DE10009845B4

DE10009845B4 - Steckverbinder für einen Lichtwellenleiter

Info

Publication number: DE10009845B4
Application number: DE10009845A
Authority: DE
Inventors: Werner Schmidt; Jürgen Bohn
Original assignee: Escha Bauelemente GmbH
Current assignee: Escha Bauelemente GmbH
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: DE10009845A1

Abstract

Steckverbinder für einen Lichtwellenleiter (5) mit einem Steckerteil (6), welcher mit einem Gegensteckerteil (7) zusammensteckbar ist, wobei der Lichtwellenleiter (5) eine ummantelte, lichtleitende Seele (1), eine Seelenummantelung (2), einen äußeren Mantel (3) und zwischen der Seelenummantelung (2) und dem äußeren Mantel (3) liegenden Zugentlastungsfasern (4) aufweist, wobei das Steckerteil (6) ein Rohr (8) mit einem Rohrende (9) und mit einem rückwärtigen, durchmesservergrößerten Abschnitt (13) aufweist, wobei die Seele (1) in das Rohr (8) eingesteckt ist und bündig mit dem Rohrende (9) abgetrennt ist, und wobei das Gegensteckerteil (7) einen Sockel (16) mit einem fußseitig auf ein Sende-/Empfangselement (11) ausgerichteten Schacht (10) zum Einstecken des Rohres (8) aufweist, gekennzeichnet durch eine wasserfeste O-Ring-Dichtung (12) zwischen der Seelenummantelung (2) und einer Innenwandung (13') des rückwärtigen, durchmesservergrößerten Abschnitts (13) des Rohres (8) und eine wasserdichte Schnappverbindung (14, 15) zwischen Steckerteil (6) und Gegensteckerteil (7), welche einen Mantel (17) mit einem Schnappkragen (14) aufweist...

