DE102011078024A1

DE102011078024A1 - Steckverbinder für einen Lichtwellenleiter

Info

Publication number: DE102011078024A1
Application number: DE102011078024A
Authority: DE
Inventors: Axel Beier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2031-06-24
Also published as: DE102011078024B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steckverbinder für einen Lichtwellenleiter. Dieser weist eine zylindrische Innenhülse (14) auf, die in einer Außenhülse (15) gehalten ist. Im Inneren der Innenhülse verläuft ein Lichtwellenleiter (13a), der beispielsweise mit einem Lichtwellenleiter (13b) einer Steckbuchse (12) verbunden werden soll. Damit das Einstecken in die Steckbuchse (12) mit geringen Montagetoleranzen und geringen Montagekräften gleichzeitig ermöglicht wird, ist erfindungsgemäß in der Innenhülse (14) eine Längsnut (21) vorgesehen, durch die die Luft aus dem Inneren der Steckbuchse entweichen kann, während die Innenhülse (14) in diese Steckbuchse (12) eingeschoben wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für einen Lichtwellenleiter, aufweisend eine zylindrische Innenhülse mit einem Innenkanal zur Aufnahme des Lichtwellenleiters und aufweisend eine Außenhülse mit einer zylindrischen Ausnehmung, in die die Innenhülse eingesetzt ist. Dabei schließt sich an die Aufnahme in der Außenhülse ein Durchgangskanal für den Lichtwellenleiter an, so dass der aus der Innenhülse austretende Lichtwellenleiter durch den Durchgangskanal gesteckt werden kann und so die Außenhülse von der einen Seite bis zur anderen Seite durchmisst.
Ein Steckverbinder der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise aus der DE 27 23 440 A1 bekannt. Diese Steckverbindung für einen Lichtwellenleiter besteht aus einer Innensowie einer Außenhülse. Die Außenhülse ist mit längs verlaufenden Schlitzen versehen und zusätzlich mit einem Außengewinde. Ein in der Innenhülse zentrierter Lichtwellenleiter kann in die Außenhülse eingesteckt werden, wobei eine Überwurfmutter gewährleistet, dass die Außenhülse fest gegen die Innenhülse gedrückt wird. Die Schlitze in der Außenhülse erleichtern dabei das Ineinanderstecken der Verbindungsanordnung.
Jedoch sind bei Steckverbindungen von Lichtwellenleitern, insbesondere bei der Verwendung von Single-Mode-Fasern, sehr hohe Anforderungen an die Toleranzen der Steckverbindung gestellt. Bei Single-Mode-Fasern liegen geforderte Toleranzen im Bereich von weniger als 1 µm. Daher kann es bei den Schlitzen von Außenhülsen dazu kommen, dass diese Toleranzbereiche nicht eingehalten werden können. Man kann nun auf die Schlitze verzichten, um eine höhere Genauigkeit zu erzielen. Allerdings wird dann die Montage der Lichtwellenleiter bzw. Innenhülsen in den Außenhülsen erschwert, da es bei dem mit Blick auf die geforderten Toleranzen eng ausgelegten Fügespalt zu einem luftdichten Abschluss kommt. Hierdurch kann die Luft beim Zusammenstecken der zylindrischen Bauteile nicht entweichen, weswegen sich ein Überdruck aufbaut. Dieser Effekt wird als Luftpumpeneffekt bezeichnet und erschwert die Montage beträchtlich bzw. macht hohe Montagekräfte erforderlich. Diese haben ein erhöhtes Beschädigungsrisiko für die empfindlichen optischen Bauteile zur Folge.
Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, einen Steckverbinder für Lichtwellenleiter anzugeben, der bei gleichzeitig gewährleisteten geringen Toleranzabweichungen von insbesondere weniger als 1 µm eine einfache und zuverlässige Montage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den eingangs angegebenen Steckverbinder erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Innenhülse mit einer Längsnut in der Mantelfläche der Innenhülse versehen ist. Diese Längsnut reicht bis zur freien Stirnseite der Innenhülse, d. h. zu der Stirnseite der Innenhülse, die nicht in der Außenhülse steckt, sondern die Schnittstelle für den Lichtwellenleiter bildet. Außerdem ist der Radius der Innenhülse so bemessen, dass die Summe des Radius des Innenkanals für den Lichtwellenleiter und der Tiefe der Längsnut ist kleiner ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass zwischen dem Nutgrund der Längsnut und dem Innenkanal genügend Material verbleibt, damit zwischen Längsnut und Innenkanal keine Verbindung entsteht.