DE10219532A1

DE10219532A1 - Knickschutzvorrichtung für Lichtwellenleiter

Info

Publication number: DE10219532A1
Application number: DE2002119532
Authority: DE
Inventors: Jens Krueger; Helmut Krueger; Jens Fliegner; Matthias Wenzel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2003-11-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Knickschutzvorrichtung für Lichtwellenleiter, gebildet aus einem Führungskanal für diesen, der im montierten Zustand einen Biegeradius aufweist, der gleich oder größer als der Mindestbiegeradius des LWL ist. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Knickschutzvorrichtung so zu gestalten, dass ein LWL vor mechanischen Belastungen geschützt ist und dessen Mindestbiegeradius nicht unterschritten wird. Dazu ist der Führungskanal (2) im Verlegeradius des LWL (1) gekrümmt und weist einen über seine gesamte Länge ausgebildeten elastisch aufweitbaren Montageschlitz (3) für den LWL (1) auf. Alternativ dazu ist der Führungskanal (11, 13, 18, 24) quer zu seiner Längsausdehnung mit im Abstand voneinander angeordneten Schlitzen (14, 15, 19, 23) versehen, und die durch diese gebildeten Kanalabschnitte (16, 17) sind an den Schlitzen (14, 15, 19, 23) zueinander geneigt, derart, dass der Führungskanal (11, 13, 18, 24) einen Bogen mit einem minimalen Radius bildet, der dem Mindestbiegeradius des LWL (1) entspricht. Auch alternativ dazu ist der Führungskanal (27) aus einzelnen, miteinander verbundenen Segmenten (26) gebildet, die im Verlegezustand zueinander geneigt sind und einen ebensolchen Bogen ausbilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Knickschutzvorrichtung für Lichtwellenleiter (LWL), insbesondere zur Anwendung und Anordnung in einem Fahrzeug.

Bei der Übertragung von Nachrichten und Daten spielt die LWL-Technik eine zunehmende Rolle, bei der Informationen in Lichtsignale umgewandelt, über einen LWL transportiert und von einer Empfängereinheit wieder in elektrische Informationen umgewandelt werden. Der Vorteil liegt darin, dass die Datenübertragungskapazität (Bandbreite) von LWL um ein Vielfaches größer als die von elektrischen Leitungen ist. Ein weiterer Vorteil liegt in einem erheblich geringeren Gewicht. Die LWL sind als Glasfaser- oder glasklare Kunststofffaser-LWL, in der Regel mit einer dünnen Reflektorschicht und einer Isolationsschicht aus Kunststoff ummantelt, sowohl für optoelektonische Datenübertragungssysteme als auch zur Kopplung elektronischer Bauelemente und zur Bildabtastung geeignet, wodurch sie grundsätzlich auch in einem Fahrzeug eingesetzt werden können, das beispielsweise mit einer Audio- und einer Videoanlage und mit einem Navigationssystem ausgerüstet ist. Da LWL sehr empfindlich gegenüber mechanischen Belastungen, insbesondere jedoch Biege- und Knickbelastungen, sind, muss bei ihrer Installation, beispielsweise als Ringbussystem zur Verbindung der genannten Geräte, darauf geachtet werden, dass bei einer Biegung ein vorgegebener Mindestbiegeradius nicht unterschritten wird. Das erschwert deren Handhabung und Installation, insbesondere eine Verlegung in oder in Verbindung mit einem Kabelbaum.

In der DE 297 08 320 U1 ist eine Montagehilfe für LWL beschrieben, die aus einem Installationsrohr besteht, das aus zwei in den Mindestbiegeradien des Lichtwellenleiters geschwungenen Halbschalen aus Polymerwerkstoff gebildet ist. Diese Halbschalen umschließen den LWL zugentlastet und knickgeschützt nach dem Einlegen desselben in eine der beiden Halbschalen und Verrasten derselben mit der anderen Halbschale. An einem oder beiden Enden der Halbschalen können dabei auch Steckerhälften angeformt sein, die beim Verrasten der Halbschalen einen Stecker bilden. Der Biegeradius der Halbschalen ist dabei vorbestimmt.

