NL1027216C2

NL1027216C2 - Fiber optische connector.

Info

Publication number: NL1027216C2
Application number: NL1027216A
Authority: NL
Inventors: Hendrikus Petrus Gijsber Steen
Original assignee: Framatome Connectors Int
Priority date: 2004-10-11
Filing date: 2004-10-11
Publication date: 2006-04-12
Also published as: CN101044423A; US20090052844A1; WO2006040126A1; CN100501474C; EP1800154A1; JP2008516274A

Description

.Fiber optische connector

De uitvinding heeft betrekking op een fiber optische connector omvattende een behuizing met een axiale doorgang welke een longitudinale as definieert tussen een contactzijde en een achterzijde van de behuizing en een ferrule voor het fixeren van 5 ten minste één optische fiber verschaft in de doorgang, waarbij de ferrule een voorste deel heeft, geassocieerd met de contactzijde van de behuizing en een achterste deel, geassocieerd met de achterzijde van de behuizing.

Optische communicatie wordt conventioneel geïmplemen-10 teerd door gebruik te maken van een veelheid van fiber optische kabels die onderling in serie zijn verbonden. Iedere fiber optische kabel in de serie wordt gekoppeld door fiber optische connectoren bij afzonderlijke interfaces tussen de contact makende fiber optische kabels. De doelstelling van de optische 15 connectoren is het veilig en precies uitrichten van de fiberker-nen van de contact makende fiber optische kabels teneinde licht transmissie van de ene fiberkern naar de volgende mogelijk te maken met een minimum verlies aan optische energie.

Een bekende optische connector voor hoge dichtheidstoe-20 passingen past een ferrule toe welke een aantal fibers huisvest. De ferrule heeft een aantal fiberopeningen voor het ontvangen van de respectievelijke fibers in een fiber optische kabel. De contact makende ferrule heeft een respectievelijk aantal fiber openingen voor het ontvangen van respectievelijke fibers in de 25 contact makende fiber optische kabel. De openingen in beide fer-rules worden op gelijke wijze ten opzichte van elkaar gepositioneerd om een één-op-één correspondentie en axiale uit-lijning tussen individuele fibers te bewerkstellingen wanneer de ferrules contact maken. In de conventionele fiberarray ferrule 30 wordt de uitrichting van de fiberopeningen bewerkstelligd door het gebruikmaken van twee precisie geleidingspinnen en/of gelei-dingspinopeningen die zijn verschaft bij de distale zijde van een contactmakend interface. De geleidingspinopening in een eerste ferrule ontvangt de geleidingspin van de contactmakende 35 ferrule voor de precieze uitlijning.

1027216 2

Typisch kan de ene ferrule één of twee geleidingspinnen hebben met een contactmakende ferrule voorzien van respectievelijk één of geen geleidingspinnen. De positie van de geleidingspinnen en geleidingspinopeningen ten opzichte van de 5 fiber opening en de precisie van de passing tussen de geleidingspinnen en de geleidingspinopeningen bepalen de uitrichtingsprecisie van de verbinding tussen de fiber optische kabels die zijn getermineerd met contact makende fiberarray fer-rules. Er is typisch sprake van een minimale bewegingsvrijheid 10 of vlottendheid tussen de behuizing en de ferrule om adequate uitrichting van de geleidingspin met de geleidingspin opening voorafgaande aan het contact te verzekeren. De nauwe passing tussen de ferrule en behuizing tezamen met de cirkelvormige in-voeropeningen bij het einde van de geleidingspinnen om een 15 bepaalde mate van de verkeerde uitlijning op te vangen en om de geleidingspinnen en geleidingpinopeningen onbelemmerd de uitlij-ningspunctie te laten vervullen.

Een nadeel van de nauwe passing tussen de ferrule en de behuizing heeft betrekking op het gebrek aan isolatie voor de 20 fiberarray ferrule met betrekking tot externe belasting van de behuizing. US 2002/0186931 openbaart een optische connector, waarbij de positie van de ferrule die is opgenomen in de behuizing enkel wordt bepaald door de behuizing voordat aansluiting plaatsvindt met een contact makende ferrule. Na aansluiting met 25 de contact makende ferrule bevindt de ferrule zich in vlottende toestand in de behuizing.

