DE2553690C2 - Verbinder für die Verbindung von zwei Lichtleitern - Google Patents
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Description
25 §3 690
Fig.4 eine andere Variante mit Klemmung durch
wärmeschrumpfbare Hülsen,
F i g. 5 einen Endstecker für eine Lichtleitfaser nach der Erfindung und
F i g. 6 eine zweite Ausführungsform des Verbinders,
nach der Erfindung für die Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Lichtleitfasern, die jeweils mit dem
Stecker von F i g. 5 ausgestattet sind.
F i g. 1 zeigt ein erläuterndes Diagramm mit sechs Kreisen A des gleichen Durchmessers, die sich rings um
einen eingeschriebenen Kreis B tangieren.
Die Gesetze der Geometrie zeigen, daß bei solchen Kreisen nur ein eingeschriebener Kreis möglich ist, der
den gleichen Durchmesser wie die äußeren Kreise hat. Wenn diese Kreise in Querschnittsansicht die äußeren
Umrisse von sechs zylindrischen Stäben oder Drähten darstellen, stellt man fest daß ein Draht gleichen Durchmessers,
der in die Mitte der Anordnung von Fig.1
eingeführt wird und dessen Außenumriß in Querschnittsansicht durch den eingeschriebenen Kreis dargestellt
ist in eindeutiger Weise in beztig auf die Gesamtheit
des Bündels der, sechs umschriebenen Stäbe oder Drähte positioniert ist
Wenn ein solches Bündel fest mit einem Träger verbunden wird, bietet es somit die Möglichkeit mit großer
Präzision die Lage der Achse des Mitteldrahtes festzulegen; es gewährleistet somit bei seiner Verwendung eine
Zentrierfunktion.
Wenn andererseits die Stäbe oder Drähte des Bündels nur an einem ihrer Enden miteinander verbunden sind,
während die anderen Enden freigelassen sind, nimmt das Bündel eine etwa hohlkegelförmige Struktur an, wobei
der Scheitel des Kegels den verbundenen Enden entspricht während die offene Basis von großem,
Durchmesser den freien Enden entspricht; dies erleichtert das Einbringen der Lichtleitfaser in das Bündel
durch Einführung in den offenen Basisteil des Bündels.
Das Bündel gewährleistet dann eine zweite Funktion, nämlich die Führung beim Einführen.
Wenn schließlich eine zentripetale äußere Kraft auf die Stäbe oder Drähte des Bündels ausgeübt wird, bewirkt
dies ein Einklemmen der Lichtleitfaser, wodurch diese fest mit dem Träger verbunden wird; dies bietet
die Möglichkeit, die Lage der Lichtleitfaser in der Längsrichtung mit großer Präzision zu bestimmen. Somit
ergibt sich bei der Verwendung (hs Bündels eine dritte Funktion, nämlich die Klemmwirkung.
In der folgenden Beschreibung werden mehrere Ausführungsformen
für die Ausübung der zentripetalen Klemmkraft beschrieben.
Die Fig.2a und 2b zeigen eine erste Ausführungsform eines Verbinders für zwei Lichtleitfasern, bei dem
zwei Bündel der zuvor beschriebenen Art angewendet werden.
Die Stäbe oder Drähte eines ersten Bündels, von dem in F i g. 2a der Klarheit wegen nur vier Stäbe oder Drähte
1, 2, 3, 4 dargestellt sind, sind durch Kleben, Löten oder Metallisieren bei 40 an einem Ring 5 befestigt.
In gleicher Weise sind die sechs Stäbe oder Drähte eines zweiten Bündels, von dem nur die Stäbe oder
Drähte i', 2', 3', 4' dargestellt sind, an einem Ring 5' befestigt
Die beiden Ringe 5 und 5' sind durch eine ringförmige Lötverbindung 50 miteinander verbunden.
Die Stäbe oder Drähte können aus allen Materialien (Metallen, Kunststoffen) hergestellt werden, die optimale
mechanische Ob«rflächj:jeigenschaften (Härte, Elastizität)
zur Ausübung eines Drucks auf Glas ohne Gefahr einer Beschädigung aufweisen; vorzugsweise können
Phosphorbronze, die mit einer Schicht aus Weichntetall,
wie Zinn, überzogen ist oder auch Nylon verwendet werden.
Den Drähten ist eine Krümmung erteilt worden, so daß die ganze Anordnung in der offenen Stellung des
Verbinders nach Art eines Doppelkegels oder Trichters aufgeweitet ist. Zwei bewegliche Ringe 6 und 7 umgeben
das Drahtbündel; diese Ringe sind in Fig.2a in
to Berührung mit den mittleren Ringen 5 und 5' dargestellt Die aufgeweitete Form der beiden Bündel ermöglicht
dann das leichte geführte Einbringen der beiden zu verbindenden Lichtleitfasern 8 und 9.