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Steckverbindung ist aus der EP 0 903 602 A2 bekannt. Dieser Steckverbinder ist jedoch nicht wasserfest.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Steckverbinder gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Der Anspruch 1 stellt insbesondere auf eine wasserfeste Dichtung zwischen Seelenummantelung und Rohrinnenwandung einerseits und eine wasserdichte Schnappverbindung zwischen Steckerteil und Gegensteckerteil ab.
Zufolge dieser Ausgestaltung ist die Seele inklusive deren Ummantelung von der Rückseite des Steckerteils wasserabgedichtet. Die Frontseite des Steckerteiles bzw. die Verbindungsebene zwischen Steckerteil und Gegensteckerteil ist durch die Schnappverbindung wasserfest ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass die als O-Ring ausgebildete wasserfeste Dichtung in einem rückwärtigen durchmesservergrößerten Abschnitt des Rohres angeordnet ist. Die Schnappverbindung bildet einen von einem einen den Schacht ausbildenden Sockel umgebenden Mantel ausgebildeten Schnappkragen aus. Dieser überfängt eine Ringschulter eines über den Sockel steckbaren, hülsenförmigen Fortsatzes. Der Mantel kann formschlüssig auf dem Sockel sitzen. Der einen Rohrfortsatz bildende, rückwärtige, durchmesservergrößerte Abschnitt kann rückwärtig des Dichtringes zwei oder mehrere Klemmzinken ausbilden, deren endseitige Klemmvorsprünge beim Aufschieben einer Außenhülse über den das Rohr und den hülsenförmigen Fortsatz ausbildenden Kern gegen den äußeren Mantel des Lichtwellenleiters gepresst werden. Die Rastzinken können Rastnischen ausbilden. In diese Rastnischen können Gegenrasten der Außenhülse eintreten, um die Außenhülse fest auf dem Kern zu verankern. Die Zugentlastungsfasern können dabei zumindest teilweise zwischen der Rastnische und der Gegenrast eingeklemmt werden. Damit ist eine Zugentlastung gegeben, so das die Stirnfläche der Seele immer bündig mit dem Rohrende abschließt. Weiter kann vorgesehen sein, dass ein Fußteil des Gegensteckteils, welches insbesondere ringförmig gestaltet ist mit einer Platine verklebt ist. Das Fußteil überfängt dann das Sende- oder Empfangselement, welches auf der Platine aufgebracht ist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Gegenschließteil in einem Gehäuse sitzt und dass das Gehäuse eine Vielzahl derartiger Gegensteckerteile aufweist.
Bei einer Variante der Erfindung werden die Klemmzinken mittels in der Höhlung der Außenhülse angebrachten Klemmvorsprünge radial einwärts verlagert, wenn die Außenhülse über die Klemmzinken geschoben wird. Die Rastnische ist bei dieser Ausgestaltung im Bereich des Fußes der Klemmzinken vorgesehen. Es sind insgesamt drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Klemmzinken vorgesehen. Dies ist entformungstechnisch günstig. Bei einer Variation des Gegensteckteiles ist die Stirnfläche des Sockels zurückspringend gegenüber dem den Sockel tragenden Gehäuse angeordnet. Demzufolge kann die Mündung der Außenhülse bis in die Einstecköffnung hineinragen.
Die erfindungsgemäße Steckverbindung eignet sich insbesondere für die potentialfreie Datenübermittelung in einem Feldbussystem.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines mit einem Gegensteckteil verbundenen Steckteiles,
2 das stufenweise abisolierte Ende eines Lichtwellenleiters,
3 in der Schnittdarstellung den Kern eines Steckteiles,
4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in 3,
5 einen Schnitt durch ein montiertes Steckteil,
6 eine Schnittdarstellung eines zweiten Aufrührungsbeispieles gemäß 1,
7 eine teilgeschnittene Detaildarstellung eines von der Außenhülse überfangenen Steckerkernteiles,
8 eine Draufsicht auf den Klemmzinken des Steckerkernteiles gemäß 7,
9 eine teilgeschnittene Darstellung der zugehörigen Außenhülse und
10 eine Draufsicht auf die Außenhülse.
Der Lichtwellenleiter 5 besitzt eine Seele 1, die aus lichtleitendem Material besteht. Die Seele 1 wird von einer Kunststoffummantelung 2, beispielsweise aus Polyvinylchlorid umgeben. Diese Seelenummantelung 2 ist wiederum von einem äußeren Mantel 3 umgeben. Zwischen der Seelenummantelung 2 und dem äußeren Mantel 3 liegt eine Schicht aus Kevla-Fasern, welche als Zugentlastung dienen, damit bei einer Biegung des Lichtwellenleiters die Stirnfläche 2' immer in bündiger Position zu einem Ende 9 eines weiter unten noch beschriebenen Rohres 8 liegt.
Das Steckerteil besteht im Wesentlichen aus zwei Elementen, nämlich einem Kern 23 und einer über den Kern 23 schiebbaren Außenhülse 22.
Der Kern 23 bildet einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Körper aus, in dessen Zentrum ein Rohr 8 angeordnet ist, welches frei über das Ende eines ebenfalls dem Kern zugeordneten hülsenförmiger Fortsatz 18 hinaus ragt. Der Fortsatz 18 umgibt das Rohr konzentrisch und belässt zwischen der Rohraußenwandung und der Innenwandung des Fortsatzes 18 eine ringförmige Höhlung 31.
Die Höhlung des Rohres 8 ist am Rohrende offen und erweitert sich im Kern 23 zu einem Rohrfortsatz 13. Im Rohrfortsatz 13 liegt ein O-Ring 12 ein, dessen Rohrinnendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser der Seelenummantelung 2. Öffnungsseitig schließen sich an den Rohrfortsatz 13 mehrere Klemmzinken an. Es können drei oder mehr umfangsgleich verteilte Zinken 20 vorgesehen sein. Die Zinken 20 besitzen an ihren Enden jeweils einen nach innen weisenden Klemmvorsprung 21. Auf der Außenseite besitzen die Klemmzinken 20 im Endbereich Schrägen 34 und darunter liegend Rastnischen 24.
Die Außenhülse 22 besitzt endseitig ein Gewinde 35 über das eine Überwurfmutter 29 schraubbar ist. In ihrer Höhlung besitzt die Außenhülse 22 eine insbesondere als Ring gestaltete Gegenrast 25, mit welcher sie in die Rastnische 24 eintauchen kann, um rastend mit dem Kern 23 verbunden zu werden.