Fig. IA toont deze fiber optische connector 1 omvattende een behuizing 2 voorzien van een ferrule 3 in een doorgang 4 van de behuizing 2. De ferrule 3 omvat een kraag 5 aan de ach-30 terzijde. De kraag 5 interfereert met een positioneringsvlak 6 in een taps toelopend deel van de doorgang 4, wanneer de ferrule 3 nog niet is verbonden met een contact makende ferrule 3 (getoond in Fig. 1B) maar wordt tegen het positioneringsvlak 6 gedrukt door de veer 7. Bij het verbinden met de contact makende 35 ferrule 3 beweegt de ferrule 3 achterwaarts en neemt afstand van het positioneringsvlak 6 zodat voldoende speling wordt verschaft door de ruimte 8 om beweging van de ferrule 3 mogelijk te maken. Fig. 1B toont een geleidingspin 9.

1027216 3

Aangezien een vlottende ferrule in het algemeen nodig is om externe krachten die worden uitgeoefend op de connector op te vangen, brengt een vlottende ferrule problemen met zich voor snelle aansluiting van de fiber optische connector zonder schade 5 te veroorzaken. Ferrule zijn typisch gemaakt van breekbare of anderszins schadegevoelige materialen, welke eenvoudig kunnen worden beschadigd door stoten, dat wil zeggen dat de geleidings-pin niet correct is uitgelijnd met de geleidingspinopening en daarmee de ferrule niet correct contacteert. De vlottende oplos-10 sing als verschaft in US 2002/0186931 is niet optimaal aangezien de ruimte 8 nog steeds de mogelijkheid verschaft voor de ferrule 3 om verkeerd gepositioneerd te zijn in de huizing voordat contact plaatsvindt en er verdere vanuit gaat dat de veer 7 zijn functie correct vervult. Verder worden hoge eisen gesteld aan de 15 vlakheid en de positie van de kraag 5 ten opzichte van het posi-tioneringsvlak 6.

Het is doelstelling van de uitvinding om een fiber optische connector te verschaffen voorzien van een vlottende ferrule met verbeterde installatie prestaties, waarbij in het 20 bijzonder de kans op schade van de ferrule wordt gereduceerd.

Deze doelstelling wordt gerealiseerd door het verschaffen van een fiber optische connector met het kenmerk dat de ferrule is gepositioneerd in de behuizing zodanig dat het achterste deel van de ferrule een grotere beweging loodrecht op de 25 longitudinale as kan maken dan het voorste deel. Het voorste deel van de ferrule is gestabiliseerd in termen van loodrechte verplaatsing in vergelijking met het achterste deel van de ferrule, dat wil zeggen dat de speling aan de voorzijde van de ferrule kleiner is dan aan de achterzijde. Aangezien het voorste 30 deel van de ferrule de positioneringselementen omvat, zoals de geleidingspinnen en/of geleidingspin openingen, is de positie van deze positioneringselementen voldoende nauwkeurig gedefinieerd door de beperkte vrijheid voor loodrechte verplaatsing van het voorste deel van de ferrule en kunnen de positioneringsele-35 menten van een contact makende ferrule veilig samenwerken met de positioneringselementen van de ferrule zonder dat schade optreedt. Verder worden de prestaties ten aanzien van hoekvlottendheid van de ferrule teneinde een externe belastingen te absorberen in aangesloten toestand behouden, aangezien het 1 0272 1 6 4 achterste deel van de ferrule voldoende ruimte heeft voor lood-.rechte verplaatsing.

In een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is ten minste één van de ferrule en de behuizing ingericht om een 5 draaipunt de bepalen voor rotatie van de ferrule in de doorgang.

Een dergelijk draaipunt verschaft een daadwerkelijk gestabiliseerd voorste deel van de ferrule aangezien er geen noemenswaardige speling is bij een dergelijk draaipunt. Het draaipunt wordt bij voorkeur verschaft bij of nabij het voorste 10 deel van de ferrule volgens een voorkeursuitvoeringsvorm. In deze voorkeursuitvoeringsvorm is de rotatievrijheid voor het achterste deel van de ferrule optimaal, terwijl het voorste deel van de ferrule geen speling heeft en stabiel is om het invoeren van een geleidingspin zonder schade te verzekeren.