F i g. 2b zeigt den Verbinder in geschlossenem Zustand
nach der Herstellung der Verbindung.
Die beweglichen Ringe 6 und 7 sind auseinanderbewegt
worden und bewirken ein Zusammendrücken der Drähte der beiden Bündel, das auf die Lichtleitfasern
übertragen wird und diese festlegt wodurch im Schnitt die Querschnktsansicht von IF i g. 1 erhalten wird. Die
Klemmlänge kann im typischen Fall in ci;r Größenordnung
des Hundertfachen des Durchmesser^, der Lichtleitfasern
liegen. Zur Verbesserung der Klemmwirkung kann nach irgendeiner in der Technik bekannten MaQ-nähme
auf einem Teil jedes Drahtes ein Wulst gebildet werden, di.:nit der Durchmesser des Drahtes in angemessenen
Grenzen vergrößert wird. Die Präzision hinsichtlich der Koinzidenz der Achsen der beiden zu verbindenden.
Lichtleitfasern hängt von der Präzision ab, mit der die Drähte des Bündels kalibriert sind; diese
Präzision ist bei der bekannten Fertigungstechnik sehr hoch.
Bei der praktischen Ausführung können die beiden Ringe 5 und 5' durch einen einzigen gemeinsamen Ring
gebildet sein; ebenso können die Fasern der beiden Bündel dann durch einstückige Fasern gebildet sein, die
in ihrem Mittelteil befestigt sind.
Fig.3 zeigt eine abgeänderte besondere Ausführungsform
des Verbinders von F i g. 2, die eine gute op-
tische Übertragung auf der Höhe der Verbindungsstelle
gewährleistet, ohne daß eine materielle Berührung zwischen
den einander zugewandten Endflächen der Lichtleitfasern oder eine präzise Oberflächenbearbeitung
über den ganzen Querschnitt der Lichtleitfasern notwendig ist.
Zu diesem Zweck ist in dem Verbindungsbereich der Fasern eine Kammer ausgebildet, in die eine gewisse
Menge einer Flüssigkeit 10 eingebracht ist, die den gleichen Brechungsindex wie der Kern der Lichtleitfasern
hat und durch Kapillarwirkung in der Kammer gehalten wird. Die Kammer kanu vorzugsweise durch eine Querschnittsverringerung
11 jedes Stabs oder Drahts des Bündels gebildet sein, und die Flüssigkeit kann beispielsweise
Hexachlorbutadien oder Tetrachloräthylen sein.
Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform des Vetbinders
von F i g. 2, bei welcher die Funktion der beiden beweglichen Klemmenringe 6 und 7 von zwei Kunststoffhülsen
16 und 17 übernommen wird, die aus einem in der Technik bekam.(en wärmeschrumpfbaren Kunststoff
hcrgestell! sind.
Diese Hülsen weisen ursprünglich einen Innendurchmesser auf, der größer als der Durchmesser das offenen
Bündels ist, so daß sie in einer ersten Phase der Herstellung der Verbindung leicht angebracht werden können.
Die Hülsen werden dann erwärmt, beispielsweise dadurch,
daß ein Warmluftstrom auf die Hülsen gerichtet wird, so daß diese schrumpfen und das Bündel aus Drähten
auf die Lichtleitfasern klemmen, wodurch der in
F i g. 4 dargestellte Endzustand erhallen wird. Die Verbindung ist dann endgültig.
Fig.5 zeigt gemäß einer weiteren Ausführungsform
des Verbinders einen beweglichen Stecker, der sich insbesondere für die unmittelbare Herstellung einer Verbindung
zwischen zwei solchen Steckern eignet.
Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich die Stäbe oder Drähte des Bündels, wie die dargestellten Stäbe
oder Drähte 1 und 4, bezüglich der Lichtleitfaser 8 nur
auf einer einzigen Seite des Trägers, der die Form eines Ringes 47 hat, an dem die Stäbe oder Drähte durch eine
Metallisierungsschicht 40 befestigt sind. Der Ring 47 hat eine Anschlußfläche 33. an der die Endflächen 32 der
Stäbe oder Drähte und die Endfläche 31 der Lichtleitfaser 8 zutage treten; der Gesamtheit dieser Flächen ist
vorzugsweise eine präzise Oberflächenbearbeitung erteilt worden, beispielsweise durch Polieren. Der Ring 47
ist fest mit einem rohrförmigen Teil 35 mit zylindrischer
Umfangswand verbunden, das in einem vorspringenden Greifring 45 endet.
