DE10030291B4

DE10030291B4 - Verfahren zum Verbinden von Komponenten eines Lichtwellenleiters

Info

Publication number: DE10030291B4
Application number: DE10030291A
Authority: DE
Inventors: Klaus Speicher; Cuma Ulucay
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: DE10030291A1

Abstract

Verfahren zum Verbinden von Komponenten eines Lichtwellenleiters, insbesondere zum Austauschen eines Lichtwellenleiters eines Festkörperlasers, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Herstellung der Verbindung eine die Verbindungsstelle (2) umschließende Hülse (5) angebracht wird, und dass in der Hülse (5) eine das Eindringen von Schmutzpartikeln verhindernde Strömung eines gasförmigen Mediums (9) erzeugt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von Komponenten eines Lichtwellenleiters gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Der Einsatz der Lasertechnologie nimmt in sämtlichen Bereichen der Technik einen immer breiteren Raum ein. Im Bereich der Automobiltechnik kommen beispielsweise im Karosseriebau zunehmend Hochleistungsfestkörperlaser zum Herstellen von Schweißverbindungen zum Einsatz. Charakteristisch für diesen Lasertyp ist die Strahlübertragung mit Lichtwellenleitern. Bei starker Beanspruchung im Produktionsalltag kann es hieran zu Beschädigungen kommen, die einen Austausch notwendig machen. Auch beim Betrieb von Redundanz-Laser-Aggregaten muss der Lichtwellenleiter an der Optik gelegentlich getauscht werden. Dabei wird der Faserstecker eines Lichtwellenleiters von der Laseroptik getrennt und danach der Faserstecker eines Austausch-Lichtwellenleiters wieder mit der Optik verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Vorgang bzw., allgemein betrachtet, eine Verbindung von Komponenten eines Lichtwellenleiters so vorzunehmen, dass dabei keine Schäden, insbesondere durch Schmutzeintrag, entstehen.

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise ist durch den Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus dem Unteransprüchen. Eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung ist mit Patentanspruch 4 aufgezeigt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Verbinden von Komponenten eines Lichtwellenleiters, z. B. der Austausch eines Lichtwellenleiters eines Festkörperlasers im Produktionsalltag, häufig unter hohem Zeit druck und z. B. direkt in der jeweiligen Fertigungseinrichtung durchgeführt wird. Hierbei ist selbst bei hoher Aufmerksamkeit durch das Fachpersonal ein möglicher Staubeintrag in das optische System des Lasers nicht immer zuverlässig auszuschließen. Andererseits können aber bereits kleinste Staubpartikel zu Schäden führen.

Im Stand der Technik sind zwar bereits Laseranlagen bekannt ( G 84 04 563.9 , DE 39 41 558 A1 , DE 42 10 518 A1 ), bei denen während der Bearbeitung eines Werkstückes im Bereich der Bearbeitungsstelle ein Gas- bzw. Druckluftstrom u. a. zu Reinigungszwecken bzw. zur Vermeidung der Verschmutzung des diesbezüglich empfindlichen Laser-Werkzeugkopfes wirkt. Das Gebrauchsmuster G 89 14 947.5 beschreibt weiterhin eine Foliendichtung für Laserrohre zum Staubschutz in einem Raum um den Brewsterstutzen der Laserrohre. Das Gebrauchsmuster DE 295 18 807 U1 beschreibt letztlich eine Sauganlage, insbesondere für Laseranlagen in der Druck- und Kunststoffindustrie, unter Verwendung von Absaug- und Filteranlagen. Vorgehensweisen beim Verbinden von Komponenten eines Lichtwellenleiters sind in diesem Stand der Technik nicht behandelt.

Die nachstehend im einzelnen anhand einer zugehörigen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläuterte Erfindung ist nicht auf die Anwendung zum Austausch eines Lichtwellenleiters eines Festkörperlasers (z. B. Neodym: YAG-Festkörperlaser) beschränkt, sondern auch anderweitig anwendbar, z. B. bei Lichtwellenleitern zur Datenübertragung. Des weiteren ist sie immer dann anwendbar, wenn an einem Lichtwellenleiter Montage, – Demontage – bzw. Austauscharbeiten von Komponenten oder dergleichen vorgenommen werden und mit Schäden aufgrund von Verschmutzungen gerechnet werden muß.

