可拆式連接兩組光學纖維的方法及實施此方法的插接裝置的製作方法

2023-10-09 00:44:34 2

專利名稱：可拆式連接兩組光學纖維的方法及實施此方法的插接裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及藉助光學纖維的信息傳輸領域。它涉及一種按權利要求1的前序部分所述可拆式連接兩組光學纖維的方法以及一種實施此方法的插接器。
背景技術：
例如由出版物US-B2-6,582,134已知一種這樣的方法。
在經由玻璃纖維電纜的光學信息傳輸技術中，出自於集成度不斷增加的原因，希望無金屬包頭的高元件密度的纖維光學插接器。這種插接器例如應用於光互連(Rack-Rack，Backplanes)、光分配器或纖維管理系統的領域內。通過在這些系統內部預期的增加光連接的數量，提高了對更高集成度的要求，由此還進一步提高對連接技術的要求。
如今已可使用的方案大部分基於單個包頭的插接器小型化方案或基於所謂的MT包頭(MT＝Mechanical Transfer)或兼容技術。在當今的纖維分配系統中，配備有插接器的分配器板佔總空間位置需求的絕大部分。
單個包頭方案保證良好的質量和可靠性，以及往往可以簡單的方式配置「成場(im Feld)」。然而限制了進一步小型化並降低生產成本的可能性。已經建議(US-A-5,436,993)在一種插接裝置中藉助許多單個包頭互相連接多纖維電纜。但這種有單個包頭的多重插接器的結構複雜和昂貴，並導致比較大的插接力。
在基於MT包頭的連接器(例如是前言提及的US-B2-6,582,134圖7)中提供了高的元件密度，當然通常只在多模區(MM)才充分保證功率和可靠性。在那裡，此類連接器主要在MM無線電收發機模塊中設立作為準標準。儘管可以採用單模方案(SM)，然而對加工技術提出了很高的要求並因而製造成本很高。此外，在纖維定位時可以藉助MT包頭(大多壓注的)成型件達到的高精度，通過有關與纖維相比尺寸較大的導銷的公差鏈部分降低。大多用熱塑性塑料製造的所述導銷埋入其中的包頭，在重複插塞循環和溫度波動時受高的機械負荷。由於大的接觸面，單個髒物顆粒可能危及許多纖維連接裝置工作能力這一情況和事實，意味著對可靠性造成明顯的危險。
除了這兩種做法外也已存在一些插接器的例子，它們沒有包頭也能滿足要求(無包頭或裸纖維(Bare Fiber)或BF插接器)。在這裡應提及3M公司的VolitionTM-Familie(例如是US-A-5,381,498)，德意志公司的OptoClip-Verbinder，以及尤其是NTT公司的Fiber-PC(FPC)-Verbinder(具有「漏鬥形孔」的定心元件；例如見M.Kobayashi等人的論文Injection Molded Plastic Multifiber ConnectorRealizing Physical Contact with Fiber Elasticity，IEEE J.SelectedTopics in Quantum Electronics，Vol.5，No.5，P.1271-1277(1999)或開頭提及的US-B2-6,582,134的圖8A和8B)。所有這三種例子均基於S形彎曲纖維(英文「buckling」)和各纖維逐個定向的原理。不過僅僅在NTT方案中從開始起就保證高的元件密度。採用FPC連接器(EP-A2-1 241 500)的一種進一步發展取代有V形剖面的漏鬥形孔，插入的纖維在其中通過一種在插入時產生的彎曲壓在壁上並因此精確地定向。在WO-A2-02/056060中也實現一種類似的基於「buckling」的原理。在前言提及的US-B2-6,582,134中，在插入時「buckling」藉助V形槽與各纖維對的定向組合。
