Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Lichtwellenleiter gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Steckverbindungen sind heute in der Übermittlungstechnik weit verbreitet und gebräuchlich. Die Enden der zu verbindenden Lichtwellenleiter sind dabei in der Regel in einem Steckerstift gefasst, der in eine Steckbuchse eingesteckt werden kann. In der Steckbuchse werden die zu verbindenden Lichtwellenleiter möglichst präzise stirnseitig aufeinander ausgerichtet, so dass die Steckverbindung eine möglichst kleine Dämpfung verursacht.
Im Gegensatz zu Steckverbindungen für elektrische Leiter sind die optischen Stecker hoch empfindlich auf Verunreinigungen. Einerseits haben optische Stecker hochpräzise zusammenwirkende Bauteile, so dass z.B. bereits die kleinste Verunreinigung ein Klemmen der Steckverbindung verursachen kann. Anderseits kann eine Verunreinigung im Bereich der Stirnseite der Steckerstifte aber auch zu einer Übertragungsdämpfung führen, die ein vielfaches des ohnehin entstehenden Dämpfungsverlustes ausmacht.
Trotz dieser hohen Empfindlichkeit auf Verunreinigungen hat man bisher auch extrem beanspruchte optische Steckverbindungen, wie z.B. bei Fernsehübertragungsleitungen im Aussenbereich oder bei militärischen Geräten nicht anders geschützt als herkömmliche Steckverbindungen für elektrische Leiter, nämlich durch eine einfache am Stecker angekettete Schutzkappe, welche aufgeschraubt oder aufgesteckt werden kann. Derartige Schutzkappen vermögen jedoch keinesfalls zu befriedigen, da zwischen dem Lösen der Schutzkappen und dem Herstellen der Steckverbindung immer noch die Gefahr einer Verschmutzung besteht.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine Steckverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einem hohen Grad von Sicherheit auch unter extremen Bedingungen Verschmutzung fernhält. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer Steckverbindung gelöst, welche die Merkmale im Anspruch 1 aufweist. Der axial verschiebbare Steckerstift ist dabei in der Lagerhülse wie in einem Köcher geschützt, wobei das Verschliesselement verhindert, dass Verunreinigungen in die stirnseitige \ffnung eindringen können. Das Verschliesselement gibt die \ffnung erst beim Ankoppeln des Steckerteils an das Buchsenteil frei, so dass die \ffnung bereits durch das Buchsenteil selbst geschützt ist. Erst jetzt ist der Steckerstift in die Buchse des Buchsenteils schiebbar, so dass er mit der Aussenatmosphäre überhaupt nie in Berührung kommt und eine Verunreinigung nicht möglich ist.
Beim Lösen der Steckverbindung verlaufen die Bewegungssequenzen in umgekehrter Richtung, wobei zunächst der Steckerstift in die Lagerhülse zurückgezogen wird, anschliessend das Verschliesselement die \ffnung wiederum verschliesst und erst dann die vollständige Trennung zwischen Steckerteil und Buchsenteil erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist auch die Buchse mit einem dem Buchsenteil zugeordneten Verschliesselement verschliessbar, das zusammen mit dem Verschliesselement des Steckerteils derart bewegbar ist, dass es die Buchsenöffnung zur Aufnahme des Steckerstifts freilegt. Das Buchsenteil kann auf diese Weise relativ einfach aufgebaut sein, da das Verschliesselement am Steckerteil seine Bewegung auf das Verschliesselement am Buchsenteil überträgt und damit auch keine separate Bewegung beider Verschliesselemente erforderlich ist.
Die Kraft zum Betätigen des Verschliesselements kann auf besonders einfache Weise aufgebracht werden, wenn die Lagerhülse verdrehbar und/oder verschiebbar im Steckergehäuse gelagert ist und wenn durch die Relativbewegung zwischen Lagerhülse und Steckergehäuse das Verschliesselement und/oder der Steckerstift bewegbar ist bzw. sind. Das Herstellen der Steckverbindung erfordert in der Regel ohnehin einen Kraftaufwand in axialer und/oder in radialer Richtung, so dass ein Teil dieser Kräfte ohne weiteres für die relative Verschiebung von Bauteilen zueinander verwendet werden kann.
Der Ankupplungsvorgang wird erleichtert, wenn die Lagerhülse wenigstens ein Positionierelement aufweist, welches zum koaxialen Ausrichten von Steckerstift und Buchse formschlüssig mit dem Buchsenteil zusammenwirkt. Auf diese Weise können Buchse und Steckerstift exakt koaxial aufeinander ausgerichtet werden und zwar bereits bevor der Steckerstift aus der Lagerhülse ausgefahren und in die Buchse eingeführt wird.
Wenn die Lagerhülse und das Steckergehäuse rotationssymmetrisch ausgebildet sind, erfüllt das Positionierelement auch noch die Funktion, die Lagerhülse drehfest mit dem Buchsenteil zu verbinden. Wenn das Steckergehäuse dabei durch einen Bajonettverschluss an das Buchsenteil ankuppelbar ist, wird so durch die Drehbewegung beim Schliessen des Bajonettverschlusses eine Relativbewegung zwischen Steckergehäuse und Lagerhülse erzeugt. In zwei Sequenzen kann dabei zuerst das Verschliesselement und dann der Steckerstift bewegt werden. Bei dieser Version ist es vorteilhaft, wenn der Steckerstift bezogen auf die Mittelachse des Steckergehäuses exzentrisch gelagert ist und wenn das Verschliesselement eine in der Lagerhülse drehbar gelagerte Scheibe mit einer \ffnung ist, die in wenigstens einer Relativlage deckungsgleich über der \ffnung der Lagerhülse liegt.
