DE2800930A1

DE2800930A1 - Steckverbindung fuer optische fasern

Info

Publication number: DE2800930A1
Application number: DE19782800930
Authority: DE
Inventors: Robert Franklin Evans
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1977-01-10
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1978-07-13
Also published as: JPS587967B2; FR2377048A1; JPS5387749A; SE438917B; IT7819099A0; FR2377048B1; DE2800930C2; IT1091831B; GB1598732A; SE7800185L; HK101685A

Description

Patentanwälte ·

Dr.-lng. Walter Abit2 3 ^ ö U U 3 O U

Dr. Dieter F. M ο rf Pipl.-Phys. M. Gritschneder 8 Hünchen 86, Pienzenauerstr. 28

10. Januar 1978 EL-4167

E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Delaware I9898, V. St. A.

Steckverbindung für optische Fasern

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Die Erfindung betrifft im wesentlichen die Lichtübertragung von der Ausgangskierame einer optischen Vorrichtung zur Eingangsklemme einer anderen und insbesondere die jeweils endseitige Faserverbindung im Übertragungsweg.

Ein Steckverbinder für optische Fasern mit sich erweiternden, zu einer Bohrung führenden Buchsen ist durch die TJS-PS 3 948 582 (Martin) bekannt. Die sich erweiternden Buchsen nehmen konische Stecker'auf, von denen sich Fasern in Anlage an die Bohrung wegerstrecken. Jeder Stecker hat eine Bohrung, durch welche eine Faser eingefädelt ist, die anschliessend an ihrem Platz verkittet wird. Neben den Schwierigkeiten beim Verkitten der Faser ist nur eine geringe Wahrscheinlichkeit vorhanden, eine Faserausrichtung im Stecker zu erzielen und eine Beschädigung der Faser zu vermeiden.

Der anschliessend beschriebene und beanspruchte Steckverbinder weist einen Körper mit einander gegenüberliegenden Buchsen auf, die zu einer verbindenden Bohrung führen, sowie ein Paar länglicher Klemmen, die in.die Buchsen passen. Jede Klemme hat einen Durchlass und ist an einem Ende in im Abstand voneinander liegende Finger unterteilt. Die Finger enden in Klemmbacken, die eine sich in und durch den Durchlass erstreckende optische Faser ausrichten. Jede Faser erstreckt sich geringfügig über die Enden der Klemmbacken hinaus. Am Körper und an den Klemmen sind Verriegelungselemente vorgesehen, um die Klemmen so in den Buchen zu halten, dass die Faserenden in den Enden der Bohrung liegen.

Die wesentlichen Zielsetzungen und Vorteile des Steckverbinders ergeben sich aus der anschliessenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine vergrösserte, auseinander gezogene, perspektivische Darstellung des Steckverbinderkörpers und einer Klemme,

Fig. 2 eine Teildraufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Steckverbinder, wobei Teile weggebrochen und im Schnitt ge-

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zeigt sind, um bauliche Einzelheiten erkennen zu lassen,

Pig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 mit der Massgabe, dass nur eine Klemme vorhanden und in ihrer Gesamtheit dargestellt ist,

Pig. 4 einen vergrösserten Teilschnitt des Steckverbinders längs der Linie 3-3 in Fig. 2, der die Lage der optischen Fasern im montierten Steckverbinder zeigt,

Fig. 5 und 6 perspektivische Seitenansichten jeweils eines Kanalelements der Klemme gemäss den Fig. 1 bis 4,

Fig. 7 eine Stirnansicht des in den Fig. 5 und 6 dargestellten Kanalelements, und

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Kanalelements, wobei eine optische Faser in einer Lage gezeigt ist, in der sie sich während des Zusammenbaus einer Klemme befindet.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Der zur Veranschaulichung ausgewählte Steckverbinder für optische Fasern enthält einen Körper 10 mit einander gegenüberliegenden Paaren von Buchsen 12, von denen jede eine Klemme 14 aufnimmt und einen Sitz für sie bildet. Der Körper 10 wird aus ineinandergreifenden Abschnitten 16, 18 zusammengebaut und jede Klemme 14 aus einem Paar identischer Kanalelemente 20. Die Abschnitte 16, 18 haben einstückig ■ mit ihnen ausgebildete Stifte 22, die mit Presssitz in komplementäre Löcher 23 eingreifen. Der Abschnitt 18 hat horizontale und vertikale Befestigungsflansche 24, 26. An jedem Ende des Körpers 10 bilden drei Paare von Fingern 28, 30 und einander gegenüberliegenden Paaren von Verriegelungselementen 32, 34 rechteckförmige Eingänge zu den Buchsen 12.

