DE2826290C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen rohrförmigen Ver­ bindungsstecker für Lichtleiterkabel nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Ein solcher Verbindungsstecker ist aus der DE-OS 26 32 535 bekannt.

Der bekannte Verbindungsstecker läuft an seinem freien Ende in eine Hülse aus, die zum Einstecken in ein buch­ senförmig ausgeführtes Gegenstück bestimmt ist. Das Ende der steckerseitigen Lichtleitfaser wird innerhalb der vorgenannten Steckerhülse von einer Zentrierbuchse ge­ halten, die sich zum Ende der Steckerhülse trichterför­ mig erweitert, um die Aufnahme und Zentrierung des Endes der buchsenseitigen Lichtleitfaser zu ermöglichen. Die Zentrierhülse weist an ihrem Umfang vertiefte Rillen auf und ist durch Einbördeln des Mantels der Steckerhülse an dieser in axialer Richtung festgelegt.

Bei der Verbindung zweier faseroptischer Kabel miteinan­ der müssen bekanntlich sehr enge Toleranzen eingehalten werden. Zur Erzielung eines günstigen Lichtüberganges müssen die Endflächen der Lichtleitfasern sowohl in Axialrichtung als auch in ihrer Winkelstellung relativ zueinander in geringstem gegenseitigen Abstand ausge­ richtet sein, ohne sich dabei zu berühren.

Es ist bekannt, daß in faseroptischen Systemen für die Datenübermittlung der Durchmesser des faseroptischen Ka­ bels mit ansteigender Datenfrequenz verringert werden muß. Obgleich nun die relativen Toleranzen für die Ver­ bindung von eine einzige lichtleitende Faser enthalten­ den Kabeln die gleichen sind, wie die für die Verbindung von faseroptischen Leiterbündeln, sind die absoluten To­ leranzwerte dabei erheblich kleiner.

Bei dem bekannten Stecker ist eine exakte Ausrichtung der Enden der optischen Fasern von Stecker und Buchse nicht gewährleistet, da beim Festlegen der Zentrierbuch­ se in der Steckerhülse mittels der vorerwähnten Einbör­ delungen eine Verformung der Zentrierbuchse nicht ausge­ schlossen ist. Nachteilig ist ferner, daß das Ende der steckerseitigen Lichtleitfaser vor dem Einführen dersel­ ben in den Stecker poliert sein muß, da es später nicht mehr zugänglich ist, was bei der Herstellung erhöhte Sorgfalt und Sauberkeit erfordert. Außerdem kann die Endfläche der Lichtleitfaser später nicht mehr gereinigt werden für den Fall, daß in den Stecker im Laufe der Zeit Schmutz eingedrungen sein sollte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbindungsstecker der eingangs genannten Art anzugeben, der eine einwandfreie Zentrierung der Lichtleitfaser im Steckkörper gewährleistet, bei der Herstellung keine besonderen Anforderungen an die Sorgfalt und Sauberkeit der Umgebung erfordert und eine spätere Nachbearbeitung der Endfläche der Lichtleitfaser ermöglicht, wenn dies erforderlich werden sollte.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung macht damit von einem Merkmal Gebrauch, das an sich bereits aus einem Vortrag mit dem Titel "Connecting the Thread of Light" von Kenneth Fenton und Ronald Mc Cartnex, der anläßlich der Ninth Annual Symposium Proceedings am 20. Oktober 1976 in Cherry Hill, New Jersey, USA gehalten worden ist, bekannt ist. Eine Anordnung, wie dort beschrieben, ist auch in der US-PS 39 89 567 dargestellt. Gemäß dieser Lösung wird die Lichtleitfaser von drei den gleichen Durchmesser aufweisenden Stiften gehalten, die parallel zur Achse des Faserkerns in Form eines gleichseitigen Dreiecks an­ geordnet sind, wobei der Durchmesser der Stifte so ge­ wählt ist, daß diese untereinander sowie gleichzeitig mit dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Faserkern in satte Anlage kommen. Die Gesamtanordnung ist von ei­ ner Hülse aus einem elastomeren Material umgeben, das unter Wärmeeinfluß schrumpft und so die Stifte zusammen­ hält.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel nä­ her erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Hauptteils eines er­ findungsgemäßen Verbindungssteckers,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht einer Zentrie­ rungsbuchse in dem Verbindungsstecker,