Die Zeichnung zeigt schematisiert eine Optik 1 eines Hochleistungsfestkörperlasers, an die an einer Verbindungsstelle 2 über ein Faserstecker 3 ein Lichtwellenleiter 4 angeschlossen ist. Die jeweilige Funktion dieser Komponenten ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt und es bedarf daher an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterungen.
Aus den eingangs erwähnten Gründen ist von Zeit zu Zeit ein Austausch des Lichtwellenleiters 4 erforderlich, wofür zunächst der Faserstecker 3 an der Verbindungsstelle 2 von der Optik 1 getrennt werden muss.
Vor diesem Arbeitsschritt wird über die genannten Komponenten eine Hülse 5 gestülpt, die insbesondere die besagte Verbindungsstelle 2 umgibt, mit einer bodenseitigen Öffnung 6 auf einem kegelig geformten Abschnitt der Optik 1 aufsitzt und mit einer obenseitigen, einen gewissen Spalt belassenden Durchtrittsöffnung 7 den Faserstecker 3 umgibt.
Vor dem Entkoppeln des Fasersteckers 3 wird über einen seitlichen Anschluß 8 der Hülse 5 ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium, z. B. Druckluft 9, in den Hohlraum 10 der Hülse 5 geleitet, um danach über den ringförmigen Spalt in der Durchtrittsöffnung 7 wieder entweichen zu können. Die Druckluft 9 wird zuvor entsprechend aufbereitet, so dass sie frei von Kondenswasser und Öl ist. Anstatt Luft könnte auch jedes andere geeignete gasförmige Medium verwendet werden. Alternativ wäre auch denkbar, im Bereich des ringförmigen Spaltes der Durchtrittsöffnung 7 das über den Anschluß 8 in den Hohlraum 10 gelangende gasförmige Medium abzusaugen.
Danach kann der Faserstecker 3 abgezogen werden. Über die jetzt gänzlich geöffnete Durchtrittsöffnung 7 ist nach wie vor ein ständiger, nach außen gerichteter Luftstrom gewährleistet, der verhindert, dass z. B. Staubpartikel in den Strahlengang der Optik 1 gelangen können. Dieser Luftstrom wird zumindest so lange aufrechterhalten bis ein Faserstecker eines Austausch-Lichtwellenleiters 4 wieder an die Optik 1 angeschlossen ist.
Im Anschluß daran kann auch die Hülse 5 wieder entfernt werden. Diese könnte einteilig ausgebildet sein, so dass sie von oben über die genannten Komponenten (Faserstecker 3, Optik 1) gestülpt werden kann. Auch könnte die Hülse 5 an der Optik fest installiert sein. Vorzuziehen ist aber, zwei (längsgeteilte, vgl. schraffierte Schnittfläche in der Zeichnung) Hülsen-Halbschalen zu verwenden, die seitlich an Optik 1 und Faserstecker 3 angelegt und über ein sie umschlingendes Band (z. B. Klettband) zusammengehalten werden.

Claims

Verfahren zum Verbinden von Komponenten eines Lichtwellenleiters, insbesondere zum Austauschen eines Lichtwellenleiters eines Festkörperlasers, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Herstellung der Verbindung eine die Verbindungsstelle (2) umschließende Hülse (5) angebracht wird, und dass in der Hülse (5) eine das Eindringen von Schmutzpartikeln verhindernde Strömung eines gasförmigen Mediums (9) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Komponentenverbindung eine Demontage einer zuvor montierten Komponente (3) vorausgeht, und dass das Anbringen der Hülse (5) und die Beaufschlagung mit dem gasförmigen Mediums (9) bereits vor der Demontage erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung des gasförmigen Mediums (9) wahlweise durch Erzeugen eines Medium-Überdruckes oder eines Medium-Unterdruckes hervorgerufen wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Hülse (5) aufgebaut ist, die einen Hohlraum (10) zum Umgeben der Verbindungsstelle (2), eine bodenseitige Öffnung (6), eine obenseitige Durchtrittsöffnung (7) für den Mediumstrom (9) und einen seitlichen Anschluß (8) für die Zufuhr des gasförmigen Mediums (9) besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) aus zwei längsgeteilten Hülsen-Halbschalen besteht, die von einem sie umschlingenden Band zusammengehalten werden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse im Wesentlichen einteilig ausgebildet ist.