專利名稱：用于制造一種光導纖維束的終端的方法以及適合于此的擠壓工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種制造光導纖維束終端的方法，其中在光導纖維束的端部推入一個套筒并使該套筒在一個成型工具里至少在壓力作用下在端部上壓緊。本發明也涉及一種按照權利要求15的前序部分所述的制造終端的裝置以及一種光導纖維束本身。
為了傳導光常常應用柔性的由許多光導纖維組成的光導體，即所謂光導纖維束。單根纖維通常在一個共同端部匯總在一個套筒里，該套筒例如固定在一個用于照明的光源里。
眾所周知，單根纖維通過粘結相互連接并與一個推入的套筒連接，但另一種方法也可以將各個纖維在共同的套筒里相互熔化在一起。
JP 3144601 A1敘述了一種方法，用此方法可以生成一種光導纖維束端部。為此將光導纖維束端部加熱并推入一個逐漸變細的孔里。因而使整個纖維束的直徑變細并使纖維壓縮在一起。
DE 2 630 730 A1也對此有所涉及。在該專利中規定附加地在纖維束的終端側的端部上裝有一個金屬套筒。將纖維束與套筒一起推入一個逐漸變細的孔里，這個孔設于一個擠壓部件里。由于光導纖維束的裝有套筒的端部軸向移動，同時作用以溫度，那么通過套筒就使光導纖維束的端部變形。
專利DE 19 855 958 A1同樣也規定光導纖維束的終端側的部分裝有一個金屬套筒并接著將后者固定在一個夾緊裝置里。具有逐漸變細的內徑的一個成型工具在向著套筒的軸向方向上運動，并在向六邊形包裝里輸入熱量時輸送纖維端部。在成型工具的內壁和套筒之間有一個間隙，其中通過在纖維束的頭部側端部的一個環形區段將熱量輸入纖維端部。此時進行變形過程，應使光導纖維束和金屬套筒之間不發生玻璃與金屬的封接。
在該方法中不利的是當裝入套筒時必須在光導纖維上施加一個軸向壓力，這可能造成至少位于外面的光導纖維的損壞。此外必須使套筒設計得相應地穩固，因而一方面必須選鋼那樣的材料，另一方面需要大的壁厚。
在專利DE 32 47 500 A1和DE 37 44 367C1中都規定，借助于一個具有液態玻璃的環形活塞對一個位于套筒里的光導纖維束壓力注塑包封。這種方法的設備費用較高。
按照GB 1 595 163使一個由熱塑性塑料制成的端部套筒通過借助于一個兩件式的超聲觸頭(Sonotrode)進行超聲波焊接與玻璃纖維束的保護套和纖維束連結起來，該保護套由熱塑性材料制成。
US 3 914 015敘述了纖維連接器。該裝入纖維連接器里的端部套筒由可收縮金屬制成，當溫度約為75℃時將其收縮到纖維端部上。
US 5 222 180描述了一種在由聚合物纖維制成的纖維束中的端部部分的制造方法。將纖維冷拉伸并且推入一個套筒里，然后加熱。在加熱時它們試圖恢復其原始的結構并填滿該套筒橫斷面。
本發明的任務是提供一種方法和一種裝置，它們可以允許以簡單的方式實現一種光導纖維束終端的快速制造。本發明的任務還包括提供一種經改善的由玻璃纖維制成的光導纖維束，它與套筒之間有明顯更加牢固的配合。
一種光導纖維束終端的制造方法的特征在于，由玻璃纖維制成的光導纖維束的端部區段與推入的套筒在對套筒沒有壓力作用之下被裝入一個具有多于兩個加熱壓模的擠壓工具里并進行定位，而且在定位之后借助于壓模只是在徑向方向上對套筒施加一個壓力。
擠壓力同時作用在套筒的整個待擠壓的外表面上。這與擠壓工具的一種軸向推移和一種在徑向方向上繼續進行的擠壓過程，即背景技術中的情況不同，從而大大節省了時間。擠壓時間可由分鐘范圍降低到秒的范圍。
另外一個優點在于，尤其是光導纖維束的位于外面的纖維無論如何都不受軸向載荷，因此就避免了光導纖維的損壞。因為不必再擔心在加工過程中由于軸向力會使套筒突然折彎，因此套筒材料就不再需要具有在現有技術中所必要的穩定性了。因此可以使用壁厚小，由延性材料制成的套筒。