Ferner beschreibt die DE 199 01 354 A1 beschreibt einen Lichtwellenleiter, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer optischen Faser, die aus polymerem Material besteht, sowie mit einem Schutzrohr aus Metall, das die Faser umschließt, wobei das Schutzrohr eine Wellung im Winkel zu seiner Längsachse aufweist und zugleich einen elektrischen Leiter bildet, der eine außenseitige Isolierung aufweist. Das Schutzrohr ist flexibel und radial belastbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine alternative Knickschutzvorrichtung als Montagehilfe für LWL nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 schaffen, die es gestattet, einen LWL so zu verlegen, dass dieser vor mechanischen Belastungen geschützt ist und dessen Mindestbiegeradius nicht unterschritten wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Knickschutzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit dessen kennzeichnenden Merkmal gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen zu den dort gekennzeichneten Lösungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht in einer Knickschutzvorrichtung mit einem steifen Führungskanal runden oder eckigen Querschnitts einer vorbestimmten Länge im vorbestimmten Verlegeradius des LWL, der einen über seine gesamte Länge ausgebildeten elastisch aufweitbaren Montageschlitz für den LWL aufweist, durch den dieser im wesentlichen in seiner radialen Richtung in den Führungskanal eindrückbar ist. Die Längskanten des Montageschlitzes können dabei vorteilhaft nach außen gestellt oder aufgewölbt sein, um das Eindrücken zu erleichtern. Die Querschnitts-Vorspannung des Führungskanals muss dabei größer sein als die Biegespannung des eingebrachten LWL, damit dieser nicht aus dem Führungskanal herausspringt. Die Montage des LWL erfolgt somit auf einfache Weise. Der starre Führungskanal verhindert, dass der LWL bei der Montage derart verbogen wird, dass dessen Mindestbiegeradius unterschritten wird. Dabei kann der LWL in den Führungskanal vormontiert und dann gemeinsam mit diesem verlegt werden, insbesondere in den in einem Fahrzeug zu verlegenden Kabelbaum eingebracht werden, oder der LWL kann erst nach seinem Einbringen in einen Kabelbaum in einem kritischen Bereich mit dem Führungskanal versehen werden. Je nach Verlegeplan können auch mehrere Führungskanäle aneinandergereiht werden, auch mit unterschiedlicher Bogenrichtung. Dazu kann der jeweilige Führungskanal an einem Ende mit einem Einsteckteil und an dem anderen Ende mit einem Aufnahmeteil für ein solches versehen sein.

Alternativ dazu besteht die Lösung in einem Führungskanal mit im Abstand voneinander quer zu seiner Längsausdehnung angeordneten Schlitzen oder Kerben (Schlitze), an denen dieser jeweils bis zum gegenseitigen Anschlag der einander gegenüberliegenden schlitzbildenden Wandungen geknickt werden kann, so dass die durch die Schlitze gebildeten geraden Kanalabschnitte im zueinander geneigten Zustand kettenartig einen Quasi-Bogen ausbilden. Der maximale Neigungswinkel und die Länge der Kanalglieder sind dabei so vorbestimmt, der Führungskanal im montierten Zustand einen Bogen mit einem Radius ausbildet, dass der dem Mindestradius des LWL entspricht. Die Schlitze können an der gleichen Seite des Führungskanals ausgebildet sein, so dass eine Biegung desselben in einer Richtung ermöglicht ist. Dabei kann der Führungsanal auf der Anordnungsseite der Schlitze vorteilhaft auch mit einem elastisch aufweitbaren Montageschlitz für wenigstens einen LWL versehen sein, der das Einbringen des LWL erleichtert.

Die Schlitze können jedoch auch an zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungskanals und versetzt zueinander angeordnet sein, so dass dieser in zwei entgegengesetzte Richtungen biegbar ist. Da die Anordnung eines Montageschlitzes bei einer derartigen Ausführung nicht möglich ist, kann der LWL nur durch Einschieben in den Führungskanal vormontiert werden.

Schließlich kann der Führungskanal an zwei gegenüberliegenden Seiten mit gegenüberliegend angeordneten Schlitzen versehen sein, zwischen denen eine in Längsrichtung des Führungskanals in der Art eines Langloches ausgedehnte Ausnehmung vorgesehen ist. Diese Ausführung ermöglicht ebenfalls eine Biegung des Führungskanals in zwei entgegengesetzte Richtungen.

Bei den quergeschlitzten Ausführungen des Führungskanals können an den Schlitzen Rastelemente angeformt sein, über die die jeweils benachbarten Kanalabschnitte im zueinander geneigten und montierten Zustand aneinander fixiert sind. Damit wird der Führungskanal stabilisiert, und eine Veränderung des Bogenradius, insbesondere durch Erschütterungen und/oder Vibrationen, wird verhindert.