所有這些基於彎曲原理的做法的先決條件是，通過製備和/或通過有關插接器部分不同的熱膨脹引起的纖維端很大的長度公差(絕對值和纖維之間)必須加以補償。尤其在塑料壓注時採用標準聚合物時應考慮後面那種效應。
在這方面彎曲原理提供明確的優點可以毫無問題地補償在數量級達±50...100μm內的長度公差，其中，在兩個彎曲的纖維端之間的擠壓力幾乎保持常數。
然而纖維比較大的變形也帶來決定性的缺點一方面不允許小於最小的彎曲半徑，以避免(尤其取決於極化的)附加的光損失。由此限制插接器的最小結構長度。另一方面由於彎曲應力增加了纖維斷裂的危險，由此會影響可靠性。最後，在纖維彎曲時產生的相對於纖維中心軸線沿徑向不對稱的應力狀態，導致光傳輸特性持久的改變。儘管試圖通過使用有更高彎曲強度的特種纖維或特殊的加塗層的玻璃纖維來考慮這些問題。然而這些附加的措施提高了生產成本以及難以為使用者所接受。
此外，在US-B1-6,371,661中建議，在多纖維插接器例如上述MT插接器中，其中待連接的纖維分別固定安裝在一個公共的包頭的一些孔內，規定纖維從包頭前側超出一個增大的超出量為5至100μm，以便在利用纖維彈性的情況下使纖維的端面具有良好質量地互相接觸。如由出版物US-A-4,907,335第二欄第29-32行可以看出，採用這種方案可達到的良好接觸顯然歸諸於「buckling」，這種彎曲是在纖維增大的超出量區域內出現的。

發明內容
本發明的目的是提供一種可拆式連接兩組光學纖維的方法，它避免已知方案的缺點和尤其那些與纖維的「buckling」或彎曲相關聯的缺點，以及同時可以實現所有纖維對精確定向和光學高質量接觸，以及創造一種能經濟地製造的實施此方法的插接器。
此目的通過權利要求1和11所述特徵的總體達到。本發明的核心在於，待連接的纖維對在插接過程中端面彼此相碰前分別精確地定向，然後通過纖維主要彈性地沿軸向壓縮導致纖維長度的公差補償和纖維對必要的擠壓力。
按本發明方法的一項優選的設計，兩組單纖維放置為可在一個規定的自由長度上運動，並且，纖維在沿其自由長度的絕大部分定向時沿橫向固定。通過橫向固定，實際上纖維的全部自由長度可供使用於彈性壓縮，所以與公差補償相關聯的壓應力沿纖維自由長度均勻分布，並因而使彈性變形保持為較小。
優選地，為每一組纖維配設一個纖維滑塊作為固定件，使每一組與配屬的纖維滑塊在纖維滑塊的一個後面部分內固定連接，尤其是粘結或澆鑄，以及，每根纖維在定向前以自由長度可運動地處於配屬的纖維滑塊上。每個纖維滑塊具有一個橫向於纖維軸線定向的端側。對位於纖維滑塊上的纖維進行截切，使得它們相對於纖維滑塊的端側具有一個超出量。為了連接兩組纖維，將兩個纖維滑塊以其端側彼此壓靠，使伸出的纖維沿軸向壓縮。優選地，纖維超過纖維滑塊端側的超出量為若干微米，優選在5與20微米之間。
在這裡纖維滑塊端面的設計不一定必須是簡單的平面，而可以是包含凹的或恰當的結構，尤其為了兩個連接的纖維滑塊在插接狀態下相互橫向定心。
按本發明的方法另一項優選的設計，為了纖維的定向和固定，採用一個定向件，它沿軸向基本上在一個待連接的纖維對的兩根纖維的自由長度上延伸，並且，它對於每個纖維對具有一個沿軸向延伸的優選沿軸向恆定的導向型面。