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Zentrierstiftes für den Verbindungs­ stecker,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht des Zentrierstifts nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungssteckers in einem Zustand des Zusammen­ baus,

Fig. 6 eine Stirnansicht des Verbindungssteckers in dem in Fig. 5 gezeigten Zustand,

Fig. 7 eine Teil-Schnittansicht des Verbindungssteckers nach Fig. 5 in einem weiteren Zustand des Zusammen­ baus,

Fig. 8 eine Stirnansicht des Verbindungssteckers in dem in Fig. 7 dargestellten Zustand,

Fig. 9 eine Teil-Schnittansicht des Verbindungssteckers in einem gegenüber Fig. 7 noch weiter fortgeschrittenen Zustand des Zusammenbaus zum Anschließen einer Lichtleitfaser,

Fig. 10 eine Stirnansicht des Verbindungssteckers in dem in Fig. 9 dargestellten Zustand,

Fig. 11 eine Schnittansicht eines fertig zusammengebauten Verbindungssteckers mit einer angeschlossenen Licht­ leitfaser und

Fig. 12 eine Schnittansicht eines vollständigen Verbinders mit einem dazu gehörigen Verbindungsstecker gemäß der Erfindung zeigen.

Fig. 1 zeigt ein Hauptteil 20 eines erfindungsgemäßen Verbindungssteckers in Form eines rohrförmigen Körpers 20 aus rostfreiem Stahl, mit einem vorderen und einem hin­ teren Ende 22 bzw. 21. Der rohrförmige Körper 20 hat ein hinteres Teil 23 größeren Durchmessers, ein Mittelstück 24 mittleren Durchmessers und ein vorderes Teil 25 klein­ sten Durchmessers. Ein ringförmiger Bund 26 zwischen dem hinteren Teil 23 und dem Mittelstück 24 ist für die Auf­ nahme in einem ringförmigen Schlitz eines (nicht gezeigten) Verbindergehäuses bestimmt. Eine das vordere Teil 25 gegenüber dem Mittelstück 24 begrenzende, vorwärts gerich­ tete Stufe 27 dient der Verbindung des dargestellten Steckers mit einem komplementären Verbinderteil gleicher Art.

Vom hinteren Ende 21 aus erstreckt sich eine Längsbohrung 30 in den rohrförmigen Körper 20 hinein, und vom vorderen Ende 22 eine Gegenbohrung 31. Die Längsbohrung 30 hat ein sich zum vorderen Ende des Körpers 20 hin verjüngendes, trichterförmiges Wandungsteil 30 a und einen verengten Abschnitt 30 b, welches in den von der Gegenbohrung 31 gebildeten Bohrungsendabschnitt mündet. Damit steht also die Gegenbohrung 31 in offener Verbindung mit der Längsboh­ rung 30.

Die Gegenbohrung 31 ist konzentrisch mit den Außenabmes­ sungen des vorderen Teils 25 des Körpers 20 angeordnet und hat einen größeren Durchmesser als der verengte Abschnitt 30 b der Längsbohrung 30. Gegenüber diesem ist die Gegenbohrung 31 durch eine vorwärts gewandte Stufe 32 abgesetzt.

Die Gegenbohrung 31 ist für die Aufnahme einer in Fig. 2 dargestellten Zentrierungsbuchse 35 bemessen. Diese ist vor­ zugsweise aus rostfreiem Stahl und hat einen dem Innen­ durchmesser der Gegenbohrung 31 entsprechenden Außendurch­ messer sowie einen abgeschrägten Rand 36, welcher das Ein­ führen in die Gegenbohrung 31 erleichtert. Ferner hat die Zentrierungsbuchse 35 eine Führungsbohrung 37 mit einer vergrößerten Öffnung 41 und einer sich trichterförmig zum vorderen Ende des Körpers 20 hin verjüngenden Wandung 38.

Ein verengter Durchlaß 39 der Führungsbohrung mündet vor­ wärts in einer etwas erweiterten Öffnung 40 aus. Dank dieser Ausbildung der Führungsbohrung 37 erleichtert die Zentrierungsbuchse 35 das im folgenden beschriebene Einführen einer Lichtleit­ faser in die Längsbohrung.