15 In een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is de doorgang ingericht om een draaipunt voor rotatie van de ferrule nabij de voorzijde van de behuizing te verschaffen. Dientengevolge kunnen standaard ferrules worden toegepast. Het draaipunt wordt bij voorkeur verschaft door taps toelopende vlakken van de 20 behuizing bij de contactzijden. Als alternatief kan de ferrule zelf speling van de ferrule ten opzichte van de voorzijde van de behuizing beperken.

In een uitvoeringvorm volgens de uitvinding is de ferrule vlottend aangebracht in de doorgang in een richting in 25 hoofdzaak parallel aan de longitudinale as. Dientengevolge wordt een fiber optische connector verschaft met een ferrule die vlottend in alle richtingen is aangebracht.

De uitvinding zal verder worden geïllustreerd aan de hand van de bijvoegde tekeningen welke schematisch een voor-30 keursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding tonen. Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding op geen enkele wijze wordt be- ! perkt door deze specifieke en de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm.

In de tekeningen tonen: 35 Figs. IA en 1B een fiber optische connector volgens de stand van de techniek;

Figs. 2A en 2B schematische illustraties van een fiber optische connector volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; 10272 1 6 5

Figs. 3A en 3B doorsnede van een praktijkvoorbeeld van een fiber optische connector volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding voorafgaand aan en na aansluiting van de ferrules, en

Fig. 4 een driedimensionale representatie van een fiber 5 optische connector volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding .

Figs. 2A en 2B tonen schematische illustraties van een fiber optische connector 10 omvattende een behuizing 11 met een axiale doorgang 12 welke een longitudinale as L definieert tus-10 sen een contactzijde 13 en een achterzijde 14 van de behuizing 11. Een ferrule 15 wordt verschaft in de doorgang 12 voor het fixeren van ten minste één optische fiber (niet getoond). De ferrule 15 heeft een voorste deel 16, geassocieerd met de contactzijde 13 van de behuizing 11 en een achterste deel 17, 15 geassocieerd met de achterzijde 14 van de behuizing 11. De ferrule 15 is aangebracht in de behuizing 11 zodanig dat deze vlottend is in een richting parallel aan de longitudinale as door middel van een verend element 18.

De ferrule 15 is aangebracht in de behuizing 11 zodanig 20 dat het achterste deel 17 van de ferrule 15 en grotere beweging loodrecht op de longitudinale as L kan maken dan het voorste deel 16 van de ferrule 15. Dit effect is weergegeven door middel van de gekromde pijlen. De fiber optische connector 10 is zodanig geconstrueerd dat het achterste deel 17 de grootste speling 25 met de wand van de behuizing 11 heeft. In het bijzonder kan het achterste deel 17 van de ferrule 15 ten minste bewegen over een loodrechte afstand D (dat wil zeggen tot dat het achterste deel 17 de het binnenste oppervlak van de doorgang 12 raakt). De behuizing 11 is zodanig ingericht dat een ruimte 19 wordt 30 verschaft welke verplaatsing van het achterste deel 17 van de ferrule 15 toestaat.

Wanneer de fiber optische connector zodanig is geconstrueerd dat een draaipunt wordt bepaald voor de ferrule 15, is de loodrechte afstand waarover het achterste deel 17 kan bewegen 35 groter dan de afstand D. Een dergelijk draaipunt kan bijvoorbeeld worden bepaald door een structuur 20 van de behuizing 11 (Fig. 2A) en/of een structuur 21 van de ferrule 15 (Fig. 2B). Om het de ferrule 15 mogelijk te maken om een loodrechte verplaatsing D te hebben die groter is voor het achterste deel 17 dan 1027216 6 voor het voorste deel 16, dient het draaipunt te worden bepaald door het positioneren van de structuur 20, 21 zodanig dat dit niet verder dan halverwege de longitudinale afmeting van de fer-rule 15, aangegeven door de streep-stippel lijn, berekend vanaf 5 het voorste deel 16.