與通常作為旋轉零件的套筒不同，通過按本發明的方法也就可以使用由價廉的材料，例如黃銅制成的深拉伸套筒。
深拉伸的套筒可以制成比對于旋轉零件時的情況來說明顯更小的外徑，因而即使外徑在幾個mm范圍內的光導纖維束也可以設置一個套筒。
因為沒有了軸向載荷可以使用薄壁的套筒并因此可以使光導纖維束的外形尺寸較小，因此拓展了新的應用范圍。光導纖維束的終端可以集成在現有的具有標準化的外形尺寸的插接連接中。因此光導纖維束的終端可以被用于汽車工業所用的按照MOST標準的插頭。也可以使用更加簡單的套筒幾何形狀，而且例如也可以使用沒有環形軸環的套筒，因為在軸向方向上套筒不再需要固定了。
最好在推入套筒時并不使端部區段的光導纖維相互擠壓。雖然使纖維固定住，但并不處于壓配合。避免了在推入套筒時使光導纖維承受軸向載荷。
在制造一種光導纖維束的終端時，在這種纖維束中光導纖維由玻璃制成并應用一個金屬套筒，將套筒最好加熱到500℃-700℃，尤其是到550°-650°。
因為熱量輸入也同時通過套筒的整個要變形的外表面來實現，因此同樣也明顯縮短了擠壓時間。
光導纖維束的特征在于，光導纖維束的位于外面的光導纖維至少局部地嵌入到套筒材料里。
套筒最好由一種延性材料制成。由于套筒材料在加工過程中可以變形，因此位于外面的光導纖維就壓入套筒的材料里，由此光導纖維與套筒材料嚙合。因此在套筒和光導纖維之間實現了一種明顯更加穩定的連接，這在明顯較大的拉伸力時可以覺察到。
為了使這種嵌入可以實現，必須使套筒材料在進行加工時比光導纖維更軟或者塑性更好。套筒最好由金屬，尤其是由黃銅或由玻璃制成。
套筒的壁厚最好為0.3-0.4mm。該壁厚尤其適合于≥0.5mm的較小外徑。套筒的優選外徑可為0.5-25mm。因此覆蓋了光導纖維束直徑的一個大的帶寬。
在最簡單的實施形式中套筒可以是圓柱形的并且只是由一個管子區段制成。
最好只是擠壓一段套筒。
如果套筒也在擠壓之前具有一個直徑較大的和一個直徑較小的套筒區段的話，那么前面所述是有利的，因為直徑較大的區段可以用作纖維束端部推入時的引入段。
借助于一個套筒用于制造光導纖維束的終端的裝置的特征在于，成型工具具有兩個以上的、很大程度上包圍住套筒的、在徑向方向上可以運動的壓模，從而可保證盡可能全方位地圍住套筒，最好使用六個壓模。
徑向方向的概念是指一個垂直于套筒縱軸線的方向。
最好設有一個對置環，壓模嵌入該對置環里，其中壓模的外表面最好貼靠在對置環的內表面上，而且對置環和壓模可以相對地在軸向移動。
軸向方向是指套筒縱向軸線的方向，這與成型工具的縱向軸線是相同的。當對置環和壓模軸向相對移動時使壓模徑向向里運動。
對置環可具有一個圓錐形內表面，它在壓模的端面邊或者在壓模的外表面上滑動。
每個壓模最好具有一個向著自由端逐漸變細的區段。
所有壓模的整個外輪廓可以是平截頭圓錐形或者角錐臺形。這樣在壓模的外表面上形成一個滑動面，對置環的內表面可以在這滑動面上滑動。
為了使滑動更容易或者說減小構件的摩損，對置環的內表面和/或壓模的外表面可以設有一層耐高溫滑動涂層，尤其由鈦或者鋁氮化物制成。
壓模最好在徑向方向上彈動地支承住。此時有利的是如果壓模可以克服一個徑向向外的彈簧力而徑向向里運動的話。擠壓過程之后通過彈簧力使壓模回復至其打開的初始位置上。
成型工具最好是一種管形體，它具有一個設有縱向切槽的端部區段。該由縱向切槽所分開的管子扇形段設計成壓模。管子扇形段以此方式彈動地布置在管形體上。
成型工具至少具有一個加熱裝置。所述加熱裝置可以包括有一個感應加熱器、加熱帶和/或加熱筒。由于擠壓金屬套筒時所需要的溫度比較高，因此有必要使成型工具由一種耐熱材料制成。
按照一種優選的實施形式，每個壓模都裝有一個自身的加熱筒。
所述裝置也包括一個用于固定住光導纖維束端部區段的夾持座。