Das Gegensteckteil 7 wird bevorzugt in einem Gehäuse 28 untergebracht und ist mit einem ringförmigen Fußteil 26 insbesondere mittels eines Klebebandes mit einer Platine 27 verklebt. Das ringförmige Fußteil 26 bildet eine Höhlung 32 aus, in deren Zentrum das Sende-/Empfangselement 11 auf der Platine 27 sitzt. Fluchtend oberhalb des Sende-/Empfangselementes 11 mündet die Öffnung eines rohrförmigen Schachtes 10, der sich in Erstreckungsrichtung durch den gesamten Sockel 16 des Gegensteckteiles erstreckt. Der Sockel 16 bildet an seiner dem Fußteil 26 gegenüberliegenden Seite einen ringförmigen Abschnitt aus, welcher in die Ringkammer 31 des Kernes 23 des Steckerteiles 6 passt. Der Sockel 16 ist aus härterem Kunststoff gefertigt und wird von einem Mantel 17 aus weicherem, elastischen Kunststoff umgeben. Der Mantel 17 sitzt formschlüssig auf dem Sockel 16 und ist insbesondere über eine Formschlussverbindung 19 mit diesem verbunden. Die Herstellung kann durch Umspritzen erfolgen. Der Mantel 17 bildet einen Schnappkragen 14 aus, welcher eine Ringschulter 15 des hülsenförmigen Fortsatzes 18 überfangen kann.
Es ist vorgesehen, dass das Gehäuse inklusive der Höhlung 32 wasserdicht vergossen wird.
Die Montage erfolgt in folgender Weise. Zunächst wird der äußere Mantel 3 um die Zugentlastungsfasern 4 und die Seelenummantelung 2 herum abisoliert. Sodann wird die Seelenummantelung 2 von der Seele 1 abisoliert. Der letztere Schritt kann auch entfallen, falls das Rohr 8 einen Durchmesser aufweist, der dem Durchmesser der Seelenummantelung 2 entspricht. Im Ausführungsbeispiel entspricht der Durchmesser des Rohres 8 dem Durchmesser der Seele 1.
Sodann wird die Seele 1 von rückwärts her durch den Rohrfortsatz 13 in die Verjüngung 33 und anschließend in das Rohr 8 eingesteckt, bis der vordere Abschnitt der Seelenummantelung in den Dichtring 12 eingetreten ist. Der Dichtring 12 drückt sich dabei gegen die Innenwandung 13' des Rohrfortsatzes 13 dichtend an, so dass von rückwärts kein Wasser in das Rohr 8 eintreten kann. Die abisolierte Stirnfläche der Seelenummantelung liegt auf dem ringförmigen Boden einer topfförmigen Vertiefung auf, welche zwischen Rohr 8 und Rohrfortsatz 13 angeordnet ist. Der Durchmesser der topfförmigen Vertiefung entspricht dem Durchmesser der Seelenummantelung.
Sodann werden die Zugentlastungsfasern 4 über die Schrägen 34 bzw. die Rastnischen 24 gelegt. Dann wird von rückwärts her die zuvor auf die Ummantelung 3 aufgeschobene Außenhülse 2 über die Klemmzinken 20 geschoben, wobei die Außenhülsenöffnung auf die Schrägen 43 aufläuft und dabei die Klemmzinken nach innen verlagern, so dass sich die Klemmvorsprünge 21 bereichsweise in die Seelenummantelung eingraben können, um so als Zugentlastung zu dienen.
Die Außenhülse 22 wird so weit über den Kern 23 geschoben, bis die Rastnischen 24 hinter die Gegenrast 25 rasten.
Sodann wird der aus dem Rohrende 9 herausragende Abschnitt der Seele 1 bündig mit dem Rohrende 9 abgetrennt, so dass die Stirnfläche 1' der Seele 1 zusammen mit der Stirnwandung des Rohrendes 9 eine Ebene ausbildet.
Die Länge des Rohres 9 ist so bemessen, dass sie eingesteckt in den Schacht 10 bis in die Höhlung 32 ragt und mit ihrer Stirnfläche in berührende Anlage tritt zum Sende-/Empfangselement.
In dieser berührenden Anlage ist der ringförmige Abschnitt des Sockels 16 vollständig in die Ringkammer eingetreten. Der hülsenförmige Fortsatz 18 ist in den Spalt zwischen dem Sockel 16 und dem Schnappkragen 14 eingetreten, wobei der Schnappkragen 14 die Ringschulter 15 des hülsenförmigen Fortsatzes 18 überschnappt hat und dort in dichtender Anlage an der Außenmantelwand des hülsenförmigen Fortsatzes 18 anliegt, um so eine wasserdichte Verbindung auszubilden.
Das den äußeren Mantel umgebende Ende der Außenhülse 22 besitzt ein Gewinde, auf welches eine Überwurfmutter 29 aufgeschraubt ist.
Bei dem in den 6 bis 10 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Verklemmung der Zugentlastungsfasern 4 zwischen den Rückseiten der Klemmzinken 20 und der Höhlung der Außenhülse 22 modifiziert. In der Höhlungsinnenseite der Außenhülse 22 befinden sich umfangsverteilt zugeordnet zu jeder der drei Klemmzinken 20 ein Klemmvorsprung 36. Dieser Klemmvorsprung 36 weist eine Schrägfläche auf, die auf der entsprechenden Gegenschrägen der Klemmzinken 20 aufgleiten kann, so dass die Klemmzinken 20 beim Überschieben der Außenhülse 22 über das Steckerkernteil radial einwärts gedrückt werden Die sich zwischen Klemmvorsprung 36 und Klemmzinkenrückseite befindlichen Zugentlastungsfasern 4 werden auf diese Art und Weise sicher eingeklemmt.
Anders als bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sitzen die Rastnischen 24 nicht im Bereich der freien Enden der Klemmzinken 20, sondern im Fußbereich der Klemmzinken 20. Entsprechend näher zur Öffnung ist auch der zugehörige Rastvorsprung 25 angeordnet, welcher ein rechteckiges Querschnittsprofil ausbildet.
Die Stirnfläche des Sockels 16 ragt bei diesem Ausführungsbeispiel nicht über die Oberfläche des den Sockel tragenden Gehäuses hinaus, sondern ist zurückspringend zur Gehäuseoberfläche angeordnet. Entsprechend ist auch die Stirnkante des Schnappkragens 14 tieferliegend in der Einstecköffnung angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung ragt der Mündungsrand der Außenhülse 22 ein Stück in die Einstecköffnung hinein.
Zwischen der Stirnfläche des Sockels 16 und dem Boden der ringförmigen Höhlung 1 ist in 6 ein Spaltfreiraum zu sehen. Dieser dient der Toleranz und bewirkt, dass die Stirnfläche der Seele 1 in berührende Anlage zum Sende-/Empfangselement 11 treten kann.
Neben dem Rastvorsprung 25 liegen jeweils zwei mit Schrägflächen versehene Flügel 37. Diese treten im eingerasteten Zustand in Nischen 38 ein. Die Flügel bewirken insbesondere eine Zentrierung der ineinander steckbaren Teile.

