Die Erfindung betrifft einen optischen Mehrfachstecker gemäss Patentanspruch 1.
Nach T. Satake, et al. (EFOC/LAN91, Ninth Annual European Fibre Optic Communications and Local Area Network Conference, London, June 29-21, 1991) ist ein Multifaserverbinder bekannt, bei welchem für die Bohrungen der Faserpositionierung eine Genauigkeit von weniger als 1 mu m erforderlich ist, was hohe Investitionskosten für einen Herstellungs- und Montageautomaten zur Folge hat. Im Gehäuse des Verbinders ist eine \ffnung vorgesehen, durch welche die Fasern geführt werden, und welche den Klebstoff aufnimmt, nachdem die Fasern durch die Faserpositionierungsbohrungen geführt worden sind. Typische Faserdurchmesser sind 9 mu m. Die im Herstellungsprozess die Bohrungen überragenden Fasern werden nach dem Aushärten des Klebstoffes abgebrochen und poliert. Zwei Positionierstifte aus rostfreiem Stahl sind für die exakte Ausrichtung vorgesehen.
Die hohen Genauigkeitsanforderungen an die Positionierung erfordern teure Fertigungsanlagen, was sich auf den Stückpreis des Verbinders nachteilig auswirkt.
Im weiteren wird in IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 3, No. 10, 937-939 (1991) ein Multifaser-Steckverbinder beschrieben, welcher eine schräge Verbindungsebene aufweist und bei welchem die Fasern direkt aufeinander stossen. Dadurch wird eine geringe Dämpfung von lediglich 0,16 dB erzielt und eine Unterdrückung der Reflektierung am Faserende (high return loss) von 59 dB für eine Single-mode 4-Faseranordnung ohne Lichtleiterfett (index-matching). Dazu ist allerdings eine Ausrichtgenauigkeit von weniger als 1 mu m erforderlich, was sich in der Fertigung als nachteilig auswirkt und die Kosten wesentlich beeinflusst.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Mehrfachstecker vorzuschlagen, welcher einfach zu fertigen ist und für kleinste Raumbedürfnisse geeignet ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem optischen Mehrfachstecker gemäss dem Wortlaut nach Patentanspruch 1 gelöst. In den Patentansprüchen 2-8 werden Ausführungsformen und Verwendungen dazu beschrieben. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Schematische Darstellung des optischen Mehrfachsteckers in Seitenansicht
Fig. 2 Schematische Darstellung einer Steckerhälfte des optischen Mehrfachsteckers in Frontansicht
Fig. 3 Steckergehäuse im Schnitt
Fig. 4 Optischer Mehrfachstecker mit eingearbeiteten Glasfasern und asymmetrischen Positionierstiften im Schnitt
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Mehrfachsteckers in Seitenansicht. Der optische Mehrfachstecker besteht aus den beiden Steckergehäusen 1 und 1 min , welche beide aus einem einzigen Material, wie z.B. aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, gefertigt sind. Auf den Rückseiten 2 und 2 min weisen die Steckergehäuse ein zylindrisches Ende 3 und 3 min auf, durch welches die Glasfasern mit der Ummantelung 4 und 4 min in die Steckergehäuse geführt werden, und an welchen die nutenförmigen Vertiefungen 5 und 5 min angebracht sind. Die Vertiefungen 5 und 5 min sind für das Anbringen eines Glasfaserschutzmantels vorgesehen.
Im weiteren sind die Steckergehäuse mit den Befestigungslöchern 6 und 6 min versehen, sowie mit Orientierungsmarkierungen 7 und 7 min , mit denen das korrekte Zusammenfügen der beiden Steckergehäuse mit den Frontseiten 11, 11 min sichergestellt wird. Das Steckergehäuse 1 ist mit Führungsmitteln versehen, die als Positionierstifte 8 und 8 min ausgebildet sind und durch die beiden Schrauben 9, 9 min im Steckergehäuse befestigt sind. Die Schrauben 10, 10 min sind zur Befestigung der beiden Steckergehäuse über die Positionierstifte 8 und 8 min vorgesehen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Mehrfachsteckers in Frontansicht. Das Steckergehäuse 1 min weist die Bohrungen 39, 39 min auf, welche der Aufnahme der Positionierstifte dienen. Die Bohrachsen 21, 21 min der Befestigunglöcher 6 min sind senkrecht zur Achse der Glasfasern 22 in der Bohrung 35 angebracht, deren Anordnung in einem Feld von 3 x 3 Glasfasern erkennbar ist.
