DE2553877A1

DE2553877A1 - Steckverbinderanordnung fuer lichtleitkabel

Info

Publication number: DE2553877A1
Application number: DE19752553877
Authority: DE
Inventors: Ronald Lee Mccartney
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1974-12-05
Filing date: 1975-11-29
Publication date: 1976-06-16
Also published as: FR2293720A1; CA1043143A; ES443270A1; IT1059534B; GB1492319A; JPS51115841A; NL7514125A; FR2293720B3; JPS562326B2

Description

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GMEH
FREIBURG

R.L.McCartney-6/6x

Steckverbinderanordnung für Lichtleitkabel Zusatz zu Patent ... (Aktenzeichen P 25 36 185-7)

Die Erfindung betrifft eine Steckverbinderanordnung für Lichtleitkabel gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Erfindung des Zusatzpatentes liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Steckverbinderanordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 die Kopplungsgüte der Lichtübertragung durch präzises axiales Ausrichten ihrer Steckerstiftenden zu verbessern. Diese Aufgabe viird erfindungsgerr.äß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.

Mittels dieser Steckverbinderanordnung wird unter anderem der Vorteil erreicht, daß die durch fertigungsbedingte Toleranzen verursachten Abweichungen von der angestrebten axialen Lage der Steckerstifte bei Verbindungsherstellung beseitigt werden. Weitere Vorteile sind in der Beschreibung genannt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruches 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen wie folgt näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

27.11.1975, Ka/Ku

609825/06

R.L.McCartney-6/6x

Fig. 1 eine aus zwei mit Lichtleitkabeln teilweise bestückten Gehäusen bestehende sowie mittels Bajonettverschluß verriegelte Steckverbinderanordnung in zwei Ebenen teilweise längsgeschnitten und perspektivisch dargestellt;

Fig. 2 den Ausschnitt eines Gehäuseeinsatzes mit in dessen Bohrung befestigter Zentrierhülse, längsgeschnitten in einer Seitenansicht;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1 in dem zwei verbundene Steckerstifte mittels der Zentrierhülse axial fluchtend aufeinander ausgerichtet sind, teilweise längsgeschnitten in einer Seitenansicht dargestellt.

In der Fig. 1 ist die Steckverbinderanordnung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie besteht aus zwei miteinander in Eingriff gebracht dargestellten Gehäusen,11, 12 mit darin angeordneten Lichtleitkabeln, deren sich gegenüberstehende Stirnflächen an einem die Stoßstelle bildenden Zwischenteil 24 enden. Dieses Zwischenteil wird später noch ergänzend beschrieben.

Innerhalb jedes Gehäuses 11, 12 ist ein Einsatz 30, 31 angeordnet, der einstückig hergestellt sein kann oder aus mehreren zusammengesetzten Einzelteilen besteht. Der besseren Übersichtlichkeit wegen, ist nur ein Paar miteinander verbundener Lichtleitkabel 14, 16 dargestellt, die jeweils in einen Kabelmantel 15, 17 eingehüllt sind.

609825/0 676

R.L.McCartney-6/6x

Es sei erwähnt, daß jeder Einsatz 30, 31 beispielsweise für die Aufnahme von vier Lichtleitkabeln ausgelegt ist, die in der bei Steckverbindern üblichen Weise durch einen mit einem Stift 32 zusammenwirkenden Kupplungsring 13 miteinander verbindbar sind.

Die Enden der Lichtleitkabel 14, 16 werden jeweils von Steckerstiften 18 aufgenommen, die wie in der Hauptanmeldung näher beschrieben ist, Bestandteil einer mehrere Teile umfassenden Anschlußhülse 19 sind, welche der mechanischen Halterung der Lichtleitkabel, ihrer axialen Ausrichtung sowie Herstellung der unmittelbaren Lichtleitverbindung dienen.

Bei der vorliegenden Steckverbinderanordnung 10 kommt eine aus einem Elastomer bestehende Zentrierhülse 20 zur Anwendung, deren Einzelheiten in den Fig. 2 und 3 genauer dargestellt sind.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist die Zentrierhülse 20 in der Bohrung eines Teiles 21 des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes 30 angeordnet. Sie ist mittels Preßsitz 34 in der Bohrung befestigt, wodurch sich die Zentrierhülse 20 radial nach innen ausdehnt und dabei einen Druck erzeugt, dessen Wirkung in Verbindung mit Fig. 3 noch erläutert wird.

