DE69119922T2

DE69119922T2 - Stecker für optische Fasern

Info

Publication number: DE69119922T2
Application number: DE69119922T
Authority: DE
Inventors: Laurent Boillot; Serge Boudard
Original assignee: Radiall SA
Current assignee: Radiall SA
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1991-01-29
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2011-01-30
Also published as: DE69119922D1; FR2657697A1; EP0441676A1; EP0441676B1; US5134676A; FR2657697B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbinder für optische Fasern.
Genauer hat die Erfindung einen Verbinder von der Bauart zum Gegenstand, die zwei Endhülsen aufweist, die am Ende jeder der zu verbindenden Fasern montiert sind und jeweils einen Kanal aufweisen, in dem die optische Faser mit Spiel eingeführt und derart fixiert werden kann, daß ihr Ende mit dem Ende der Endhülse bündig ist, mit einer Kupplungsbuchse mit einer Längsbohrung zur endweisen Abstützung und Ausrichtung der beiden Endhülsen, und Longitudinal-Andruckmitteln zum Vorspannen jeder der Endhülsen in Richtung der anderen.
Die Anmelderin hat bereits in EP-A-0 063 085 einen Verbinder dieser Art beschrieben, bei dem die Anschlußbuchse in ihrem zentralen Teil, im Inneren ihrer Längsbohrung, einen Anschlagkörper für die männlichen Endhülsen aufweist, insbesondere eine Kugel, die eine durchgehende axiale Öffnung und um diese herum eine Berührungsfläche bildet, die jeder der männlichen Endhülsen gegenüberliegt. Jedes der männlichen Endhülsen bildet einen rohrförmigen axialen Vorsprung, der in der Lage ist, in die Öffnung des Anschlagkörpers einzugreifen, wobei das Ende der Faser mit dem Ende des Vorsprungs zusammenfällt. Jede der Endhülsen weist, gegenüber dem Vorsprung zurückliegend und den hinteren Teil desselben umgebend, eine ringförmige Ausnehmung auf, deren Wand, vorzugsweise mit konischem Profil, eine Berührungsfläche für die gegenüberliegende Fläche des Anschlagkörpers der Kupplungsbuchse bildet, und wobei eine Anlage der Berührungsflächen durch die Wirkung von Longitudinal-Andruckmitteln bewirkt wird. Die gegenüberliegenden Flächen des Anschlagkörpers und der männlichen Endhülsen sind so ausgebildet, daß bei jeglicher Relativbewegung der Berührungsflächen das Ende einer Faser, in Höhe der Endfläche des Vorsprungs einer männlichen Endhülse, in einem konstanten vorgegebenen Abstand zum Mittelpunkt des Anschlagkörpers gehalten wird.
Die Endflächen der Vorsprünge der Endhülsen und der im Inneren fixierten Fasern sind gerade, d.h., rechtwinklig zur Längsachse des Verbinders, oder sie können in bezug auf diese Achse geneigt sein, wenn eine Dämpfungsfunktion gewünscht wird, wie beispielsweise in der französischen Patentanmeldung FR-A-2 598 820 der Anmelderin beschrieben wird.
In all diesen Fällen stehen die gegenüberliegenden Endflächen der Fasern nicht miteinander in Berührung, sondern sie sind durch ein Intervall getrennt, das in der Praxis in der Größenordnung von 6 bis 15 µm liegt, wenn die Verbindung einmal hergestellt ist. Ein größeres Intervall, insbesondere größer als 25 µm, würde nämlich zu inakzeptablen Verlusten an der Verbindungsstelle führen.
Es ist somit eine Luftschicht zwischen den gegenüberliegenden Enden der optischen Fasern vorhanden.
Der Brechungsindex der Luft unterscheidet sich jedoch beträchtlich von demjenigen der Seele der gegenwärtig verwendeten optischen Fasern aus Silizium, die einen Brechungsindex von 1,47 hat.
Um Fresnel-Verluste durch Reflexion beim Durchtritt durch die Luftschicht zwischen den gegenüberliegenden Enden der Fasern zu vermeiden, ist es bekannt, den Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden Enden der Fasern mit einem Produkt mit fett- oder gelartiger Konsistenz auszufüllen, das als "Indexgel" bezeichnet wird und einen Brechungsindex aufweist, der gleich oder in der Nähe desjenigen der Seele der Fasern ist. Ein Beispiel wird in GB-A-2 056 705 gegeben.
Bei den Verbindern der in EP-A-0 063 085 beschriebenen Art bringt man vor dem Einsetzen der Endhülsen in das Innere der Kupplungsbuchse eine geringe Menge des Indexgels auf der Endfläche der Endhülse an, an der die Faser mündet, wonach man die Endhülsen in der Kupplungsbuchse fixiert.