Die Bewegung von Verschliesselement und Steckerstift erfolgt vorzugsweise über Führungskurven, mit denen sich verschiedene Bewegungsabläufe exakt steuern lassen.
Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 einen Steckvorgang in verschiedenen Einzelschritten in stark schematisierter Darstellung,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Buchsenteils,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Stirnseite des Buchsenteils gemäss Fig. 4,
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Steckerteils,
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Stirnseite des Steckerteils gemäss Fig. 6,
Fig. 8 einen Steckerstift mit dazugehörigen Führungs- und Lagerelementen in perspektivischer Darstellung,
Fig. 9 das Buchsenteil gemäss Fig. 4 in der Ausgangsstellung,
Fig. 10 das Steckerteil gemäss Fig. 6 in der Ausgangsstellung, jedoch ohne äusseres Steckergehäuse,
Fig.
11 das Verschliesselement des Steckerteils mit dazugehörigen Führungs- und Lagerelementen,
Fig. 12 das Steckerteil gemäss Fig. 10, um 180 DEG gedreht,
Fig. 13 das Buchsenteil gemäss Fig. 9 nach dem Freilegen der \ffnung,
Fig. 14 das Steckerteil gemäss Fig. 10 nach dem Freilegen der \ffnung,
Fig. 15 das Steckerteil gemäss Fig 14 um 180 DEG gedreht,
Fig. 16 das Buchsenteil in der gleichen Position wie gemäss Fig. 13,
Fig. 17 das Steckerteil beim Ausfahren des Steckerstifts,
Fig. 18 das Steckerteil gemäss Fig. 17 um 180 DEG gedreht,
Fig. 19 einen stark vergrösserten Querschnitt durch eine Steckverbindung mit weiteren Details,
Fig. 20 der Kurventräger aus Fig. 19 mit den Führungskurven,
Fig. 21 der Kurventräger gemäss Fig. 20 um 90 DEG gedreht,
Fig.
22 eine schematische Darstellung der Bewegungsabläufe beim Bestätigen des Bajonettverschlusses, und
Fig. 23 und 24 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit nebeneinander angeordneten Steckerstiften und mit linear verschiebbarem Verschliesselement in stark schematisierter Darstellung.
In den Fig. 1 bis 3 ist stark vereinfacht ein Steckerteil 1 und ein Buchsenteil 4 dargestellt. Das Buchsenteil 4 könnte dabei ein am Ende eines Lichtwellenleiters angeordnetes und frei bewegbares Teil sein. Es könnte sich dabei aber auch um eine z.B. fest an eine Gehäusewand montierte Buchse handeln. Das Steckerteil 1 besteht im wesentlichen aus der Lagerhülse 8 und aus dem Steckergehäuse 2. Die Enden der Lichtwellenleiter 7 sind in den beiden Steckerstiften 3 und 6 gefasst. Der Steckerstift 3 ist in einer Bohrung in der Lagerhülse 8 axial verschiebbar gelagert. Der Gegenstift 6 ist dagegen fest in der Buchse 5 fixiert.
Fig. 1 zeigt die Ausgangsposition, bei der jedoch das Steckerteil 1 bereits an das Buchsenteil 4 angekoppelt wurde, wobei die Buchse 5 und der Steckerstift 3 koaxial aufeinander ausgerichtet sind und wobei wenigstens ein Teil des Steckergehäuses 2 das Buchsenteil 4 übergreift. Die \ffnung 9 in der Lagerhülse und die \ffnung 10 der Buchse sind durch je ein Verschliesselement in der Form der beiden Scheiben 11 und 12 verschlossen. Diese Scheiben sind um die Mittelachse 15 der Steckverbindung drehbar und weisen je eine \ffnung 13 und 14 auf, welche \ffnungen in der Ausgangsposition dekkungsgleich aufeinander liegen.
Gemäss Fig. 2 wurden die beiden Scheiben 11 und 12 durch nicht näher dargestellte Mittel derart verdreht, dass die Scheibenöffnungen deckungsgleich auf den beiden \ffnungen 9 und 10 am Steckerteil bzw. am Buchsenteil liegen. Der Steckerstift 3 verbleibt dabei immer noch in seiner zurückgezogenen Lage in der Lagerhülse.
Die letzte Phase des Ankoppelvorgangs besteht gemäss Fig. 3 im Ausfahren des Steckerstifts 3 durch die beiden Scheiben 11 und 12 in die Buchse 5, bis die Stirnseite des Steckerstifts 3 die Stirnseite des Gegenstifts 6 berührt. Die Bewegung des Steckerstifts 3 erfolgt durch hier ebenfalls nicht näher dargestellte Mittel.
Es wäre ohne weiteres denkbar, dass das Verdrehen der Scheiben und das Vorschieben des Steckerstifts durch voneinander völlig unabhängige Mittel und auch unabhängig von der Relativlage des Steckergehäuses 2 erfolgt. Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele zeigen jedoch, dass die Bewegungsabläufe beim Ankuppeln des Steckerteils auf sinnvolle Weise miteinander verbunden werden können.
In den Fig. 4 bis 7 ist eine Steckverbindung dargestellt, bei der die Bauteile im wesentlichen ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Das Anschliessen des Steckerteils 1 an das Buchsenteil 4 erfolgt mit Hilfe eines Bajonettverschlusses, also im wesentlichen durch eine Drehbewegung.