Claims

Steckverbinder für einen Lichtwellenleiter (5) mit einem Steckerteil (6), welcher mit einem Gegensteckerteil (7) zusammensteckbar ist, wobei der Lichtwellenleiter (5) eine ummantelte, lichtleitende Seele (1), eine Seelenummantelung (2), einen äußeren Mantel (3) und zwischen der Seelenummantelung (2) und dem äußeren Mantel (3) liegenden Zugentlastungsfasern (4) aufweist, wobei das Steckerteil (6) ein Rohr (8) mit einem Rohrende (9) und mit einem rückwärtigen, durchmesservergrößerten Abschnitt (13) aufweist, wobei die Seele (1) in das Rohr (8) eingesteckt ist und bündig mit dem Rohrende (9) abgetrennt ist, und wobei das Gegensteckerteil (7) einen Sockel (16) mit einem fußseitig auf ein Sende-/Empfangselement (11) ausgerichteten Schacht (10) zum Einstecken des Rohres (8) aufweist, gekennzeichnet durch eine wasserfeste O-Ring-Dichtung (12) zwischen der Seelenummantelung (2) und einer Innenwandung (13') des rückwärtigen, durchmesservergrößerten Abschnitts (13) des Rohres (8) und eine wasserdichte Schnappverbindung (14, 15) zwischen Steckerteil (6) und Gegensteckerteil (7), welche einen Mantel (17) mit einem Schnappkragen (14) aufweist und formschlüssig mit dem Sockel (16) des Gegensteckerteils (7) verbunden ist, wobei der Schnappkragen (14) eine Ringschulter (15) eines hülsenförmigen Fortsatzes (18), der das Rohr (8) des Steckerteils (6) konzentrisch umgibt, überschnappt und dort in dichtender Anlage an der Außenmantelwand des hülsenförmigen Fortsatzes (18) anliegt.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (18) formschlüssig den Sockel (16) umgreift.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abschnitt (13) in zwei oder mehrere Klemmzinken (20) fortsetzt, deren endseitige Klemmvorsprünge (21) durch Aufschieben einer Außenhülse (22) über den das Rohr (8) und den hülsenförmigen Fortsatz (18) ausbildenden Kern (23) gegen den Mantel des Lichtwellenleiters gepresst sind.
Steckverbinder nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine, jeder Klemmzinke (20) zugeordneten Rastnische (24) in welcher eine Gegenrast (25) der Außenhülse einrastet.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugentlastungsfasern (4) zumindest teilweise zwischen Rastnische (24) und Gegenrast (25) eingeklemmt sind.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegensteckteil (7) mit seinem Fußteil (26) mit einer Platine (27) verklebt ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegensteckteil (7) in einem Gehäuse sitzt.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (8) länger ist, als der Schacht (10) und bis in eine von einem ringförmigen Fußteil (26) ausgebildete Höhlung (32) ragt.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugentlastungsfaser (4) zumindest teilweise zwischen einer Klemmzinke (20) und mindestens einem die Klemmzinke (20) rückwärtig beaufschlagenden Klemmvorsprung (36) liegt.
Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einer Höhlungsinnenwandung der Außenhülse (22) entspringenden Klemmvorsprünge (36) schräge Oberflächenabschnitte aufweisen.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche des Sockels (16) gegenüber der Oberfläche des den Sockel (16) aufnehmenden Gehäuses zurückspringend angeordnet ist, derart, dass der Mündungsrand der Außenhülse (22) des eingesteckten Steckerteils (6) bereichsweise in der Einstecköffnung einliegt.