本發明另一項優選的設計其特徵在於，為了纖維的定向和固定，定向件橫向於軸向通過相對運動下放到纖維滑塊上，直至纖維成對地置於配屬的導向型面內並被橫向固定；定向件相對於纖維滑塊的運動與纖維滑塊的相對運動彼此結合地進行；以及，纖維滑塊和定向件的運動的結合藉助在纖維滑塊上的側邊導引幾何結構以及在定向件上的與之配合作用的側嚮導引裝置進行。由此可以達到纖維對簡單而可靠的定向和固定。當然，在本發明的範圍內，用來耦合纖維滑塊與定向件運動的裝置也可以設計為其他形式和可以定位在插接裝置的其他地點上。
在這裡特別有利的是，在定向件中的導向型面設計為垂直於導引方向隨著深度的增加而變窄尤其是V形，並且，纖維對在定向和固定時藉助安置在纖維滑塊上可以彈性變形的裝置壓入到導向型面內。
按本發明的插接裝置一項優選的設計其特徵在於，在接合器內的定向裝置包括一個可橫向於軸向相對於纖維滑塊運動地安裝的定向件，它在一個面朝纖維的側面上為每個纖維對具有一個沿軸向恆定的導向型面。
尤其是，每個纖維滑塊具有一個橫向於纖維軸線定向的端側；並且，對位於纖維滑塊上的纖維進行截切，使得它們相對於纖維滑塊的端側具有一個超出量，在這裡纖維超過纖維滑塊的端側的超出量為若干微米，優選在5與20微米之間。
為了在插入時達到一種可靠的按規定的定向和固定過程，將插接裝置設計為，使定向件在將插接部分插入到接合器內時實施一個與纖維滑塊的相對運動相結合的橫向於軸向的相對運動，其中，尤其為了使纖維滑塊與定向件的運動互相結合，設有結合裝置，作為結合裝置優選地纖維滑塊在縱側有沿軸向延伸的導引幾何結構，尤其高度可變的導軌，它們在插接部分插入時與定向件導引地配合作用。
定向件的導向型面優選地設計為V形槽，以及纖維滑塊包括一些裝置，它們與導向型面配合作用促使纖維定向和橫向固定，在這裡定向及固定裝置或包括沿軸向延伸的纖維槽或包括橫向於軸向可彈性變形的元件，尤其在形式上為一個柔性薄膜或彈性層或一些單個彈簧元件或一個柔性結構件。
若纖維組與纖維滑塊粘結，則簡化了插接器結構和生產工藝(Konfektionierung)，其中，每個組的纖維通過設計在纖維滑塊上的纖維保持梳導向，它們限制沿軸向粘結並且確定纖維的自由長度。
纖維滑塊優選地用一種形狀穩定的在熱膨脹係數方面與纖維匹配的材料，尤其一種陶瓷製成。尤其是它們可以在端側拋光。定向件反之優選地用塑料和尤其通過壓注法製造。為了增加相關導向型面的表面硬度以及為了減小纖維的滑動摩擦，可以在表面上用一種介電或金屬材料或一種配合材料塗層。


下面結合附圖藉助實施例詳細說明本發明。其中圖1用於按本發明一種優選的實施例的插接裝置的纖維滑塊透視側視圖；圖2按圖1尚未粘結的纖維滑塊局部透視俯視圖，包括纖維槽、纖維保持梳和起粘結屏障作用的溝狀凹槽；圖3在作為範例的插接裝置內用於纖維定向和橫向固定的定向件透視側視圖；圖4在作為範例的插接裝置內纖維滑塊與定向件配合作用的透視側視圖；圖5在纖維自由長度區域內通過圖4所示裝置的橫截面；圖6在纖維保持梳後面溝狀凹槽區域內通過圖4所示裝置的橫截面；圖7作為範例的插接裝置在插入狀態兩個纖維滑塊的配置，其中為了能看清楚將定向件抬高表示；圖8作為範例的插接裝置在插入狀態兩個纖維滑塊和定向件的實際配置；圖9用不同的分圖(圖9a-f)表示作為範例的插接裝置中插入過程的不同階段；以及圖10在不同的分圖(圖10a-d)內表示纖維在定向件V形導向型面內彈性固定的不同實施形式。
具體實施例方式