Fig. 4 zeigt das Buchsenteil mit einer grossen Klaue 16 und einer kleinen Klaue 17. Die unterschiedliche Klauengrösse gewährleistet auf einfachste Weise, dass das Steckerteil immer in der gleichen Relativlage mit dem Buchsenteil verbunden wird. Aus Fig. 5 sind auch noch die sich diametral gegenüberliegenden Ausnehmungen 20 ersichtlich, die der Positionierung und der Verdrehsicherung dienen. Ebenfalls dargestellt ist die Scheibe 12 mit der \ffnung 14, sowie mit einer Vertiefung 21.
Fig. 6 zeigt das Steckerteil 1 mit dem Steckergehäuse 2. Drehbar im Steckergehäuse gelagert ist die Lagerhülse 8 mit der Scheibe 11. Die Scheibe 11 hat eine \ffnung 13 und ein Mitnehmerelement 22, das formschlüssig in die Vertiefung 21 der Scheibe 12 passt. Die beiden Positionierelemente 23 an der Lagerhülse 8 sind in der gleichen Ebene angeordnet wie die beiden Ausnehmungen 20 am Buchsenteil 4. Aus Fig. 7 sind auch noch die beiden Bajonettnuten sichtbar und zwar die grosse Bajonettnut 18 für die Aufnahme der grossen Klaue 16 und die kleine Bajonettnut 19 für die Aufnahme der kleinen Klaue 17. Die Bajonettnuten erstrecken sich über einen Umfangsbereich von ca. 90 DEG . In Fig. 6 bereits sichtbar ist eine erste Führungsnut 26, die jedoch nicht der Lagerhülse 8, sondern einem mit dem Steckergehäuse 2 verbundenen Kurventräger 35 zugeordnet ist.
Dieser Kurventräger ist als Hülse ausgebildet, die drehfest mit dem Steckergehäuse verbunden ist. Theoretisch könnten die Führungskurven auch unmittelbar am Innenmantel des Steckergehäuses angebracht werden. Aus fabrikationstechnischen Gründen ist jedoch die Herstellung einer Hülse wesentlich einfacher.
In den Fig. 8 bis 18 sind weitere Details des Steckerteils und des Buchsenteils dargestellt. Ausserdem zeigen die Figuren die Relativlage der wesentlichen Bauteile jeweils in perspektivischer Darstellung, also im ungekuppelten Zustand.
In Fig. 8 ist schematisch eine zylindrische Stiftführung 25 dargestellt, in welcher der Steckerstift 3 gehalten ist. Diese Stiftführung ist exzentrisch zur Steckermittelachse und axial verschiebbar in der Lagerhülse gelagert. Die axiale Verschiebung erfolgt am Eingriffselement 24, das in die erste Führungskurve 26 eingreift.
Fig. 11 zeigt als weiteres Detail die Scheibe 11, die mit einer Scheibenachse 28 verbunden ist. Diese Scheibenachse ist koaxial zur Steckermittelachse drehbar in der Lagerhülse gelagert. Die Drehbewegung erfolgt über den Mitnehmerbolzen 29, der in eine zweite Führungskurve 27 im Kurventräger 35 eingreift.
Aus Fig. 10 ist ersichtlich, dass die erste Führungskurve 26 einen ersten im rechten Winkel zur Mittelachse verlaufenden Abschnitt 30 und einen zweiten schräg zur Mittelachse verlaufenden zweiten Abschnitt 31 aufweist. Die Fig. 12 zeigt die Einheit gemäss Fig. 10 um 180 DEG gedreht, wobei die zweite Führungskurve 27 sichtbar wird. Diese verläuft im rechten Winkel zur Mittelachse, hat jedoch an ihren beiden Enden je eine kleine Abwinklung, so dass eine erste Rastposition 32 und eine zweite Rastposition 33 für den Mitnehmerbolzen 29 gebildet wird.
Einzelheiten dieser Anordnung ergeben sich insbesondere auch aus den Fig. 19 bis 21. Fig. 19 zeigt einen Querschnitt durch eine Steckverbindung im fertig angekuppelten Zustand. Die Buchse im Buchsenteil 4 wird hier durch eine Zentrierhülse 34 gebildet, in der der Gegenstift 6 axial federnd gelagert ist. Die Lagerhülse 8 ist drehbar und gleichzeitig axial verschiebbar im Steckergehäuse 2 gelagert. Der Kurventräger 35 sitzt in einer Distanzhülse 38 und wird von einer Schraube 39 gehalten, welche gleichzeitig die Distanzhülse festhält. Zwischen der flanschartigen Erweiterung der Lagerhülse und dem Kurventräger 35 bzw. der Distanzhülse 38 ist eine Wellenscheibe 44 angeordnet, so dass in axialer Richtung eine Federvorspannung auf die Lagerhülse ausgeübt wird.
Die Scheibenachse 28 ist auf der Rückseite der Lagerhülse 8 mit einer Mutter 45 gesichert. Der Mitnehmerbolzen 29 ist in Drehrichtung in einem Schlitz 40 in der Lagerhülse 8 verschwenkbar. Die Stiftführung 25 besteht aus zwei ineinander geschraubten Hülsen, welche den Steckerstift 3 klemmend erfassen. Die Stiftführung ist in einer Bohrung 51 in der Lagerhülse 8 axial verschiebbar. Als Verdrehsicherung dient ein Führungsklotz 36, der mit der Stiftführung 25 verbunden ist und der in einem Längsschlitz 37 in der Lagerhülse 8 verschiebbar ist. Aus dem Führungsklotz 36 ragt das Eingriffselement 24, das in den Kurventräger 35 eingreift.
