DE2723440A1

DE2723440A1 - Steckverbindung fuer lichtwellenleiter mit axialer und radialer verspannung eines gewindes

Info

Publication number: DE2723440A1
Application number: DE19772723440
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Kunze
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1978-11-30
Also published as: GB1593699A; DE2723440B2; NL7805571A; AT366182B; FR2392402A1; IT1095631B; LU79688A1; US4201445A; BE867427A; DE2723440C3; IT7823583A0; ATA369578A; DK228378A; JPS53145650A; CA1105750A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser - Zeichen

Berlin und München ^ YPA 77P 8622 BRD

Steckverbindung für Lichtwellenleiter mit axialer und radialer Vorspannung eines Gewindes

Die Erfindung "betrifft eine lösbare Verbindungsanordnung mit Zentrierhülse für in Steckerteile zentrisch angeordnete Lichtwellenleiter.

Pur die Verbindung von Lichtwellenleitern sind bereits vielfache Anordnungen und Verfahren bekannt. So wird beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 2 233 916 eine Anordnung zum Verbinden von Einzellichtwellenleitern beschrieben, bei welcher die Führung der Einzellichtwellenleiter in einem zylindrischen Kapillarrohr erfolgt. Die Einzellichtwellenleiter werden von beiden Seiten her in das Kapillarrohr bis zur gegenseitigen Berührung eingeschoben und an dessen Enden verklemmt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, das in der deutschen Offenlegungsschrift 2 345 273 beschrieben wird, werden zur Zentrierung von Licht-Wellenleitern V-förmige Rillen verwendet. Infolge der geringen Abmessungen von Lichtwellenleitern ist jedoch eine hohe Genauigkeit in der Fertigung solcher Führungselemente nötig, die sich auch in der Montage durch hohen Zeitaufwand und entsprechende Hilfsgeräte niederschlägt.

Da die Verluste beim Übergang der Lichtwellenleiter weitgehend von Maßtoleranzen der verwendeten Verbindungsanordnungen abhängig ist, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine lösbare Verbindungsanordnung für Lichtwellenleiter

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zu schaffen, durch die in einfacher Weise die Toleranzen im Stoßstellenbereich eliminiert werden und mit der beim Kupplungsvorgang gleichzeitig die Ausrichtung, Zentrierung und Arretierung der Lichtwellenleiter erfolgt. Die gestellte Aufgabe wird nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Zentrierhülse zumindest teilweise in Achsrichtung geschlitzt ist und mit einem Außengewinde versehen ist, daß die Bohrung der Zentrierhülse so ausgebildet ist, daß die in Steckerteilen zentrierten Lichtwellenleiter mittels auf das Außengewinde der Zentrierhülse einwirkender Überwurfmuttern innerhalb der Bohrung axial gegeneinander bis zur stirnseitigen Berührung bewegbar sind, daß die Gewinde mit solchen Flanken versehen sind, daß nach der Berührung der beiden Steckerteile bei weiterer Krafteinwirkung durch die Überwurfmuttern auf die Gewindeflanken der Zentrierhülse eine nach innen wirkende Radialkraft entsteht, welche die Zentrierhülse im Bereich der Schlitze die Steckerteile zentrierend und fixierend zusammenpreßt.

An der Erfindung ist besonders wesentlich, daß die zu verbinden-

!0 den Lichtwellenleiter in gleichen Steckerteilen zentrisch gefaßt sind und daß die Steckerteile in einer gemeinsamen Zentrierhülse beim axial gerichteten Kupplungsvorgang nach erfolgtem Zusammenstoß der beiden Steckerteile ohne Änderung der Betätigung automatisch zentriert und in dieser Lage fixiert werden. Um dies verwirklichen zu können, sind die Steckerteile mit Überwurfmuttern versehen, die auf ein Außengewinde der Zentrierhülse eingreifen, so daß beim Aufdrehen dieser Überwurfmuttern auf die Zentrierhülse eine axiale Bewegungsrichtung der Steckerteile erreicht wird. Die Zentrierhülse weist eine Bohrung auf, die auch durch Zusammen-