Fig. 3 zeigt das Steckergehäuse im Schnitt. Die Bohrungsachsen 30, 30 min , 30 min min sind untereinander parallel angeordnet und parallel zur Verbindungsachse des optischen Mehrfachsteckers, welche in der Figur nicht angedeutet ist. Die Bohrungsachse 30 weist nun auf der Rückseite 2 min des Steckergehäuses eine erste Bohrstufe mit der Bohrung 31 auf, welche mit einer konischen Bohrfläche 32 ausläuft, wobei diese durch die Schräge des verwendeten Bohrers verursacht wird. Eine zweite Bohrstufe, ebenfalls mit Bohrungsachse 30, führt eine Bohrung 33 weiter in das Steckergehäuse, welche mit einer konischen Bohrfläche 34 ausläuft. Zu den Bohrungsachsen 30 min und 30 min min gehören analoge Bohrungen. Damit ergibt sich mit den Bohrungen 31 und 33 eine Mehrstufenbohrung einer ersten Art, die sich dadurch auszeichnet, dass sie auf der Rückseite des Steckergehäuses angeordnet ist.
Die Frontseite 11 min weist mit den im wesentlichen gleichen Bohrungsachsen 30, 30 min , 30 min min eine frontseitig angebrachte erste Bohrstufe mit der Bohrung 35, welche mit einer konischen Bohrfläche 36 ausläuft, und eine frontseitig angebrachte zweite Bohrstufe mit der Bohrung 37 auf. Auch hier gehören zu den Bohrungsachsen 30 min und 30 min min analoge Bohrungen. Damit ergibt sich mit den Bohrungen 35 und 37 eine Mehrstufenbohrung einer zweiten Art, die sich dadurch auszeichnet, dass sie auf der Frontseite des Steckergehäuses angeordnet ist. Ebenfalls auf der Frontseite 11 min weist das Steckergehäuse die Bohrungsachsen 38, 38 min mit den Bohrungen 39, 39 min auf, welche mit den konischen Bohrflächen 40, 40 min auslaufen. Die Bohrungen 39, 39 min dienen der Aufnahme der Führungsmittel, welche später beschrieben werden.
Die Bohrungen 39, 39 min weisen die weiterführenden Bohrungen 41, 41 min auf, welche die gleichen Bohrungsachsen 38, 38 min besitzen, einen etwas geringeren Durchmesser als die Bohrungen 39, 39 min aufweisen und welche ihrerseits mit den konischen Bohrflächen 42, 42 min auslaufen. Die Bohrungen 41, 41 min weisen die weiterführenden Bohrungen 43, 43 min auf, welche wiederum die gleichen Bohrungsachsen 38, 38 min besitzen, einen nochmals geringeren Durchmesser als die Bohrungen 41, 41 min aufweisen und welche ihrerseits mit den Gewinden 44, 44 min versehen sind. Diese Gewinde dienen der Befestigung des Steckergehäuses während des Schleif- und Poliervorganges. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Herstellung. Das Steckergehäuse ist auf der Aussenseite der besseren Griffigkeit wegen mit den Kerben 45, 45 min oder dergleichen versehen.
Fig. 4 zeigt einen optischen Mehrfachstecker mit eingearbeiteten Glasfasern und asymmetrischen Positionierstiften im Schnitt. Die Steckergehäuse 1, 1 min sind hier in einer bereits zusammengefügten, aber nicht verschraubten Anordnung dargestellt. Im Steckergehäuse 1 ist die Glasfaser mit Ummantelung 4 in der Bohrung 31 angeordnet, wobei die Ummantelung 4 an der konischen Bohrfläche 32 anstösst, weil die Bohrung 33 etwas kleiner ausgelegt ist. In der Bohrung 33 ist die Glasfaser 22 ohne die Ummantelung 4 vorgesehen, wobei der Durchmesser der Glasfaser wesentlich kleiner als jener der Bohrung 33 ist, damit im Zwischenraum genügend Raum für den Klebstoff 50 verfügbar bleibt. Der Durchmesser der Bohrung 37 ist gerade so gross gewählt, dass die Glasfaser 22 gerade noch schadlos durchgeführt werden kann, was etwa einem Gleitsitz entspricht.
Damit wird eine hervorragende Zentrierung der Glasfaser erzielt, was für die erforderliche Güte der Dämpfung massgebend ist. Ebenfalls ist der Durchmesser der Glasfaser mit der Ummantelung 4 geringer als jener der Bohrung 31, damit im Zwischenraum Raum für den Klebstoff 50 verfügbar bleibt. Der Durchmesser der Bohrung 35 ist wesentlich grösser als jener der Glasfaser 22, damit das Ende der Glasfaser mittels eines weiteren Klebstoffes 60 darin eingebettet werden kann. Die Klebstoffe 50 und 60 sind im allgemeinen verschieden, können aber in speziellen Fällen auch identisch gewählt werden. Für jede der in Fig. 4 dargestellten Glasfasern gilt betreffend Einarbeitung dasselbe, wobei der Übersichtlichkeit halber lediglich eine eingearbeitete Glasfaser detailliert beschrieben wurde.