Der Kurventräger ist in den Fig. 20 und 21 noch separat und aus zwei verschiedenen Blickrichtungen dargestellt. Fig. 21 zeigt die erste Führungskurve 26 mit dem ersten geraden Abschnitt 30 und dem zweiten schrägen Abschnitt 31, der sich fast bis an die Stirnseite des Kurventrägers erstreckt. Fig. 20 zeigt den Kurventräger um 90 DEG gedreht, wobei die zweite Führungskurve 27 sichtbar wird, die fast auf der gleichen Ebene liegt wie der erste Abschnitt 30 der ersten Führungskurve 26 und die ebenfalls im rechten Winkel zur Mittelachse verläuft. Deutlich sichtbar sind hier die beiden kleinen Abwinklungen für die Rastpositionen 32 und 33. In Fig. 20 ist der zweite schräge Abschnitt 31 der ersten Führungskurve gerade noch sichtbar.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 19 ist eine Steckverbindung für zwei Steckerstifte, so dass ersichtlicherweise der Kurventräger 35 zwei Führungskurven 26 aufweisen muss. Der erste Abschnitt 30, dieser weiteren Führungskurve ist in Fig. 20 gerade noch sichtbar. Der Kurventräger 35 benötigt jeweils so viele erste Führungskurven 26, wie Steckerstifte exzentrisch in der Lagerhülse 8 gelagert sind. Dagegen wird nur eine einzige zweite Führungskurve 27 benötigt, da die Scheibe 11 die \ffnungen für sämtliche Steckerstifte simultan freigibt bzw. verschliesst.
Der Kupplungsvorgang in den einzelnen Sequenzen wird nachstehend wiederum anhand der Fig. 9 und 10 bzw. 12 bis 18 beschrieben. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist bei diesen Figuren nur ein einziger Steckerstift dargestellt. Die Funktion für einen zweiten oder für weitere Steckerstifte wäre jedoch genau die gleiche. Die Fig. 9, 10 und 12 zeigen die Bauteile am Steckerteil 1 und am Buchsenteil 4 in der Ausgangsstellung. Die Buchsenöffnung ist durch die Scheibe 12 und die \ffnung für den Steckerstift ist durch die Scheibe 11 verschlossen. Das Eingriffselement 24 steht am Anfang des ersten geraden Abschnitts 30 der Führungskurve 26. Der Mitnehmerbolzen 29 liegt in der ersten Rastposition 32. In dieser Position wird das Steckerteil 1 an das Buchsenteil 4 angekuppelt.
Dabei greifen die Positionierelemente 23 in die Ausnehmungen 20, so dass die Lagerhülse 8 drehfest mit dem Buchsenteil 4 verbunden ist. Gleichzeitig greift das Mitnehmerelement 22 in die Vertiefung 21, so dass auch die beiden Scheiben 11 und 12 drehfest miteinander verbunden sind. Die Klauen des Bajonettverschlusses werden in die Bajonettnuten eingeführt.
In dieser Position beginnt die erste Sequenz der Drehbewegung in Pfeilrichtung A, indem das Stekkergehäuse relativ zum Buchsenteil 4 und damit auch zur Lagerhülse 8, welche ja drehfest mit dem Buchsenteil 4 verbunden ist, gedreht wird. In dieser ersten Drehsequenz verbleibt der Mitnehmerbolzen 29 in der ersten Rastposition 32, so dass die Scheibenachse 28 und damit auch die drehfest miteinander verbundenen Scheiben 11 und 12 gedreht werden.
Die Fig. 13, 14 und 15 zeigen die Position am Ende dieser ersten Drehsequenz. Dabei hat das Eingriffselement 24 das Ende des ersten Abschnitts 30 erreicht. Ersichtlicherweise ist dabei die Stiftführung 25 ohne Relativbewegung in der Lagerhülse 8 verblieben. Durch die Einleitung der zweiten Drehsequenz wird der Mitnehmerbolzen 29 aus der ersten Rastposition 32 ausgerastet, so dass er sich frei in der zweiten Führungskurve 27 bewegen kann. Ersichtlicherweise bleibt jetzt die Scheibenachse 28 ohne Bewegung. Dagegen wird das Eingriffselement 24 durch den zweiten Abschnitt 31 der Führungskurve 26 zwangsweise axial verschoben, so dass der Steckerstift 3 in Pfeilrichtung B aus der \ffnung 13 austritt und in die \ffnung 14 an der Scheibe 12 eindringt.
Diese Endstellung des Steckerstifts ist in den Fig. 16, 17 und 18 dargestellt. Am Buchsenteil 4 hat ersichtlicherweise keine Veränderung mehr stattgefunden, da sich die Scheibe 11 ja nicht mehr bewegt. Das Eingriffselement 24 hat jetzt das Ende der ersten Führungskurve 26 erreicht. Gleichzeitig ist auch der Mitnehmerbolzen 29 am Ende der zweiten Führungskurve 27 angelangt und ist dort in der zweiten Rastposition 33 eingerastet. Beim Abkoppeln der Steckverbindung findet der gleiche Bewegungsablauf in umgekehrter Richtung statt. Der Mitnehmerbolzen 29 rastet aus der zweiten Rastposition 33 aus, während das Eingriffselement 24 in der ersten Führungskurve 26 axial zurückgeführt wird. Anschliessend setzt die Verschwenkung des Mitnehmerbolzens 29 ein, so dass sich die beiden Scheiben 11 und 12 wiederum drehen und die \ffnungen verschliessen.
