DE2916763C2 - Connector for connecting the ends of optical cables - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a connector according to the preamble of claim 1.

Ein sehr bedeutsames praktisches Problem bei der Verwendung optischer Fasern in Übertragungssystemen besteht darin, gute Verbindungen zwischen den Faserstücken herzustellen, um die Kopplungsverluste auf einem Minimum zu halten. Diese Verluste werden sowohl durch unvollkommene Ausrichtung der zu verbindenden Faserenden, also durch mangelnde Parallelität und durch seitliche Fehlausrichtungen der Faserachsen, als auch durch die Diskontinuität des Brechungsindex an der Verbindungsstelle hervorgerufen. A very significant practical problem with the use of optical fibers in transmission systems is to make good connections between the fiber pieces to avoid coupling losses to keep it to a minimum. These losses are caused by both imperfect alignment of the too connecting fiber ends, i.e. due to a lack of parallelism and lateral misalignments of the Fiber axes, as well as the discontinuity of the refractive index at the junction.

Im Bestreben, die Faserenden genau aufeinander auszurichten, werden im allgemeinen Vorrichtungen mit hülsenförmigen oder V-Nut-förmigen Führungen verwendet, in denen die Fasern durch Haftmittel oder Federmittel in der korrekten Stellung gehalten werden, und die Anpassung des Brechungsindex wird durch geeignete flüssige Substanzen, die zwischen die Faserenden eingebracht werden, -bewirkt. Derartige Vorrichtungen ergeben zwar in zufriedenstellender Weise bleibende Spleißungen, sie sind jedoch problematisch, wenn sie in lösbaren Verbindern verwendet werden, da die Empfindlichkeit ihres Aufbaus nicht die für solche Verbinder typischen häufigen Verbindungsund Löseoperationen erlaubt.In an effort to align the fiber ends exactly to one another, devices are generally with sleeve-shaped or V-groove-shaped guides are used in which the fibers are held by adhesive or Spring means are kept in the correct position, and the adjustment of the refractive index is made by suitable liquid substances, which are introduced between the fiber ends, caused. Such While devices give satisfactory permanent splices, they are problematic when used in detachable connectors, as the sensitivity of their construction is not the frequent connection and disconnection operations typical of such connectors are allowed.

Die Ausnützung magnetischer Kräfte bei Verbindern für optische Kabel ist bekannt. Beispielsweise ist es bekannt (DE-OS 26 45 991), die Faserendstücke durch ein Magnetkissen in Führungsnuten mit V-Querschnitt zu pressen. Auch ist es bekannt (DE-OS 26 10 368, Fig. 2), die Faserendstücke, die mit einer Magnetumhüllung versehen sind, durch Magnetkraft sowohl in die Führungsnuten mit V-Querschnitt zu ziehen als auch mit ihren Stirnseiten aneinander zu ziehen. Auch ist ein Verbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt (DE-OS 26 10 368, Fig. 3), bei dem die durch Bohrungen in den Polschuhen geführten, mit magnetischem Material umhüllten Faserendstücke sich durch die Magnetkraft anziehen und mit ihren Endflächen aneinanderpressen. Um bei diesen an sich lösbaren und wiederverbindbaren Faserverbindungen möglichst geringe Lichtverluste hinnehmen zu müssen, müssen die mechanischen Führungen mit höchster Präzision bearbeitet sein, was insbesondere dann schwierig ist, wenn die aufeinander auszurichtenden Verbinderhälften eine Vielzahl von Führungsnuten oder Führungsbohrungen aufweisen, die sowohl winkelmäßig als auch hinsichtlich des Fluchtens genau aufeinander ausgerichtet sein müssen.The use of magnetic forces in connectors for optical cables is known. For example, it is known (DE-OS 26 45 991), the fiber end pieces through to press a magnetic pad in guide grooves with a V-section. It is also known (DE-OS 26 10 368, Fig. 2), the fiber end pieces, which are provided with a magnetic sheath, by magnetic force in both the To draw guide grooves with a V-cross section as well as to draw their end faces together. Also is a Connector according to the preamble of claim 1 known (DE-OS 26 10 368, Fig. 3), in which the through Bores in the pole pieces, coated with magnetic material fiber end pieces run through attract the magnetic force and press them together with their end faces. In order to be able to solve these in and of itself To have to accept the least possible light losses with re-connectable fiber connections, the mechanical guides be machined with the highest precision, which is particularly difficult when the connector halves to be aligned with one another have a plurality of guide grooves or guide bores have that are precisely aligned with one another both angularly and with regard to the alignment have to.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbinder zum Verbinden der Enden von optischen Kabeln zu schaffen, bei dem die Anforderung an die Präzision beim Herstellen und beim Zusammenfügen der Verbinderhälften nicht sehr hoch zu sein braucht Dj^se Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst, die sich so auswirkt, daß die durch die Bohrungen nur vorausgerichteten Endstücke der optischen Fasern nicht durch mechanische- Führungen zentriert werden, sondern als Folge der induzierten Magnetisierung und Anziehung genau fluchtend aufeinander ausgerichtet werden, und zwar bei jedem neuen Zusammenstecken. Die Führungsbohrungen, da sie nur der Vor-Ausrichtung dienen, können eine verhältnismäßig große Toleranz aufweisen, beispielsweise in Kunststoff gegossen sein. Die Verbinderhälften können also günstig in Massenfertigung hergestellt werden, insbesondere auch als zwei gleiche Teile, so daß sie sehr günstig sind. Sie können dann durch entsprechende Verbindungselemente so mit dem jeweiligen optischen Kabel verbunden werden, daß die mechanische Beanspruchung im Kabel sich zweckmäßig verteiltIn contrast, the object of the invention is to provide a connector for connecting the ends of optical cables where the requirement for precision during manufacture and during Joining the connector halves does not need to be very high. This task is performed by the im Claim 1 characterized invention solved, which has the effect that the holes only Pre-aligned end pieces of the optical fibers are not centered by mechanical guides, but as a result of the induced magnetization and attraction, they are precisely aligned with one another each time they are put together again. The pilot holes as they are only of pre-alignment serve, can have a relatively large tolerance, for example cast in plastic be. The connector halves can therefore be mass-produced cheaply, in particular also than two equal parts, so they are very cheap. You can then use appropriate fasteners be connected to the respective optical cable in such a way that the mechanical stress in the cable appropriately distributed

