DE19846731C2

DE19846731C2 - Steckverbindung mit Stecker und Kupplung zum Verbinden von Lichtleitfasern

Info

Publication number: DE19846731C2
Application number: DE1998146731
Authority: DE
Inventors: Patrick Ruther; Wolfgang Zisler
Original assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH; Spinner GmbH
Current assignee: Spinner GmbH; Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2018-10-13
Also published as: DE19846731A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindung mit einem Stecker in zweiteiliger Bauart zum Ankoppeln mehre rer, parallel nebeneinanderliegender Lichtleitfasern anein ander, in welchem die Fasern einzeln in Rillen zwischen ei nem Steckerober- und einem Steckerunterteil geführt sind und an der Stirnseite des Steckers mit den Austrittsflächen der Lichtleitfasern Führungsstifte herausragen.

Die Steckverbindung dient der Koppelung mehrerer Lichtleit fasern vorzugsweise in Form eines Faserbändchens, wobei eine Justagegenauigkeit < 1 µm erwünscht ist, um die Einfü gedämpfung der Fasern möglichst gering zu halten.

Aus der DE 44 23 842 ist ein zweiteiliger Stecker bekannt, in den von oben her die Fasern in eines der Bauteile einge legt werden. Das Oberteil wird gegen die Fasern und das Un terteil gepresst und mit diesem verklebt. Die Ausrichtung der Fasern erfolgt über elastische Stützstrukturen auf der Seite des Faseraustritts, die die Fasern in einer vertika len Mittelposition halten. In die Stirnseite können erst nach dem Polieren der Fasern Justierstifte eingesetzt wer den, die in räumlich mit dem Steckerinneren in Verbindung stehenden Führungsschächten angeordnet sind. Durch diese Anordnung der Führungsschächte kann beim Verkleben des Steckers Klebstoff in sie eindringen, wodurch die Montage der Justierstifte erschwert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Steck verbindung mit einem Stecker anzugeben, dessen Justier- bzw. Führungsstifte gleichzeitig mit den Fasern eingefügt werden können, eine Maßnahme, die die Justagegenauigkeit der Steckverbindung verbessert und damit die Einfügedämpfung der Steckverbindung verringert.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung die Merkmale vor, die im kennzeichnenden Teil des Patentan spruches 1 angegeben sind.

Aus der EP 0 226 274 A2 sowie der GB 2 306 696 A, Anspruch 5 ff sind zwar Stecker bekannt geworden, bei denen die Austritts flächen für die Lichtleitfasern parallel vor der Austrittsfläche der Führungsstifte angeordnet sind.

Die in EP 0 226 274 A2 beschriebene Steckverbindung weist jedoch im Gegensatz zu der in GB 2 306 696 A beschriebenen Ausführung Führungsstifte auf, welche die Ebene, die sich in Verlängerung der Austrittsfläche für die Lichtleitfasern bildet, durchstoßen. Dies erschwert ein Polieren der Austrittsfläche für die Lichtleitfasern bei eingesetzten Führungsstiften im Stecker erheblich.

Der in GB 2 306 696 A beschriebene Stecker weist dagegen anstatt der separat eingesetzten Führungsstifte Führungspins auf, welche mit dem Stecker ein Bauteil bilden und nicht durch die Ebene stoßen, welche sich n Verlängerung der Austrittsfläche für die Lichtleitfasern bildet. Für eine Steckverbindung werden zwei Stecker beidseitig in eine Kupplung gesteckt. Da die Steckverbindung im zusammengesteckten Zustand in einer ver schraubbaren Aufnahmebox eingesetzt und in dieser mit speziellen Vorrichtungen in Position gehalten wird, kann jedoch geschlossen werden, dass der Kupplung zwischen den Steckern trotz Vorhanden seins von Bohrungen für die Führungspins keinerlei tragende oder stabilisierende Wirkung zukommt.