;0 fügen mehrerer geeigneter Einzelteile gebildet sein kann. In diese Bohrung können die Steckerteile von beiden Seiten her leichtgängig eingeführt und bis zur gegenseitigen Berührung bewegt werden. TJm nun die gestellte Aufgabe zu erfüllen, sind die Gewinde mit solchen Flanken versehen, daß sich durch Weiterführung der Schraubbewegung nach der Berührung der beiden Steckerteile eine auf die Flanken des Gewindes der Zentrierhülse wirkende Radialkraft ausbildet, welche die mit längsverlaufenden Schlitzen ver-

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sehene und daher federungsfähige Zentrierhülse zusammenpreßt. Da dieser Vorgang gleichmäßig verläuft, werden die in der Bohrung befindlichen Steckerteile zentriert, ausgerichtet und schließlich fixiert. Ein "besonderes Augenmerk ist dabei darauf zu lenken, daß die axial und radial wirkenden Kräfte durch die richtige Wahl der Flankenwinkel der Gewinde so aufeinander abgestimmt sind, daß einerseits bei axialer, freier Bewegung keine Hemmung erfolgt, daß jedoch andererseits die nach der Berührung sich auswirkende Radialkraft ausreicht, die Hülsenwandung zusammenzupressen, wodurch die Zentrierung und !Fixierung der Steckerteile erfolgt. Hierfür eignet sich besonders ein Plankenwinkel der Gewinde von etwa 90 .Um die Bewegung in radialer Richtung zu begünstigen, ist das Außengewinde der Zentrierhülse in den Bereichen der längs verlaufenden Schlitze kaum oder gar nicht ausgebildet. Die Zentrierhülse selbst kann als geschlossene Hülse mit längs verlaufenden Schlitzen ausgeführt sein; sie kann jedoch auch durch Zusammenfügen mehrerer, entsprechend profilierter längsteile gebildet' werden. Bei Verwendung von zwei prismenförmigen längsteilen würde dann eine doppel-V-förmige Zentrierbohrung entstehen.

Diese Längsteile sind jedoch so bemessen, daß nach dem Zusammenfügen längsfugen erhalten bleiben, die ebenfalls als längs verlaufende Schlitze zu verstehen sind. Der erforderliche Zusammenhalt der Längsteile wird durch entsprechende Haiteelemente, wie Klammern oder Ringe gewährleistet. Bei der geschlossenen Zentrierhülse ist zweckmäßig, die an ihren Enden beginnenden und in Längsrichtung verlaufenden Schlitze um 90 gegeneinander zu versetzen, so daß die Bereiche der Schlitze sich in der Mitte der Zentrierhülse um 90° gegeneinander versetzt überschneiden können. Hierdurch wird eine besonders gute Elastizität der Zentrierhülse erreicht. Bei einer Zentrierhülse aus mehreren Längsteilen ist von besonderem Vorteil, wenn das Außengewinde mehrgängig ausgeführt ist, da dann vollkommen identische Längsteile verwendet werden können. Bei einer derartigen Abstimmung wird außerdem sichergestellt, daß das Gewinde der Überwurfmuttern beim Ansetzen an die Zentrierhülse in allen Gewinden der versetzten Längsteile gleichzeitig einsetzt und wirksam wird. Ein besonders günstiges Ausführungsbeispiel einer mehrfach geteilten

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Zentrierhülse wäre auch, eine Zusammensetzung aus drei gleichen. längsteilen, wobei sich eine Versetzung der längsverlaufenden Schlitze um 120° ergeben würde.

Die Erfindung wird nun anhand von Figuren näher erläutert. Figur 1 zeigt ein Schnittbild durch die komplette Verbindungsanordnung und in Figur 2 ist ein dazugehöriger Querschnitt dargestellt, wobei die Zentrierhülse mit ihrer Bohrung aus zwei gleichen, sich mit prismenförmig ausgebildeten Seiten gegenuberliegenden Längsteilen gebildet ist. Figur 3 und 4 zeigen dagegen die Ausbildung einer Zentrierhülse in längsgeschlitzter Ausführung mit zylindrischem Querschnitt der Bohrung.