Ein in Fig. 3 und 4 dargestellter Zentrierstift 45 ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl geformt und hat einen kreiszylindrischen Körper 46 mit einem konischen Endstück 47, welches eine sich rückwärts verjüngende Umfangsfläche 48 aufweist.

In dem in Fig. 5 und 6 gezeigten Zustand des Zusammenbaus des Verbindungssteckers sind die Zentrierungsbuchse 35 sowie vier Zentrierstifte 45 in die Gegenbohrung 31 eingesetzt. Dabei ist die Zentrierungsbuchse 35 zwischen der die Gegenbohrung 31 gegenüber dem verengten Abschnitt 30 b der Längsbohrung 30 absetzenden vorwärts gewandten Stufe 32 und den vier Zentrierstiften 45 angeordnet. Wie man in Fig. 6 erkennt, sind die vier Zentrierstifte 45 nebeneinander derart ange­ ordnet, daß sie sich in tangentialer Berührung mit der Innenwand der Gegenbohrung 31 sowie in gegenseitiger Tangen­ tialberührung befinden. Sie haben untereinander gleiche Abmessungen und begrenzen einen Mitteldurchlaß 50. Da die Gegenbohrung 31 konzentrisch auf die Außenabmessungen des vorderen Teils 25 des rohrförmigen Körpers 20 ausge­ richtet ist und die Zentrierstifte 45 untereinander gleiche Abmessungen aufweisen, ist der Durchlaß 50 mittig innerhalb des Körpers 20 ausgerichtet, so daß eine in ihn eingeführte Lichtleitfaser in bezug auf die Außenabmessungen des Körpers 20 zentriert ist.

Die durch die trichterförmige Wandung 38 begrenzte erwei­ terte Öffnung 41 der Zentrierungsbuchse 35 steht in offener Ver­ bindung mit dem verengten Abschnitt 30 b der Längsbohrung 30. Die Zentrierstifte 45 sind so angeordnet, daß ihre koni­ schen Endstücke 46 rückwärts weisen und ihre Umfangswan­ dungen 48 konvergierende Führungswandungen zum Einführen einer optischen Faser in den Durchlaß 50 bilden. Zu bemerken ist ferner, daß die vorderen Enden der Zentrier­ stifte 45 über die vordere Stirnfläche 28 des Stecker­ körpers 20 hinaus hervorstehen.

Fig. 7 und 8 zeigen den Verbindungsstecker nach dem Ein­ führen einer optischen Faser 60 über das hintere Ende der Längsbohrung 30 und der Zentrierungsbuchse 35 in den von den Zentrierstiften 45 begrenzten Durchlaß 50, wobei die Lichtleitfaser 60 ebenfalls über die vordere Endfläche 28 des Körpers 20 hinaus hervorsteht.

Die Durchmesser der Gegenbohrung und der Zentrierstifte 45 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Lichtleitfaser 60, wie in Fig. 8 zu erkennen, in tangentiale Berührung mit den Zentrierstiften 45 kommt. Dank der tangentialen Berüh­ rung der Lichtleitfaser 60 mit den Zentrierstiften 45 und dieser untereinander sowie mit der Innenwand der Gegen­ bohrung 31 ist gewährleistet, daß die Lichtleitfaser 60 in bezug auf die Außenabmessungen des vorderen Teils 25 des Körpers 20 konzentrisch ausgerichtet ist.

Nachdem die Lichtleitfaser 60, wie in Fig. 7 und 8 darge­ stellt, in den Verbindungsstecker eingeführt ist, wird ein geeigneter Kleber, etwa ein Epoxidharz, in das vordere Teil 25 des Steckers eingeleitet, um die Lichtleitfaser dauerhaft darin zu befestigen. Der damit erreichte Zustand ist in Fig. 9 und 10 dargestellt. In der Praxis wurde festgestellt, daß das Epoxidharz aufgrund von Kapillar­ kräften in das vordere Ende des Steckers fließt. Nach der Verfestigung des Epoxidklebers 65 sind der Einsatz 35, die Zentrierstifte 45 und die Lichtleitfaser 60 dauerhaft in der Gegenbohrung 31 befestigt.