Im weiteren werden nun die Führungsmittel, bzw. die Positionierstifte 8, 8 min , näher erläutert, insbesondere aber deren asymmetrische Lage erklärt. Die Bohrungen 39, 39 min nehmen die Positionierstifte 8, 8 min auf (Gleitsitz) und weisen Durchmesser auf, die nur geringfügig grösser sind als die der Positionierstifte 8, 8 min . Die Bohrungen 39, 39 min weisen an ihren Enden Bohrflächen 40, 40 min auf, an welchen die Bohrungen 39, 39 min übergehen in die etwas kleineren Bohrungen 41, 41 min , die ihrerseits an ihren Enden Bohrflächen 42, 42 min aufweisen. Den Abschluss der Bohrungen 39, 41 und 39 min , 41 min bilden die Bohrungen 43, 43 min , welche für die Aufnahme der Schrauben 9 und 10 vorgesehen sind. Der Positionierstift 8 weist die Bohrungen 51 und 52 auf, welche dem Kerndurchmesser der Befestigungsschrauben 9 und 10 entsprechen.
Die Bohrungen 51 und 52 weisen die Gewinde 53 und 54 auf, welche so bemessen sind, dass die Befestigungsschrauben eingebracht werden können. Mit der Befestigungsschraube 9 wird nun der Positionierstift 8 in der Bohrung 39 so verschraubt, bis dieser am Ende der Bohrung 39 auf der konischen Bohrfläche 40 ansteht. Für den Positionierstift 8 min ist mittels der Schraube 9 min eine analoge Verschraubung vorgesehen. Das Steckergehäuse 1 ist mit den entsprechenden Bohrungen 39 min , derart ausgelegt, dass es mit kleinsten Kräften auf die Positionierstifte 8, 8 min geschoben werden kann, bis die beiden Frontflächen 11 und 11 min plan aufeinander aufliegen.
Mit den Schrauben 10, 10 min wird das Steckergehäuse 1 über die Positionierstifte 8, 8 min befestigt, wobei im verschraubten Zustand die Positionierstifte 8, 8 min im Steckergehäuse 1 nicht bis zur konischen Bohrfläche 40 min gelangen und somit nicht auf dieser anstehen. Damit ergibt sich eine asymmetrische Lage der Positionierstifte 8, 8 min im optischen Mehrfachstecker, bzw. im Steckergehäuse 1 bezüglich der Lage der Positionierstifte 8, 8 min im Steckergehäuse 1 min . Im wesentlichen gehören zu den asymmetrischen Führungsmitteln die Bohrungen 39, 39 min , 41, 41 min , 43 und 43 min , die Positionierstifte 8, 8 min und die Schrauben 9, 9 min und 10, 10 min .
Beispiel 1 beschreibt ein erstes Ausführungsbeispiel eines 9-poligen optischen Mehrfachsteckers. Die Glasfasern 22 wurden in 3 Reihen à 3 Glasfasern angeordnet mit einem Reihenabstand von 1,2 mm. Es wurden Glasfasern vom Typ HCS 200 mu m/230 mu m/500 mu m (Huber & Suhner AG, Herisau, CH) mit einem Übertragungsbereich von ca. 20 MHz x km verwendet. Das Material des Steckergehäuses 1, 1 min war eine Aluminiumlegierung vom Typ AlMgSi1. Die Abmessungen des Steckergehäuses (1 Steckerhälfte) betrugen 7 mm * 14 mm * 12 mm (Dicke * Breite * Länge). Die Positionierstifte 8, 8 min waren aus einer Messinglegierung mit der Zusammensetzung CuZn40Pb2 mit den Abmessungen DIAMETER 2,5 mm * 11 mm gefertigt. Die Durchmessertoleranzen der Stifte: g6 (-2 mu m, -8 mu m) und jene der Stiftlöcher 39, 39 min : H6 (+0 mu m, +6 mu m).
Der Abstand der Stifte betrug 10 mm +/- 0,005 mm; die Abmessungen und Toleranzen der Glasfaserpositionierbohrungen 37: DIAMETER 240 mu m + 10 mu m; die Abstandsgenauigkeit der Glasfaserpositionierbohrungen 37 untereinander: +/- 5 mu m; die Positionsgenauigkeit zwischen den Stiftlöchern, bzw. den Bohrungen 39, und den Glasfaserbohrungen 37: +/- 5 mu m. Das Einkleben der Glasfasern in die Positionierbohrung 31, 33 erfolgte mit Araldit Standard 50 (Ciba Geigy, Basel, CH) bei einer Aushärtezeit von 12 h bei Raumtemperatur. Die eingeklebten Glasfasern wurden an den Frontseiten 11, 11 min des Steckers gekürzt, nachdem sie mit einem scharfgeschliffenen Keramikplättchen eingeritzt wurden. An der Frontseite des Steckers wurden die Glasfasern mit Epo-Tek 302 (Polyscience AG, Cham, CH) vergossen bei einer Aushärtezeit von 60 min bei Raumtemperatur.