In der Figur 1 ist der Aufbau der gesamten Verbindungsanordnung für zwei gleich aufgebaute Steclcerteile 1 mit darin zentrisch angeordneten Lichtwellenleitern 2 erkennbar. Jeder dieser Steckerteile 1 weist ein Widerlager 5 auf, gegen das sich eine Überwurfmutter 3 abstützen kann. Die beiden Steckerteile 1 sind in der Bohrung einer Zentrierhülse 4 axial bis zur gemeinsamen Stoßstelle eingeführt. Dabei ist der Durchmesser der Bohrung so "bemessen, daß die Steckerteile 1 zunächst leicht in axialer Richtung bewegbar sind. Die Zentrierhülse 4 weist ein Außengewinde auf, das in der bereits beschriebenen Form ausgeführt ist und in das die Innengewinde 7 der Überwurfmuttern eingreifen. Die gezeigte Zentrierhülse 4 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei gleich aufgebauten Längsteilen, die an den sich gegenüberliegenden Seiten eine Prismenform - wie aus Figur 2 ersichtlich ist - aufweisen, so daß in dieser hierfür gebildeten Bohrung die Steckerteile 1 geführt werden können. Diese Längsteile sind mit Halteelementen in Form von Ringen 6 zusammengehalten, wobei zwischen diesen Längsteilen längs verlaufende Schlitze 11 erhalten bleiben. Die Flankenwinkel der Gewinde sollen dabei vorzugsweise 90 betragen. Beim gegenseitigen Verschrauben werden die Steckerteile 1 axial in der Bohrung bewegt, bis sie gegen einen Anschlag treffen, das heißt bis sie sich stirnseitig berühren. Dann wirkt die Reaktionskraft auf die Gewindeflanken, die unter 45 zur Achse stehen und es entsteht eine die Steckerteile 1 zentrierende

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Radialkraft. Die Figur 2 zeigt nun das in Figur 1 angedeutete Schnittbild, wobei besonders der Querschnitt der aus den beiden Längsteilen gebildeten Zentrierhülse 4 und ein darin geführter Steckerteil 1 mit zentrisch angeordnetem Lichtwellenleiter 2 erkennbar wird. Diese längsteile der Zentrierhülse 4 weisen seitlich in den Bereichen der Schlitze 11 kein Gewinde auf, wodurch erreicht wird, daß die zentrierende Radialkraft etwa die gleiche Größe erreicht wie die Axialkraft..

In den Figuren 3 und 4 wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung gezeigt, bei dem die gleichen Steckerteile 1 wie beim vorhergehenden Beispiel Verwendung finden. Die Zentrierhülse 9 wird jedoch durch eine Hülse zylindrischen Querschnittes in einem einzigen Stück gebildet. Die Zentrierhülse 9 weist eine Bohrung auf, deren Durchmesser gleich oder etwas kleiner ist als der Durchmesser der einzuführenden Steckerteile 1; sie soll jedoch so beschaffen sein, daß sie auffedern kann. Weiterhin ist diese Zentrierhülse 9 von beiden Enden her mit Schlitzen 11 versehen, die außerdem noch gegenseitig um 90° versetzt angeordnet sind, so daß eine Überschneidung der Schlitze 11 im mittleren Bereich der Zentrierhülse 9 möglich wird. Hierdurch wird eine besondere Elastizität der Zentrierhülse 9 erreicht, wodurch sie durch die auf das Außengewinde 8 wirkenden Radialkräfte zusammenpreßbar ist und auf die eingeführten Steckerteile 1 zentrierend und schließlich fixierend wirken kann. Aus den bereits genannten Gründen ist auch hier in den Bereichen der Schlitze 11 kein Gewinde vorhanden bzw. entsprechend abgearbeitet, wie dies in den Schnittdarstellungen der beiden Figuren 3 und 4 durch die Bereiche 10 gekennzeichnet ist. Die Zentrierhülsen 9 werden bevorzugt aus Metall hergestellt. An der Wirkungsweise dieser Verbindungsanordnung ändert sich nichts, so daß der Kupplungsvorgang ebenfalls in der bereits beschriebenen Weise vor sich geht.