Die Ausführung nach Anspruch 2 erweist sich als besonders zweckmäßig, da die nichtmagnetischen Teile der Verbinderhälften nicht dazu tendieren, die ferromagnetischen Körper, die insbesondere Umhüllungen der optischen Fasein sein können, starr festzuhalten oder nach hinten zu ziehen. Die Ausführung nach Anspruch 3 bietet den Vorteil, daß die Magnete außer zur Fluchtung und Zusammenhaltung der Faserendstükke auch zum Zusammenhalten der Verbinderhälften ausgenützt werden.The embodiment according to claim 2 proves to be particularly useful because the non-magnetic parts the connector halves do not tend to affect the ferromagnetic bodies, in particular the sheaths the optical fiber can be held rigidly or pulled backwards. The execution after Claim 3 offers the advantage that the magnets except for the alignment and holding together of the fiber end pieces can also be used to hold the connector halves together.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung, deren einzige Figur einen medialen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Verbinder darstelltFurther details, advantages and developments of the invention emerge from the subclaims and from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawing, the single figure of which shows a medial longitudinal section through a connector according to the invention

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Enden optischer Kabel CO und CO' miteinander zu verbinden, von denen jedes beispielsweise drei optische Fasern FI, F2, F3, bzw. FY, FT und FZ' umfaßt Die Enden der zu den Kabeln gehörenden optischen Fasern sind in zwei Gehäusen Cbzw. C'aus nichtmagnetischem Material angeordnet, die mit Kabelverschlußvorrichtungen 5 bzw. 5', beispielsweise Stopfbüchsen, für dieIn the illustrated embodiment, two ends of optical cables CO and CO 'are to be connected to each other, each of which comprises, for example, three optical fibers FI, F2, F3, or FY, FT and FZ'. The ends of the optical fibers belonging to the cables are in two Housings C or C 'arranged from non-magnetic material with cable locking devices 5 and 5', for example stuffing boxes, for the

Verriegelung der optischen Kabel und mit federnden Befestigungsstücken G bzw. C versehen sind, um das Auftreten konzentrierter mechanischer Belastungen im Kabel nahe am Verbinder zu vermeiden.Locking of the optical cables and provided with resilient fastening pieces G and C , respectively, in order to avoid the occurrence of concentrated mechanical loads in the cable close to the connector.

Zwei Vorsprünge L und U sind in entsprechende Ausnehmungen /V bzw. N' einsteckbar. Sie stellen zwei Arretierungspunkte dar, die die gegenseitige Ausrichtung der Verbinderteile ermöglichen und gleichzeitig ihre gegenseitige Verdrehung verhindern.Two projections L and U can be inserted into corresponding recesses / V and N ' . They represent two locking points that enable the connector parts to be aligned with one another and at the same time prevent their mutual rotation.