Die Steckerfrontseite wurde danach mittels einer einfachen Vorrich tung auf Nassschleif- und Polierpapier geschliffen. Die beiden Steckergehäuse 1, 1 min wurden mit einer Orientierungsmarkierung 7, 7 min versehen, wodurch eine Falschmontage praktisch verhindert wurde. Auf jeder Seite der Steckergehäuse 1, 1 min sind je 2 Schrauben 9, 9 min und 10, 10 min M 1,6 * 4 mm angebracht. Lichtintensitätsverlust im optischen Mehrfachstecker ohne Lichtleiter-Fett: ca. 40%; im optischen Mehrfachstecker mit Lichtleiter-Fett: ca. 15%. Diese Werte können durch einen grösseren Polieraufwand noch erheblich verbessert werden. Ein derartiger optischer Mehrfachstecker eignet sich besonders für Datenübertragungen über kürzere Strecken, bei engen Platzverhältnissen und an Einsatzorten, bei denen kleine und robuste Steckverbindungen erforderlich sind.
Beispiel 2 beschreibt ein zweites Ausführungsbeispiel eines 2poligen optischen Mehrfachsteckers. Die Glasfasern 22 wurden in einer Reihe angeordnet mit einem Abstand von 1,8 mm. Es wurden Glasfasern vom Typ HCS 62.5 mu m/125 mu m/500 mu m (Fiber Optic SA, Cortaillod, CH) mit einem Übertragungsbereich von ca. 500 MHz x km verwendet. Das Material des Steckergehäuses 1, 1 min war eine Aluminiumlegierung vom Typ AlMg5. Die Abmessungen des Steckergehäuses (1 Steckerhälfte) betrugen 5 mm * 12 mm * 12 mm (Dicke * Breite * Länge). Die Positionierstifte 8, 8 min waren aus einer Messinglegierung mit der Zusammensetzung CuZn39Pb3 mit den Abmessungen DIAMETER 2,4/2,5 mm * 11 mm. Die Durchmessertoleranzen der Stifte: g6 (-2 mu m, -8 mu m) und jene der Stiftlöcher 39, 39 min : H6 (+0 mu m, +6 mu m).
Der Abstand der Stifte betrug 8 mm +/- 0,003 mm; die Abmessungen und Toleranzen der Glasfaserpositionierbohrungen 37: DIAMETER 130 mu m + 5 mu m; die Abstandsgenauigkeit der Glasfaserpositionierbohrungen 37 untereinander: +/- 2 mu m; die Positionsgenauigkeit zwischen den Stiftlöchern, bzw. den Bohrungen 39, und den Glasfaserbohrungen 37: +/- 3 mu m. Das Einkleben der Glasfasern in die Positionierbohrung 31, 33 erfolgte mit Araldit Rapid 50 (Ciba Geigy, Basel, CH) bei einer Aushärtezeit von 60 min bei Raumtem peratur. Die eingeklebten Glasfasern wurden an den Frontseiten 11, 11 min des Steckers gekürzt, nachdem sie mit einem scharfgeschliffenen Siliziumplättchen eingeritzt wurden. An der Frontseite des Steckers wurden die Glasfasern mit Epo-Tek 301 (Polyscience AG, Cham, CH) vergossen bei einer Aushärtezeit von 60 min bei 65 DEG C.
Die Steckerfrontseite wurde danach mittels einer geeigneten Poliermaschine geschliffen. Die beiden Steckergehäuse 1, 1 min wurden mit zwei verschieden dicken Posititonierstiften 8, 8 min versehen, wodurch eine Falschmontage ausgeschlossen wurde. Auf jeder Seite der Steckergehäuse 1, 1 min sind je 2 Schrauben 9, 9 min und 10, 10 min M 1,6 * 4 mm angebracht. Lichtintensitätsverlust im optischen Mehrfachstecker ohne Lichtleiter-Fett: ca. 40%; im optischen Mehrfachstecker mit Lichtleiter-Fett: ca. 15%. Ein derartiger optischer Mehrfachstecker eignet sich besonders zur Vernetzung von Computern und Geräten jeglicher Art, bei denen relativ hohe Datenmengen zu übertragen sind. Er findet Verwendung an Stellen, welche mittleren Verschmutzungen ausgesetzt sind, und an Stellen, an denen oft ein- und ausgesteckt werden muss.
