CH623658A5

CH623658A5 - Plug device for connecting optical fibre cables

Info

Publication number: CH623658A5
Application number: CH1222277A
Authority: CH
Inventors: John Allan Makuch; Melvin Gordon
Original assignee: Bunker Ramo
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-10-06
Publication date: 1981-06-15
Also published as: AU2889977A; IL52950A0; GB1563077A; IL52950A; DE2743626C2; NL7710559A; DE2760400C2; FR2367297A1; AU506575B2; CA1090638A; IT1088068B; NO773429L; SE7710329L; FR2367297B1; RO75302A; PL201330A1; DE2743626A1; JPS5346747A; BR7706647A

Description

35 Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Verbindungen mit runden Fassungen und jeweils vier Anschlüssen beschränkt. Es können vielmehr grössere oder kleinere Anzahlen von Anschlüssen vorhanden sein, und die Fassungen können auch andere Formen und Abmessungen, beispielsweise auch rechtek-40 kige oder quadratische Querschnittsform aufweisen.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckvorrichtung zum

1. Steckvorrichtung zum Verbinden von Lichtleiterkabeln Verbinden von Lichtleiterkabeln mit einem Buchsenteil und mit mit einem Buchsenteil und mit einem Steckerteil, dadurch ge- einem Steckerteil.

kennzeichnet, dass der Buchsenteil (11, 80) einen rohrförmigen In den letzten Jahren fanden faseroptische Lichtübertra-

Fassungsteil (13, 81) mit einem einen ersten Hohlraum (16, 82) , gungssysteme, bei denen eine einzige optisch leitende Faser bestimmenden Abschnitt und einen Halteteil (17, 83) aufweist, oder eine Vielzahl paralleler optisch leitender Fasern einen um die Enden der Lichtleiter (15) des einen Lichtleiterkabels in flexiblen Lichtleiter für die Übertragung von Licht von einem einer ausgerichteten Stellung zu halten, und dass der Steckerteil Ort zum anderen bildet bzw. bilden, in zunehmenden Masse

(12,84) einen rohrförmigen Fassungsteil (19, 85) mit einem Verwendung, und zwar nicht nur zu Beleuchtungszwecken,

einen zweiten Hohlraum (20, 86) bestimmenden Abschnitt und l0 sondern auch für die Übermittlung von Daten. Im letzteren einen Halteteil (22,88) aufweist, um die Enden der Lichtleiter Falle wird eine an einem Ende eines Lichtleiters angeordnete

(21) des anderen Lichtleiterkabels in einer ausgerichteten Stel- Lichtquelle mit den zu übertragenden Daten moduliert, und am lung zu halten, wobei Führungsorgane (18,90) vorgesehen sind, anderen Ende des Lichtleiters werden die Daten von einem die sich zwischen den Halteteilen (17,22 ; 83,88) erstrecken, lichtempfindlichen Sensor aufgefangen. Da die Daten über ein um die Enden der Lichtleiter (15,21) in miteinander fluchtende )5 Medium übertragen werden, welches gegenüber Hochfrequenz-

Stellungen zu halten. Störungen unempfindlich und somit abhörsicher ist, eignen sich
2. Vorrichtung anch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, solche Übermittlungssysteme insbesondere für Verwendungs-dass die Führungsorgane (18) Buchsen sind, in welche jeweils zwecke, bei denen es auf Geheimhaltung ankommt, beispiels-das Ende (36) der Lichtleiter (15) des einen Lichtkabels glei- weise in der Datenverarbeitung und der militärischen Nachrichtend einführbar ist. 20 tenübermittlung.
3. Vorrichtung anch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass der erste und zweite Halteteil (17,22) jeweils im wesentli- Die zunehmende Verwendung faseroptischer Systeme führ-

chen rohrförmige Verbindungsstifte (32) aufweisen, welche auf te zur Entstehung eines Bedarfs an einer Steckvorrichtung zum das jeweilige Ende der zugeordneten Lichtleiter (15,21) auf- Verbinden von Lichtleitern mit geringstmöglicher Störung des schiebbar und in das jeweils zugewandte Ende der Buchsen ;5 optischen Übertragungsweges. Bekannte Verbindungsvorrich-

