkzeugs unterhalb von 200°C bleibt.

Durch die Wahl der Kunststoffolie und des Schmelzklebers wird gewährleistet, daß der Schmelzkleber bei der Verarbeitungs­ temperatur schon fließt, während die Kunststoffolie stabil bleibt. Auch für die Grundplatte ist bei den angewendeten Temperaturen keine Auflösung zu befürchten.

Weiterhin kann das Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens so ausgestaltet werden, daß die Dicke der Kunststoffolie der Stärke des Coatings eines Lichtwellenleiters entspricht.

Diese Ausgestaltung eines mit hochpräzisen Nuten versehenen Trägerteils hat den Vorteil, daß jede Nut in einem Trägerteil in dem Bereich, in dem sie mit der Kunststoffolie versehen ist, die nackte Faser eines Lichtwellenleiters genau zentriert, während sie in den Bereichen ihrer Länge, in denen sie nicht mit einer Kunststoffolie bedeckt ist, einen Lichtwellenleiter mit seinem Coating aufnimmt.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 die Rohform eines Trägerteils mit einer Nut in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 die Rohform aus Fig. 1 mit einer Kunststoffolie und einem stempelförmigen Werkzeug,

Fig. 3 das stempelförmige Werkzeug während des Eindrückens in die Nut,

Fig. 4 das Endprodukt des Verfahrens,

Fig. 5 eine Nut im Querschnitt,

Fig. 6 ein Trägerteil mit rundem Querschnitt.

Fig. 1 zeigt ein Trägerteil 1 mit einer V-förmigen durch­ gehenden Nut 2 in der Rohform. Das Trägerteil 1 kann aus einem Spritzgußwerkstoff bestehen. In diesem Fall werden die Nuten 2 durch entsprechende Gestaltung der Spritzgußform erzeugt. Weiterhin kann das Trägerteil 1 aus Metall, Keramik oder einem relativ harten Kunststoff bestehen. In diesem Fall können die Nuten 2 durch spanende Bearbeitung in das Trägerteil 1 eingebracht werden. Das Trägerteil 1 kann ebenfalls durch Extrusion oder Strangpressen hergestellt werden.

Fig. 2 zeigt als Rohform ein Trägerteil 1 mit der Nut 2, auf das eine Kunststoffolie 5 aufgelegt ist. Die Kunststoffolie ist auf ihrer Unterseite 6 mit einem Schmelzkleber beschichtet. Von oben wird ein stempelförmiges Werkzeug 3 in Richtung des Richtungspfeils 4 auf das Trägerteil 1 zu bewegt.

Fig. 3 zeigt das stempelförmige Werkzeug 3 während des Eindrück­ vorgangs in die Nut 2 des Trägerteils 1. Mindestens in dieser Phase des Verfahrens wird das stempelförmige Werkzeug beheizt.

Der Schmelzkleber auf der Unterseite 6 der Kunststoffolie 5 beginnt zu fließen und gleicht die Unebenheiten in der Nut 2 aus.

Fig. 4 zeigt das Endprodukt des Verfahrens, das Trägerteil 1 mit der Nut 2, deren Unebenheiten durch die Kunststoffolie 5 und den Schmelzkleber an dessen Unterseite 6 ausgeglichen werden. Die Oberfläche der Kunststoffolie 5 bildet eine so präzise Nut, daß in ihr nackte Fasern von Lichtwellenleitern genügend genau fluchtend ausgerichtet werden können, so daß Licht mit geringer Kopplungsdämpfung von einem ersten Lichtwellenleiter auf einen zweiten Lichtwellenleiter übergehen kann. Die Dicke der Kunststoffolie 5 entspricht der Stärke des Coatings eines Lichtwellenleiters. Die Kunststoffolie 5 bedeckt nicht die gesamte Länge der Nut 2. Die Nut 2 weist dort, wo sie nicht von der Kunststoffolie 5 bedeckt ist, einen größeren Querschnitt auf als im Bereich der Kunststoffolie 5. Dieser größere Querschnitt nimmt einen Lichtwellenleiter mit seinem Coating auf. Der Rand 11 der Kunststoffolie 5 dient als Coatinganschlag.