按本發明的方案沒有在傳統意義上的包頭也能滿足要求。它設計為滿足下列要求·單模和多模的適用性·低的插入衰減·溫度範圍-40℃...85℃·高插接可靠性·高機械穩定性·連接多纖維電纜(有優選地8或12根單纖維)或任意數量的單纖維·插接器用於纖維的任意線距和直徑(優選地纖維有125微米直徑和等線距250微米)兩根纖維在物理接觸(PC)方面有效光學結合的基本物理必要性在於保證足夠好的相互橫向定心、儘可能好的纖維端面的表面質量以及數量級為每根纖維約0.4N的最小軸向壓緊力(例如見M.Kobayashi等人的論文Injection Molded Plastic Multifiber Connector RealizingPhysical Contact with Fiber Elasticity，IEEE.J.Selected Topics inQuantum Electronics，Vol.5，No.5，P.1271-1277(1999))。通過光滑的表面和所述的壓緊力尤其將逆反射(通過衰減值說明)降到最低程度。在這裡決定性的是保證有關總溫度範圍以及有關總使用壽命的條件。
按本發明的插接裝置工作原理基於一組單纖維相對於它們各自的配偶逐個定心(成對定心)。優選地這在一個按軸向V形槽類型(統稱沿軸向纖維方向恆定的導向型面)的結構內部實現，兩根纖維在V形槽內沒有機械過定位(berbestimmung)地僅通過兩個基準面彼此定向。
在將要結合的纖維最佳地設置在導向型面的表面上這一前提條件下，對於定位誤差起決定性作用的僅僅是纖維的芯偏心度以及纖維的橢圓率和外徑公差。
重要的是纖維沿軸向線狀彈性壓縮保證纖維彼此必要的壓緊力。這種(線狀)壓縮必須一方面有足夠大的尺寸，以便能補償通過加工和通過熱膨脹引起的長度誤差。另一方面應儘可能不超過導致纖維彎曲的極限力。以此方式避免產生彎曲原理中的疑難問題，以及可以儘可能簡單地維持幾何的既定條件。除此之外可以基本上避免不希望的纖維各向異性的負荷。在理想地壓縮時(在中心以及沒有初始的彎矩)只產生各向同性的應力，它們對於纖維的可靠性只有微小的影響。作為所選擇的做法的結果是，對於纖維加工的精度和材料的選擇提出了特殊的要求。
下面對本發明優選的實施例的說明集中在新型插接裝置的關鍵元件及在插入過程中它們的配合作用上。為了看得更清楚起見，插接器總的結構及設計包括必要的外殼、卡鎖及去鎖裝置、解除拉力裝置、螺釘裝置等均未表示並可由專家通過恰當的方式補充。
在圖7和8中表示了按本發明的插接裝置優選的實施例重要元件的相互關係。插接裝置10包括兩個插接部分S1、S2(圖9)，它們各有一個用於一根多纖維電纜纖維組的保持元件，它稱為纖維滑塊13或13′，以及包括在接合器K內的一個定位或定向件20。
纖維滑塊13、13′(類似於包頭)起容納一根多纖維電纜11或11′纖維組的纖維12或12′的作用。然而與在有包頭的情況下不同，單纖維12、12′在前部鬆弛和大體預定位地放置在纖維滑塊13、13′表面上，以及有一個規定的超出量為若干微米，尤其5至20微米，從纖維滑塊13、13′的前稜邊(端側17)伸出。通過此超出量調整纖維12、12′的壓縮。具有例如直徑為125μm的纖維鬆弛地放置的長度優選地在幾個毫米的範圍內，以便一方面將通過不同的溫度係數引起的長度改變保持為較小，以及另一方面將需要的壓縮力保持為較小(每根纖維幾牛頓或更小)。
設在纖維滑塊13、13′和定向件20外部縱側上的包括高度可變的導軌14、14′和側嚮導引裝置22、22′(圖3)的「滑槽」式導引裝置，與垂直於導引方向隨深度變窄的導向型面21配合作用，在插接過程期間(見圖9中的過程)，促使逐步縮小定位誤差。但也可以設想用其他方式實現與插入過程邏輯上連接的誤差縮小，例如使用一個寬度可變的構件或通過一個在纖維滑塊13、13′外側上自己的型面。同樣地，可以設想取代導軌14、14′和側嚮導引裝置22、22′在插接裝置的其他位置設計其他導引裝置。