Mit der erfindungsgemäßen Steckverbindung kann, da die Füh rungsstifte gleichzeitig mit den Lichtleitfasern eingelegt werden können, eine Lagegenauigkeit der Faserstirnseiten einander gegenüber von < 1 µm erreicht und damit die Einfüge dämpfung der Fasern in gewünschter Weise gering gehalten werden. Der Stecker kann vorteilhafterweise nachpoliert werden, ohne daß die Führungsstifte entfernt werden müssen.

Die vorteilhaften Merkmale der Erfindung sind in den kenn zeichnenden Merkmale der Unteransprüche angeführt.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden und anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:

die Fig. 1 eine schematische Steckverbindung und

die Fig. 2 einen aufgeklappten, einzelnen Stecker, der durch Abform-Technik mit Hilfe eines mikrostrukturierten Form werkzeuges hergestellt wurde.

Die neue Steckverbindung besitzt als Hauptelement einen Stecker 1 in zweiteiliger Bauart, der zum Verbinden mehre rer, parallel nebeneinander liegender Lichtleitfasern 4, eines sogenannten Faserbändchens 18, mit einem anderen Stecker 1 vorgesehen ist. Die Lichtleitfasern 4 sind dabei im Stecker 1 einzeln in auf besondere - später beschriebene - Art ausgebildete Führungsrillen 11 zwischen einem Stecker ober- 2 und einem Steckerunterteil 3 geführt. An der Stirn seite des Steckers 1 mit den Austrittsflächen 5 der Licht leitfasern 4 ragen präzise Führungsstifte 8 heraus, mittels denen die genaue Lage der Lichtleitfasern 4 denen in einem Gegenstecker gegenüber sichergestellt werden soll. Die Mit tenachsen der Lichtleitfasern 4 und die der Führungsstifte 8 liegen dabei in einer Ebene. Der Stecker 1 ist an seiner Steckseite stufig mit zwei hintereinander liegenden Flächen 6 und 7 ausgebildet, so daß ein überstehendes Ende 9 zwi schen den Flächen 6 und 7 gebildet wird, an bzw. auf dessen vorderer oder Stirnfläche 6 die Ausstrittsflächen 5 der Lichtleitfasern 4 gelegen sind.

Die Steckseite des Steckers 1 weist somit zwei, quer zum Stecker gesehen auf unterschiedlichem Niveau liegende Flä chen auf, eine - in Steckrichtung gesehen - vordere Fläche 6, die Stirnfläche an dem überstehenden Ende 9 mit den Aus trittsflächen 5 der Lichtleitfasern 4, sowie eine dieser gegenüber weiter hinten liegende Fläche 7. In diese hintere Fläche 7 sind die aus ihr hervorstehenden Führungsstifte 8 eingesetzt. Die Führungsstifte 8 sitzen dabei in, in das Steckermaterial der beiden Steckerteile 2 und 3 eingebrach ten Führungskanälen 10, die räumlich getrennt von den Füh rungsrillen 11 der Fasern 4 neben diesen angeordnet sind. Dabei können die Führungskanäle 10, wie in der Fig. 2 dar gestellt, bezogen auf ihren Querschnitt jeweils hälftig im Steckeroberteil 2 und im Steckerunterteil 3 eingebracht sein. Die Länge der Führungsstifte 8 entspricht dem oder ist kürzer als der Abstand von der Stirnfläche 6 zu der Fläche 7, wodurch die Enden oder Spitzen 12 der Führungs stifte 8 in oder unter der Ebene der Stirnfläche 6 der Fa sern 4 liegen und nicht über diese hinausragen.

Die Trennflächen des Steckeroberteils 2 und des -untertei les 3 sind mit ineinandergreifenden Strukturen in Form ei ner Vielzahl von reihenförmig in Abstand hintereinander liegenden und wechselweise von oben und unten in die jewei ligen Zwischenräume eingreifenden Klötzchen 19 bis 22 ver sehen. Dabei werden die Führungsrillen 11 für die Licht leitfasern 4 zwischen den oberen Strukturen bzw. Klötzchen 19 und den unteren 20 - in Querrichtung des Steckers gese hen - gebildet. Die weiteren Strukturen 21 und 22 dienen zur gegenseitigen Fixierung von Ober- und Unterteil 2 und 3 ge geneinander. Zwischen bzw. neben und unter ihnen sind die Führungskanäle 10 der Führungsstifte 8 gelegen. Auch diese Strukturen greifen beim Zusammenbau von Ober- und Unterteil 2 und 3 ineinander, wobei in der Trennfläche die Führungs kanäle 10 mit den eingelegten Stiften freibleiben. Die bei den Hälften 2 und 3 des fertig konfektionierten Steckers werden über die Klebeöffnung 17 miteinander verklebt.