Diese Lösung ist jedoch nicht zufriedenstellend, weil es zum einen in der Praxis vorkommt, daß der Techniker, der die Verbindung herstellt, es versäumt, das Indexgel anzubringen, und zum anderen das Gel die Tendenz hat, während des Gebrauchs zu verdampfen. Wenn die Verbindung gelöst und danach wieder hergestellt werden muß, ist es außerdem notwendig, die Endflächen der Endhülsen zu reinigen, um das verbleibende Gel zu entfernen und dann durch eine neue Menge an Gel zu ersetzen.
In all diesen Fällen ist es nicht möglich, die aufgebrachte Menge an Indexgel zu kontrollieren.
Im übrigen offenbart FR-A-2 386 060 einen faseroptischen Verbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In diesem Dokument wird das Element aus elastischem Kunststoff, im Sinne der Erfindung, durch einen zylindrischen Stopfen gebildet, dessen Länge wesentlich größer ist als der Durchmesser der Seele der Faser.
Diese große Länge des Stopfens führt zu einer schlechten Übertragung des durch die Fasern geleiteten optischen Signals.
GB-A-2 056 705 beschreibt einen faseroptischen Verbinder mit einem Kapillarrohr, in dem die Enden der beiden optischen Fasern miteinander ausgerichtet und mit gegenüberliegenden Endflächen aneinander gekoppelt sind.
Eine Pastille aus einem Indexanpassungsharz ist zwischen den gegenüberliegenden Endflächen der Fasern vorgesehen, um die Endfläche jeder Faser gegen eine Beschädigung, beispielsweise durch Reißen, zu schützen.
In der Praxis ist gemäß diesem Dokument eine Pastille auf der Endfläche jeder zu verbindenden optischen Faser vorgesehen.
Es ist somit notwendig, die Endfläche jeder zu verbindenden optischen Faser speziell zu präparieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und zuverlässiges Mittel zum Koppeln der gegenüberliegenden Endflächen von zwei zu verbindenden optischen Fasern vorzuschlagen, das eine gute Übertragung des durch die optischen Fasern geleiteten Lichtsignals gestattet und kein spezielles Präparieren der Endfläche der zu verbindenden optischen Fasern erfordert.
Diese Aufgabe wird durch den Verbinder für optische Fasern gelöst, wie er in Anspruch 1 definiert ist.
Mit anderen Worten, gemäß der Erfindung wird das Mittel zum Koppeln der Endflächen der Fasern durch eine Membran und eine mit dieser Membran verbundene Hülse gebildet, die um den erste herum angeordnet ist, um sie im Inneren der Bohrung zu halten, in ihrer Gebrauchsstellung, selbst dann, wenn die optischen Fasern nicht mehr in dieser Längsbohrung liegen.
Gemäß der Erfindung kann man somit die mit der Membran versehene Hülse in Position bringen und im Inneren der Kupplungsbuchse fixieren, bevor die Verbindung hergestellt wird. Man führt dann die die Fasern enthaltenden Endhülsen in das Innere der Kupplungsbuchse ein und fixiert sie.
Unter der Wirkung der Longitudinal-Andruckmittel für diese Endhülsen in der Kupplungsbuchse wird die erfindungsgemäße Membran zwischen den Endflächen der Endhülsen gequetscht, so daß sie den Raum zwischen den gegenüberliegenden Fasern vollständig ausfüllt und eine Kontinuität hinsichtlich des Brechungsindex gewährleistet.
Vorzugsweise besteht die Membran aus Silikon-Elastomer.
Mit Vorteil ist die mit der Membran versehene Hülse so ausgebildet, daß sie im Preßsitz in der Längsbohrung der Kupplungsbuchse oder, in einer speziellen Ausführungsform, in der axialen Öffnung eines Anschlagkörpers montiert werden kann, der in der genannten Bohrung aufgenommen ist und in den die Vorsprünge der Endhülsen eingesteckt werden, mit deren Enden die Enden der Fasern bündig sind.
Zu diesem Zweck hat die Außenwand der Hülse vorzugsweise einen konvexen, gekrümmten oder doppelkegeligen Längsschnitt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Studium der nachfolgenden Beschreibung eines in keiner Weise beschränkenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
- Figur 1, teilweise im Schnitt, einen Verbinder gemäß der Erfindung,
- Figur 2 einen vergrößerten Schnitt durch die Verbindungszone des Verbinders nach Figur 1 und
- Figur 3 einen Schnitt durch die Hülse mit Trennwand, die in dem erfindungsgemäßen Verbinder verwendet wird, vor ihrem Einsetzen.