einführbar sind. tungen für den geannnten Zweck konnten nicht gänzlich befrie-
4. Vorrichtung anch Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, digen, insbesondere wenn Verbindungen unter ungünstigen Be-dass die einen Verbindungsstifte (32) und die zugeordneten dingungen häufig hergestellt und gelöst werden müssen, oder Enden der Buchsen (18) elastisch im ersten Halteteil (17) wenn mehrere Lichtleiter mit einer einzigen Verbindungsvorgehalten sind und dass die anderen Verbindungsstifte (32) richtung miteinander verbunden werden sollen, da es unter elastisch in dem zweiten Halteteil (22) angeordnet sind. solchen Bedingungen sehr schwierig ist, die Enden der mitein-
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ander zu verbindenden Lichtleiter sicher und dauerhaft in ge-dass der erste und zweite Halteteil (17,22) in Axialrichtung genseitiger Ausrichtung festzuhalten.

miteinander fluchtende Öffnungen (44 und 53) aufweisen, dass Ziel der Erfindung ist es, eine Steckvorrichtung zum Ver-

das eine Ende der Buchsen (18) in die Öffnungen (44) des 35 binden von Lichtleiterkabeln mit einem Buchsenteil und mit ersten Halteteils (17) eingesetzt und elastisch darin befestigt ist, einem Steckerteil zu schaffen, welche eine sichere und wieder-

und dass das andere Ende der Buchsen verschieblich in die holbare Ausrichtung der miteinander zu verbindenden Enden

Öffnungen (53) des zwei-Halteteils (22) einführbar ist. von Lichtleitern ermöglicht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an-dass wenigstens ein Halteteil (17, 22) im wesentlichen rohrför- 40 hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

mige, auf das Ende der betreffenden Lichtleiter (15,21) aufschiebbare Verbindungsstifte (32) aufweist, die in sich in Axial- Fig. 1 eine Schrägansicht der voneinander getrennten Teile richtung erstreckende Öffnungen (44,53) einführbar sind. eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Steckvor-
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, richtung,

dass der Halteteil (17,22) Halteorgane (63,64) zum Festhalten 45 Fig. 2 eine Schnittansicht eines Buchsenteils der Steckvorder Verbindungsstifte (32) in den Öffnungen aufweist. richtung entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, Fig. 3 eine Schnittansicht eines Steckerteils der Vorrichtung dass die Halteorgane an der Seitenwand der Öffnungen ange- entlang der Linie 3-3 in Fig. 1,

ordnete elastische Finger (63 bzw. 64) sind, welche zur Freigabe des Verbindungsstiftes (32) bewegbar sind. 50 Fig-4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Schrägansicht
9. Vorrichtung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, eines in der Steckvorrichtung angewendeten Verbindungsstifts dass die Führungsorgane in Axialrichtung an einem Halteteil e^nen lichtleitenden Kabelstrang,

(83) hervorstehende Stifte (90) sind, die in damit fluchtende Fig. ^ e'ne teilweise im Schnitt dargestellte, vergrösserte

Bohrungen (91 ) im anderen Halteteil (88) einführbar sind. Seitenansicht der Teile der Steckvorrichtung vor dem Zusam-
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, 55 rnenstecken derselben,

dass die Enden der Lichtleiter im wesentlichen bündig mit der Fig. 5b eine teilweise im Schnitt dargestellte, vergrösserte vorderen Stirnfläche des jeweiligen Halteteils (83,88) angeord- Seitenansicht der Teile der Steckvorrichtung nach dem Zusam-

net sind. rnenstecken derselben,
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass sie Führungseinrichtungen (27,28) zum gegenseiteigen Fig. 6 eine Schrägansicht des in Fig. 4 dargestellten Verbin-