In Fig. 22 sind die beiden Führungskurven 26 und 27 nochmals dargestellt, wobei zum besseren Verständnis auch noch der simultane Verlauf des Bajonettverschlusses gegenübergestellt wurde. Es wird dabei der Verlauf der kleinen Klaue 17 in der kleinen Bajonettnut 19 gezeigt. Beim Einführen der Klaue in die Nut wird zunächst die axiale Einführungsstrecke 52 zu rückgelegt. Eingriffselement 24 und Mitnehmerbolzen 29 verbleiben in Ruheposition. Bei der ersten Drehsequenz wird durch die Klaue 17 bzw. durch das Eingriffselement 24 die Strecke 53 zurückgelegt. Der Mitnehmerbolzen 29 verbleibt dagegen in der ersten Rastposition 32, wird also zusammen mit dem Kurventräger 35 verschwenkt. An den ersten Abschnitt 47 der Nut 19 schliesst sich ein Übergangsabschnitt 48 an, wobei zur Durchführung der Klaue durch diesen Abschnitt eine axiale Kraft aufgewendet werden muss.
Dabei wird die vorher beschriebene Wellenscheibe 44 zusammengepresst. Die Klaue legt die Strecke 54 zurück und gleichzeitig rastet der Mitnehmerbolzen 29 aus der ersten Rastposition 32 aus. Bei der weiteren Drehung bewegt sich die Klaue 17 im zweiten Abschnitt 49 der Bajonettnut. Sie legt dabei die Strecke 55 zurück, ebenso wie der jetzt gelöste Mitnehmerbolzen 29 in der zweiten Führungskurve 27. Dabei legt das Eingriffselement 24 die axiale Strecke 57 zurück. Am Schluss der Drehbewegung gleitet die Klaue 17 infolge der Federvorspannung in den Rastwinkel 50 der Nut 19 und legt dabei die Strecke 56 zurück. Gleichzeitig rastet auch der Mitnehmerbolzen 29 in die zweite Rastposition 33.
Ersichtlicherweise ist es erforderlich, dass die Scheiben 11 und 12 vor dem Kupplungsvorgang in der gleichen Relativlage verbleiben, damit überhaupt ohne zusätzliche Manipulation das Mitnehmerelement 22 in die Vertiefung 21 eingreift. Um die Beibehaltung dieser Relativlage sicherzustellen, ist an beiden Scheiben 11 und 12 eine Rastvorrichtung vorgesehen, die aus einer Kugel 42 besteht, die unter der Vorspannung einer Feder 43 in einer Bohrung 41 hinter den Scheiben gelagert ist. Das Bohrloch ist dabei so angeordnet, dass die Kugel in der Schliessstellung der Scheiben in die \ffnung 13 bzw. 14 der beiden Scheiben einrastet. Sobald die Drehbewegung an den beiden Scheiben einsetzt, werden die Kugeln in die Bohrung zurückgedrängt und verbleiben in dieser Position solange die Steckverbindung gekoppelt ist.
Um eine möglichst hermetische Abdichtung zu erreichen, sind hinter den beiden Scheiben 11 und 12 im Umfangsbereich der Scheiben und ggf. auch im Umfangsbereich der beiden \ffnungen 13 und 14 O-Ringe angeordnet. Auf diese Weise kann praktisch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung erzielt werden.
Aus den Fig. 23 und 24 ist ersichtlich, dass auch durchaus andere Lösungsmöglichkeiten für andere Steckerkonfigurationen denkbar sind, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. In einer quaderförmig ausgebildeten Lagerhülse 58 sind linear nebeneinander die Steckerstifte 59a, 59b und 59c axial verschiebbar gelagert. Das Verschliesselement besteht hier aus einem Schieber 60, der in Pfeilrichtung C linear verschiebbar ist. Der Schieber weist die \ffnungen 61a, 61b und 61c auf, deren axiale Abstände gleich gross sind wie diejenigen der Steckerstifte. Der Schieber 60 ist mit einer Führungskulisse 62 verbunden, die mit einem in Pfeilrichtung D verschiebbaren Bolzen zusammenwirkt. Der Bolzen gehört zu einem hier nicht dargestellten Steckergehäuse, das in Axialrichtung relativ zur Lagerhülse 58 verschiebbar ist.
So wäre es z.B. denkbar, dass ein derartiges Steckergehäuse lediglich axial über eine entsprechende Buchsenleiste geschoben wird und dort einrastet. Im Verlauf dieser Vorschubbewegung presst der Bolzen 63 die Führungskulisse 62 zur Seite, so dass der Schieber 60 verschoben wird und die \ffnungen 61 deckungsgleich über den Steckerstiften 59 liegen und diese durch diese \ffnungen austreten und in die Buchsen eindringen. Selbstverständlich wären auch hier noch Positionierelemente erforderlich, welche eine koaxiale Ausrichtung auf die Buchsen gewährleisten. Auch sind noch weitere lineare Eingriffs- und Führungselemente erforderlich, die eine Verschiebung der Steckerstifte erlauben.
Fig. 23 zeigt den Schieber in geschlossener Position und Fig. 24 zeigt den Schieber in geöffneter Position mit ausgefahrenen Steckerstiften.
The invention relates to a connector for optical fibers according to the preamble of claim 1. Such connectors are now widely used and used in transmission technology. The ends of the optical fibers to be connected are usually held in a connector pin that can be inserted into a socket. In the socket, the optical fibers to be connected are aligned with each other as precisely as possible on the end face, so that the plug connection causes the smallest possible attenuation.
In contrast to plug connections for electrical conductors, the optical plugs are highly sensitive to contamination. On the one hand, optical connectors have highly precise interacting components, so that e.g. even the slightest contamination can cause the connector to jam. On the other hand, contamination in the area of the end face of the connector pins can also lead to transmission loss, which is a multiple of the loss of loss that occurs anyway.