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder hat den Vorteil, dass die Steckbuchse, in die die Innenhülse des Steckverbinders eingesteckt werden soll, nicht geschlitzt werden muss, um die Montage zu erleichtern. Damit kann die Steckbuchse vorteilhaft mit einer hohen Maßgenauigkeit hergestellt werden, da auf einen Schlitz, der ein Aufweiten oder Verschieben der Steckbuchse entlang des Schlitzes ermöglichen würde, verzichtet werden kann. Anstelle dessen wird die Innenhülse mit der bereits beschriebenen Nut in der Mantelfläche versehen. Dieser lässt sich von außen ohne großen Fertigungsaufwand in die Mantelfläche beispielsweise durch Fräsen einbringen. Die Stabilität der Innenhülse wird jedoch vorteilhaft durch die Nut nur in vernachlässigbar kleiner Weise verringert, so dass eine hohe Stabilität bei der Montage und daraus folgend auch eine hohe Maßhaltigkeit ohne große Toleranzabweichungen ermöglicht wird. Dabei kann die Luft aus dem sich verkleinernden zwischen der Innenhülse und der zugehörigen Steckbuchse eingeschlossenen Raum über die Längsnut entweichen. Dadurch wird vorteilhaft gleichzeitig die Montage erleichtert, da geringere Montagekräfte erforderlich sind und sich keine axialen Druckkräfte in der sich ausbildenden Steckverbindung aufbauen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Längsnut vor der in der Aufnahme befindlichen Stirnseite der Innenhülse endet. Hierbei wird berücksichtigt, dass bei der Montage der Innenhülse in der Aufnahme der Außenhülse keine Luftpolster durch den sogenannten Luftpumpeneffekt aufgebaut werden können. Andererseits kann verhindert werden, dass aus dem Montagebereich der Innenhülse in der Außenhülse beispielsweise Klebstoff in die Längsnut eintritt, der zur Montage der Innenhülse in der Außenhülse bzw. zur Montage des Lichtwellenleiters in der Innenhülse verwendet wird. Hier stellt die in dem Bereich außerhalb der Längsnut zylindrische Mantelfläche der Innenhülse eine Barriere dar. Würde die Längsnut bis zu der besagten Stirnseite in der Aufnahme weitergeführt werden, so würde sich ein Kanal bilden, der das Innere der Aufnahme mit der Außenwelt verbindet und durch den beispielsweise Klebstoff gelangen könnte.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steckverbinders, montiert in einer Steckbuchse, im Querschnitt und
2 ein Fertigungsverfahren für ein Ausführungsbeispiel der Längsnut in einer Innenhülse.
Ein Steckverbinder 11 gemäß 1 ist in eine Steckbuchse 12 eingesteckt. Dies dient der Verbindung eines Lichtwellenleiters 13a, der in dem Steckverbinder 11 gehalten ist, mit einem weiteren Lichtwellenleiter 13b, der in der Steckbuchse gehalten ist.
Der Steckverbinder 11 besteht aus einer Innenhülse 14 und einer Außenhülse 15. Die Innenhülse ist zur sicheren Halterung des Lichtwellenleiters 13a bestimmt und besteht beispielsweise aus Keramik. Die Innenhülse ist ihrerseits in einer Aufnahme 16 der Außenhülse 15 gehalten und stellt eine Verbindung zu einer Umhüllung 17 des Lichtwellenleiters 13a her. Diese Verbindung wird durch eine Manschette 18 stabilisiert.
Mit der Innenhülse 14 ist der Steckverbinder 11 in die Steckbuchse 12 hineingesteckt, wobei die Steckbuchse in nicht näher dargestellter Weise zu einem Sende- oder Empfangsbauelement gehört. An der Steckbuchse 12 sind außerdem Haltebügel 19 angebracht, die über einen Absatz 20 des Steckverbinders 11 eine Arretierung desselben bei gleichzeitigem Aufbau einer Haltekraft in der Steckbuchse 12 erlauben.