Alternativ zu den Lösungen eines quergeschlitzten Führungskanals kann dieser aus einzelnen, miteinander verbindbaren Segmenten gebildet sein, die über an ihren Stirnseiten angeordnete und miteinander in Eingriff bringbare Gelenkglieder gelenkig miteinander verbindbar und im montierten Zustand miteinander verbunden sind. Im verlegten Zustand sind die Segmente zueinander geneigt und bilden kettenartig einen Quasi-Bogen aus. Der maximale Neigungswinkel und die Länge der Segmente sind dabei so gewählt, dass der zum Bogen ausgebildete Führungskanal einen minimalen Krümmungsradius hat, der dem Mindestbiegeradius des LWL entspricht. Der maximale Neigungswinkel ist dabei durch die Neigung der Stirnseiten der Segmente vorbestimmt. Diese sind vorteilhaft über an deren Stirnseiten angeordnete Rastelemente in dem vorbestimmten Neigungswinkel lösbar aneinander fixierbar und im montierten Zustand mit dem minimalen Krümmungsradius auch fixiert und dadurch in einem stabilen Verbund. Die Segmente können an einer der beiden parallel zur Anordnungsebene der Gelenkachse liegenden Seiten einen über die Segmentlänge ausgebildeten elastisch aufweitbaren Montageschlitz für den oder die LWL aufweisen, durch den dieser erleichtert in den Führungskanal einbringbar ist.