Die Zentrierhülse 20 kann aus einem der bekannten elastisch verformbaren Werkstoffe hergestellt sein, wie z.B. synthetischem oder natürlichem Kautschuk. Zum leichteren Einsetzen der Steckerstifte 18 ist sowohl die Bohrung des

R.L.McCartney-6/6x

Einsatzteiles 21 als auch das entgegengesetzt angeordnete Ende 26 der Zentrierhülse 20 mit einer Einführungsschräge 22, 23 versehen.

Das innerhalb der Zentrierhülse 20 mittig angeordnete Zwischenteil 24 ist als verhältnismäßig dünne Membrane ausgebildet, welche die Stirnflächen der Lichtleitkabel gegen Abscheuern schützt. Außerdem weist das Zwischenteil 24 einen geeigneten Brechungsindex auf, welcher in bekannter Weise zur Minderung der bei der übertragung von Lichtwellen entstehenden Verluste beiträgt.

Die Anwendung eines die übertragungsgüte im Stoßstellenbereich der Lichtleitkabel verbessernden Gels ist bekannt. Vorliegende Anordnung kann sowohl zusätzlich mit als auch ohne solches Gel verwendet werden, denn das Zwischenteil 24 weist die selben optischen Eigenschaften auf wie ein derartiges GeI₃ es bietet jedoch den Kabelenden einen besseren mechanischen Berührungsschutz.

Wie das Innere der Zentrierhülse 20 ausgeformt ist, zeigt die Fig. 2. Danach vergrößert sich deren Innendurchmesser 33 von der Nähe des membranartigen Zwischenteiles 24 ausgehend in Richtung ihrer beiden freien Enden allmählich. Deshalb weist die Zentrierhülse 20 an ihren beiden Enden einen Innendurchmesser 33 auf, der größer ist als der Außendurchmesser des Steckerstiftes 18, wodurch sich das Einsetzen der die Lichtleitkabel 14,16 enthaltenden Steckerstifte 18 relativ leicht vornehmbar gestaltet. Die mittels Schlitze 25 in Federzungen auf-

R Π 9 8 ? R / Π fi 7 ß.

R.L.McCartney-6/6x

geteilten Steckerstifte l8 entsprechen der in der Hauptanmeldung näher beschriebenen Ausführung. Um die Verbindung der Kabelenden deutlich erkennbar zu machen, ist der in Fig. 3 rechts dargestellte Steckerstift 18 teilweise ausgeschnitten gezeichnet.

Wie den Fig. 2 und 3 entnehmbar ist, weist die Zentrierhülse 20 innen einen aus zwei zylindrischen Bohrungsteilen bestehenden Mittelabschnitt auf, dessen Innendurchmesser etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Steckerstifte 18. Dadurch stellt die Bohrung des Mittelabschnittes in der Zentrierhülse 20 für die von ihren beiden gegenüberliegenden Seiten einsetzbaren Steckerstifte lS einen sich jeweils anpassenden Sitz dar. Wenn nun die Gehäuse 11, 12 der Steckverbinderanordnung miteinander in Eingriff gebracht werden, drincen die Steckerstifte 18 soweit in die Zentrierhülse 20 ein, bis die Enden der Steckerstifte das Zwischenteil 2k berühren. Sobald die Steckerstifte 18 dabei in den Mittelabschnitt der Zentrierhülse 20 eindringen; wird der Mittelabschnitt aufgeweitet wodurch ein nach innen wirkender Druck entsteht, der die Steckerstifte axial genau aufeinander ausrichtet. Durch das Zusammenwirken von Zentrierhülse 20 und Steckerstiften 18 wird eine automatische Selbstzentrierung der Lichtleitkabel-Faserbündel vorgenommen. Diese Ausrichtung ist bereits abgeschlossen, bevor die Zentrierhülse in axialer Richtung zusammengedrückt wird.