Zu der Steckverbindung des vorstehend beschriebenen Steckers 1 gehört eine Kupplung als Zentrierelement zwi schen zwei Steckern 1, die in der Fig. 1 zwischen den bei den schematisch dargestellt ist. Die Kupplung als Verbin dungsstück besteht aus einer hohlen, bezüglich ihrer Mit tellinie 16 symmetrischen Zentrierhülse 13. Sie dient zum Verbinden zweier Stecker 1 durch beidseitiges Einstecken in sie, wobei die Austrittsflächen 5 an den Stirnflächen 6 der zwei von den beiden Seiten her in die Zentrierhülse 13 ein geschobenen Steckern 1, sich gegenüberliegend, eng aneinan der anliegen. Die Zentrierhülse 13 weist dazu eine innere, engere Öffnung in Form einer Durchgangsöffnung 14 mit ≦ doppelter Länge des überstehenden Endes 9 vom Stecker 1 auf. Um diese Durchgangsöffnung 14 herum sind in der Hül senwand von beiden Seiten der Zentrierhülse 13 her zur Achse der Führungsstifte 8 achsparallele Führungskanäle 15 zur Aufnahme der Führungsstifte 8 eingebracht, deren räum liche Anordnung in der Zentrierhülse 13 der der Führungs stifte 8 an den Steckern 1 entspricht. Dabei sind die Füh rungskanäle 15 nicht kürzer als zweimal die Länge des aus der Fläche 7 überstehenden Teils der Führungsstifte 8. In einer besonderen Ausführung können die Führungskanäle 15 auch aus Röhrchen bestehen, die in der Hülsenwand fest sit zen oder schwimmmend gelagert sind.

Da bei dem Stecker 1 die Führungsstifte 8 durch die beson dere Ausbildung der Führungskanäle 10 neben den Führungs rillen 11 im selben Arbeitsgang wie die Lichtleitfasern 4 fest mit den Steckerteilen 2 und 3 verbunden werden, braucht sich ein späterer Anwender nicht mehr darum küm mern, wo in den zu verbindenden Steckern Zentrierstifte sind oder wo gegebenenfalls nicht. Führungsstifte 8 können nicht mehr verloren gehen. Als zentrierendes Element zwi schen zwei Steckern 1 dienen die, bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, zwei Führungsbolzen oder -röhrchen 15, die entweder Bestandteile eines Zentrierrah mens sind oder auch als wie die dargestellte Zentrierhülse oder Kupplung 13 ausgeführt sind. Dadurch, daß die Stecker 1, nicht wie bei den durch den Stand der Technik gegebenen Lösungen über Zentrierstifte im relativ weichen und ver schleißanfälligen Werkstoff des Präzisionsteiles selbst sondern in einer separaten Zentrierhülse 13 gefügt und po sitioniert werden, ergibt sich ein wesentlich größerer Ge staltungsspielraum hinsichtlich Werkstoffpaarung und der konstruktiven Gestaltungsmöglichkeit der Steckverbindung. Auch wird die Anzahl der Steckzyklen der Steckverbindung bei hoher Genauigkeit deutlich vergrößert.