Der Körper 10 und die Klemmen 14 sind jeweils aus einem PoIycarbonat und einem Polyester geformt. Andere Kunststoffe sind zulässig, beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Phenylenoxid, Polyäthersulfone und Mischungen von ABS mit

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einem Polycarbonat. Der Kunststoff, aus dem die Klemmen geformt werden, kann verstärkt sein, beispielsweise mit Glasfasern.

Gemäss Fig. 3 weist jede Buchse 12 einen länglichen Durchlass 36 auf, der im Querschnitt kreisförmig ist. Der Durchlass erstreckt sich bis zu einer Schulter 38, von der ausgehend die Buchse 12 sich nach innen über einen konischen,sich verjüngenden Sitz 40 und eine Gegenbohrung 42 mit kreisförmigem Querschnitt zu einer weiteren Gegenbohrung 44 hin erstreckt, die hier als eine Bohrung bezeichnet wird, die ein Paar einander gegenüberliegender fluchtender Buchsen 12 miteinander verbindet.

Gemäss den Fig. 5 bis 7 hat jedes Kanalelement 20 an seiner Innenfläche 48 einen sich erweiternden Kanal 46. Zwischen seinen Enden, bei einer Schulter 50 ändert sich die äussere Geometrie des Kanalelements von geradlinig verlaufenden Flächen in ein gerundetes Äusseres in einem Abschnitt 52. Der Abschnitt 52 eignet sich zum Einsetzen in eine Buchse und ist an seinem freien Ende bei 54 in biegsame Finger 56, 58 unterteilt. Am Ende eines jeden Fingers ist eine Klemmbacke 60 mit einer sich verjüngenden Aussenfläche 62 und einem erweiterten Teil 64 mit einer zylindrischen Aussenfläche angeordnet. Die Flächen 62, 64 sind durch eine Schulter 66 voneinander getrennt.

Zum Montieren einer optischen Faser in der Klemme wird ein Kanalelement 20 in einer Haltevorrichtung angeordnet. Anschliessend wird eine optische Faser 68, deren polymere Umhüllung 70 von ihrem Ende entfernt wurde, gemäss Fig. 8 auf das Kanalelement gelegt, wobei sich das von der Umhüllung befreite Ende über die gerade abgeschnittenen Enden der Klemmbacken hinaus erstreckt und die Umhüllung 70 im Kanal 46 bleibt. Anschliessend wird ein zweites Kanalelement 20 mit dem ersten in Eingriff gebracht und verriegelt. Zu diesem Zweck hat jedes Kanalelement 20 ein mittiges Verriegelungselement 72 und ein endseitiges Verriegelungselement 74. Jedes Verriegelungselement 72 rastet in eine komplementäre Ausnehmung

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und jedes Verriegelungselement 74 in eine komplementäre Ausnehmung 78 am zugeordneten Kanalelement 20 ein. Sind die Kanalelemente ; derart verriegelt, so wird die ummantelte Faser in den Kanälen 46 erfasst. Wie am besten aus den Pig. 7 und 8 hervorgeht, sind die Kanäle 46 tellerförmig ausgebildet. Ihre Breite benachbart der Schulter 50 ist grosser als der Durchmesser der ummantelten Faser und ihre Tiefe geringfügig kleiner als der halbe Durchmesser einer ummantelten Faser. Diese Beziehung erleichtert es, die Ummantelung während des Zusammenbaus anzuordnen und festzuklemmen.