Die Fig. 3 zeigt, daß die Faserbündel der Lichtleitkabel mit ihren Stirnflächen am Zwischenteil 2k anliegen. Nach-

60985 6 / 0 ß 7 ß

R .L.McCartney-6/Sx

dem die Steckerstifte sich bereits selbst aufeinander gerichtet haben, wird durch die noch andauernde Verbindungsherstellung der beiden Gehäuse 11, 12 von einem Teil 29 des einen Einsatzes 31 auf das vorstehende Ende 26 der in „einem Teil 21 des anderen Einsatzes 30 gelagerten Zentrierhülse 20 ein axialer Druck ausgeübt. Weil die Zentrierhülse 20 elastische Eigenschaften aufweist, wird sie deshalb zwischen der Schulter 27 und der Stirnfläche des Teiles 29 zusammengepreßt wodurch ihre verdrängte Masse jeweils im Endbereich der Zentrierhülse nach innen ausweicht. Aus diesem Grunde braucht der die Steckerstifte 18 in den Einsatzteilen 21, 29 jeweils aufnehmende Sitz 28 keine besondere Genauigkeit aufzuweisen. Durch die Verformung der Zentrierhülse 20 entsteht eine wirkungsvolle Dichtung zwischen der Zentrierhülse und den Steckerstiften 18, die ein Eindringen von Staub oder anderen Verunreinigungen zwischen die Enden der Lichtleitkabel verhindert. Außerdem verhindert die Verformung der äußeren Zentrierhülsenenden ein Schwingen der Lichtleitkabel bei auftretenden Vibrationen.

Bei kommerziell verwendeten Steckverbinderanordnungen, die an .Montageplatten befestigbar sind und Zentrierhülsen enthalten, ist zur Verbindungsherstellung pro Paar Steckerstifte ein Kraftaufwand von etwa 4,536 kg (ten pounds) erforderlich. Daraus resultiert ein zwischen den Stirnflächen der Steckerstifte entstehender Druck von maximal 182 kg/cm (2.600 psi) . Bei unter solch hohem Druck

60982R/0BT6

R.L.McCartney-6/βχ

stehenden Steckerstiften reichen die durch axiale Kompression der Zentrierhülse hervorgerufenen und nach innen wirkenden Drücke häufig nicht mehr aus,um von der axialen Lage abweichende Steckerstifte noch nachträglich auszurichten. Bei bekannten Verbindern, die Zentrierhülsen enthalten, deren durchgehend zylindrische Bohrungen einen größeren Durchmesser als die darin ungenau eingeführten Steckerstifte aufweisen kommt es deshalb häufig vor, daß die Lage der axial versetzt zusair.nenstoßenden Enden der Steckerstifte durch Kompression der Zentrierhülse nicht ir.ehr verändert werden kann.

Kittels der erfindungsgemäßen Zentrierhülse geschieht das genaue Ausrichten der- Steckerstifte selbsttätig durch den Paßsitz zvrischen Steckerstiften und Mittelabschnitt der Zentrierhülse. Die Ausrichtung der Steckerstifte ist deshalb ηint von den auf die Zentrierhülse einwirkenden axialen Kompressionsdruck abhängig. Die axiale Kompression der Zentrierhülse wird vielmehr erst wirksam, nachdem die Steckerstifte bereits ihre' zentrierte Lage erhalten haben. Das Zusammenpressen der Zentrierhülse dient nur dazu die Steckerstifte abzudichten und dafür zu sorgen, daß die bein normalen Einsatz der Steckverbinderanordnung durch Erschütterungen auftretenden Vibrationen die Steckerstifte nictt in Schwingungen versetzen.

Es ist verständlich, daß die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Teile 21, 29 keine Einzelstücke sein müssen sondern vielmehr jeweils aus einem kompakten Körper bestehen

R.L.McCartney-6/6x

können, den entsprechende axiale Bohrungen für die Aufnahme und Verbindungsherstellung mehrerer Lichtleitkabel durchsetzen.