Nach dem vollständigen Verfestigen des Epoxidklebers 65 werden die über die vordere Stirnfläche 28 des Körpers 20 hervorstehenden Teile der Zentrierstifte 45 und der Lichtleit­ faser 60 bündig mit der Stirnfläche 28 abgeschliffen und poliert, so daß eine glatte, ebene Oberfläche entsteht. Der damit fertiggestellte Verbindungsstecker ist in Fig. 11 dargestellt. Für den Anschluß eines eine schützende Um­ hüllung 61 aufweisenden faseroptischen Kabels wird die Umhüllung zunächst so weit von der optischen Faser ent­ fernt, daß diese sich ungehindert über den verengten Abschnitt 30 b der Längsbohrung und die Zentrierbuchse 35 in den von den Stiften 45 begrenzten Durchlaß 50 einführen läßt. In Fig. 11 ist die Umhüllung zu diesem Zweck bis zu einer mit 62 bezeichneten Stelle entfernt.

In der beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausführungs­ form sind zwar vier Zentrierstifte 45 vorgesehen, es kann jedoch auch jede beliebige andere Anzahl von Zentrierstif­ ten Verwendung finden, sofern diese Anzahl größer als zwei ist. Da die Lichtleitfaser vollständig von dem rohrför­ migen Körper des Steckers umschlossen ist, ist sie vor jeglicher Verunreinigung von außen geschützt, welche den Lichtübergang zwischen zwei Lichtleitfasern beeinträch­ tigen könnte. Der dargestellte Stecker eignet sich für den Anschluß jeder Art von jeweils eine einzelne optische Faser aufweisenden Kabeln. Da der rohrförmige Körper, der Einsatz und die Zentrierstifte aus rostfreiem Stahl sind, ist der Verbindungsstecker keinen abträglichen Einflüssen durch die Umgebungstemperatur oder durch chemischen Angriff unterworfen. In dieser Hinsicht sind auch andere unempfindliche Werkstoffe verwendbar.

Der erfindungsgemäße Verbindungsstecker eignet sich insbe­ sondere für die gegenseitige Verbindung zweier Lichtleit­ fasern. Zu diesem Zweck weist der Körper 20 des Steckers ein einen verringerten Durchmesser aufweisendes vorderes Teil mit einer vorwärts gewandten Stufe 27 auf. Eine auf das vordere Teil aufsteckbare elastische Buchse hat eine derartige Länge, daß die Stirnflächen 28 zweier mitein­ ander zu verbindender Stecker bei Anlage der Buchse an den Stufen 27 der jeweiligen Stecker in einem solchen gegenseitigen Abstand voneinander gehalten sind, daß ein wirksamer Lichtübergang gewährleistet ist. Da die Gegenbohrung in bezug auf die Außenabmessungen des Kör­ pers 20 konzentrisch angeordnet ist und die Zentrierstifte untereinander den gleichen Durchmesser haben, so daß sie sich gleichzeitig in tangentialer Anlage an der Innen­ wand der Gegenbohrung 31, untereinander und an der Lichtleit­ faser 60 befinden, sind die Lichtleitfasern beider Verbindungsstecker axial und winkelmäßig genau aufein­ ander ausgerichtet, so daß ein wirksamer Lichtübergang gewährleistet ist.

Fig. 12 zeigt einen vollständigen Verbinder für ein faser­ optisches Kabel mit einem in Fig. 11 dargestellten Ver­ bindungsstecker. Neben dem Verbindungsstecker umfaßt der Verbinder 70 ein hinteres Halteteil 71, einen Halte­ ring 72, eine Überwurfmutter 73 und eine Steckbuchse 74.

Eine das hintere Halteteil 71 durchsetzende Bohrung hat ein hinteres Teil 75 für die Aufnahme des mit der Umhül­ lung 61 versehenen faseroptischen Kabels und ein vor­ deres Teil 76 für die Aufnahme des den größeren Durchmes­ ser aufweisenden hinteren Teils 23 des Steckerkörpers 20. Ferner hat das hintere Halteteil 71 eine vorwärts gewandte ringförmige Stirnfläche 77, an welcher die rückwärts gewandte Endfläche 26 a des ringförmigen Bunds 26 in Anlage kommt.