Die vorbeschriebenen Knickschutzvorrichtungen können des weiteren mit Befestigungselementen zur Festlegung, insbesondere an einer Fahrzeugkarosserie oder einer Fahrzeugkomponente, versehen sein, wodurch der Führungskanal in seiner Form, insbesondere bei den Ausführungen mit einem geschlitzten Führungskanal ohne Verrastung der benachbarten Kanalabschnitte und bei den aus einzelnen Segmenten gebildeten Führungskanälen, zusätzlich stabilisiert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine erste Knickschutzvorrichtung,
Fig. 2 einen als Aufnahmeteil ausgebildeten Endbereich derselben,
Fig. 3 eine Kupplung zweier Knickschutzvorrichtungen nach Fig. 1,
Fig. 4 eine zweite Knickschutzvorrichtung,
Fig. 5 diese in einem Montagezustand,
Fig. 6 eine dritte Knickschutzvorrichtung,
Fig. 7 diese in einer zweiten Ausführung, vergrößert,
Fig. 8 ein Segment einer weiteren Ausführung derselben,
Fig. 9 eine weitere Ausführung der zweiten Knickschutzvorrichtung,
Fig. 10 noch eine weitere Ausführung der zweiten Knickschutzvorrichtung,
Fig. 11 die Lage eines Lichtwellenleiters in einer Knickschutzvorrichtung und
Fig. 12 eine Kombination mit einer Steckverbindung.
In Fig. 1 ist ein LWL 1 dargestellt, der in einem steifen Führungskanal 2 runden Querschnitts angeordnet ist, der im vorbestimmten Verlegeradius des LWL 1 gekrümmt ausgebildet ist. Dieser Führungskanal 2 weist außenseitig einen Montageschlitz 3 auf, der elastisch aufweitbar ist. Die diesen begrenzenden Ränder 4 sind nach außen abgewinkelt und bilden Einführschrägen für den LWL 1 aus. Die Querschnittsvorspannung des geschlitzten Führungskanals 2 ist größer als die Biegespannung des eingebrachten LWL 1, so dass der in den Führungskanal 2 eingedrückte und in diesem vorgespannt gehaltene LWL 1 den Montageschlitz 3 an seinen Enden nicht aufdrücken und aufweiten kann. Der Führungskanal 2 ist steckverbindbar ausgebildet und dazu an einem Ende zu einem Einsteckteil 5 mit einer konzentrisch angeordneten Rastwulst 6 und am anderen Ende zu einem Aufnahmeteil 7 mit einer mit einer ebensolchen Rastwulst des Einsteckteils (10, Fig. 3) eines weiteren Führungskanals korrespondierenden Rastnut 8 geformt. Fig. 2 zeigt das Aufnahmeteil 7 mit der Rastnut 8. Dieses weist an seinem inneren Ende eine durch eine Verringerung der Wandungsstärke des Führungskanals 2 gebildete Anschlagschulter 9 für ein Einsteckteil 10 (Fig. 3) auf. In Fig. 3 ist die Kopplung des Führungskanals 2 mit einem Führungskanal 11 gezeigt. Das Einsteckteil 10 und das Aufnahmeteil 7 weisen im wesentlichen die gleiche Länge auf. Dabei liegt das vordere Ende des Einsteckteils 10 an der Anschlagschulter 9 an, und die Rastwulst 12 des Einsteckteils 10 greift in die Rastnut 8 ein.
Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Führungskanal 13 rechteckigen Querschnitts als Knickschutzvorrichtung. Dieser weist quer zu seiner Längsausdehnung im Abstand voneinander angeordnete kerbartige Schlitze 14 und 15 auf, die an den beiden gegenüberliegenden Schmalseiten ausgebildet und versetzt zueinander angeordnet sind. Die durch die Schlitze 14 und 15 gebildeten Kanalabschnitte 16 und 17 sind jeweils zueinander neigbar, so dass der Führungskanal 13 einen kettenartigen Bogen ausbilden kann. Bei der gezeigten Ausführung ist dieser Bogen nach der Seite der Schlitze 14 (wie dargestellt) und auch nach der Seite der Schlitze 15 ausbildbar, wobei auch Bogenabschnitte aufeinanderfolgen können, die jeweils nach der entgegengesetzten Seite ausgebildet sein können.
In den Fig. 9 und 10 sind weitere Ausführungen zu einem quergeschlitzten Führungskanal dargestellt. Der Führungskanal 18 in Fig. 9 weist an nur einer Seite im Abstand voneinander angeordnete kerbartige Schlitze 19 auf, so dass ein Bogen nur nach einer Seite ausbildbar ist, und ist auf der Anordnungsseite derselben (19) mit einem elastisch aufweitbaren Montageschlitz 20 für einen LWL versehen, der die gleiche Aufgabe wie beim Führungskanal 2 hat (Fig. 1). An den Schlitzen 19 sind an den gegenüber angeordneten Wandungsstirnflächen jeweils eine Rastöffnung 21 und ein clipsartiges Rastelement 22 für den Eingriff mit dieser (21) angeformt, so dass der jeweilige Schlitz 19 im geschlossenen Zustand fixiert und der gebildete Bogen mit seinem vorbestimmten Krümmungsradius stabilisiert ist. Bei der Ausführung nach Fig. 10 sind Schlitze 23 an zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungskanals 24 jeweils gegenüberliegend angeordnet. Zwischen diesen ist eine in dessen Längsrichtung ausgedehnte Ausnehmung 25 eingebracht, die ein Neigen der durch Schlitze 23 gebildeten Kanalabschnitte nach beiden Anordnungsseiten der Schlitze 23 ermöglicht.
In Fig. 6 ist ein aus separaten Segmenten 26 gebildeter Führungskanal 27 dargestellt. Die Segmente 26 weisen außenseitig an einer Stirnseite zwei Gelenkpfannen 28 mit einer Nut zur Erleichterung eines elastischen Biegens bei der Verbindung mit einem weiteren Segment 26 und an der jeweils anderen Stirnseite zwei Gelenkzapfen 29 auf und sind mit diesen mit den jeweils korrespondierenden Gelenkgliedern des weiteren Segmentes 26 gelenkbildend in Eingriff bringbar. Fig. 7 zeigt einen aus Segmenten 26 gebildeten Führungskanal 27, bei denen an den Wandungsstirnflächen jeweils eine Rastöffnung 30 und ein clipsartiges Rastelement 31 derart angeformt sind, dass die aneinander gekoppelten Segmente 26 in einer vorbestimmten Neigung zueinander aneinander fixiert sind, wobei eine Neigung nach den einander entgegengesetzten Seiten ermöglicht ist. Fig. 8 zeigt ein einzelnes Segment 32, das zusätzlich einen elastisch aufweitbaren Montageschlitz 33 aufweist. An diesem Segment 32 ist die Anordnung der Gelenkglieder 28 und 29 und der Rastelemente 30 und 31 deutlich zu erkennen.
Fig. 11 zeigt die Anordnung eines LWL 1 in einem kettenartig gebogenen Führungskanal 13, 18, 24 oder 27. In Abhängigkeit von dem vorbestimmten Mindestbiegeradius R des LWL 1 können die Parameter Weite a eines Kanalabschnittes 16, 17 oder Segmentes 26, dessen Länge b und der erforderliche Neigungswinkel β zweier benachbarter Segmente 26 oder Kanalabschnitte 16, 17 bestimmt werden.
Schließlich zeigt Fig. 12 schematisch, dass die Führungskanäle 2, 13, 18, 24 oder 27 direkt mit einem Steckverbinder 34 gekoppelt sein können.
Die Montage einer Knickschutzvorrichtung mit einem geschlossenen Führungskanal nach den Fig. 4 bis 7 und 10 erfolgt durch Aufschieben auf den LWL und Einbringen in einen zu verlegenden Kabelbaum und durch Verschieben bei einem nachfolgenden Komponentenanschluss in die vorgesehene genaue Position. Sie kann auch beim Verlegen des Kabelbaumes durch Aufschieben des Führungskanals auf den vorgesehenen gebogenen Bereich erfolgen. Bei einer Knickschutzvorrichtung mit einem Führungskanal mit einem Montageschlitz nach den Fig. 1, 8 und 9 wird die Montage bevorzugt beim Verlegen des Kabelbaumes durch Eindrücken des LWL in den Führungskanal erfolgen. Es ist auch möglich, die Knickschutzvorrichtung mit einem Stecker zu einer Baueinheit zu vereinen oder einstückig auszuführen. Der LWL wird dann bis zum Verklemmen im Stecker eingeschoben. Es sei erwähnt, dass das Knickschutzelement querschnittsmäßig so ausgeführt sein kann, dass es in der Lage ist, auch mehrere LWL aufzunehmen. BEZUGSZEICHENLISTE 1 LWL
2 Führungskanal
3 Montageschlitz
4 Rand
5 Einsteckteil
6 Rastwulst
7 Aufnahmeteil
8 Rastnut
9 Anschlagschulter
10 Einsteckteil
11 Führungskanal
12 Rastwulst
13 Führungskanal
14 Schlitz
15 Schlitz
16 Kanalabschnitt
17 Kanalabschnitt
18 Führungskanal
19 Schlitz
20 Montageschlitz
21 Rastöffnung
22 Rastelement
23 Schlitz
24 Führungskanal
25 Ausnehmung
26 Segment
27 Führungskanal
28 Gelenkpfanne
29 Gelenkzapfen
30 Rastöffnung
31 Rastelement
32 Segment
33 Montageschlitz
34 Steckverbinder
a Weite
b Länge
β Neigungswinkel
R Mindestbiegeradius