此外，定向件20和纖維滑塊13、13′結合的相對運動，可以實現將各纖維12、12′按規定滑入規定的導向型面或導向槽21內，它們加工在定向件20下側上的一個臺地23內(圖3)。因為這要直接在要結合的纖維端接觸前才實現，所以避免了纖維12、12′在導向型面21內較長的摩擦距離。此外，各纖維12、12′通過逐個定向補償剩餘的定位誤差。當纖維12、12′已完全貼靠在導向型面21的側壁上並因而存在必要的垂直固定力時，纖維12、12′沿縱向壓縮直到有關的纖維滑塊端側接觸。
圖1表示的纖維滑塊13用於容納一組纖維的纖維束或纖維組，在本例中它包括十二根纖維12。纖維12在纖維滑塊13的後部15內朝纖維保持梳16的方向粘入(也可見圖2)。在纖維滑塊13的前部，纖維12將一個自由長度粗略導引地安置在為它們所設的纖維槽18(圖2、5)內。纖維槽18用於纖維12粗略地預定位，其中纖維槽18的形狀設計為，使例如直徑為125μm的纖維能在數量級為±10μm範圍內側向運動。
與所述的纖維槽18不同，也可以採用下列方案作為基礎(圖10)·一個平的和無結構的底面(沒有繪圖)。
·一個設有凹槽25的結構底面和有鋪上的彈性薄膜(圖10a)。
·一個無結構的底面和有薄的恰當材料組成的彈性層26(圖10b)。
·一個設有凹槽28的結構底面和有直接從滑塊上加工出的彈簧元件27(圖10c)。
·一個事後置入凹槽30內的柔性結構件29(圖10d)，例如在US-A-6,132,105中所建議的那種。
纖維保持梳16、16′的幾何結構應使纖維12、12′易於置入以及應隔離朝纖維滑塊13、13′前部方向的粘結位置(圖6)。因此，直接在纖維保持梳16、16′的末端存在一個橫向延伸的溝狀凹槽19(圖3)作為膠粘劑止擋(毛細屏障)。
纖維12、12′如此粘入纖維滑塊13、13′內或在粘入後應如此加工，即，造成纖維端部從纖維滑塊13、13′端側17一個準確的超出量。這一超出量與在插接裝置10插入狀態的壓縮相對應。
對於纖維滑塊13、13′材料的選擇而言，起決定性作用的首先是機械穩定性、波形真實性(Formtreue)以及尤其熱膨脹係數。為了使纖維超出量的溫度相關性能夠保持得儘可能低(並因而保證纖維之間的壓緊力)，纖維滑塊13、13′與玻璃纖維12、12′的熱膨脹係數必須儘可能好地匹配。作為恰當的材料尤其考慮一種陶瓷。
在圖3中表示翻轉後狀態的定向件20用於藉助形式上為V形槽的相應的導向型面21在插入後的狀態下最終使纖維12、12′定向或定位。V形槽對稱地衝壓成有任意角，例如60°角。導向型面21或V形槽的長度選擇為，使得在插入狀態纖維12、12′置於纖維滑塊13、13′內的自由長度中約3/4貼靠在槽上(圖4)。
定向件20沿軸向，亦即沿導向型面21方向的熱膨脹，對於插接器10的功能只有有限的意義。沿橫向與纖維導引滑塊13、13′相比可以容忍若干微米的不同的熱膨脹，因為纖維12、12′能逐個定向。然而在粘結位置(纖維保持梳16、16′或凹槽19)與導向型面21始端之間必須保持足夠的距離，以避免過大的剪力。
