DE2556333A1

DE2556333A1 - Steckverbinderanordnung fuer lichtleitkabel

Info

Publication number: DE2556333A1
Application number: DE19752556333
Authority: DE
Inventors: Bruce K Arnold
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1975-12-13
Publication date: 1976-07-01
Also published as: CH599561A5; JPS51105837A; ES443764A1; IT1059541B; JPS604441B2; US3963323A; NL7514823A; AU499623B2; AU8732975A; CA1041335A; GB1471790A; FR2296189A1

Description

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GMBH
Freiburg

B.K.Arnold-8

Steckverbinderanordnung für Lichtleitkabel

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

Um nur geringe Kopplungsverluste bei der übertragung von Lichtwellen hinnehmen zu.müssen, wird ein möglichst fugenloser übergang zwischen den Enden der zu verbindenden Lichtleitkabel angestrebt. Es wird deshalb davon ausgegangen, daß bei bekannten Steckverbinderanordnungen die abgemantelten Enden der Lichtleitkabel in hülsenartige Steckerstifte eingeklebt sind, deren Enden danach plangeschliffen und poliert werden, so daß die Stirnflächen der Steckerstifte sowie der Lichtleiter eine Ebene bilden. Solcherart vorbereitete Kabelenden werden sodann in entsprechende Aufnahmen von Verbinderhälften eingesetzt, welche bei Verbindungsherstellung die Enden ihrer axial ausgerichteten Steckerstifte paarweise in stumpf zusammenstoßenden Berührungseingriff bringen.

Durch häufiges Trennen und Wiederherstellen von Verbindungen und/oder durch Erschütterungen hervorgerufene Vibrationseinflüsse werden aber die Stirnflächen der Lichtleiter teilweise mattgescheuert und dabei zerkratzt wodurch Lichtstreuungen entstehen, welche Kopplungsverluste in der Größenordnung von 4dB und mehr verursachen. Man versuchte diese Kopplungsverluste zu verringern, indem

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die Steckerstifte so in den Verbinderhälften gelagert werden, daß nach hergestellter Verbindung zwischen den Steckerstiftenden ein Spalt verbleibt. Dieser Spalt wird von Silikonöl ausgefüllt mit dem die Stirnflächen der Steckerstifte benetzt sind.

Auch diese Ausführung der Steckverbinderanordnung bringt noch keine zufriedenstellenden Ergebnisse, denn Lichtstreuungen verursachende Fremdkörper, wie Staub oder gröbere Sandkörnchen werden bei Verbindungsherstellung geradezu in das Silikonöl eingepreßt und bleiben darin nicht mehr entfernbar haften.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbinderanordnung gemäß Oberbegriff des Anspruches dahingehend zu verbessern, daß mit ihr besonders kopplungsverlustarme, funktionssichere Verbindungen herstellbar sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.

Diese Lösung ist Folge der Erkenntnis, daß ein Luftspalt kleinere Kopplungsverluste verursacht als unmittelbar oder mittelbar zusammenstoßende, jedoch einer nicht vermeidbaren Beschädigung ausgesetzte Stirnflächen der Lichtleiter, bzw. Verunreinigung des Silikonöls. Deshalb werden die Stirnflächen des Lihtleiter in vorteilhafter Weise durch einen vor dem Steckerstiftende angeordneten Flansch gegen unmittelbare Berührung geschützt, dessen Fenster jedoch einen ungehinderten Lichtdurchtritt gestattet. Die Stirnflächen der Lichtleitkabel lassen sich

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bei Bedarf, z.B. mittels eines feinen Haarpinsels auch leicht säubern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes desAnspruches 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles wie folgt näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine mittels Bajonettverschluß verriegelte Steckverbinderanordnung in zwei Ebenen teilweise längs-.geschnitten und perspektivisch dargestellt;

Fig.2 einen vergrößerten Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten Steckverbinderanordnung, teilweise längsgeschnitten, in einer Seitenansicht;

Fig. 3 das mit einem Steckerstift und darauf angeordneter Metallhülse verbundene Ende eines Lichtleiters, mit Blick auf dessen verbindungsseitige Stirnfläche;

Fig. h den Ausschnitt eines einen Lichtleiter enthaltenden SteckerStiftes mit darauf sitzender Metallhülse sowie einem zwischen deren Flansch und der Stirnfläche des Steckerstiftes angeordneten Zwischenteil.

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In der Pig. 1 ist die Steckverbinderanordnung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie besteht aus einem mit einem Steckerteil 12 in Eingriff bringbaren Buchsenteil 14. Das Steckerteil 12 vast ein Gehäuse 13 auf, in dem ein Einsatz l6 angeordnet ist, welcher zur Aufnahme mehrerer Lichtleitkabel 18 dient. Der Einfachheit halber ist jedoch nur ein Lichtleitkabel 18 dargestellt, obwohl der Einsatz 16 vier Bohrungen 20 enthält, die zur Aufnahme einer entsprechenden Anzahl Lichtleitkabel dienen.