Der Verbinder umfaßt zwei ringförmige Permanentmagnete Mund M'mit Magnetfeldern, deren Flußlinien innerhalb der Materialien parallel zu den Rotationsachsen der Magnete verlaufen, und zwar, wenn die beiden Verbinderteile Stirn an Stirn in Verbindungsstellung angeordnet sind, mit übereinstimmender Richtung. Die Permanentmagnete können auch toroidale Form haben. Weiterhin umfaßt der Verbinder um die einzelnen Faserenden angeordnete zylindrische Umhüllungen R 1, RZ R3 und RV, R2', R3' aus ferromagnetischem Material. Ihre Funktion wird später bei der Beschreibung der Funktionsweise des Verbinders erläutert. Diese Umhüllungen können mit Hiife einfacher mechanischer Verfahren oder durch Anwendung bekannter Techniken der chemischen oder ilektrochemischen Niederschlagung hergestellt werden.The connector comprises two ring-shaped permanent magnets mouth M ' with magnetic fields whose lines of flux within the materials run parallel to the axes of rotation of the magnets, when the two connector parts are arranged end to end in the connected position, with the same direction. The permanent magnets can also have a toroidal shape. Furthermore, the connector comprises cylindrical sheaths R 1, RZ, R3 and RV, R2 ', R3' made of ferromagnetic material and arranged around the individual fiber ends. Their function will be explained later when describing how the connector works. These envelopes can be made by simple mechanical processes or by using known chemical or electrochemical deposition techniques.

Die Montage jedes der Verbinderteile an einem der Enden der optischen Kabel ist nicht schwierig, da sie einfach darin besteht, die einzelnen Fasern, nachdem diese bereits von einer eventuellen Schutzbeschichtung befreit und an den Enden mit den zylindrischen j₍> Umhüllungen aus dem ferromagnetischen Material abgedeckt sind, in die hierfür in den Gehäusen Cbzw. C vorhandenen Führungen einzuführen und die optischen Kabel durch die Kabelverschlußvorrichtungen S bzw. 5' festzulegen. jsThe assembly of each of the connector parts at one of the ends of the optical cables is not difficult, because it is simply the individual fibers after this already freed from a possible protective coating and covered at the ends with the cylindrical j _(> casings of the ferromagnetic material are to be inserted into the guides provided for this purpose in the housings C or C and the optical cables to be fixed using the cable locking devices S or 5 '. js

Sodann können die beiderseitigen Verbinderteile einander so angenähert werden, daß die Vorsprünge L und L' mit den Ausnehmungen N bzw. N' übereinstimmen. Da die Magnete M und M' parallele und gleichsinnige magnetische Felder erzeugen, bewirken sie eine gegenseitige Anziehung, so daß die beiden Verbinderteile fest zusammenhalten. Genügt die magnetische Anziehung nicht, so können die beiden Verbinderteile auch oder noch mit Hilfe von Bajonettverschlüssen, geschraubten Sperringen oder sonstigen an sich bekannten Hilfsmitteln in der geschlossenen Stellung gehalten werden.The connector parts on both sides can then be brought closer together so that the projections L and L ' coincide with the recesses N and N' , respectively. Since the magnets M and M ' generate parallel and co-directional magnetic fields, they cause mutual attraction so that the two connector parts hold together firmly. If the magnetic attraction is insufficient, the two connector parts can also or still be held in the closed position with the aid of bayonet locks, screwed locking rings or other aids known per se.

Die durch die zylindrischen Führungen in den Gehäusen C und C" bereits grob vor ausgerichteten Enden der Fasern Fl, FI und F3 liegen den entsprechenden Enden der Fasern FV, F2' bzw. F3' gegenüber und sind von diesen nur durch einen schmalen Spalt getrennt. Ihre genaue Ausrichtung wird durch das Magnetfeld erreicht, das von den Permanentmagneten M und M' parallel zu den Faserachsen erzeugt wird. Tatsächlich ergibt sich als Folge der induzierten Magnetisierung der auf den Faserenden sitzenden ferromagnetischen Umhüllungen R\,R2 und R 3 bzw. RV, R 2' und R 3' eine gegenseitige Anziehung zwischen den sich gegenüberliegenden Fasern und eine Fluchtung zusammengehöriger Enden entlang den Flußlinien des Magnetfelds.The ends of the fibers F1, FI and F3, which are already roughly aligned by the cylindrical guides in the housings C and C ", are opposite the corresponding ends of the fibers FV, F2 ' and F3' and are only separated from them by a narrow gap. Their precise alignment is achieved by the magnetic field generated by the permanent magnets M and M ' parallel to the fiber axes. In fact, as a result of the induced magnetization of the ferromagnetic sheaths R \, R2 and R 3 or RV, R 2 ' and R 3' indicate mutual attraction between the opposing fibers and alignment of mating ends along the lines of flux of the magnetic field.