Despite this high sensitivity to contamination, there have also been extremely stressed optical connectors, e.g. In the case of television transmission lines in the outdoor area or in the case of military equipment, it is not protected differently than conventional plug connections for electrical conductors, namely by means of a simple protective cap chained to the plug, which can be screwed on or plugged on. However, such protective caps are in no way satisfactory since there is still a risk of contamination between loosening the protective caps and establishing the plug connection.
It is therefore an object of the invention to provide a plug-in connection of the type mentioned at the outset which keeps pollution away with a high degree of security even under extreme conditions. This object is achieved according to the invention with a plug connection which has the features in claim 1. The axially displaceable plug pin is protected in the bearing sleeve like in a quiver, the closing element preventing contaminants from penetrating into the opening on the front side. The closing element only opens the opening when the plug part is coupled to the socket part, so that the opening is already protected by the socket part itself. Only now can the plug be pushed into the socket part so that it never comes into contact with the outside atmosphere and contamination is not possible.
When the plug connection is released, the movement sequences run in the opposite direction, the plug pin first being pulled back into the bearing sleeve, then the closing element again closing the opening, and only then is there a complete separation between the plug part and the socket part.
The socket can also be closed particularly advantageously with a closure element assigned to the socket part, which can be moved together with the closure element of the plug part such that it exposes the socket opening for receiving the plug pin. The socket part can be constructed in a relatively simple manner in this way, since the closing element on the plug part transmits its movement to the closing element on the socket part, and therefore no separate movement of the two closing elements is required.
The force for actuating the closing element can be applied in a particularly simple manner if the bearing sleeve is rotatably and / or displaceably mounted in the plug housing and if the closing element and / or the plug pin is or can be moved by the relative movement between the bearing sleeve and the plug housing. Establishing the plug connection generally requires effort in the axial and / or radial direction anyway, so that part of these forces can be used for the relative displacement of components relative to one another.
The coupling process is facilitated if the bearing sleeve has at least one positioning element which cooperates with the socket part in a form-fitting manner for the coaxial alignment of the plug pin and socket. In this way, the socket and plug pin can be aligned exactly coaxially with one another, even before the plug pin is moved out of the bearing sleeve and inserted into the socket.
If the bearing sleeve and the connector housing are rotationally symmetrical, the positioning element also fulfills the function of connecting the bearing sleeve to the socket part in a rotationally fixed manner. If the connector housing can be coupled to the socket part by a bayonet lock, a relative movement between the connector housing and the bearing sleeve is generated by the rotational movement when the bayonet lock is closed. The closing element and then the plug pin can be moved in two sequences. In this version, it is advantageous if the plug pin is mounted eccentrically with respect to the central axis of the plug housing and if the closing element is a disk rotatably mounted in the bearing sleeve with an opening that is congruent with the opening of the bearing sleeve in at least one relative position.
The movement of the closing element and the plug pin is preferably carried out via guide curves with which various movement sequences can be precisely controlled.
Further advantages and individual features of the invention result from the following description and from the drawings. Show it:
1, 2 and 3, a plug-in process in various individual steps in a highly schematic representation,
4 is a side view of a socket part,
5 shows a plan view of the end face of the socket part according to FIG. 4,
6 is a partially sectioned side view of a connector part,
7 is a plan view of the end face of the plug part according to FIG. 6,
8 a connector pin with associated guide and bearing elements in a perspective view,
9 shows the socket part according to FIG. 4 in the starting position,
10 shows the plug part according to FIG. 6 in the initial position, but without an outer plug housing,
Fig.
11 the closing element of the plug part with associated guide and bearing elements,
12 the plug part according to FIG. 10, rotated by 180 °,
13 shows the socket part according to FIG. 9 after exposing the opening,
14 shows the plug part according to FIG. 10 after the opening of the opening has been exposed,
15 the connector part according to FIG. 14 rotated by 180 °,
16 shows the socket part in the same position as in FIG. 13,
17 the connector part when the connector pin is extended,
18 the plug part according to FIG. 17 rotated by 180 °,
19 shows a greatly enlarged cross section through a plug connection with further details,
20 the curve carrier from FIG. 19 with the guide curves,
21 the curve carrier according to FIG. 20 rotated by 90 °,
Fig.
22 shows a schematic illustration of the movement sequences when confirming the bayonet catch, and
23 and 24 a modified embodiment with connector pins arranged side by side and with a linearly displaceable closing element in a highly schematic representation.
1 to 3, a plug part 1 and a socket part 4 is shown in a highly simplified manner. The socket part 4 could be a freely movable part arranged at the end of an optical waveguide. It could also be e.g. act firmly on a housing wall mounted socket. The connector part 1 consists essentially of the bearing sleeve 8 and the connector housing 2. The ends of the optical fibers 7 are contained in the two connector pins 3 and 6. The plug pin 3 is mounted axially displaceably in a bore in the bearing sleeve 8. The counter pin 6, however, is firmly fixed in the socket 5.
Fig. 1 shows the starting position, in which, however, the plug part 1 has already been coupled to the socket part 4, the socket 5 and the plug pin 3 being aligned coaxially with one another and with at least a part of the plug housing 2 overlapping the socket part 4. The opening 9 in the bearing sleeve and the opening 10 of the bushing are each closed by a closing element in the form of the two disks 11 and 12. These disks can be rotated about the central axis 15 of the plug connection and each have an opening 13 and 14, which openings in the starting position lie on top of one another with the same cover.