Ausrichten der Enden der Lichtleiter im Buchsenteil (11) und dungsstifts mit einem daran angesetzten Ausbauwerkzeug,

im Steckerteil (12) in einer vorbestimmten Zuordnung aufweist. Fig. 7 eine vergrösserte Teil-Schnittansicht der Steckvor-
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich- richtung und des Ausbauwerkzeugs beim Entfernen eines Ver-net, dass die Führungseinrichtungen eine Anzahl von Nuten bindungsstifts,

(28), die im Fassungsteil (13) des Buchsenteiles (11) ausgebil- ( 5 Fig. 8 eine Schrägansicht eines anderen Ausführungsbei-

det sind, und eine Anzahl von Führungsnasen (27) aufweisen, spiels der Steckvorrichtung,

die am Halteteil (22) des Steckerteiles (12) ausgebildet sind. Fig. 9 eine Schnittansicht des Buchsenteiles der Steckvor- richtung entlang der Linie 9-9 in Fig. 8,

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Fig. 10 eine Schnittansicht des Steckerteils der Steckvorrichtung entlang der Linie 10-10 in Fig. 8, und

Fig. 11 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der in Fig. 8 gezeigten Steckvorrichtung im zusammengesteckten Zustand. s

Eine in Fig. 1 bis 3 dargestellte Verbindung hat ein mittels eines Flansches 14 befestigbares Buchsenteil 11 und ein an einem Kabel befestigbares Steckerteil 12. Das Buchsenteil 11 kann wahlweise an einer Wand oder dergleichen oder auch beweglich an einem Kabel befestigt sein. Der Buchsenteil 11 hat ,, einen rohrförmigen Fassungsteil 13 zur Aufnahme des Steckerteils 12 und den Flansch 14 zur Befestigung an der (nicht gezeigten) Wand oder dergleichen. Einzelne Lichtleiter 15 eines über die Steckvorrichtung mit einem anderen zu verbindenden Lichtleiter sind von hinten her in das Buchsenteil eingeführt. i s Der im Fassungsteil 13 ausgebildete Hohlraum 16 dient zur Aufnahme des Steckerteils. Ein im Fassungsteil 13 sitzender Halteteil 17 trägt vier hervorstehende Führungsbuchsen 18, von denen jede einem Lichtleiter 15 zugeordnet ist.

Das Steckerteil 12 hat einen rohrförmigen Fassungsteil 19, 2« in dessen Hohlraum 20 das Fassungsteil 13 des Buchsenteiles 11 eingeführt werden kann. Einzelne Lichtleiter 21 eines zu verbindenden Lichtleiterkabels sind von hinten in das Steckerteil eingeführt. Im Hohlraum 20 des Steckerteils ist ein im wesentlichen zylindrischer, in den Hohlraum 16 des Buchsenteils 11 25 einführbarer Halteteil 22 mit vier axialen Bohrungen 23 angeordnet, in denen jeweils eine Anschlusseinrichtung 24 für den Lichtleiter 21 untergebracht ist. Ein den Fassungsteil 19 des Steckerteils konzentrisch umgebender Haltering 25 ist mit an dem Fassungsteil 13 des Buchsenteils 11 hervorstehenden 30 Zapfen 26 in Eingriff bringbar, um die zusammengesteckte Steckvorrichtung gegen Verdrehen zu sichern. Eine Anzahl von Führungsnasen 27 am Umfang des Halteteils 22 wirkt mit Führungsnuten 28 an der Innenwandung des Fassungsteils 13 zusammen, um die richtige Ausrichtung der beiden Halteteile 35 relativ zueinander zu gewährleisten.