Beispiel 3 beschreibt ein drittes Ausführungsbeispiel eines 24-poligen optischen Mehrfachsteckers. Die Glasfasern 22 wurden in 4 Reihen a 6 Glasfasern angeordnet mit einem Reihenabstand von 2 mm. Es wurden Glasfasern vom Typ HCS 400 mu m/430 mu m/700 mu m (Egli Fischer & Co. AG, Zürich, CH) mit einem Übertragungsbereich von ca. 10 MHz x km verwendet. Das Material des Steckergehäuses 1, 1 min war ein rostfreier Stahl 18/8. Die Abmessungen des Steckergehäuses (1 Steckerhälfte) betrugen 14 mm * 23 mm * 12 mm (Dicke * Breite * Länge). Die Positionierstifte 8, 8 min waren aus einer Messinglegierung mit der Zusammensetzung CuZn39Pb3 mit den Abmessungen DIAMETER 2,5/2,7 mm * 11 mm gefertigt. Die Durchmessertoleranzen der Stifte: f7 (-6 mu m, -16 mu m) und jene der Stiftlöcher 39, 39 min : H7 (+0 mu m, +10 mu m).
Der Abstand der Stifte betrug 19 mm +/- 0,01 mm; die Abmessungen und Toleranzen der Glasfaserpositionierbohrungen 37: DIAMETER 440 mu m + 20 mu m; die Abstandsgenauigkeit der Glasfaserpositionierbohrungen 37: +/- 10 mu m; die Positionsge nauigkeit zwischen den Stiftlöchern, bzw. den Bohrungen 39, und den Glasfaserbohrungen 37 untereinander: +/- 10 mu m. Das Einkleben der Glasfasern in die Positionierbohrung 31, 33 erfolgte mit Pattex Stabilit Express 50 (Henkel, Pratteln, CH) bei einer Aushärtezeit von 20 min bei Raumtemperatur. Die eingeklebten Glasfasern wurden an den Frontseiten 11, 11 min des Steckers gekürzt, nachdem sie mit einem scharfgeschliffenen Keramikplättchen eingeritzt wurden. An der Frontseite des Stekkers wurden die Glasfasern mit Araldit Rapid (Ciba Geigy, Basel, CH) vergossen bei einer Aushärtezeit von 60 min bei Raumtemperatur.
Die Steckerfrontseite wurde danach mittels einer einfachen Vorrichtung auf Nassschleif- und Polierpapier geschliffen. Die beiden Steckergehäuse 1,1 min wurden mit zwei verschieden dicken Posititonierstiften 8, 8 min versehen, wodurch eine Falschmontage ausgeschlossen wurde. Auf jeder Seite der Steckergehäuse 1, 1 min sind je 2 Schrauben 9, 9 min und 10, 10 min M 1,6 * 4 mm angebracht. Lichtintensitätsverlust im optischen Mehrfachstecker ohne Lichtleiter-Fett: ca. 40%; im optischen Mehrfachstecker mit Lichtleiter-Fett: ca. 15%. Diese Werte können durch einen grösseren Polieraufwand noch erheblich verbessert werden. Ein derartiger optischer Mehrfachstecker eignet sich besonders für die Vernetzung von Maschinen und Robotern, wo keine besonders grossen Datenmengen zu übertragen sind.
Auf Grund der bei diesem Steckertyp in den Beispielen 1-3 verwendeten Fasern, deren Durchmesser 62,5 mu m und mehr beträgt, können die mechanischen Toleranzen der Steckerbauteile 5 bis 15 Mal grösser gewählt werden als bei optischen Mehrfachsteckern, die eine 9 mu m Faser verwenden. Damit können die beschriebenen Mehrfachstecker auf herkömmlichen Werkzeugmaschinen gefertigt werden, was sich als besonders vorteilhaft erweist.
Erfindungswesentlich ist, dass die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe sich auszeichnet durch eine kostengünstige und einfache Konfektionierung, durch die kleinen Abmessungen des optischen Mehrfachsteckers bei hervorragender Robustheit und durch die Übertragung von mittleren Datenmengen. Zudem weist der optische Mehrfachstekker für die präzise Befestigung der beiden Steckerhälften asymmetrische Führungsmittel auf.
The invention relates to an optical multiple connector according to claim 1.
According to T. Satake, et al. (EFOC / LAN91, Ninth Annual European Fiber Optic Communications and Local Area Network Conference, London, June 29-21, 1991) a multi-fiber connector is known in which an accuracy of less than 1 μm is required for the bores of the fiber positioning, which high investment costs for a manufacturing and assembly machine. An opening is provided in the housing of the connector through which the fibers are passed and which receives the adhesive after the fibers have been passed through the fiber positioning bores. Typical fiber diameters are 9 µm. The fibers protruding from the holes in the manufacturing process are broken off and polished after the adhesive has hardened. Two stainless steel positioning pins are provided for precise alignment.
The high accuracy requirements for the positioning require expensive production systems, which has a negative effect on the unit price of the connector.
Furthermore, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 3, No. 10, 937-939 (1991) describes a multi-fiber connector which has an oblique connection plane and in which the fibers abut one another directly. This results in a low attenuation of only 0.16 dB and a suppression of the reflection at the fiber end (high return loss) of 59 dB for a single-mode 4-fiber arrangement without light guide grease (index matching). However, this requires an alignment accuracy of less than 1 μm, which has a disadvantageous effect on production and has a significant impact on costs.