2, the two disks 11 and 12 were rotated by means not shown in such a way that the disk openings are congruent on the two openings 9 and 10 on the plug part and on the socket part. The plug pin 3 still remains in its retracted position in the bearing sleeve.
According to FIG. 3, the last phase of the coupling process consists in extending the plug pin 3 through the two disks 11 and 12 into the socket 5 until the end face of the plug pin 3 touches the end face of the counter pin 6. The movement of the plug pin 3 is carried out by means, also not shown here.
It would be readily conceivable for the disks to be rotated and the plug pin to be advanced by means which are completely independent of one another and also independently of the relative position of the plug housing 2. However, the following exemplary embodiments show that the movement sequences when coupling the plug part can be connected to one another in a meaningful manner.
4 to 7, a plug connection is shown in which the components are also essentially rotationally symmetrical. The plug part 1 is connected to the socket part 4 with the aid of a bayonet lock, that is to say essentially by means of a rotary movement.
Fig. 4 shows the socket part with a large claw 16 and a small claw 17. The different claw size ensures in the simplest way that the plug part is always connected to the socket part in the same relative position. 5 also shows the diametrically opposite recesses 20, which are used for positioning and securing against rotation. Also shown is the disk 12 with the opening 14 and with a recess 21.
6 shows the connector part 1 with the connector housing 2. The bearing sleeve 8 with the disk 11 is rotatably mounted in the connector housing. The disk 11 has an opening 13 and a driver element 22 which fits into the recess 21 of the disk 12 in a form-fitting manner. The two positioning elements 23 on the bearing sleeve 8 are arranged in the same plane as the two recesses 20 on the socket part 4. From FIG. 7 the two bayonet grooves are also visible, namely the large bayonet groove 18 for receiving the large claw 16 and the small one Bayonet groove 19 for receiving the small claw 17. The bayonet grooves extend over a circumferential area of approximately 90 °. A first guide groove 26 is already visible in FIG. 6, but is not assigned to the bearing sleeve 8 but to a cam carrier 35 connected to the plug housing 2.
This cam carrier is designed as a sleeve, which is non-rotatably connected to the connector housing. Theoretically, the guide curves could also be attached directly to the inner jacket of the connector housing. For manufacturing reasons, however, the manufacture of a sleeve is much easier.
8 to 18 show further details of the plug part and the socket part. In addition, the figures show the relative position of the essential components in each case in a perspective representation, that is to say in the uncoupled state.
In Fig. 8, a cylindrical pin guide 25 is shown schematically, in which the connector pin 3 is held. This pin guide is mounted eccentrically to the center axis of the plug and axially displaceable in the bearing sleeve. The axial displacement takes place on the engagement element 24, which engages in the first guide curve 26.
11 shows, as a further detail, the disk 11, which is connected to a disk axis 28. This disk axis is rotatably mounted in the bearing sleeve coaxially to the connector center axis. The rotary movement takes place via the driving pin 29, which engages in a second guide curve 27 in the cam carrier 35.
10 that the first guide curve 26 has a first section 30 running at right angles to the central axis and a second section 31 running obliquely to the central axis. FIG. 12 shows the unit according to FIG. 10 rotated by 180 °, the second guide curve 27 becoming visible. This runs at right angles to the central axis, but has a small angled portion at each of its ends, so that a first detent position 32 and a second detent position 33 are formed for the driving pin 29.
Details of this arrangement also result in particular from FIGS. 19 to 21. FIG. 19 shows a cross section through a plug connection in the fully coupled state. The socket in the socket part 4 is formed here by a centering sleeve 34 in which the counter pin 6 is axially resiliently mounted. The bearing sleeve 8 is rotatable and at the same time axially displaceably mounted in the connector housing 2. The cam carrier 35 is seated in a spacer sleeve 38 and is held by a screw 39 which at the same time holds the spacer sleeve in place. A wave washer 44 is arranged between the flange-like extension of the bearing sleeve and the cam carrier 35 or the spacer sleeve 38, so that a spring preload is exerted on the bearing sleeve in the axial direction.
The disc axis 28 is secured on the back of the bearing sleeve 8 with a nut 45. The driving pin 29 can be pivoted in the direction of rotation in a slot 40 in the bearing sleeve 8. The pin guide 25 consists of two sleeves screwed into each other, which grip the connector pin 3 by clamping. The pin guide is axially displaceable in a bore 51 in the bearing sleeve 8. A guide block 36, which is connected to the pin guide 25 and which is displaceable in a longitudinal slot 37 in the bearing sleeve 8, serves as an anti-rotation device. The engagement element 24, which engages in the cam carrier 35, protrudes from the guide block 36.
The curve carrier is shown separately in FIGS. 20 and 21 and from two different viewing directions. 21 shows the first guide curve 26 with the first straight section 30 and the second inclined section 31, which extends almost up to the end face of the cam carrier. 20 shows the cam carrier rotated by 90 °, the second guide curve 27 being visible, which lies almost on the same plane as the first section 30 of the first guide curve 26 and which likewise runs at right angles to the central axis. The two small bends for the latching positions 32 and 33 are clearly visible here. In FIG. 20, the second oblique section 31 of the first guide curve is just barely visible.
The embodiment according to FIG. 19 is a plug-in connection for two connector pins, so that obviously the cam carrier 35 must have two guide curves 26. The first section 30 of this further guide curve is just visible in FIG. 20. The cam carrier 35 requires as many first guide curves 26 as there are eccentric pins in the bearing sleeve 8. In contrast, only a single second guide curve 27 is required, since the disk 11 simultaneously opens or closes the openings for all the plug pins.