Wie man in Fig. 4,5a und 5b erkennt, können die Lichtleiter 15,21 aus einer äusseren Hülle 30 und einem lichtleitenden Kern 31 bestehen, der eine einzige Faser oder eine Anzahl von 4H Fasern enthält. Als lichtleitender Kern können Glasfasern oder auch ein geeigneter Kunststoff verwendet werden, der unter der Bezeichnung Crofon von der Firma DuPont vertrieben wird. Im letzteren Fall kann jede Faser des Kerns 31 einen Innenstrang aus Polymethylmethacrylat und eine Umhüllung aus einem 45 transparenten Polymer mit einem niedrigeren Brechungsindex aufweisen. Die äussere Hülle 30 kann aus einem Polyäthylenharz sein, welches unter der Bezeichnung Alathon von der Firma DuPont auf den Markt gebracht wird.

Die Enden der einzelnen Lichtleiter 15,21 sind jeweils an 50 einem Verbindungsstift 32 angeschlossen (Fig. 4). Die Verbindungsstifte 32 sind rohrförmig und haben eine Axialbohrung 34, um den Kern 31 des jeweiligen Lichtleiters aufzunehmen. Der Kern 31 ist mittels eines Klebemittels 35 in der Bohrung befestigt. 55

Das Ende des Kerns ist durch die Bohrung 34 des Verbindungsstifts hindurchgeführt und im wesentlichen bündig mit dessen offenem vorderen Ende abgeschnitten, so dass eine ebene Fläche 36 entsteht.

Der rohrförmige Verbindungsstift 32 hat ein vorderes Teil 60 kleineren Durchmessers, ein hinteres Teil grösseren Durchmessers und dazwischen einen ringförmigen Bund 37. Dementsprechend hat die Bohrung 34 ein vorderes Teil kleineren Durchmessers und ein hinteres Teil grösseren Durchmessers und dazwischen einen abgeschrägten Übergang, an welchem die h5 äussere Hülle 30 des Lichtleiters anstösst.

Wie man in Fig. 5a und 5b erkennt, besteht der im Fassungsteil 13 sitzende Halteteil 17 aus einer vorderen Dichtungsscheibe 40, einer Umfangsdichtung 40a, einem zylindrischen Tragteil 41 für die Verbindungsstifte, einer Haltescheibe 42 und einer hinteren Dichtung 43 vorzugsweise aus elastomeren Hochtemperaturwerkstoffen wie Kunststoff oder Gummi. Die vordere Dichtungsscheibe 40 hat vier Öffnungen 44, welche mit vier Öffnungen 45 im Tragteil 41, vier Öffnungen 46 in der Haltescheibe 42 und vier gerippten Durchlässen 47 in der hinteren Dichtung 43 fluchten und zusammen mit diesen vier durchgehende axiale Durchlässe für die Aufnahme jeweils eines einem der vier Lichtleiter 15 zugeordneten Verbindungsstifts bilden.

Der im Fassungsteil 19 des Steckerteils 12 sitzende Halteteil 22 weist ein zylindrisches Tragteil 50, eine Haltescheibe 51 und eine hintere Dichtung 52 auf (Fig. 5b). Das Tragteil 50 hat vier Öffnungen 53, welche mit Öffnungen 54 in der Haltescheibe 51 und Öffnungen 55 in der hinteren Dichtung 52 fluchten und zusammen mit diesen vier durchgehende axiale Durchlässe für die Aufnahme jeweils eines einem der vier Lichtleiter 21 zugeordneten Verbindungsstifte bilden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung ist eine genaue axiale Ausrichtung zwischen den jeweils den miteinander zu verbindenden Lichtleitern 15,21 zugeordneten Verbindungsstiften 32 gewährleistet durch die in die Durchlässe des Halteteils 17 eingesetzten Führungsbuchsen 18. Diese können aus Metall oder einem anderen steifen Werkstoff sein und sind satt in die Öffnungen bzw. Durchlässe des Einsatzes eingepasst.