Durch eine geeignete Wahl des Verhältnisses der Länge zum Durchmesser der loagnete kann ein im wesentlichen konstantes und zu der- Rotationsachsen der Magnete paralleles Feld erhalten werden. Die Faserausrichtung erreicht damit eine Genauigkeit, die mechanisch nur mit Hilfe komplizierter LaboratoriumsvorrWhtungen zu erzielen wäre.By a suitable choice of the ratio of the length to the diameter of the loagnete an im essentially constant field parallel to the axes of rotation of the magnets can be obtained. the Fiber alignment thus achieves an accuracy that is mechanically only possible with the help of complicated laboratory equipment could be achieved.

Um jede Diskontinuität des Brechungsindex zu vermeiden, wird zwischen den Faserenden ein Fluid von geeignetem Brechungsindex eingebracht. Es kann in das Innere des Verbinders durch eint Öffnung getropft werden, die zu diesem Zweck im Gehäuse C oder C" vorhanden ist.In order to avoid any discontinuity in the refractive index, a fluid of suitable refractive index is introduced between the fiber ends. It can be dripped into the interior of the connector through an opening provided for this purpose in housing C or C ".

Die beschriebene Ausführung kann in verschiedener Hinsicht abgewandelt werden. Beispielsweise kann der Verbinder nicht nur axialsymmetrisch mit radial verteilten Fasern sain, sondern kann auch von prismatischer Form mit in übereinanderliegenden Ebenen angeordneten Fasern sein. Auch kann das Magnetfeld sowohl von Permanentmagneter.- als auch mit Hilfe eines Elektromotors oder Solenoids beliebiger Form unter der Bedingung, daß die Flußlinien parallel zu den einzelnen optischen Faserenden verlaufen, erzeugt werden.The embodiment described can be modified in various ways. For example, the Connector not only sain axially symmetrical with radially distributed fibers, but can also be of be prismatic in shape with fibers arranged in superimposed planes. Also can Magnetic field from permanent magnets as well as any with the help of an electric motor or solenoid Shape under the condition that the lines of flow run parallel to the individual optical fiber ends, be generated.

Hierzu i Blatt ZeichnungenFor this purpose i sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verbinder zum Verbinden der Enden von eine oder mehrere optische Fasern umfassenden optischen Kabeln, deren beiderseitige mit ihren Endstükken in den Verbinder reichende optische Fasern mit ihren jeweiligen Endflächen paarweise aneinanderzulegen sind, wobei zum Verbinder zwei jeweils an einem der Kabelenden sitzende, voneinander lösbare Verbinderhälften, in denen sich in den gegenüberliegenden Verbinderhälften paarweise zusammengehörende, je Paar unter gegenseitigem Abstand einander gegenüberliegende Bohrungen zum Aufnehmen der jeweiligen Faserendstücke befinden, ferner ferromagnetische Körper, die um den an die jeweilige Faserendfläche anschließenden Teil der optischen Fasern angeordnet sind, sowie wenigstens ein Magnet, dessen Magnetfeldlinien im Endbereich der miteinander zu verbindenden Fasern parallel zu den Faser-! ängsachsen in diesem Endbereich verlaufen, gehören, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluchtung der einander gegenüberliegenden Endstücke der optischen Fasern (Fi, F2, F3; FV, FI', F3') durch die induzierte Magnetisierung ihrer ferromagnetischen Körper bewirkt wird.1. Connector for connecting the ends of one or more optical fibers comprising optical cables, the optical fibers of which extend with their end pieces into the connector are to be placed in pairs with their respective end faces, whereby for the connector two detachable connector halves each seated on one of the cable ends , in which in the opposite connector halves belonging together in pairs, each pair at a mutual distance opposite bores for receiving the respective fiber end pieces are located, furthermore ferromagnetic bodies which are arranged around the part of the optical fibers adjoining the respective fiber end face, as well as at least one magnet, whose magnetic field lines in the end area of the fibers to be connected are parallel to the fiber! longitudinal axes run in this end area, characterized in that the alignment of the opposite end pieces of the optical fibers (Fi, F2, F3; FV, FI ', F3') is brought about by the induced magnetization of their ferromagnetic bodies. 2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen dusch nichtmagnetische Teile (C, C')der Verbinderhälften verlaufen.2. Connector according to claim 1, characterized in that the bores extend shower non-magnetic parts (C, C ') of the connector halves. 3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den Magneten (M, M') der eine ein Teil der einen und der andere ein Teil der anderen Verbinderhälfte sind und daß sie durch ihre gegenseitige Anziehung die beulen Verbinderhälften zusammenhalten.3. A connector according to claim 1 or 2, characterized in that one of the magnets (M, M ') is a part of the one and the other is part of the other connector half and that they hold the buckled connector halves together by their mutual attraction. 3535