Das Buchsenteil 14 besteht ebenfalls aus einem Gehäuse mit darin angeordnetem Einsatz 24, der Bohrungen enthält, welche die gleiche Anzahl Lichtleitkabel 26 aufnehmen wie das Steckerteil 12. Damit das Buchsenteil l4 fest installiert werden kann, ist es mit einem Montageflansch versehen. Das Steckerteil 12 trägt einen drehbaren Kupplungsring 28 in den ein bogenförmig verlaufender Schlitz 30 eingeschnitten ist, welcher mit einem im Buchsenteil 14 angeordneten Stift32 zusammenwirkt. Schlitz 30 und Stift stellen einen Bajonettverschluß dar, der wie auch bei elektrischen Steckverbindungen üblich, durch Drehen des Kupplungsringes 28 die beiden Verbinderteile miteinander in Eingriff bringt.

Die in den Gehäusen 13, 22 lagernden Einsätze 16, 24 können jeweils aus einem Stück bestehen oder wie in Fig. dargestellt ist, aus mehreren Einzelteilen zusammensetzt sein.

Der mechanische Aufbau von jeweils zwei miteinander zu verbindenden Lichtleitkabeln 18, 26 ist gleich und er wird

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deshalb nur anhand der verschiedenen Elemente des einen Lichtleitkabels 18 erläutert. Das Lichtleitkabel 18 besteht aus einem in einen Kabelmantel 36 eingehüllten Glasfaserbündel 34. Das Ende des Glasfaserbündels 34 ist innerhalb eines Steckerstiftes 38 befestigt. Die Wandung des hülsenförmigen Steckerstiftes 38 weist einen sich axial erstreckenden Schlitz 40 auf, welcher sich vom vorderen Ende 42 über eine vorgegebene Distanz in Richtung hinteres Ende erstreckt. Wie die Fig. 3 zeigt, ist der Steckerstift 38 jedoch vorzugsweise mit zwei Schlitzen 40 versehen. Diese Anordnung bildet zwei unabhängig voneinander federnde Zungen, welche die einzelnen Adern des Glasfaserbündels 34 zusammendrücken.

Hinter einer ringförmig in den Steckerstift 38 eingeschnittenen Nut 46 ist eine auf dem Steckerstift gelagerte und einen Flansch 44 aufweisende Gleithülse angeordnet, welche von gegen die hintere Schulter 52 des Flansches 44 gerichteten Fingern einer Federhülse 48 innerhalb des Einsatzes 16 gegen rückwärtiges Verschieben gesichert ist. Eine vor der Nut 46 des Steckerstiftes 38 angeordnete schräge Schulter 54 liegt an einer entsprechender Fläche des Einsatzes 16 wodurch ein Verschieben des Steckerstiftes 38 verhindert wird. Ein in die Nut 46 eingesetzter federnder "O"-Ring 58 dient zum Ausgleich axialer Toleranzen des Steckerstiftes 38. Die Montageanordnung des ebenfalls" mit einem Steckerstift versehenen Lichtleitkabels 26 im Einsatz 24 des Buchsenteiles 14 ist identisch.

Bei Verbindungsherstellung von Stecker- und Buchsenteil 12, 14 werden die Enden ihrer je ein Lichtleitkabel 18, 26 enthaltenden Steckerstifte 38 in axial aufeinander

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ausgerichteter Lage aneinandergrenzend zusammengeführt. Dieses genaue Ausrichten der Steckerstiftenden bewirkt eine in einer Ausnehmung 62 des Einsatzes 24angeordnete und aus einem Elastomer bestehende Zentrierhülse 60, welche die Enden der Steckerstifte 38 umfaßt. Die Länge der Zentrierhülse 60 ist größer als der Abstand zwischen Stirnseite 64 und Ausnehmungsende 66 des Einsatzes 24, so daß die Zentrierhülse 6Obei Verbindungsherstellung zusammengedrückt wird und ihr radial nach innen verdrängter Werkstoff die Enden der Steckerstifte sehr genau axial aufeinander ausrichtet.

Um die plan geschliffenen und polierten Enden 42 der Steckerstifte 38und insbesondere die Glasfaserbündel 34 gegen bei Berührung sonst auftretende Abschürfungen zu schützen, wird jeweils eine Metallhülse 70 auf das verbindungsseitige Ende des Steckerstiftes 38 aufgedrückt. Die Metallhülse 70 weist einen das vordere Ende 42 des Steckerstiftes übergreifenden, ringförmig nach innen gerichteten Flansch 72 auf, der so kurz vor dem Ende des Glasfaserbündels 34 endet, daß er ein rundes Fenster 72 für den Lihtdurchtritt freiläßt. Mit anderen Worten, der Durchmesser des Fensters 74 ist größer als der Innendurchmesser des vorderen Steckerstiftendes. Wie die Fig. 2 zeigt, wird auf diese Weise ein Schutzraum zwischen den polierten Glasfaserenden gebildet, so daß sie sich bei Verbindungsherstellung von Stecker- und Buchsenteil 12, 14 nicht berühren können. Sicherlich ist es ausreichend, wenn von zwei zusammengehörenden Lichtleitkabeln 18, 26 nur jeweils eines mit einer solchen Metallhülse 70 versehen ist. Trotzdem werden vorzugsweise alle Enden der Lichtleitkabel bzw. Steckerstifte mit Metallhülsen ausgerüstet.