如上面已提及的那樣，在插接裝置10內纖維滑塊13、13′與定向件20在插入過程實施機械地結合的相對運動，它們使纖維12、12′能夠逐步置入定向件20的導向型面21內。相對運動的機械結合藉助恰當的結合裝置進行，在圖示的實施例中藉助設在纖維滑塊13、13′縱側上高度可變的導軌14、14′，它分別包括一個位置較高的臺地14b和兩個斜坡面14a、14c。在插入時，導軌14、14′被設計在定向件20下側上的側嚮導引裝置22、22′「移動」，如圖9中所示。
起始點是在圖9a中表示的構型，其中，在插接部分S1、S2內的纖維滑塊13、13′尚彼此遠離以及定向件20高舉。
當插接部分S1、S2插入接合器K中時，定向件20在這樣的方式的相對運動中下降，即，使它放置在纖維滑塊13、13′前部斜坡面14c上初始接觸(圖9b)。
當進一步插入時，定向件20在前部斜坡面14c的移動過程的相對運動中升高，所以纖維12、12′的前端部不會碰到定向件20的稜邊(圖9c)。
當到達纖維滑塊13、13′的後部斜坡面14a時(圖9d)，定向件20在相對運動中緩慢下降，所以纖維12、12′滑入定向件20的導向型面21(V形槽)內。
在纖維滑塊13、13′端側接觸前不久(圖9e)完成纖維對在V形槽內的最終橫向定向。
通過纖維滑塊13、13′的完全移攏(圖9f)使纖維對結合，以及基於超出量沿軸向壓縮，與此同時建立必要的壓緊力。
用於纖維滑塊13、13′和定向件20的材料以及製造方法可有下列特徵纖維滑塊纖維滑塊在熱膨脹係數(CTE)方面與纖維12、12′應有儘可能小的差別。另一方面滑塊的製造應成本低和能可靠掌握。因此考慮採用以下材料·玻璃/石英；在CTE方面最佳匹配；通過在晶片領域內的蝕刻技術加工。
·矽；良好的CTE匹配；通過晶片領域內的蝕刻技術加工。
·Foturan；這種光敏的玻璃陶瓷可以用晶片領域內的平板印刷和蝕刻法加工；比較好的CTE匹配。
·鋯或鋁的氧化物陶瓷；可以採用壓注法，柔性造型；比較好的CTE匹配；燒結前和燒結後可以採用傳統的機械加工。
定向件定向件20在CTE方面並不一定需要匹配。但是表面結構必須精確，以保證纖維對精確地定向。作為材料和製造過程可考慮採用·用優質聚合物如PPS或LCP的壓注法；高的形狀準確度；高的溫度穩定性；比較高的耐磨性；可以加等離子體塗層；壓注模具必須具有高精度地加工。
·矽；通過晶片領域內的蝕刻技術加工；可以達到高的精度。
附圖標記一覽表10 插接裝置11、11′ 多纖維電纜12、12′ 纖維13、13′ 纖維滑塊14、14′ 導軌14a、c 斜坡面14b臺地(導軌)15 後部16、16′ 纖維保持梳17 端側(纖維滑塊)18 纖維槽19 凹槽(作為粘結屏障)20 定向件21 導向型面(沿軸向恆定；例如V形槽)22、22′ 側面導引裝置23 臺地(定向件)24 薄膜(柔性的)25、28、30 凹槽26 彈性層27 彈簧元件29 結構件(柔性的)K 接合器S1、S2 插接部分
權利要求
1.可拆式連接兩組單根平行排列的光學纖維(12、12′)的方法，光學纖維在一個橫向於纖維軸線的平面內終止並且分別以一個端面為界，按此方法，兩組纖維(12、12′)沿軸向以這些端面相向運動，直至兩組彼此相配的所有纖維(12、12′)都以其端面彼此相碰，其中，兩組彼此相配的纖維(12、12′)在彼此相碰前互相成對定向，並且在彼此相碰後，各纖維(12、12′)的長度的差異通過纖維(12、12′)的彈性變形進行補償，其特徵為纖維(12、12′)的長度補償主要通過纖維(12、12′)沿軸向的壓縮實現。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵為兩組單纖維(12、12′)放置為可在一個規定的自由長度上運動；並且，纖維(12、12′)在沿其自由長度的絕大部分定向時沿橫向固定。