It is the object of the present invention to propose an optical multiple plug which is simple to manufacture and is suitable for the smallest space requirements.
According to the invention, this object is achieved with an optical multiple connector according to the wording of claim 1. In the claims 2-8 embodiments and uses are described. The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 Schematic representation of the optical multiple connector in side view
Fig. 2 Schematic representation of a connector half of the optical multiple connector in front view
Fig. 3 connector housing in section
Fig. 4 Optical multiple connector with incorporated glass fibers and asymmetrical positioning pins on average
Fig. 1 shows a schematic representation of the multiple connector in side view. The optical multiple connector consists of the two connector housings 1 and 1 min, both of which are made of a single material, e.g. are made of aluminum or an aluminum alloy. On the rear sides 2 and 2 minutes, the connector housings have a cylindrical end 3 and 3 minutes, through which the glass fibers with the sheathing are guided 4 and 4 minutes into the connector housings, and to which the groove-shaped depressions are attached for 5 and 5 minutes. The depressions 5 and 5 min are intended for the attachment of a glass fiber protective jacket.
Furthermore, the connector housings are provided with the mounting holes 6 and 6 min, and with orientation markings 7 and 7 min, with which the correct joining of the two connector housings with the front sides 11, 11 min is ensured. The connector housing 1 is provided with guide means which are designed as positioning pins 8 and 8 min and are fastened in the connector housing by the two screws 9, 9 min. The screws 10, 10 min are provided for fastening the two connector housings via the positioning pins 8 and 8 min.
Fig. 2 shows a schematic representation of the multiple connector in front view. The connector housing 1 min has the holes 39, 39 min, which are used to hold the positioning pins. The drilling axes 21, 21 min of the fastening holes 6 min are mounted perpendicular to the axis of the glass fibers 22 in the bore 35, the arrangement of which can be seen in a field of 3 × 3 glass fibers.
Fig. 3 shows the connector housing in section. The bore axes 30, 30 min, 30 min min are arranged parallel to one another and parallel to the connection axis of the optical multiple plug, which is not indicated in the figure. The bore axis 30 now has a first drilling step with the bore 31 on the rear 2 minutes of the connector housing, which ends with a conical bore surface 32, this being caused by the slope of the drill used. A second drilling stage, also with a bore axis 30, leads a bore 33 further into the plug housing, which ends with a conical bore surface 34. The drill axes 30 min and 30 min min include analog drill holes. The bores 31 and 33 thus result in a multistage bore of a first type, which is characterized in that it is arranged on the rear of the connector housing.
The front 11 min with the essentially identical bore axes 30, 30 min, 30 min min has a front-mounted first drilling stage with the bore 35, which ends with a conical drilling surface 36, and a front-mounted second drilling stage with the bore 37. Here, too, the drilling axes include 30 min and 30 min analog drilling. This results in the holes 35 and 37 a multi-stage hole of a second type, which is characterized in that it is arranged on the front of the connector housing. Also on the front 11 min, the connector housing has the bore axes 38, 38 min with the bores 39, 39 min, which run out with the conical drilling surfaces 40, 40 min. The holes 39, 39 min serve to receive the guide means, which will be described later.
The bores 39, 39 min have the further bores 41, 41 min, which have the same bore axes 38, 38 min, have a slightly smaller diameter than the bores 39, 39 min and which in turn end with the conical bore surfaces 42, 42 min . The bores 41, 41 min have the further bores 43, 43 min, which in turn have the same bore axes 38, 38 min, have an even smaller diameter than the bores 41, 41 min and which in turn provide the threads 44, 44 min are. These threads are used to fasten the connector housing during the grinding and polishing process. This results in a particularly simple manufacture. The connector housing is provided on the outside for better grip with the notches 45, 45 minutes or the like.
Fig. 4 shows an optical multiple connector with incorporated glass fibers and asymmetrical positioning pins in section. The connector housing 1, 1 min are shown here in an already assembled but not screwed arrangement. In the connector housing 1, the glass fiber with the sheathing 4 is arranged in the bore 31, the sheathing 4 abutting the conical bore surface 32 because the bore 33 is designed to be somewhat smaller. In the bore 33, the glass fiber 22 is provided without the sheathing 4, the diameter of the glass fiber being substantially smaller than that of the bore 33, so that there is sufficient space for the adhesive 50 in the intermediate space. The diameter of the bore 37 is chosen so large that the glass fiber 22 can just be carried out without damage, which corresponds approximately to a sliding fit.
Excellent centering of the glass fiber is achieved, which is decisive for the required quality of damping. The diameter of the glass fiber with the sheathing 4 is also smaller than that of the bore 31, so that space for the adhesive 50 remains available in the intermediate space. The diameter of the bore 35 is significantly larger than that of the glass fiber 22, so that the end of the glass fiber can be embedded therein by means of a further adhesive 60. The adhesives 50 and 60 are generally different, but can also be chosen identically in special cases. The same applies to incorporation for each of the glass fibers shown in FIG. 4, only an incorporated glass fiber being described in detail for the sake of clarity.