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Es ist erwünscht, daß die Wandung der Metallhülse 70 und die Dicke ihres Flansches 72 so dünn wie möglich sein soll, üblicherweise ist die Dickenabmessung der Metallhülse 70 deshalb kleiner als diejenige des Steckerstiftes 38 im Bereich seines vorderen Endes. Um zwischen den Enden zweier Glasfaserbündel keine größeren Kopplungsverluste als ungefähr 0,2 dB entstehen zu lassen, wird die Dickenabmessung des Flansches 72 so festgelegt, daß sie das Maß von 0,05 mm (0,002 inch) nicht überschreitet, woraus zwischen den Enden der Glasfaserbündel ein Abstand von 0,10 mm (0,00*» inch) resultiert. Die in der Steckverbinderanordnung bei der Lichtübertragung entstehenden Kopplungsverluste sind trotz des Abstandes der Glasfaserbündelenden zueinander wesentlich geringer als bei unmittelbar zusammenstoßenden Glasfaserbündelenden, deren durch abschürfende Beschädigung ihrer polierten Stirnflächen entstehenden Kopplungsverluste ¹IdB und mehr betragen können. Die Wirkung der die Kopplungsverluste gering haltenden Metallhülse 70 gewinnt eine noch größere Bedeutung wenn die Verbinderanordnung in Gebieten eingesetzt wird, in denen die Möglichkeit einer größeren Beschädigung durch Körnchen besteht, welche eine übermäßige Lichtstreuung verursachen.

Die Fig. 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des vorderen Endes eines Lichtleitkabels. Dieses Lichtleitkabel gleicht dem zuvor beschriebenen, mit Ausnahme eines optischen Zwischenteiles 76, welches zwischen dem Flansch 72 der Metallhülse 70 und der Stirnfläche des Glasfaserbündels 34 so klemmend angeordnet ist, daß es

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am Ende 42 des Steckerstiftes 38 anliegt. Das Zwischenteil 76 besteht aus einer Licht bündelnden Glaslinse, oder einem anderen Werkstoff mit geeignetem Brechungsindex, wie beispielsweise einem Gel oder Elastomer bekannter Art. Die Anordnung des Zwischenteiles 76 hinter dem Schutz bietenden Flansch 72 stellt sicher, daß die Stirnflächen der Zwischenteile bei Verbindungsherstellung nicht zerkratzt werden können.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines ein ganzes Faserbündel enthaltenden Lichtleitkabels beschrieben wurde versteht sich, daß die Metallhülse bei Bedarf auch für Lichtleitkabel verwendet werden kann, die aus nur einem Faserstrang bestehen.

Mittels der Erfindung werden nicht nur die Kopplungsverluste der Steckerverbinderanordnung beim Einsatz unterfnormalen Umgebungsbedingungen reduziert, wo sonst durch Staub oder Sandkörnchen verursachte Abschürfungen an den Glasfaserstirnflächen auftreten wurden, sondern die Enden der Glasfasern sind auch bei Handhabung der Kabel während ihrer Montage sowie beim Transport geschützt.

8 Ansprüche

2 Bl. Zeichnungen

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Claims

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Ansprüche

Steckverbinderanordnung für Lichtleitkabel, bestehend aus zwei miteinander verriegelbaren Gehäusen, die je einen von einer oder mehreren Kammern durchzogenen Einsatz enthalten, in denen mit den Lichtleitkabeln verbundene und paarweise stumpf zusammenstoßende Steckerstifte angeordnet sind, deren verbindungsseitige Enden mit den Stirnflächen der darin befestigten Glasfaserbündel eine Ebene bilden, dadurch gekennzeichnet _a daß von den in beiden Gehäusen (13, 22) lagernden Steckerstiften (38) vor deren Enden (42) zumindest einer Verbinderhälfte je ein mit einem Fenster (7¹O versehener Flansch (72) angeordnet ist, dessen axiale Wandungsdicke geringer als die radiale Wandungsdicke des hülsenförmigen Steckerstiftes (38) ist und dessen Fenster (7*0 einen größeren Durchmesser aufweist als das im Steckerstift (38) enthaltene Glasfaserbündel (3¹O.
2. Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (72) einstückiger Bestandteil einer auf dem Steckerstift (38) sitzenden Metallhülse (70) ist.
3. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle in beiden Gehäusen (13, 22) lagernden Steckerstifte (38) mit einer Metallhülse (70)ausgerüstet sind.

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4. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß von zwei miteinander verbindbaren und je einen Plansch (72) aufweisenden Steckerstiften (38) die Wandungsdicke jedes Flansches (72) das Maß von 0,05 mm nicht überschreitet.
5. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Plansch (72) der Metallhülse (70) und dem Ende (42) des Steckerstiftes (38) ein aus einem Werkstoff mit geeignetem Lichtbrechungsindex bestehendes Zwischenteil (76) angeordnet ist.
6. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (76) aus einer Glaslinse besteht.
7. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (76) aus einem Elastomer hergestellt ist.
8. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (76) aus einem Gel besteht.