3.按照權利要求2所述的方法，其特徵為為兩組的每一組配設一個纖維滑塊(13、13′)作為固定件，使每一組與配屬的纖維滑塊固定連接，尤其是粘結或澆鑄；並且，每根纖維(12、12′)在定向前以自由長度可運動地處於配屬的纖維滑塊(13、13′)上。
4.按照權利要求3所述的方法，其特徵為每個纖維滑塊(13、13′)具有一個橫向於纖維軸線定向的端側(17)；對位於纖維滑塊上的纖維(12、12′)進行截切，使得它們相對於纖維滑塊(13、13′)的端側(17)具有一個超出量；並且，為了連接兩組纖維(12、12′)，將兩個纖維滑塊(13、13′)以其端側彼此壓靠，使伸出的纖維(12、12′)沿軸向壓縮。
5.按照權利要求4所述的方法，其特徵為纖維(12、12)超過纖維滑塊(13、13′)的端側(17)的超出量為若干微米，優選在5與20微米之間。
6.按照權利要求3至5之一所述的方法，其特徵為為了纖維的定向和固定，採用一個定向件(20)，該定向件沿軸向基本上在一個待連接的纖維對(12、12′)的兩根纖維的自由長度上延伸，並且，該定向件對於每個纖維對具有一個沿軸向延伸的優選沿軸向恆定的導向型面(21)。
7.按照權利要求6所述的方法，其特徵為為了纖維(12、12′)的定向和固定，定向件(20)橫向於軸向通過相對運動下放到纖維滑塊(13、13′)上，直至纖維(12、12′)成對地置於配屬的導向型面(21)內並被橫向固定。
8.按照權利要求7所述的方法，其特徵為定向件(20)相對於纖維滑塊(13、13′)的運動與纖維滑塊(13、13′)的相對運動彼此結合地進行。
9.按照權利要求8所述的方法，其特徵為纖維滑塊(13、13′)和定向件(20)的運動的結合藉助在纖維滑塊(13、13′)上的側邊導引幾何結構(14、14′)以及在定向件(20)上的與之配合作用的側面導引裝置(22、22′)進行。
10.按照權利要求6至9之一所述的方法，其特徵為在定向件(20)中的導向型面(21)設計為垂直於導引方向隨著深度的增加而變窄，尤其是V形；並且，纖維對(12、12′)在定向和固定時藉助安置在纖維滑塊(13、13′)上可以彈性變形的裝置(24、26、27、29)壓入到導向型面(21)內。
11.實施按照權利要求1所述方法的插接裝置(10)，該插接裝置包括一個接合器(K)和兩個可以從相對置的側面插入到接合器(K)內的插接部分(S1、S2)，在插接部分內分別安放一組纖維(12、12′)，其特徵為每組纖維(12、12′)在一個規定的自由長度上可運動地放置在插接部分(S1、S2)內的一個所屬的纖維滑塊(13、13′)上，使纖維(12、12′)在將插接部分(S1、S2)插入到接合器(K)內時沿軸向壓縮；並且，在接合器(K)內設有定向裝置(20、21)，它們使兩組纖維(12、12′)在插接部分(S1、S2)插入到接合器(K)內時成對地定向並且在其自由長度的絕大部分上沿橫向固定。
12.按照權利要求11所述的插接裝置，其特徵為在接合器(K)內的定向裝置包括一個可橫向於軸向相對於纖維滑塊(13、13′)運動地安裝的定向件(20)，它在一個面朝纖維(12、12′)的側面上為每個纖維對(12、12′)具有一個沿軸向延伸的、優選沿軸向恆定的導向型面(21)。