The guide means or the positioning pins 8, 8 min will now be explained in more detail, but in particular their asymmetrical position will be explained. The bores 39, 39 min accommodate the positioning pins 8, 8 min (sliding fit) and have diameters which are only slightly larger than that of the positioning pins 8, 8 min. The bores 39, 39 min have at their ends drilling surfaces 40, 40 min, at which the bores 39, 39 min merge into the somewhat smaller bores 41, 41 min, which in turn have drilling surfaces 42, 42 min at their ends. The bores 43, 43 min, which are provided for receiving the screws 9 and 10, form the end of the bores 39, 41 and 39 min, 41 min. The positioning pin 8 has the bores 51 and 52, which correspond to the core diameter of the fastening screws 9 and 10.
The bores 51 and 52 have the threads 53 and 54, which are dimensioned such that the fastening screws can be introduced. With the fastening screw 9, the positioning pin 8 is now screwed into the bore 39 until it bears against the conical bore surface 40 at the end of the bore 39. An analog screw connection is provided for the positioning pin 8 min by means of the screw 9 min. The connector housing 1 is designed with the corresponding bores 39 minutes in such a way that it can be pushed onto the positioning pins 8, 8 minutes with the smallest of forces until the two front surfaces 11 and 11 minutes lie flat on one another.
The connector housing 1 is fastened with the screws 10, 10 min via the positioning pins 8, 8 min, the positioning pins 8, 8 min in the connector housing 1 not reaching the conical drilling surface 40 min in the screwed state and thus not in contact with it. This results in an asymmetrical position of the positioning pins 8, 8 min in the optical multiple connector, or in the connector housing 1 with respect to the position of the positioning pins 8, 8 min in the connector housing 1 min. The asymmetrical guide means essentially include the bores 39, 39 min, 41, 41 min, 43 and 43 min, the positioning pins 8, 8 min and the screws 9, 9 min and 10, 10 min.
Example 1 describes a first embodiment of a 9-pin optical multiple connector. The glass fibers 22 were arranged in 3 rows of 3 glass fibers with a row spacing of 1.2 mm. Glass fibers of the type HCS 200 μm / 230 μm / 500 μm (Huber & Suhner AG, Herisau, CH) with a transmission range of approx. 20 MHz × km were used. The material of the connector housing 1, 1 min was an aluminum alloy of the type AlMgSi1. The dimensions of the connector housing (1 connector half) were 7 mm * 14 mm * 12 mm (thickness * width * length). The positioning pins 8, 8 min were made of a brass alloy with the composition CuZn40Pb2 with the dimensions DIAMETER 2.5 mm * 11 mm. The diameter tolerances of the pins: g6 (-2 µm, -8 µm) and those of the pin holes 39, 39 min: H6 (+0 µm, +6 µm).
The distance between the pins was 10 mm +/- 0.005 mm; the dimensions and tolerances of the glass fiber positioning holes 37: DIAMETER 240 µm + 10 µm; the spacing accuracy of the glass fiber positioning bores 37 to one another: +/- 5 μm; the positional accuracy between the pin holes, or the holes 39, and the glass fiber holes 37: +/- 5 μm. The glass fibers were glued into the positioning bore 31, 33 using Araldit Standard 50 (Ciba Geigy, Basel, CH) with a curing time of 12 h at room temperature. The glued-in glass fibers were shortened on the front 11, 11 min of the plug after they were scratched with a sharpened ceramic plate. At the front of the connector, the glass fibers were cast with Epo-Tek 302 (Polyscience AG, Cham, CH) with a curing time of 60 min at room temperature.
The front of the connector was then sanded using a simple device on wet sanding and polishing paper. The two connector housings 1, 1 min were provided with an orientation mark 7, 7 min, which practically prevented incorrect installation. On each side of the connector housing 1, 1 min, 2 screws 9, 9 min and 10, 10 min M 1.6 * 4 mm are attached. Loss of light intensity in the optical multiple connector without light guide grease: approx. 40%; in an optical multiple connector with fiber optic grease: approx. 15%. These values can be significantly improved by a larger polishing effort. Such an optical multiple connector is particularly suitable for data transmission over short distances, in tight spaces and in locations where small and robust plug connections are required.