The coupling process in the individual sequences is again described below with reference to FIGS. 9 and 10 or 12 to 18. For reasons of better clarity, only a single plug pin is shown in these figures. However, the function for a second or for additional connector pins would be exactly the same. 9, 10 and 12 show the components on the plug part 1 and on the socket part 4 in the starting position. The socket opening is closed by the disk 12 and the opening for the plug pin is closed by the disk 11. The engagement element 24 is located at the beginning of the first straight section 30 of the guide curve 26. The driver pin 29 is in the first latching position 32. In this position, the plug part 1 is coupled to the socket part 4.
The positioning elements 23 engage in the recesses 20, so that the bearing sleeve 8 is connected to the socket part 4 in a rotationally fixed manner. At the same time, the driver element 22 engages in the recess 21, so that the two disks 11 and 12 are also connected to one another in a rotationally fixed manner. The claws of the bayonet lock are inserted into the bayonet grooves.
In this position, the first sequence of the rotational movement in the direction of arrow A begins, in that the connector housing is rotated relative to the socket part 4 and thus also to the bearing sleeve 8, which is non-rotatably connected to the socket part 4. In this first turning sequence, the driving pin 29 remains in the first latching position 32, so that the disk axis 28 and thus also the disks 11 and 12, which are non-rotatably connected to one another, are turned.
13, 14 and 15 show the position at the end of this first turning sequence. The engagement element 24 has reached the end of the first section 30. As can be seen, the pin guide 25 has remained in the bearing sleeve 8 without any relative movement. By initiating the second rotation sequence, the driver pin 29 is disengaged from the first latching position 32 so that it can move freely in the second guide curve 27. Obviously, the disc axis 28 now remains without movement. In contrast, the engagement element 24 is forcibly displaced axially by the second section 31 of the guide curve 26, so that the plug pin 3 emerges from the opening 13 in the direction of the arrow B and penetrates into the opening 14 on the disk 12.
This end position of the plug pin is shown in FIGS. 16, 17 and 18. Obviously no change has taken place on the socket part 4, since the disk 11 is no longer moving. The engagement element 24 has now reached the end of the first guide curve 26. At the same time, the driving pin 29 has also reached the end of the second guide curve 27 and is locked there in the second latching position 33. When disconnecting the connector, the same sequence of movements takes place in the opposite direction. The driving pin 29 disengages from the second latching position 33, while the engagement element 24 is returned axially in the first guide curve 26. The pivoting of the driving pin 29 then begins, so that the two disks 11 and 12 turn again and close the openings.
22 shows the two guide curves 26 and 27 again, the simultaneous course of the bayonet lock also being compared for a better understanding. The course of the small claw 17 in the small bayonet groove 19 is shown. When the claw is inserted into the groove, the axial insertion section 52 is first covered. Engagement element 24 and driver pin 29 remain in the rest position. In the first turning sequence, the distance 53 is covered by the claw 17 or by the engaging element 24. The driving pin 29, however, remains in the first latching position 32, so it is pivoted together with the cam bracket 35. A transition section 48 adjoins the first section 47 of the groove 19, an axial force having to be exerted through this section in order to carry out the claw.
The previously described shaft washer 44 is pressed together. The claw covers the distance 54 and at the same time the driver pin 29 disengages from the first locking position 32. With further rotation, the claw 17 moves in the second section 49 of the bayonet groove. It covers the distance 55, as does the now released driver pin 29 in the second guide curve 27. The engagement element 24 covers the axial distance 57. At the end of the rotary movement, the claw 17 slides into the detent angle 50 of the groove 19 as a result of the spring preload and thereby covers the distance 56. At the same time, the driver pin 29 also snaps into the second latching position 33.
Obviously, it is necessary that the disks 11 and 12 remain in the same relative position before the coupling process so that the driver element 22 engages in the recess 21 at all without additional manipulation. In order to ensure that this relative position is maintained, a latching device is provided on both disks 11 and 12, which consists of a ball 42, which is mounted under the pretension of a spring 43 in a bore 41 behind the disks. The borehole is arranged in such a way that the ball engages in the opening 13 or 14 of the two disks in the closed position of the disks. As soon as the rotary movement on the two discs starts, the balls are pushed back into the hole and remain in this position as long as the plug connection is coupled.
In order to achieve a hermetic seal as possible, O-rings are arranged behind the two disks 11 and 12 in the circumferential area of the disks and possibly also in the circumferential area of the two openings 13 and 14. In this way, a liquid-tight seal can practically be achieved.
23 and 24 show that other possible solutions for other connector configurations are also conceivable without departing from the subject matter of the invention. The plug pins 59a, 59b and 59c are mounted axially displaceably linearly next to one another in a cuboid bearing sleeve 58. The closing element here consists of a slide 60 which can be moved linearly in the direction of arrow C. The slide has the openings 61a, 61b and 61c, the axial spacing of which is the same as that of the connector pins. The slide 60 is connected to a guide link 62 which cooperates with a bolt which can be displaced in the direction of the arrow D. The bolt belongs to a connector housing, not shown here, which is displaceable in the axial direction relative to the bearing sleeve 58.
So it would be e.g. conceivable that such a connector housing is only pushed axially over a corresponding socket strip and snaps into place. In the course of this feed movement, the pin 63 presses the guide link 62 to the side, so that the slide 60 is displaced and the openings 61 lie congruently over the plug pins 59 and these emerge through these openings and penetrate into the sockets. Of course, positioning elements would also be required here, which ensure coaxial alignment with the bushings. Further linear engagement and guide elements are also required, which allow the plug pins to be displaced.
FIG. 23 shows the slide in the closed position and FIG. 24 shows the slide in the open position with the plug pins extended.