Bei verriegelten und gehaltenen Kanalelementen wird das von der Umhüllung befreite Ende in enger Nachbarschaft der quadratischen Enden der Klemmbacken 60 (Fig. 4) derart abgeschnitten, dass es geringfügig über diese gerade abgeschnitten Enden vorsteht. Die Kanäle 46 können selbstverständlich derart bemessen werden, um das von der Umhüllung befreite Ende einer Faser zu erfassen. Das Ausmass der Durchbiegung in den Fingern 56, 58 stellt ein Konstruktionsmerkmal dar, das variiert werden kann, um einen losen Sitz oder einen leichten Druck an der Faser 68 beim Verriegeln der Kanalelemente 20 zu ergeben. Somit können mit Hilfe der hier beschriebenen geteilten Klemmen die von der Umhüllung befreiten Enden der optischen Fasern fehlerfrei mit einer Klemme versehen werden, ohne dass sie durch enge Durchlässe eingefädelt werden oder in anderer Weise schleifenden Berührungen ausgesetzt sind, die häufig zu Kratzern oder Brüchen führen. Die Möglichkeit von Kratzern und Brüchen wird ferner dadurch gering gehalten, dass die Enden der Fasern erst geschnitten werden müssen, nachdem sie mit der Klemme versehen sind und dass die verhältnismässig steifen Abschnitte in der Nachbarschaft der Klemmbacken durchschnitten werden.

Beim Einsetzen einer Klemme wird die Ausrichtung gegenüber einer Drehung durch den Sitz des geradlinigen Abschnitts hinter den Schultern 50 in den rechteckförmigen Eingängen aufrechterhalten, die durch Finger 28, 30 und Verriegelungselemente 32, 34 an den Abschnitten 16, 18 des Körpers 10 gebildet

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werden. Gemass den Pig. 3 ¹^d 6 hat jedes Verriegelungselement 72 eine massig abgeschrägte Vorderkante und eine stark abgeschrägte Hinterkante. Beim Einschieben bewegen die Vorderkanten der Verriegelungselemente 72 die Verriegelungselemente 32, 34 und die letzteren erfassen die Hinterkanten. Gemäss Pig. 3 sind die Verriegelungsflächen an den Verrxegelungselementen 32, 34-zur Anlage an den Hinterkanten der Verriegelungselemente 72 bestimmt. Palis auf ein Kabel axiale Kräfte wirken, so ermöglichen es die zusammenwirkenden Enden der Verriegelungselemente, sich selbst auszuwerfen, bevor die ausgeübte Kraft die Reiss— festigkeit des Kabels erreicht. Das Kabel kann infolge der sich erweiternden Enden in den Kanälen 46 ohne Bruch relativ zu den eingesetzten Klemmen bewegt werden. Dabei ist d^;äs maximale Ausmass der Erweiterung in den Kanälen kleiner als der Biegungswinkel, bei dem die Pasern brechen.

Beim Einsetzen der Klemme fluchtet die unterbrochene, durch die Teile 64 gebildete Zylinderfläche die Klemme gegenüber der Buchse 12 und der Bohrung 44. Die sich verjüngenden Plächen 62 an den Klemmbacken 60 kommen in Anlage am Sitz 40 und bewegen sich zusammen, um die Paser 68 mit der Bohrung 44 zu fluchten. Entwurfsgemäss sollte dabei die Bohrung 44 einen etwas grösseren Durchmesser als die Paser 68 aufweisen. Liegt die Klemme bereits fluchtend zur Buchse 12 und zur Bohrung 44, so gewährleistet die Anlage der Plächen 62 am Sitz 40 eine Pluchtung des Paserendes in den Klemmbacken 60 und damit eine Pluchtung mit der Bohrung 44. Somit berühren die vorstehenden Enden der Fasern den Körper 10 nicht und werden daher nicht beschädigt. Ist eine weitere Klemme 14 in die gegenüberliegende Buchse 12 eingesetzt, so sind die im Abstand voneinander liegenden Enden der beiden Pasern fluchtend zueinander angeordnet und Licht kann nutzbar über die Bohrung 44 von einer Paser zur anderen übertragen werden.