Example 2 describes a second embodiment of a 2-pin optical multiple connector. The glass fibers 22 were arranged in a row at a distance of 1.8 mm. Glass fibers of the type HCS 62.5 μm / 125 μm / 500 μm (Fiber Optic SA, Cortaillod, CH) with a transmission range of approx. 500 MHz × km were used. The material of the connector housing 1, 1 min was an aluminum alloy of the type AlMg5. The dimensions of the connector housing (1 connector half) were 5 mm * 12 mm * 12 mm (thickness * width * length). The positioning pins 8, 8 min were made of a brass alloy with the composition CuZn39Pb3 with the dimensions DIAMETER 2.4 / 2.5 mm * 11 mm. The diameter tolerances of the pins: g6 (-2 µm, -8 µm) and those of the pin holes 39, 39 min: H6 (+0 µm, +6 µm).
The distance between the pins was 8 mm +/- 0.003 mm; the dimensions and tolerances of the glass fiber positioning holes 37: DIAMETER 130 µm + 5 µm; the spacing accuracy of the glass fiber positioning bores 37 with respect to one another: +/- 2 μm; the positional accuracy between the pin holes, or the holes 39, and the glass fiber holes 37: +/- 3 μm. The glass fibers were glued into the positioning bore 31, 33 using Araldit Rapid 50 (Ciba Geigy, Basel, CH) with a curing time of 60 min at room temperature. The glued-in glass fibers were shortened on the front sides 11, 11 min of the plug after they had been scratched with a sharpened silicon plate. At the front of the connector, the glass fibers were cast with Epo-Tek 301 (Polyscience AG, Cham, CH) with a curing time of 60 min at 65 ° C.
The connector front was then ground using a suitable polishing machine. The two connector housings 1, 1 min were provided with two differently thick positioning pins 8, 8 min, which prevented incorrect installation. On each side of the connector housing 1, 1 min, 2 screws 9, 9 min and 10, 10 min M 1.6 * 4 mm are attached. Loss of light intensity in the optical multiple connector without light guide grease: approx. 40%; in an optical multiple connector with fiber optic grease: approx. 15%. Such an optical multiple connector is particularly suitable for networking computers and devices of any kind in which relatively large amounts of data are to be transmitted. It is used in places that are exposed to medium soiling and in places where it is often necessary to insert and remove.
Example 3 describes a third embodiment of a 24-pin multiple optical connector. The glass fibers 22 were arranged in 4 rows of 6 glass fibers with a row spacing of 2 mm. Glass fibers of the type HCS 400 μm / 430 μm / 700 μm (Egli Fischer & Co. AG, Zurich, CH) with a transmission range of approx. 10 MHz × km were used. The material of the connector housing 1, 1 min was an 18/8 stainless steel. The dimensions of the connector housing (1 connector half) were 14 mm * 23 mm * 12 mm (thickness * width * length). The positioning pins 8, 8 min were made of a brass alloy with the composition CuZn39Pb3 with the dimensions DIAMETER 2.5 / 2.7 mm * 11 mm. The diameter tolerances of the pins: f7 (-6 µm, -16 µm) and those of the pin holes 39, 39 min: H7 (+0 µm, +10 µm).
The distance between the pins was 19 mm +/- 0.01 mm; the dimensions and tolerances of the glass fiber positioning holes 37: DIAMETER 440 μm + 20 μm; the spacing accuracy of the glass fiber positioning bores 37: +/- 10 μm; the Positionge accuracy between the pin holes, or the holes 39, and the glass fiber holes 37 with each other: +/- 10 µm. The glass fibers were glued into the positioning bore 31, 33 with Pattex Stabilit Express 50 (Henkel, Pratteln, CH) with a curing time of 20 min at room temperature. The glued-in glass fibers were shortened on the front 11, 11 min of the plug after they were scratched with a sharpened ceramic plate. At the front of the connector, the glass fibers were cast with Araldit Rapid (Ciba Geigy, Basel, CH) with a curing time of 60 min at room temperature.
The front of the connector was then sanded onto a wet sanding and polishing paper using a simple device. The two connector housings 1.1 min were provided with two differently thick positioning pins 8, 8 min, which prevented incorrect installation. On each side of the connector housing 1, 1 min, 2 screws 9, 9 min and 10, 10 min M 1.6 * 4 mm are attached. Loss of light intensity in the optical multiple connector without light guide grease: approx. 40%; in an optical multiple connector with fiber optic grease: approx. 15%. These values can be significantly improved by a larger polishing effort. Such an optical multiple connector is particularly suitable for networking machines and robots, where no particularly large amounts of data have to be transmitted.
Due to the fibers used in this type of connector in Examples 1-3, the diameter of which is 62.5 μm and more, the mechanical tolerances of the connector components can be selected 5 to 15 times larger than in the case of multiple optical connectors that have a 9 μm fiber use. The multiple plugs described can thus be manufactured on conventional machine tools, which has proven to be particularly advantageous.
It is essential to the invention that the solution to the problem according to the invention is characterized by an inexpensive and simple assembly, by the small dimensions of the optical multiple connector with excellent robustness and by the transmission of medium amounts of data. In addition, the optical multi-plug connector has asymmetrical guide means for the precise fastening of the two connector halves.