Der in Figur 1 gezeigte Verbinder weist die allgemeinen Merkmale der Verbinder auf, die von der Anmelderin unter der Marke "OPTABALL" vertrieben werden und insbesondere in EP-A-0 063 085 beschrieben werden, auf die bezüglich der Einzelheiten verwiesen wird.
Der Verbinder weist eine Kupplungsbuchse 1 auf, die eine Längsbohrung 2 hat, in deren Innerem eine Kugel 3 befestigt ist, die mit einer durchgehenden axialen Öffnung 4 versehen ist und in die zwei männliche Endhülsen 5 eingesteckt werden, die jeweils eine an der Kugel 3 anliegende konische Fläche 6 und einen axialen Vorsprung 7 aufweisen, in dessen Innerem eine optische Faser 8 fixiert ist.
Gewindemuttern 9, die mit an den Längsenden der Kupplungsbuchse 1 gebildeten Gewinden 10 zusammenwirken, bilden Longitudinal-Andruckmittel, die jede der Endhülsen axial gegen die andere andrücken.
Gemäß der Erfindung wird zwischen den Enden der Vorsprünge 7 der männlichen Endhülsen 5 anstelle des herkömmlicherweise verwendeten Indexgels eine Membran 11 aus elastischem Kunststoff angebracht, insbesondere aus Silikon-Elastomer, die in einem Stück mit einer Hülse 12 ausgebildet ist, die in Figur 3 vor der Montage gezeigt ist und die in der Verbindungsposition am besten in Figur 2 zu erkennen ist.
In einer speziellen Ausführungsform verwendet man ein Silikon-Elastomer mit einem Brechungsindex von etwa 1,41, wobei die Membran 11 vor der Montage beispielsweise eine Dicke von etwa 20 µm hat.
Beim Herstellen der Verbindung und in dem Maße, in dem der Abstand e (Figur 2) zwischen den gegenüberliegenden Endflächen der Vorsprünge 7 der männlichen Endhülsen kleiner ist als dieser Wert, beispielsweise zwischen 6 und 15 µm, werden die durch Drehen der Muttern 9 axial zusammengedrückten Endhülsen dazu gebracht, die Membran 11 zusammenzudrücken, wie in Figur 2 zu erkennen ist, wobei außerhalb des scheibenförmigen Bereichs zwischen den gegenüberliegenden Endflächen der Vorsprünge ein ringförmiger Wulst 13 gebildet wird, was den Vorteil bietet, daß eine schützende Barriere gegen äußere Verunreinigungen gebildet wird, die auf diese Weise wirksam daran gehindert werden, in die Kopplungszone der Fasern einzudringen.
Wie in Figur 3 zu erkennen ist, hat die Außenwand 14 der Hülse 12 in der Nähe ihres zentralen Teils einen konvexen doppelkegeligen Längsschnitt, was es ermöglicht, die Hülse 12 im Preßsitz in ihrem Aufnahekanal in der Kupplungsbuchse zu montieren, nämlich im gezeigten Beispiel in der durchgehenden axialen Öffnung 4 des als Kugel 3 ausgebildeten Anschlagkörpers. Im Fall einer zufälligen Beschädigung der Hülse 12 kann man nach dem Entfernen der Endhülsen einfach die mit der Membran 11 versehene Hülse 12 herausziehen und ersetzen, ohne daß Maßnahmen zur Reinigung der Endhülsen erforderlich sind, wie es bei herkömmlichen Indexgelen der Fall war.
Im gezeigten Beispiel sind die gegenüberliegenden Endflächen der Endhülsen und der Fasern rechtwinklig zur Achse des Verbinders orientiert. Natürlich ist die Erfindung auch bei Endhülsen und Fasern anwendbar, die geneigte Endflächen aufweisen, beispielsweise um einen Winkel von 11 bis 15º in bezug auf eine zur Achse des Verbinders rechtwinklige Ebene, um eine Dämpfung zu erreichen oder den Reflexionskoeffizienten zu vermindern.
Die von der Anmelderin durchgeführten Versuche zeigen, daß in all diesen Fällen die Kopplungsverluste, die sich bei Anwendung der Membran gemäß der Erfindung ergeben, im wesentlichen dieselben sind wie sie sich bei Verwendung eines Indexgels mit demselben Brechungsindex ergeben, und wesentlich kleiner sind als die Verluste und die Reflexionskoeffizienten, die sich ergeben, wenn eine Luftschicht zwischen den gegenüberliegenden Endflächen der Fasern vorhanden ist.
Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit einer speziellen Ausführungsform beschrieben worden ist, liegt es auf der Hand, daß sie in keiner Weise darauf beschränkt ist und daß man verschiedene Abwandlungen und Modifikationen vornehmen kann, ohne den Rahmen und Geist der Erfindung zu verlassen. Insbesondere versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf die im Beispiel beschriebenen Mittel (Kugel in der Kupplungsbuchse und konische Flächen an den Endhülsen) zum Positionieren der Endhülsen beim Herstellen der Verbindung beschränkt ist.