Um das Einstecken der Innenhülse 14 in die Steckbuchse 12 zu vereinfachen, ist die Innenhülse 14 an deren Umfang mit einer Längsnut 21 versehen. Durch diese kann Luft nach außen entweichen, die ohne Vorhandensein dieser Längsnut 21 zwischen der als Kolben wirkenden Innenhülse 14 und der zylindrischen Ausnehmung 16 eingeschlossen werden würde. Hierdurch ist eine vergleichsweise kräftearme Montage des Steckverbinders 11 in der Steckbuchse 12 möglich. Vorteilhaft können außerdem Schmutzpartikel, die sich in der optischen Schnittstelle zwischen den Lichtwellenleitern 13a, 13b befinden, mit der durch die Längsnut 21 entströmenden Luft aus der Steckverbindung heraustransportiert werden.
Die Montage des Steckverbinders erfolgt, indem der am Ende von seiner Umhüllung 17 entkleidete Lichtwellenleiter 13a durch einen Durchgangskanal 22 in der Außenhülse vom einen Ende hindurchgesteckt wird und die Innenhülse 14 von der anderen Seite der Außenhülse auf den freistehenden Lichtwellenleiter 13a und in die Ausnehmung 16 gesteckt wird. Hierbei kann zwischen der Innenhülse 14 und der Außenhülse 15 sowie zwischen dem Lichtwellenleiter 13a und der Innenhülse 14 eine Klebeverbindung vorgesehen werden. Die Längsnut 21 endet vor der der Außenhülse 15 zugewandten Stirnseite 23 der Innenhülse, so dass sich ein Steg 24 bildet, der ein Auslaufen überschüssigen Klebers durch die Längsnut 21 verhindert.
In 2 ist dargestellt, wie die Längsnut 21 hergestellt werden kann. Zu erkennen ist die Innenhülse 14 mit dem zentral verlaufenden Innenkanal 25 für den hier nicht dargestellten Lichtwellenleiter 13a, der Stirnseite 23 und der die optischen Schnittstelle des Lichtwellenleiters 13a enthaltenden Stirnseite 26. Die Längsnut 21 wird durch einen Fräskopf 27 (oder eine Schleifscheibe – nicht dargestellt) hergestellt, wobei der noch nicht fertig gestellte Teil der Längsnut 21 gestrichelt dargestellt ist und durch Verfahren des Fräskopfes 27 soweit hergestellt wird, dass der Steg 24 erhalten bleibt.
Das Profil der gefrästen Nut ist in 2 nicht zu erkennen, ist jedoch von dem Profil des verwendeten Fräskopfes abhängig. Beispielsweise kann ein Profil einer V-Nut gefräst werden, das bevorzugt einen runden Nutgrund aufweist. Auch kann das Profil des Fräskopfes so ausgestaltet sein, dass die Nutkanten der Längsnut 21 an der Außenfläche der Innenhülse 14 abgerundet sind. Dies erleichtert vorteilhaft wegen des Fehlens scharfer Kanten die Montage der Innenhülse 14 in der Ausnehmung 16.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2723440 A1 [0002]

Claims

Steckverbinder für einen Lichtwellenleiter (13a), aufweisend • eine zylindrische Innenhülse (14) mit einem Innenkanal (25) zur Aufnahme des Lichtwellenleiters (13a) und • einer Außenhülse (15) mit einer zylindrischen Ausnehmung (16), in die die Innenhülse (13a) eingesetzt ist, wobei sich an die Aufnahme ein Durchgangskanal (22) für den Lichtwellenleiter (13a) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (14) mit einer Längsnut (21) in der Mantelfläche der Innenhülse (14) versehen ist, wobei • die Längsnut (21) bis zur freien Stirnseite (26) der Innenhülse reicht und • der Radius r₁ der Innenhülse (14) größer als die Summe des Radius r₂ des Innenkanals und der Tiefe t der Längsnut (21) ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnut (21) vor der in der Aufnahme befindlichen Stirnseite (23) der Innenhülse (14) endet.
Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (13a) in die Innenhülse eingeklebt ist.
Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (14) in die Ausnehmung (16) der Außenhülse (15) eingeklebt ist.
Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnut (21) eine Fräsnut ist.