Das stempelförmige Werkzeug 3 besteht vorzugsweise aus einem harten, temperaturstabilen Material. Als Kunststoffolie wird vorzugsweise eine PETP-Folie (Polyäthylenglykolterephthalat) gewählt. Eine solche Folie wird z. B. unter der Bezeichnung "Tesafilm Typ 4132" von der Firma Tesa angeboten. Versuche mit dieser Folie ergeben, daß sich bei einer Eindrückkraft des stempelförmigen Werkzeugs von ca. 5 Newton und einer Temperatur von ca. 120°C des Prägestempels in 15 Minuten die Folie bleibend an die Form des stempelförmigen Werkzeugs anpaßt. Die Form bleibt auch bei einer Temperaturlagerung bei ca. 90°C erhalten.

Ein Prägestempel kann selbstverständlich auch mehrere Werkzeuge enthalten, so daß bei einem Eindrückvorgang mehrere nebenein­ anderliegende Nuten gleichzeitig bearbeitet werden können.

Fig. 5 zeigt im Querschnitt eine Nut 2 mit einer eingepreßten Kunststoffolie 5. Die Dicke der Kunststoffolie entspricht der Stärke des Coatings 8 des eingelegten Lichtwellenleiters 12. Im Bereich der Kunststoffolie 5 wird innerhalb der Nut 2 die nackte Faser 10 eines Lichtwellenleiters 12 zentriert. In dem Bereich, in dem keine Kunststoffolie in die Nut 2 eingepreßt ist, nimmt diese auch das Coating 8 des Lichtwellenleiters 12 auf. Der Rand der Kunststoffolie dient bei einem eingeschobenen Lichtwellenleiterverbinder als Coatinganschlag.

Fig. 6 zeigt ein Trägerteil 17 mit rundem Querschnitt, das eine in Rohform eingearbeitete Nut 14 aufweist. In die Nut 14 ist eine Kunststoffolie 15 mit einem nicht dargestellten hochpräzisen Werkzeug eingepreßt. Die Kunststoffolie deckt nicht die volle Länge der Nut ab, so daß die Nut an den Enden des Trägerteils 17 erweitert ist und einen Lichtwellenleiter mit seinem Coating aufnimmt. Eine elastische Klammer 13 fixiert über Druckstücke 16 die Lichtwellenleiter 18 in der Nut.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen eines mit hochpräzisen Nuten zur Aufnahme von Lichtwellenleitern versehenen Trägerteils mit Hilfe eines stempelartigen Werkzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Rohform des Trägerteils (1) mit mindestens einer Nut (2) hergestellt wird und daß die Rohform des Trägerteils (1) mit der Nut oder den Nuten (2) mindestens auf einem Teil der Länge der Nut(en) mit einer Kunststoffschicht (5) bedeckt wird sowie daß die Kunststoffschicht (5) durch ein hoch­ präzises stempelförmiges Werkzeug (3) in die Nut oder die Nuten (2) der Rohform des Trägerteils (1) eingedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohform des Trägerteils (1) mit der Nut oder den Nuten (2) in einem Spritzgießverfahren hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohform des Trägerteils (1) mit mindestens einer Nut (2) dadurch hergestellt wird, daß in ein Trägerteil mindestens eine Nut (2) eingefräst wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (1) mit mindestens einer Nut (2) durch ein Extrusions- oder Strangpreßverfahren hergestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das stempelförmige Werkzeug (3) mindestens während des Eindrückvorgangs beheizt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rohform des Trägerteils (1) mit der mindestens einen Nut eine Kunststoffolie (5) aufgelegt wird und daß die Kunststoffolie (5) durch ein hochpräzises stempelförmiges Werkzeug (3) in die Nut(en) (2) eingedrückt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (5) auf der dem Trägerteil (1) zugewandten Seite (6) mit einem Schmelzkleber beschichtet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des stempelförmigen Werkzeugs (3) unterhalb von 200°C bleibt.

9. Mit hochpräzisen Nuten versehenes Trägerteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Kunststoffolie (5) der Stärke des Coatings (8) eines Lichtwellenleiters (12) entspricht.