所述夾持座最好可以在軸向方向上移動。如果對置環和/或壓模外表面的摩損一直加大，以至于必須加大構件的軸向移動的話，那么這種可移動性就是特別有利的。套筒外形尺寸的公差和光導纖維束端部的外形尺寸的公差也可以通過在對置環和壓模之間的較大的滑動行程來補償。光導纖維束的夾持座是可移動地而且必要時也是彈動地支承的，這承受了軸向作用的力，因此有效地避免了光導纖維的損壞。
以下根據附圖詳細說明本發明的實施例。
附圖所示為
圖1用于制造一種光導纖維束終端的裝置的一個剖視圖；圖2擠壓工具的一個透視圖；圖3圖2所示的按另外一種實施形式的擠壓工具的端面的俯視圖；圖4壓上套筒后的一個光導纖維束的端面的局部俯視圖。
圖1示出了用于制造光導纖維束的終端的一種裝置的剖視圖。在圖1左邊部分可見帶有一個保護套2的光導纖維束1，其中光導纖維束的端部區段3將保護套2去掉。在該端部區段3上和保護套2的端部上推入一個套筒10，它有一個直徑較大的區段12和一個直徑較小的區段13。在直徑較大的區段12的后端上還成形出一個軸環11，然而它對于制造工藝來說沒有什么意義，也可以沒有。套筒10在直徑較大的區段12的范圍里由一個夾持座40固定住，該夾持座可以在軸向方向上，也就是在縱軸線5的方向上移動并彈動地支承住(未示出)。
套筒10的直徑較小的區段13的前面要擠壓的區段25裝入在一個成型工具20里，該成型工具具有一個管形體21，它具有多個壓模22a-f，如在圖2中所示那樣。
管形體21如在圖2中所示那樣，設有總共6個分布于圓周上的縱向切槽23，因而形成六個管子扇形段或者壓模22a-f，它們在自由端各自具有逐漸變細的區段22a’-22f’。壓模22a-f因此彈動地布置在管形體21上并能在徑向方向上運動。所有壓模22a-f的整體在逐漸變細的區段22a’-22f’里具有一種圓錐形或平截頭圓錐形的外輪廓，其中圓錐形外表面24與一個圖1中所示的對置環26共同作用。
對置環26具有一個同樣也是圓錐形的內表面27，它在對置環26和成型工具20軸向移動時就在壓模22a-f的外表面24上滑動。對置環26和壓模22a-f的接觸面可以設有一層滑動涂層。
對置環26還具有一個有圓柱形內表面28的圓柱形區段，它有利于成型工具的軸向導向移動。由于對置環26和/或成型工具20的軸向移動使壓模在徑向方向上(見箭頭)運動，因此使套筒10在光導纖維束端部3上受擠壓。
在這里所示的圖1的實施形式中所述裝置設有一個加熱套30，它緊貼在對置環26的外面。
圖3是一個成型工具的端面的俯視圖。在此實施形式中每個壓模22a-f都配有一個自身的加熱筒31。
在圖4中示出了光導纖維束1連同套筒10的端面側端部的一個俯視圖的局部放大圖。由于將套筒10在光導纖維4上擠壓就使套筒10的內表面發生變形，使得位于外面的光導纖維4’壓入到套筒10的材料里并局部嵌入套筒10的材料里。因此保證了在光導纖維4’和套筒材料之間形成穩固的連接，這就明顯提高了抽拉力。纖維4，4’在該擠壓過程中有點變形，但其中光導纖維4并未發生熔化，而是始終附著住或粘附住。
附圖標記列表1光導纖維束2保護套3端部4光導纖維4’ 位于外面的光導纖維5縱軸線10 套筒11 軸環12 直徑較大的區段13 直徑較小的區段20 成型工具21 管形體22a-f壓模22a’-f’逐漸變細的區段23 縱向切槽24 平截頭圓錐形外表面25 擠壓區段26 對置環27 圓錐形內表面28 圓柱形內表面30 加熱套31 加熱筒40 夾持座
權利要求
1.制造一種光導纖維束的終端的方法，其中在光導纖維束的端部區段推入一個套筒并使套筒在一個成型工具里至少在端部作用有壓力的情況下進行擠壓，其特征在于，由玻璃纖維制成的光導纖維束的端部區段與推入的套筒一起在套筒上不加壓時裝入一個具有兩個以上加熱的壓模的擠壓工具里并進行定位，并且在定位之后借助于壓模只在徑向方向上在套筒上施加一個壓力。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于，當推入套筒時端部區段的光導纖維相互不擠壓。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于，應用一種由延性金屬，尤其是黃銅制成的套筒。