Die Führungsbuchsen 18 haben jeweils einen ringförmigen Bund 61 an der Aussenseite, welcher sie beim Einstecken und Herausziehen des Steckerteils 12 festhält. Wie man in Fig. 5a erkennt, sitzt der Bund 61 in einer im elastomeren Material der vorderen Dichtungsscheibe 40 gebildeten Vertiefung 62, so dass sich die Führungsbuchse 18 beim Zusammenstecken und Auseinanderziehen der Verbindung gegen einen elastischen Widerstand um ein Stück in Axialrichtung bewegen kann. Beim Zusammenstossen der Enden der Lichtleiter bzw. der Verbindungsstifte 32 wird deren Bund 37 von der Rückseite durch Finger 63 abgestützt, die Vorderseite des Bunds 37 befindet sich in fester Anlage am Ende der Führungsbuchse 18, und diese kann sich um ein Stück in der Öffnung 45 verschieben, bis ein Gleichgewicht zwischen den in den beiden Teilen der Steckvorrichtung auftretenden Kräften hergestellt ist.

Die geringfügige Axialverschiebung der Führungsbuchsen 18 ermöglicht eine genaue axiale Ausrichtung der Stirnflächen 36 der einander zugeordneten Lichtleiter unter Einhaltung des jeweils richtigen Axialabstands zwischen den Stirnflächen 36. Im nicht zusammengesteckten Zustand der Steckvorrichtung ermöglicht es die axiale Beweglichkeit der Führungsbuchsen 18, den Angriff der Finger 63 am Bund 37 ohne Schwierigkeiten zu lösen, so dass sich der jeweilige Verbindungsstift 32 mittels des in Fig. 6 gezeigten Werkzeugs 70 mühelos ausbauen lässt.

Die an den Enden der vier Lichtleiter 15 angeschlosssenen Verbindungsstifte 32 sind jeweils von hinten in die zugeordnete Führungsbuchse 18 eingeführt, so dass der Bund 37 am hinteren Rand der Führungsbuchsen 18 anliegt. Die Führungsbuchse 18 hat solche Innenabmessungen, dass der jeweilige Verbindungsstift 32 spielfrei darin Aufnahme findet und in genauer Ausrichtung darin gehalten ist. Die beiden an der Wand der Öffnung 46 einwärts hervorstehenden Finger 63 greifen an der rückwärts gewandten Fläche des Bundes 37 an, um den Verbindungsstift 32 in Axialrichtung unverschieblich festzuhalten.

Im Steckerteil 12 sitzen die an die Lichtleiter 21 angeschlossenen Verbindungsstifte 32 jeweils in den miteinander fluchtenden Öffnungen 54 und sind durch an die Wand der Öffnungen 54 einwärts hervorstehende, an der Rückseite des Bunds 37 des jeweiligen Stiftes angreifende Finger 64 darin festgehalten. Die Vorderseite des Bunds 37 liegt an einer rückwärts gerichteten Schulter des Tragteiles 50 und verhindert damit das Herausziehen des Verbindungsstiftes mit dem jeweiligen Lichtleiter beim Zusammenstecken und Auseinanderziehen der Steckvorrich

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tung. Da im Steckerteil 12 keine Führungsbuchsen vorhanden sind, sind die mit den Lichtleitern 21 verbundenen Verbindungsstifte 32 nicht starr festgehalten, sondern können sich jeweils um ein begrenztes Stück in Axial- und Querrichtung bewegen.

Beim Zusammenstecken des Buchsenteils 11 und des Stekkerteils 12 dringt der Halteteil 22 in den Hohlraum 16 ein und der Fassungsteil 19 des Steckerteils 12 schiebt sich in den Fassungsteil 13 des Buchsenteils (Fig. 5b). Dabei dringen die vier im Buchsenteil 11 sitzenden Führungsbuchsen 18 in die zugeordneten Öffnungen 53 des Halteteils 22, in denen die an den Lichtleitern 21 angeschlossenen Verbindungsstifte 32 sitzen, so dass die den kleineren Durchmesser aufweisenden vorderen Teile des Verbindungsstiftes 32 in die zugerodneten Führungsbuchsen 18 eindringen. Dies ist erleichtert durch die unstarre Halterung der Verbindungsstifte im Fassungsteil 19, welcher das mühelose Ausrichten der Stifte auf die sich annähernden Buchsen ermöglicht. Sind das Buchsenteil und das Steckerteil dann vollständig zusammengesteckt, so stehen sich die Stirnflächen 36 der in den Verbindungsstiften befestigten Faserkerne in einem geringen Abstand parallel gegenüber, so dass eine Lichtübertragung mit hohem Wirkungsgrad dazwischen stattfinden kann. Da die Stellung der Verbindungsstifte 32 relativ zueinander durch die jeweilige Führungsbuchse 18 bestimmt ist, stehen ihre einander zugewandten Stirnflächen 36 einander zwangsläufig genau gegenüber.