Der Spalt zwischen den beiden Pasern sollte den Durchmesser eines von der Ummantelung befreiten Paserendes nicht überschreiten. Als Minimum sollten die vorstehenden Enden der Paser nicht miteinander in Berührung stehen. Sind die Paser-

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enden in engem Abstand zueinander angeordnet, so kann ein tragbarer Lichtverlust mit den unbehandelten Bauteilen erreicht werden. Wird der Abstand erhöht, so kann die Schnelligkeit, mit welcher der Lichtverlust ansteigt, verringert werden, indem das Reflexionsvermögen in der Bohrung vergrössert wird, beispielsweise indem die geformte Bohrung poliert oder Aluminium auf der Oberfläche der Bohrung durch Eathodenzerstäubung abgeschieden wird. Andere Beschichtungswerkstoff e, wie beispielsweise Gold und mehrlagige dielektrische Beläge sind geeignet. Andere Abscheideverfahren umfassen Vakuumverdampfung und chemische Dampfabscheidung.

Der in B¹Xg. 1 dargestellte Steckverbinder hat zwei Paare fluchtender Buchsen 12. Somit eignet er sich besonders zur Verbindung verstärkter und umhüllter Kabel, das aus zwei umhüllten lasern besteht. Ein derartiges Kabel kann von der Anmelderin bezogen werden und trägt die Bezeichnung PSX-P240S. Das Kabel enthält zwei optische Kunststoffasern, von denen jede aus einem Polymethylraethacrylatkern mit einem polymeren Mantel mit niedrigerem Brechungsindex besteht. Die Umhüllungen der Einzelfasern und die Umhüllung des Kabels besteht aus einem schwer brennbaren Poylester-Elastomeren. Der Steckverbinder eignet sich selbstverständlich zur Verbindung nicht-gekabelter Fasern und Fasern anderer Zusammensetzungen, beispielsweise aus reinem Siliciumdioxid (Silica), dotiertem Siliciumdioxid, Glas oder einem Polystyrolkern, der mit einem Acryl-Kunstharz ummantelt ist.

Ende der Beschreibung

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Claims

28Q093Q EL-4167 Patentansprüche

1. Klemme für eine optische Faser, gekennzeichnet durch ineinandergreifende Kanalelemente (20), von denen jedes an einem Ende in Finger (56, 58) geschlitzt ist, die in Klemmbacken (60) enden, durch welche eine sich durch die Kanalelemente erstreckende optische Faser ausgerichtet werden kann.

2. Klemme nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch an den Kanalelementen (20) befindliche,einstückig damit ausgebildete Verriegelungselemente (72), durch welche die Kanalelemente einander zugeordnet gehalten werden.

3· Klemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Finger (56, 58) biegsam sind und benachbarte Finger im Abstand voneinander liegen.

4. Steckverbinder für optische Fasern, gekennzeichnet durch einen Körper (10) mit einander gegenüberliegenden, fluchtend angeordneten Buchsen (12), die zu einer die Buchsen verbindenden Bohrung (44·) führen, wobei jede Buchse benachbart der Bohrung einen sich verjüngenden Sitz (40) aufweist,

ein Paar länglicher Klemmen (14), wovon jede einen durch die Klemme gehenden Kanal aufweist und an einem Ende in im Abstand voneinander liegende Finger (56, 58) geschlitzt ist, die in Klemmbacken (60) enden, um eine sich in und durch den Kanal erstreckende optische Faser auszurichten, wobei die Klemmbacken sich verjüngende Aussenflachen haben, und eine Klemme (14) in jeder Buchse (12) vorhanden ist und

ineinander eingreifende Verriegelungselemente (72; 32, an den Klemmen (14) und dem Körper (10), welche die Klemmen in den Buchsen halten, während die sich verjüngenden Flächen an den Sitzen (40) anliegen.

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INSPECTED

Steckverbinder nach. Ansprach. 4-, dadurch gekennzeichnet, dass jede Buchse zwischen ihrem konischen Sitz (4-0) und der genannten Bohrung (44-) eine Gegenbohrung (4-2) aufweist und dass die Finger (56, 58) an jeder Klemme gerade abgeschnittene Enden haben,die innerhalb einer Gegenbohrung liegen.

Steckverbinder nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (60) Teile mit vergrö'sserter radialer Erstreckung benachbart den sich verjüngenden Aussenflachen haben und diese Teile eine unterbrochene zylindrische Fläche bilden, die beim Einsetzen jeder Klemme gleitend am Körper innerhalb einer Buchse anliegt.

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