Bezugszeichenliste

1

Stecker

2

Steckeroberteil

3

Steckerunterteil

4

Lichtleitfasern

5

Austrittsflächen

6

vordere Fläche, Stirnfläche

7

hintere Fläche

8

Führungsstifte

9

überstehendes Ende

10

Führungskanäle

11

Führungsrillen

12

Enden

13

Zentrierhülse, Kupplung

14

Durchgangsöffnung

15

Führungskanäle

16

Mittellinie von

13

17

Klebeöffnung

18

Faserbändchen

19

obere Strukturen für

4

20

untere Strukturen für

4

21

obere Strukturen für

8

22

untere Strukturen für

8

Claims

1. Steckverbindung mit einem Stecker in zweiteiliger Bau art zum Ankoppeln mehrerer, parallel nebeneinanderlie gender Lichtleitfasern aneinander, in welchem die Fa sern einzeln in Rillen zwischen einem Steckerober- und einem Steckerunterteil geführt sind und an der Stirn seite des Steckers mit den Austrittsflächen der Licht leitfasern Führungsstifte herausragen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der Stecker (1) ist an seiner Steckseite stufig mit zwei hintereinanderliegenden Flächen, einer vorderen (6) und einer hinteren (7) ausgebildet ist, so dass ein überstehendes Ende (9) vorhanden ist, in dessen vorderer Fläche (6) der Stirnfläche die Aus trittsflächen (5) der Lichtleitfasern (4) gelegen und in dessen hinterer Fläche (7) die Führungsstifte (8) eingesetzt sind und aus ihr hervorstehen,
b) die Führungsstifte (8) sitzen dabei in in das Steckermaterial eingebrachten Führungskanälen (10), die räumlich getrennt von den Faserrillen (11) neben diesen angeordnet sind,
c) die Länge der Führungsstifte (8) entspricht dem oder ist kürzer als der Abstand von der Stirnfläche (6) zu der Fläche (7), womit die Enden oder Spitzen (12) der Führungsstifte (8) in oder unter der Ebene der Stirnfläche (6) liegen und nicht über diese hinaus ragen,
d) die Steckverbindung weist eine Kupplung in Form ei ner hohlen, bezüglich ihrer Mittellinie (16) symme trischen Zentrierhülse (13) zum Verbinden zweier Stecker (1) durch beidseitiges Einstecken in sie auf, die eine innere, engere Durchgangsöffnung (14) mit ≦ doppelter Länge des überstehenden Endes (9) vom Stecker (1) aufweist und um die herum in der Hülsenwand zu ihr achsparallele Führungskanäle (15) zur Aufnahme der Führungsstifte (8) vorhanden sind, deren Anordnung in der Zentrierhülse (13) der der Führungsstifte (8) entspricht,
e) die Zentrierhülse (13) ist aus einem verschleißre sistentem Material gefertigt,
f) die Führungsstifte (8) weisen am kupplungsseitigen Ende eine kegelförmige Fase auf und
g) die Kupplung reicht um die hintere Fläche (7) herum und überdeckt einen Teil des Steckers (1).

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

a) die Führungskanäle (10) sind - bezogen auf ihren Querschnitt - jeweils etwa hälftig im Steckerober- (2) und im Steckerunterteil (3) eingebracht.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

a) die Führungskanäle (15) sind nicht kürzer als zwei mal Länge des aus der Fläche (7) überstehenden Teils der Führungsstifte (8).

4. Steckverbindung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

a) die Führungskanäle (15) bestehen aus Röhrchen, die in der Hülsenwand schwimmend gelagert sind.

5. Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

a) die Trennflächen des Steckeroberteils (2) und des Steckerunterteiles (3) sind mit jeweils ineinander greifenden Strukturen in Form einer Vielzahl von reihenförmig in Abstand hintereinanderliegenden und wechselweise von oben und unten in die jeweiligen Zwischenräume eingreifenden Klötzchen (19 bis 22) versehen.

6. Steckverbindung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

a) die Führungsrillen (11) für die Lichtleitfasern (4) werden zwischen den oberen Strukturen bzw. Klötzchen (19) und den unteren (20) - in Querrichtung des Steckers gesehen - gebildet.

7. Steckverbindung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

a) zwischen bzw. neben den Strukturen (21 und 22) und unter ihnen sind die Führungskanäle (10) der Füh rungsstifte (8) gelegen, wobei diese Strukturen beim Zusammenbau von Ober- und Unterteil (2 und 3) inein ander greifen und in der Trennfläche die Führungska näle (10) mit den eingelegten Stiften (8) frei blei ben.