In dem in Fig. 5b gezeigten vollständig zusammengesteckten Zustand der Steckvorrichtung stehen die hinteren Dichtungen 43,52, die vordere Dichtungsscheibe 40 und die Umfangsdich-tung 40a unter einem gewissen Druck, so dass die Steckverbindung sicher gegen das Eindringen irgendwelcher in seiner Umgebung vorhandener Verunreinigungen abgedichtet ist.

Die mit den Lichtleitern verbundenen Verbindungsstifte 32 lassen sich mittels des in Fig. 6 dargestellten, rohrförmigen Ausbauwerkzeuges 70, welches von hinten her in die Durchlässe einführbar ist, aus den jeweiligen Durchlässen entfernen.

Beim Einführen des Werkzeuges 70 in das Buchsenteil 11 oder das Steckerteil 12 werden die Haltefinger 63 bzw. 64 an die Wandung der jeweiligen Öffnung 46 bzw. 54 gedrückt und geben dadurch den jeweiligen Verbindungsstift frei, so dass er sich rückwärts aus dem jeweiligen Verbinderteil herausziehen lässt. Auf diese Weise können die Verbindungsstifte einzeln entfernt werden, beispielsweise um Anschlussfehler richtigzustellen oder zum Auswechseln von beschädigten Verbindern 5 oder Teilen derselben.

Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Steckvorrichtung ist in Fig. 8 bis 11 dargestellt. Ein Buchsenteil 80 der Steckvorrichtung hat einen länglichen Fassungsteil 81 mit einem Hohlraum 82 zur Aufnahme eines Halteteils 83 mit vier bündig abschlies-10 send darin angeordneten, jeweils mit einem Lichtleiter verbundenen Verbindungsstiften 32. Ein mit dem Buchsenteil 80 zusammensteckbares Steckerteil 84 hat einen länglichen Fassungsteil 85 mit einem Hohlraum 86, in welchem weitere vier Verbindungsstifte 32 bündig abschliessend angeordnet sind. Die Fas-i5 sung 85 des Steckerteils 84 ist auf das vordere Teil der Fassung 81 aufschiebbar. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel enthalten das Buchsenteil 80 und das Steckerteil 84 mehrteilige Halteteile 83 bzw. 88, in denen die an den faseroptischen Leitern angeschlossenen Verbindungsstifte 32 festgehalten sind. 2o Da die Verbindungsstifte 32 so in den Halteteilen angeordnet sind, dass ihre Stirnflächen parallel liegen, stehen sich die Stirnflächen einander zugeordneter Verbindungsstifte im zusammengesteckten Zustand der Steckvorrichtung in geringem Abstand gegenüber. Um die für eine wirksame Lichtübertra-25 gung zwischen den Lichtleitern notwendige genaue Ausrichtung derselben relativ zueinander zu gewährleisten, enthält der Halteteil des Buchsenteils fünf in Axialrichtung hervorstehende Führungsstifte 90, welche in entsprechenden Bohrungen 91 in der Stirnseite des Halteteils 88 des Steckerteils 84 Aufnahme 30 finden. Die genannten Teile sind spielfrei, dabei jedoch leichtgängig in gegenseitigen Eingriff bringbar, so dass die Stirnflächen der beiden Einsätze unabhängig von irgendwelchen Bewegungen derselben relativ zu den Fassungen in genauer gegenseitiger Ausrichtung gehalten sind.