Der bewegliche Ring 46 bewirkt das Festklemmen der Stäbe oder Drähte 1,4 usw. auf der Lichtleitfaser 8;
er ist mit einem rohrförmigen Teil 36 verbunden, das in einem vorspringenden Greifring 56 endet. Ein auf die
Stäbe oder Drähte aufgebrachter Wulst 34 gewährleistet eine verbesserte Klemmwirkung.
F i g. 6 zeigt einen Verbinder für das Zusammenfügen von zwei beweglichen Steckern der in F i g. 5 dargestellten
Art
Bei diesem Verbinder werden zwei derartige Stecker angewendet, die der Klarheit wegen nur zum Teil dargestellt
sind, wobei die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile wie in F i g. 5 bezeichnen.
Zu dem Verbinder gehört ein Befestigungsring 18, der an der Außenseite mit einem Greifzylinder 20 ausgestattet
ist und an dessen innerem Teil sechs Drähte oder Stäbe 48 in ihrem Mittelteil befestigt sind, so daß auf
jeder Seite des Ringes 18 ein Bündel entsteht, das von gleicher Art wie die bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsformen
angewendeten Bündel ist. Die Stäbe cder Drähte jedes Bündels liegen auf dem zylindrischen
Teil 35 und 35' der beiden beweglichen Stecker auf. und damit die Zentrierung der beiden Stecker unter den
gleichen Bedingungen gewährleistet ist, wie sie anhand von F i g. 1 erläutert worden sind, haben diese Stäbe
oder Drähte den gleichen Durchmesser wie dieser zylindrische Teil. Zwei bewegliche Ringe 23 und 23' bewirken
das Festklemmen der Bündel auf den Steckern, wodurch diese festgelegt werden.
Die Verschiebung der Klemmringe ist durch bewegliehe
Anschläge 21, 21' und feststehende Anschläge 22 bzw. 22' begrenzt und wird durch vorstehende gerändelte
Greifringe 19 und 19' erleichtert.
Die Form der Flächen der Ringe 47 und 47' eignet sich besonders gut für ein präzises Polieren der einander
zugewandten Flächen, doch ist es auch möglich, zwischen diese Flächen eine Flüssigkeitsschicht einzubringen,
die den gleichen Brechungsindex wie der Kern der Lichtleitfasern hat
Die Verwendung von Bündeln rr.it sechs Stäben oder ω
Drähten für das Zentrieren der beweglichen Stecker ergibt somit die gleiche Präzision wie das Zentrieren der
Lichtleitfasern selbst durch Bündel aus sechs Drähten oder Stäben.
65
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1 2
um, die unter der Bezeichnung »Faseroptik« oder
Patentansprüche: »Lichtleitfaser« bekannt sind, mit einer Einrichtung zum
Zentrieren des freien Endes jedes Lichtleiters.
1 Verbinder für die Verbindung von zwei Lichtlei- Eine Lichtleitfaser bekannter Art hat eine im allgetern
mit einer Einrichtung zum Zentrieren des freien 5 meinen zylindrische Struktur und besteht aus zwei ko-Endes
jedes Lichtleiters, dadurch gekenn- axialen Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex,
ζ e i ch η e t, daß die Zentriereinrichtung durch ein nämlich dem inneren Kern und dem äußeren Mantel.
Bündel von sechs zylindrischen Stäben oder Drähten Je nach Art der Fortpflanzung des Lichts im Kern
gebildet ist, die aus elastischem Material bestehen schwankt dessen Durchmesser zwischen 1 um und 2 μηι
und den deichen Durchmesser wie die Lichtleiter io für die »Monomode«-Fortpflanzung und zwischen
haben, daß die Stäbe oder Drähte des Bündels tan- 20 μπι und 100 μπι für die »Multimodeu-Foitpflanzung,
gential zueinander mit einem ringförmigen Träger während der Außendurchmesser des Mantels hauptverbunden
sind, und daß eine Klemmeinrichtung sächlich von den Anwendungsbedingungen abhangt,
vorgesehen ist mit der das Bündel aus einem geöff- beispielsweise von der gewünschten Biegsamkeit, und
neten Zustand in einen geschlossenen Zustand ge- η im typischen Fall in der Größenordnung von 50 bis
bracht werden kann. 120 μη, liegt Die Änderung des Brechungsindex zwi-
2 Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn- sehen dem Kern und dem Mantel kann entweder
zeichnet daß die Stäbe oder Drähte des Bündels im sprunghaft oder allmählich erfolgen.
geöffneten Zustand divergieren und im geschiosse- Eine brauchbare Verbindung von zwei zylindrischen
nen Zusind im wesentlichen parallel zueinander 20 Lichtleitfasern mit gleichen geometnscnen und opti-
3:rj sehen Eigenschaften erfordert einen Verbinder, der die
"""^Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- beiden folgenden Ergebnisse gewährleistet:
kennzeichnet, daß zwei Zentriereinrichtungen für je-
weils einen der beiden Lichtleiter zusammengebaut - geometrische Koinzidenz der Grundkreise;
sjn£j 25 — Berührung der Grundflächen.