Sicherlich sind auch Abwandlungen der beschriebenen Steckverbinderanordnung möglich. So kann beispielsweise das Zwischenteil 24 und die Zentrierhülse 20 entweder aus einem Stück bestehen oder das separat hergestellte Zwischenteil 24 wird nachträglich in der Zentrierhülse 20 befestigt. Der Werkstoff für die verschiedenen Teile der Steckverbinderanordnung 10 kann aus einem breiten Spektrum bekannter Materialien ausgewählt werden. Die Gehäuse 11, 12 lassen sich beispielsweise im Spritzgußverfahren aus Metall herstellen, während die Einsätze 30, 31 ebenso wie ihre zugehörigen Teile 21, 29 aus verhältnismäßig hartem Kunststoff gefertigt cein können, wie dies auch bei elektrischen Steckverbindungen üblich ist. Da ir. vorliegenden Fall jedoch keine elektrischen Isolationsprobleme bestehen, können anstelle von aus Isolierwerkstoff hergestellten Einsätzen auch solche aus Metall verwendet v/erden. Die Auswahl der Werkstoffe ist daher nur von der verlangten mechanischen Festigkeit sowie den auftretenden Umgebungseinflüssenabhängig, denen die Steckverbinderanordnung ausgesetzt sein wird.

8 Ansprüche

2 Bl. Zeichnungen

R 0 9 8 7 R / Π Pi 1 Π

Claims

R.L.McCartney-6/βχ

Ansprüche

Steckverbinderanordnung für Lichtleitkabel, bestehend, aus zwei mittels Bajonett- oder Schraubverschluß verriegelbaren Gehäusen, die je einen von Kammern durchzogenen Einsatz enthalten, in denen mit den Lichtleitkabeln verbundene, aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzte Anschlußhülsen angeordnet sind, wobei die jeweils mit einem Lichtleitkabel unmittelbar verbundenen Teile der Anschlußhülsen so in den Gehäusen gelagert sind, daß sie beim Zusammenstecken der Gehäuse mit ihren Stirnseiten stumpf zusammenstoßen und unter Beibehaltung der gegenseitig anliegenden Stirnseiten nach hergestellter Verriegelung in den Gehäusen gegenüber ihrer ursprünglich vorgezogenen Lage eine unter Druck stehende, rückwärtige Lage einnehmen, nach Kauptpatent (Akten2eichen P 25 36 185.7)3 dadurch gekennzeichnet, daß die Enden von jeweils zv/ei miteinander zu verbindenden und je ein Lichtleitkabel (14, l6) enthaltenden Steckerstifte (l8) von einer innerhalb des einen Gehäuses (11) gelagerten, aus einem Elastomer bestehenden Zentrierhülse (20) aufgenommen werden, die einen aus einer zylindrischen Bohrung bestehenden Mittelabschnitt aufweist, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Steckerstifte (l8) in ihrem verbindungsseitigen Endbereich und daß die Zentrierhülse (20) nach Aufnahme und Selbstausrichtung der Steckerstifte (l8) durch die "Verbindungsherstellung der beiden Gehäuse (11, 12) in axialer Richtung derart zusammengedrückt wird, daß ihr nach innen verdrängter Werkstoff die Steckerstifte (18) fest umschließend abdichtet.

, Ka/Ku

60982B/0676

R.L.McCartney-6/6χ
2. Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Zentrierhülse (20) mittig ein membranartig ausgebildetes Zwischenteil (24) angeordnet ist.
3. Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (20) und das Zwischenteil (24) aus getrennt hergestellten und nachträglich miteinander verbundenen Einzelteilen besteht.
4. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (20) und das Zwischenteil (24) aus einem Stück hergestellt sind.
5. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (20) eine Bohrung aufweist, deren Innendurchmesser (33) von der Mähe des Zwischenteiles (24) ausgehend sich in Richtung ihrer beiden freien Enden allmählich vergrößert.
6. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrlerhülse (20) innerhalb der Bohrung eines Teiles (21) des Einsatzes (30) mittels Preßsitz (34) befestigt ist.
7. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis.

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (20) bei Verbindungsherstellung der Gehäuse (11, 12) zwischen einer Schulter (27) des einen Einsatzes (30) und der Stirnfläche eines Teiles (29) des anderen Einsatzes (31) zusammengedrückt wird.

6 0 9 8 2 ß / .0 6 T*6

R.L AAcCartney-6 / βχ'
8.· Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zentrierhülsen (20) zu einem kompakten sowie entsprechende Bohrungen für die Aufnahme der Steckerstifte (18) enthaltenden Körper,zusammengefaßt sind.