Die Überwurfmuttern 3 der Steckerteile 1 können auch so ausgeprägt sein, daß sie das Gewinde nur an Teilen des Umfanges angeordnet haben, so daß die Überwurfmuttern 3 bei einer ganz bestimmten Winkelstellung zur Zentrierhülse axial auf das Außen-

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gewinde der Zentrierhülse aufgesteckt werden können. Die Gewindegänge kommen dann erst bei Drehung zum gegenseitigen Eingriff. Für die Handhabung ist es außerdem vorteilhaft, wenn die Gewindegänge einseitig gesperrt sind, so daß die Überwurfmutter nach Drehung um einen bestimmten Winkel einen Anschlag findet. Ebenso kann das Gewinde der Überwurfmutter auch auf nur wenige Zähne abgemagert sein.

Somit ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe erfüllt, da beim Kuppeln der Steckerteile die auf die Steckerteile wirkende Radialkraft die unmittelbare Folge der azialen Reaktionskraft ist, die beim Auflaufen der Steckerteile gegen einen Anschlag bzw. gegen den zweiten Steckerteil entsteht und den Zentrier- und Fixiervorgang auslöst.

11 Pa t e nt ans pr üc he
4 Figuren

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Claims

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1. lösbare Yerbindungsanordnung mit Zentrierhülse für in Steckerteilen zentrisch angeordnete Lichtwellenleiter, dadurch gekennzeichnet , daß die Zentrierhülse (4, 9) zumindest teilweise in Achsrichtung mit längsverlaufenden Schlitzen (11) und mit einem Außengewinde (8) versehen ist, daß die-Bohrung der Zentrierhülse (4, 9) so ausgebildet ist, daß die in Steckerteilen (1) zentrierten Lichtwellenleiter (2) mittels auf- das Außengewinde (8) der Zentrierhülse (4, 9) einwirkender Überwurfmuttern (3) innerhalb der Bohrung axial gegeneinander bis zur stirnseitigen Berührung bewegbar sind,]daß die Gewinde (7, 8) mit solchen Planken versehen sind, daß nach der Berührung der beiden Steckerteile (1) bei weiterer Kräfteinwirkung durch die Überwurfmuttern (3) auf die Gewindeflanken der Zentrierhülse (4, 9) eine nach innen wirkende, die Reibkraft zwischen den Steckerteilstirnflächen überwindende Radialkraft entsteht, welche die Zentrierhülse (4, 9) im Bereich der Schlitze (11) die Steckerteile (1) zentrierend und fixierend zusammenpreßt.

2. Lösbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (4, 9) entlang der Bereiche von Schlitzen (11) kein Gewinde trägt.

3. Lösbare Yerbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (4) durch zwei gegeneinander angeordnete Längsteile in Prismenfora gebildet ist und daß diese Längsteile durch übergeschobene ringartige Elemente (6) zusammengehalten sind.

4. Lösbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse durch drei Längsteile gebildet ist und daß diese Längsteile durch Halteelemente zusammengehalten sind.

5. Lösbare Yerbindungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsteile der Zentrierhülse (4) am äuße-

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ORIGINAL INSPECTED

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ren Umfang mit einer umlaufenden Fut und einem darin angeordneten, alle Längsteile umfassenden, ringartigen Halteelement versehen sind.

6. Lösbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) aus einem Stück besteht und von jedem Ende her mit mehreren axial verlaufenden Schlitzen (11) versehen ist.

7. Lösbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) aus einem Stück besteht und von jedem Ende her mit Schlitzen (11) versehen ist und daß die Schlitze (11) verschiedener Enden um 90° gegeneinander versetzt sind.

8. Lösbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse drei um 60° versetzte Schlitze aufweist.

9. Lösbare Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) eine zylindrische Bohrung aufweist und daß der Durchmesser dieser Bohrung etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Steckerteile (1).

10. Lösbare Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindegänge einen Plankenwinkel von vorzugsweise 90° aufweisen.

11. Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde (7, 8) mehrgängig ausgeführt sind.

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