Der Haltering 72 ist axial nicht verschieblich in einer Ringnut 78 des hinteren Teils 71 festgehalten. Er dient zusammen mit einem ringförmigen Flansch 79 dazu, die Überwurfmutter 73 auf dem vorderen Ende des hinteren Halteteils 71 festzuhalten. Zu diesem Zweck hat die Überwurfmutter 73 einen einwärts hervorstehenden Rand 80, welcher zwischen dem Haltering 72 und dem Flansch 79 fest­ gehalten ist, und ein sich daran anschließendes Teil 81 größeren Innendurchmessers, welches ein Innengewinde für die Verbindung mit einem komplementären Verbinder auf­ weist. Die vorzugsweise aus einem elastischen Material geformte Buchse 74 ist stramm auf das vordere Endstück des Steckerkörpers 20 aufgeschoben und dient der Aufnahme des vorderen Endstücks eines in einem komplementären Ver­ binder vorhandenen Verbindungssteckers. Die Buchse richtet die Endflächen der faseroptischen Kabel aufeinander aus und hält sie in einem für einen wirksamen Lichtübergang günstigen Abstand relativ zueinander fest.

Zur Zugentlastung des Kabels kann dieses in das hintere Halteteil 71 eingeklebt sein. Zu diesem Zweck wird ein geeigneter Kleber, etwa ein Epoxidkleber 82, in die hin­ tere Bohrung 75 eingeleitet und um das Kabel herum zum Verfestigen gebracht, so daß das Kabel dann fest am Ver­ binder angebracht ist. Eine Zugentlastung kann auch durch Aufquetschen des hinteren Halteteils auf das Kabel in bekannter Weise bewerkstelligt werden.

Claims (8)

1. Rohrförmiger Verbindungsstecker für Lichtleiterkabel, bei dem die im Kopplungsbereich vom Kabelmantel befreite Lichtleitfaser innerhalb des Kopplungsbereichs des Steckers durch ein die Lichtleitfaser gegenüber dem Außendurchmesser des rohrförmigen Verbindungssteckers zentrierendes, sich an der Innenwand des entsprechenden Steckerteils radial abstützendes Einsatzstück gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück von einer Mehrzahl von mindestens drei gleichgeformten, zy­ lindrischen, an einem Ende sich konisch verjüngenden Stiften (45) gebildet ist, die, mit dem verjüngten Ende (47) nach innen weisend, parallel zur Seelenachse der Lichtleitfaser (60) eingesteckt sind und in an sich be­ kannter Weise ringförmig aneinanderliegend einen dem Durchmesser der Lichtleitfaser (60) angepaßten Führungs­ kanal (50) bilden.

2. Verbindungsstecker nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bohrung (30, 30 b, 31) im Rohrkörper (20) des Steckers einen verengten Abschnitt (30 b) auf­ weist, dessen Durchmesser kleiner als der des Bohrungs­ endabschnitts (31) ist, in dem sich die Stifte (45) be­ finden.

3. Verbindungsstecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die freien Räume zwischen den Stiften (45) und der Innenwand des Bohrungsendabschnitts (31) sowie der Lichtleiterfaser (60) ein Klebermaterial (65) eingebracht ist.

4. Verbindungsstecker nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er vier Stifte (45) enthält.

5. Verbindungsstecker nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stifte (45) jeweils einen massiven rohrförmigen Körper (46) und ein konisches Endstück (47) aufweisen, und daß die Stifte (45) Seite an Seite derart angeordnet sind, daß ihre konischen Endstücke (47) kon­ vergierende Führungswände (48) zum Einführen einer Lichtleitfaser (60) in den Mitteldurchlaß (50) bilden.

6. Verbindungsstecker nach Anspruch 2 oder einem der da­ von abhängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem verengten Bohrungsabschnitt (30 b) und dem Bohrungsabschnitt (31) eine Stufe (32) ausgebildet ist, zwischen der und den Stiften (45) sich eine Zen­ trierungsbuchse (35) befindet, die eine Führungsbohrung (37) zum Einführen der Lichtleitfaser (60) aufweist.

7. Verbindungsstecker nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsbohrung (37) eine mit dem ver­ engten Bohrungsabschnitt (30 b) in Verbindung stehende größere Öffnung (41) aufweist, die in Richtung auf die Stifte (45) konvergiert.

8. Verbindungsstecker nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Stifte (45) und der Lichtleitfaser (60) mit der Stirnfläche (28) des Rohrkörpers (20) plan geschliffen und poliert sind.