Claims

1. Knickschutzvorrichtung für Lichtwellenleiter, gebildet aus einem Führungskanal für diesen, der im montierten Zustand einen Biegeradius aufweist, der gleich oder größer als der Mindestbiegeradius des LWL ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskanal (2) im Verlegeradius des LWL (1) gekrümmt ist und einen über seine gesamte Länge ausgebildeten elastisch aufweitbaren Montageschlitz (3) für den LWL (1) aufweist,
oder dass der Führungskanal (11, 13, 18, 24) quer zu seiner Längsausdehnung im Abstand voneinander angeordnete Schlitze (14, 15, 19, 23) aufweist und die durch diese gebildeten geraden Kanalabschnitte (16, 17) an den Schlitzen (14, 15, 19, 23) zueinander geneigt sind, derart, dass der Führungskanal (11, 13, 18, 24) einen Bogen mit einem minimalen Radius bildet, der dem Mindestbiegeradius des LWL (1) entspricht,
oder dass der Führungskanal (27) aus einzelnen, miteinander verbundenen Segmenten (26) gebildet ist, die im Verlegezustand zueinander geneigt sind und einen ebensolchen Bogen bilden.

2. Knickschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (19) an der gleichen Seite des Führungskanals (18) ausgebildet sind.

3. Knickschutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskanal (18) auf der Anordnungsseite der Schlitze (19) einen elastisch aufweitbaren Montageschlitz (20) für den LWL (1) aufweist.

4. Knickschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (14, 15) an zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungskanals (13) ausgebildet und versetzt zueinander angeordnet sind.

5. Knickschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (23) an zwei gegenüberliegenden Seiten des Führungskanals (24) gegenüberliegend angeordnet sind und zwischen diesen eine in dessen Längsrichtung ausgedehnte Ausnehmung (25) vorgesehen ist.

6. Knickschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schlitzen (14, 15, 19, 23) Rastelemente (21, 22) zum Verschließen derselben ausgebildet sind.

7. Knickschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (26) über an ihren Stirnseiten angeordnete Gelenkglieder (28, 29) gelenkig miteinander verbindbar und im Montagezustand miteinander verbunden sind.

8. Knickschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (26) über an ihren Stirnseiten angeordnete Rastelemente (30, 31) in einem vorbestimmten Neigungswinkel lösbar aneinander fixierbar sind.

9. Knickschutzvorrichtung nach Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (26) an einer der beiden parallel zur Anordnungsebene der Gelenkachse liegenden Seiten einen über die Segmentlänge ausgebildeten elastisch aufweitbaren Montageschlitz (33) für den LWL (1) aufweisen.