4.按權利要求1至3中任意一項所述的方法，其特征在于，將套筒加熱到500℃至700℃的溫度。
5.按權利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于，進行擠壓直至形成纖維束的無楔形的端部。
6.具有一個固定在至少一個端部區段上的金屬套筒(10)的光導纖維束，其特征在于，光導纖維由玻璃制成，而且光導纖維束(1)的位于外面的光導纖維(4’)至少局部地嵌入到金屬套筒的材料里。
7.按權利要求6所述的光導纖維束，其特征在于，金屬套筒(10)由延性金屬，尤其由黃銅制成。
8.按權利要求6或7所述的光導纖維束，其特征在于，金屬套筒(10)的壁厚為0.3mm至0.4mm。
9.借助于一個套筒(10)用來制造一個光導纖維束(1)的終端的裝置，它具有一個用來固定一個光導纖維束(1)的端部區段(3)的夾持座(40)和一個成型工具(20)，在該成型工具里套筒(10)可以壓向光導纖維束(1)的端部區段(3)，其特征在于，成型工具(20)具有兩個以上、很大程度上包圍住金屬套筒(10)的、在徑向方向上可以運動的加熱的壓模(22a-f)。
10.按權利要求9所述的裝置，其特征在于，設有一個對置環(26)，壓模(22a-f)嚙入該對置環里，其中壓模(22a-f)的外表面貼靠在對置環(26)的內表面(27)上；而且對置環(26)和壓模(22a-f)可以相對地在軸向方向上運動。
11.按權利要求9或10所述的裝置，其特征在于，每個壓模(22a-f)具有一個向著自由端逐漸變細的區段(22a’-22f’)。
12.按權利要求9或11中任意一項所述的裝置，其特征在于，所有壓模段(22a’-f’)的整個外表面(24)是平截頭圓錐形或者角錐臺形的。
13.按權利要求9或12中任意一項所述的裝置，其特征在于，對置環的外表面(24)和/或內表面(27)設有一層滑動涂層。
14.按權利要求9至13中任意一項所述的裝置，其特征在于，壓模(22a-f)在徑向方向上彈動地支承住。
15.按權利要求9至14中任意一項所述的裝置，其特征在于，壓模(22a-f)可以克服一個徑向指向外的彈簧力而徑向向里運動。
16.按權利要求9至15中任意一項所述的裝置，其特征在于，成型工具(20)具有一個管形體(21)，它具有一個設有縱向切槽(23)的端部區段；而且通過縱向切槽(23)分開的管子扇形段是壓模(22a-f)。
17.按權利要求9至16中任意一項所述的裝置，其特征在于，壓模(22a-f)通過一個感應加熱器、加熱帶、加熱套和/或加熱筒(31)來加熱。
18.按權利要求17所述的裝置，其特征在于，每個壓模(22a-f)設有一個加熱筒(31)。
19.按權利要求9至18中任意一項所述的裝置，其特征在于，夾持座(40)可以在軸向方向上移動。
全文摘要
本發明涉及一種方法和一種裝置，用它們可以以簡單的方式快速制造光導纖維束的終端。這種方法規定將光導纖維束的端部區段與推入的套筒一起對套筒沒有壓力作用地裝入擠壓工具里并定好位，并在定位之后在徑向方向對套筒施加壓力。光導纖維束的特征在于，光導纖維束1的位于外面的光導纖維4’至少局部嵌入到套筒10的材料里。借助于一個套筒10用來制造一個光導纖維束1的終端的裝置規定成型工具20至少具有兩個、很大程度上包圍住套筒10的、可以在徑向方向上運動的壓模22a－f。
文檔編號G02B6/38GK1707298SQ20051007813
公開日2005年12月14日 申請日期2005年6月13日 優先權日2004年6月12日
發明者H·魯塞爾特, T·亨里希 申請人:肖特股份有限公司