Figs. 2A en 2B illustreren de principes van een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding. Figs. 3A, 3B en 4 tonen een praktisch voorbeeld van de uitvoeringsvorm volgens Fig. 2A (zonder een verend element 18). Identieke verwijzingscijfers geven 10 identieke of vergelijkbare elementen van de fiber optische connector 10 weer. In dit praktische voorbeeld kan het voorste deel 16 van de ferrule 15 echter uitstekken vanaf de contactzijde 13 van de fiber optische connector 10 teneinde contact te garanderen.

15 Fig. 3A toont twee fiber optische connectoren 10 vol gens de uitvinding voorzien van positioneringselementen 30, 31, in dit geval een geleidingspin 31 en een corresponderende gelei-dingspinopening 30. De fiber optische connectoren 10 moeten nog worden aangesloten. In deze fase zijn de ferrules 15 in hoofd-20 zaak parallel aan de longitudinale as L (zie Fig. 2A) van de behuizing 11 gepositioneerd).

De geleidingspin (31) en geleidingsopening 30 zijn niet uitgelijnd in de X en Y richting (zie Fig. 4). Dientengevolge zou er voor conventionele fiber optische connectors 1 het risico 25 bestaan dat de geleidingspin 31 de ferrule 15 zo beschadigen door daartegen aan te stoten. Volgens de uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding worden de geleidingspirmen 31 echter in de geleidingspinopening 30 ingevoerd en roteert de ferrule 15 (hoekvlotting A) over het draaipunt P (Fig. 3B) ten opzichte van 30 de longitudinale as L gedefinieerd door de behuizing 11 om de verkeerde hoekuitlijning te corrigeren en dientengevolge wordt stoten van de geleidingspinnen 31 met de ferrule 15 voorkomen.

Het draaipunt P wordt bepaald door het taps toelopende deel 20 van de doorgang 12 bij de contactzijde 13 zodanig dat de ferrule 35 15 over het draaipunt P kan roteren nabij het voorste deel 16 van de ferrule 15.

Fig. 4 toont een driedimensionale representatie van de situatie van Fig. 3A.

1 0272 1 6 7

De uitvinding is in het bijzonder relevant voor connec-toren in zogenaamde doorvoer backplane adapters.

1027216

Claims

1. Een fiber optische connector (10) omvattende een behuizing (11) met een axiale doorgang (12) welke een longitudinale as (L) definieert tussen een contactzijde (13) en een achterzijde (14) van de behuizing (11) en een ferrule (15) 5 voor het fixeren van ten minste één optische fiber verschaft in de doorgang (12), waarbij de ferrule (15) een voorste deel (16) heeft, geassocieerd met de contactzijde (13) van de behuizing (11) en een achterste deel (17), geassocieerd met de achterzijde (14) van de behuizing (11) 10 met het kenmerk dat de ferrule (15) is gepositioneerd in de behuizing (11) zodanig dat het achterste deel (17) van de ferrule (15) een grotere beweging loodrecht (D) op de longitudinale as (L) kan maken dan het voorste deel (16).

2. De fiber optische connector (10) volgens conclusie 1, waarbij ten minste één van de ferrule (15) en de behuizing (11) is ingericht om een draaipunt (P) te bepalen voor rotatie van de ferrule (15) in de doorgang (12).

3. De fiber optische connector (10) volgens conclusie 20 2, warbij ten minste één van de ferrule (15) and de behuizing | (11) is ingericht om het draaipunt (P) te bepalen bij of nabij j het voorste deel (16) van de ferrule (15).

4. De fiber optische connector (10) volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de doorgang (12) een 25 structuur (20) omvat welke is ingericht om een draaipunt (P) voor rotatie van de ferrule (15).

5. De fiber optische connector (10) volgens conclusie 4, waarbij de doorgang (12) taps toelopende vlakken heeft bij de contactzijde (13) voor het verschaffen van het draaipunt (P).

6. De fiber optische connector (10) volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de ferrule (15) vlottend in de doorgang (12) is aangebracht in een richting (Z) in hoofdzaak parallel aan de longitudinale as (L). 1 0272 1 6