4 Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekenn- .^u
zeichnet, daß die ringförmigen Träger der beiden Im Hinblick au/ die Größenordnung der Durchmesser
Bündel zu einem gemeinsamen Träger zusammen- der Lichtleitfasern ist bei der Herstellung der Koinzieefaßt
sind, mit dem die Stäbe oder Drähte jedes der denz eine Genauigkeit von einigen μπι erforderlich; diebeiden
Bündel verbunden sind. 30 se Größenordnung kann mit den bekannten Verbindern
5 Ver'vnder nach Anspruch 4, dadurch gekenn- nur auf Kosten einer mechanischen Ausbildung von
zeichnet, daß die sechs Stäbe oder Drähte des einen höchster Präzision, großen Kosten und schwieriger AnBündels
jeweils aus einem Stück mit den sechs Stä- wendung realisiert werden.
ben oder Drähten des anderen Bündels bestehen. Ein aus der DE-OS 23 14 687 bekannter Verbinder
6 Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekenn- 35 enthält eine elastische Muffe, in deren Innenbohrung die
zeichnet, daß zusätzlich zu dem Bündel von zylindri- beiden Enden der miteinander zu verbindenden Lichtschen
Stäben oder Drähten zwei weitere Bündel von leitfasern eingeschoben werden. Durch Zusammenpresjeweils
sechs zylindrischen Stäben oder Drähten aus sen der Muffe in Axialrichtung wird die Wandung ihrer
elastischem Material und desselben Durchmessers Bohrung nach innen gewölbt und gegen die Oberfläche
wie jeder ringförmige Träger vorgesehen und an 40 der Enden der Lichtleitfasern angepreßt. Eine starke
einem ihrer Enden tangential zueinander an einem Wölbung der Wandung der Bohrung tritt aber nur in
einzigen Träger vereinigt sowie jeweils um den ent- ihrem mittleren Bereich auf. Folglich ist nur im mittleren
sprechenden ringförmigen Träger herum angeord- Teil der Muffe ein relativ hoher Kontaktdruck auf die
net sind Oberfläche der Lichtleitfasern wirksam. Daher kann der
7 Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 45 bekannte Verbinder keine hohen Ansprüche an die Prädadurch
gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung zision der koaxialen Ausrichtung der beiden Lichtleitfadurch
eine zur Bündelachse koaxiale, axial bewegli- serenden erfüllen.
ehe Hülse gebildet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Ver-
8 Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6. binder für die Verbindung von zwei Uchueitem mit
dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung 50 einer Einrichtung zum Zentrieren des freien Endes jedes
durch eine konzentrische Hülse aus wärme- Lichtleiters zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine
schrumpfbarem Material gebildet ist. Präzision der Ausrichtung der beiden Enden der m.te.n-
9 Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ander zu verbindenden Lichtleiter in der Großenorddadurch
gekennzeichnet, daß die Stäbe oder Drähte nung von nur einigen μιη ermöglicht
auf der Höhe des ringförmigen Trägers eine Rille 55 Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentaufweisen,
in der eine Flüssigkeitsmenge unterge- anspruchs 1 gelöst. -,αβγά
bracht werden kann, deren Brechungsindex von glei- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergecher
Größenordnung wie derjenige des Kerns des ben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausfuh-Lichtleiters
ist. rungsbeispiclen. die in der Zeichnung dargestellt sind. In
10 Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, μ der Zeichnung zeigt
dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe oder Drähte Fig. 1 ein erläutertes Diagramm, das sechs Kreise
über einen am freien Ende liegenden Teil ihrer Lan- zeigt, die sich rings um einen eingeschriebenen Kreis
ge einen Wulst aufweisen. tangieren.
Fig.2 eine erste Ausfuhrungsform des Verbinders
65 nach der Erfindung für die Herstellung einer Verbindung
zwischen zwei blanken Lichtleitfasern,
Die Erfindung bezieht sich auf Verbinder für die Ver- F i g. 3 eine Abänderung der ersten Ausführungsform
bindung von zwei Lichtleitern aus dielektrischem Medi- mit einer Flüssigkeitskammcr,
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