Claims

1. Verbinder für optische Fasern mit: zwei Endhülsen (5), die jeweils am Ende einer der zu verbindenden Fasern (8) montiert sind und jeweils einen Kanal aufweisen, in dem die entsprechende optische Faser mit Spiel eingeführt und derart fixiert ist, daß ihre Endfläche mit der Endfläche der Endhülse bündig ist, einer Kupplungsbuchse (1) mit einer Längsbohrung (2) zur endweisen Abstützung und Ausrichtung der beiden Endhülsen, Longitudinal- Andruckmitteln (9, 10) zum Vorspannen jeder der Endhülsen in Richtung der anderen, und einem Element (11) aus elastischem Kunststoff, der einen Brechungsindex gleich oder in der Nähe desjenigen der Seele der zu verbindenden Fasern (8) aufweist, welches Element in der genannten Längsbohrung untergebracht ist, um durch die Endhülsen komprimiert zu werden, wenn diese gegeneinander gespannt werden, wobei das genannte Element vor der Anbringung der Endhülsen eine Dicke aufweist, die größer ist als der Abstand (e) zwischen den gegenüberliegenden Enden der Fasern, nachdem die Verbindung einmal hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Element (11) durch eine Membran gebildet wird, die in einem Stück mit und in einer Hülse (12) ausgebildet ist, die in der genannten Längsbohrung positioniert und gehalten ist.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (11) aus einem Silikon-Elastomer hergestellt ist.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (14) der genannten Hülse (12) einen konvexen, gekrümmten oder doppelkegelförmigen Schnitt aufweist.

4. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Anschlagkörper aufweist, der in der Längsbohrung der Kupplungsbuchse untergebracht ist und eine axial durchgehende Öffnung aufweist, in welche Vorsprünge eingeführt sind, die an den Enden der Endhülsen ausgebildet sind und mit deren Endfläche die Endflächen der Fasern bündig sind.

5. Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Hülse (12) im Preßsitz in der genannten axialen Öffnung (4) des Anschlagkörpers (3) montiert ist.