13.按照權利要求11或12之一所述的插接裝置，其特徵為每個纖維滑塊(13、13′)具有一個橫向於纖維軸線定向的端側(17)；並且，對位於纖維滑塊(13、13′)上的纖維(12、12′)進行截切，使得它們相對於纖維滑塊(13、13′)的端側(17)具有一個超出量。
14.按照權利要求13所述的插接裝置，其特徵為纖維(12、12′)超過纖維滑塊(13、13′)的端側(17)的超出量為若干微米，優選在5與20微米之間。
15.按照權利要求12至14之一所述的插接裝置，其特徵為插接裝置(10)設計為，使定向件(20)在將插接部分(S1、S2)插入到接合器(K)內時實施一個與纖維滑塊(13、13′)的相對運動相結合的橫向於軸向的運動。
16.按照權利要求15所述的插接裝置，其特徵為為了使纖維滑塊(13、13′)與定向件(20)的運動互相結合，設有結合裝置(14、14′)。
17.按照權利要求12至16之一所述的插接裝置，其特徵為定向件的導向型面(21)設計為V形槽；並且，纖維滑塊(12、12′)包括一些裝置(18；24、...29)，這些裝置與導向型面(21)配合作用促使纖維(12、12′)定向和橫向固定。
18.按照權利要求17所述的插接裝置，其特徵為定向及固定裝置包括沿軸向延伸的纖維槽(18)。
19.按照權利要求17所述的插接裝置，其特徵為定向及固定裝置包括橫向於軸向可彈性變形的元件(24、26、27、29)，尤其在形式上為一個柔性薄膜(24)或一個彈性層(26)或一些單個彈簧元件(27)或一個柔性結構件(29)。
20.按照權利要求11至19之一所述的插接裝置，其特徵為纖維(12、12′)組與纖維滑塊(13、13′)粘結，其中，每個組的纖維(12、12′)通過設計在纖維滑塊(13、13′)上的纖維保持梳(16、16′)導向，所述纖維保持梳限制沿軸向粘結並且確定纖維(12、12′)的自由長度。
21.按照權利要求11至20之一所述的插接裝置，其特徵為纖維滑塊(13、13′)用一種形狀穩定的在熱膨脹係數方面與纖維匹配的材料尤其是一種陶瓷製成，並且在其端側(17)通過恰當的方式進行截切並且尤其進行拋光。
22.按照權利要求12所述的插接裝置，其特徵為定向件用一種塑料通過壓注法製造。
23.按照權利要求20所述的插接裝置，其特徵為沿插接方向在每個纖維保持梳(16、16′)的後面設置一個橫向延伸的溝狀凹槽(19)作為粘結屏障。
24.按照權利要求16所述的插接裝置，其特徵為纖維滑塊(13、13′)具有在縱側沿軸向延伸的導引幾何結構尤其是高度可變的導軌(14、14′)作為結合裝置，它們在插入插接部分(S1、S2)時與定向件(20)導引地配合作用。
全文摘要
本發明涉及一種可拆式連接兩組單根平行排列的纖維(12、12′)的方法，纖維在一個橫向於纖維軸線的平面內終止並且分別以一個端面為界，按此方法，兩組纖維(12、12′)沿軸向以端面相向運動，直至這些組彼此相配的所有纖維(12、12′)都以其端面彼此相碰，其中，兩組彼此相配的纖維(12、12′)在彼此相碰前互組成對定向，並且在彼此相碰後各纖維(12、12′)的長度的差異通過纖維(12、12′)的彈性變形進行補償。在這種方法中為了避免與纖維彎曲相關聯的缺點，纖維(12、12′)的長度補償主要通過纖維(12、12′)沿軸向的壓縮實現。
文檔編號G02B6/38GK1826545SQ200480020763
公開日2006年8月30日 申請日期2004年6月8日 優先權日2003年7月31日
發明者T·阿默爾, U·格貝爾, M·施特拉塞爾, F·德拉海姆, P·尼希特, C·康派爾 申請人:胡貝爾和茹納股份公司