DE2622607B2

DE2622607B2 - Selbstzentrierende Steckverbindungsanordnung für Lichtwellenleiter

Info

Publication number: DE2622607B2
Application number: DE2622607A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8021 Neuried Kunze
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-05-20
Filing date: 1976-05-20
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DE2622607A1; US4135783A; JPS5630526B2; JPS52143040A; DE2622607C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindungsanordnung für Lichtwellenleiter, bestehend aus zwei gleichen Steckerteilen zur Aufnahme der Lichtwellenleiter und einem Kupplungsteil mit zentrierender Nut.

Für die Verbindung von Lichtwellenleitern sind vielfältige Anordnungen bekannt. Aufgrund der geringen Durchmesser der Lichtwellenleiter stehen hierbei immer die Probleme der gegenseitigen Ausrichtung und Zentrierung im Vordergrund. Meist ist eine Justierung bzw. Ausrichtung nötig, um die Übertragungsverluste an der Übergangsstelle möglichst niedrig zu halten. Besondere Schwierigkeiten treten dabei bei lösbaren Verbindungsanordnung auf, da die auftretenden Toleranzen weitgehend eliminiert werden müssen. Bei bisher bekannten und verwendeten Steckverbindungsanordnungen werden die Lichtwellenleiter in einer äußeren Hülse des Steckers genau positioniert und fixiert. Die Stirnfläche des Lichtwellenleiters wird geschliffen und poliert. Zur Verbindung zweier Stecker dient eine Kupplungshülse, die die Stecker spielfrei aufnehmen muß. In vielen Fällen werden auch, wie auch in der deutschen Auslegeschrift 24 09 057 beschrieben wird, Kapillarröhrchen zur Aufnahme der Enden der miteinander zu koppelnden Lichtwellenleiter verwendet. Diese Kapillarröhrchen werden dann in Steckvorrichtungen eingesetzt. Auch prismatische Nuten finden für das Ausrichten von Lichtwellenleitern Verwendung.

so Ein solcher steckbarer Verbindungsstecker ist durch das Gebrauchsmuster 75 10 132 bekannt.

Da die lösbare Verbindung von Lichtwellenleitern unter Verwendung zusätzlicher Justiervorrichtungen und damit zusammenhängender Meßvorgänge sehr aufwendig und problematisch ist, stellt sich für die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine lösbare Verbindungsanordnung für Lichtwellenleiter zu schaffen, bei der komplizierte Justier- und Meßvorgänge nicht nötig sind, so daß die nötigen Schritte zur Ausrichtung der Lichtwellenleiter-Enden beim Steckvorgang ohne weitere Hilfsmaßnahmen selbst ablaufen. Weiterhin soll gewährleistet sein, daß die in Steckern gefaßten Lichtwellenleiter-Enden im nicht gesteckten Zustand wie auch beim Steckvorgang selbst so

f>5 geschützt sind, daß Beschädigungen ausgeschlossen sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im

Kennzeichnenden Teil genannten Merkmale gelöst.

Das Wesentliche an der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Lichtwellenleiter-Ende im U-förmigen Grundteil des Steckerteils frei und etwa in gleichen Abständen zu den Schenkelwänden angeordnet una durch eine Klappe, die sich beim Stecken in das Kupplungsteil selbsttätig hebt und sich mit diesem verriegelt, geschützt ist Weiterhin ist beim Kupplungsteil wesentlich, daß beim Steckvorgang das eine Steckerteil in spitzem Winkel auf die im Kupplungsteil angeordnete Zentriernut zubewegt wird, wobei das freie Lichtwellenleiter-Ende von dieser Zentriernut aufgenommen, zentriert und ausgerichtet wird. Das zweite Steckerteil wird in gleicher Weise an der gegenüberliegenden Seite der Zentriernut eingeführt, so daß die beiden Lichtwellenleiter-Enden zur stirnseitigen Berührung kommen. Die Längentoleranzen der Lichtwellenleiter-Enden sind hierbei unkritisch, da sich der Ausgleich durch mehr oder weniger starkes Abbiegen der Lichtwellenleiter-Enden ergibt. Die Stirnflächen der Lichtwellenleiter-Enden bedürfen keines Schleif- oder Poliervorganges, wenn sie saubere Bruchflächen aufweisen, die vor der Montage in die Stecker mittels bekannter Schneidvorrichtungen herstellbar sind. Das Kupplungsteil kann auch als Träger für Immersionssubstanz ausgebildet sein, wodurch die Übertragungsgüte der Stoßstelle weiterhin verbessert werden kann. Die Toleranzen für die Steckerführungen sind ebenfalls unkritisch und können innerhalb oder außerhalb des Kupplungsteiles angebracht sein. Wichtig ist lediglich, daß die Zentriernut in ihrer Längsausdehnung so tief in die wanneniörmigen Aussparungen der eingeführten Stecker reicht, daß sich die Lichtwellenleiter-Enden beim Einschieben von selbst in sie einfädeln können und daß sich die Steckerteile zu beiden Seiten der Zentriernut so weit schräg vorbeischieben lassen, bis nach selbsttätiger Verriegelung die Lichtwellenleiter-Enden sich etwa in der Mitte der Zentriernut berühren. Durch die Ausbildung der Zentriernut mit konkaver Krümmung, wobei der Tiefpunkt an der Stoßstelle der Lichtwellenleiter-Enden ist, kann die Gefahr des Herausspringens der eingeführten Lichtwellenleiter-Enden zusätzlich verringert werden.

Ein weiterer Vorteil des Prinzips der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch parallele Anordnung mehrere Lichtwellenleiter-Enden im Steckerteil und mehrere Zentriernuten im Kupplungsteil aufgrund der großzügigen Toleranzen eine Vielfachanordnung innerhalb der Steckverbindungsanordnung möglich ist, was besonders bei kabelverbindungen mit mehreren Lichtwellenleiter-Adern von Bedeutung ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit durch unkompliziertes Baukastenprinzip mehrere Einzelelemente genannter Art zu Vielfachsteckeinheiten zusammenzufassen. Das Prinzip der Erfindung läßt sich auch soweit modifizieren, daß das Kupplungsteil nur eine einseitige Steckereinführung aufweist, wobei die zweite Seite so abgetrennt ist, daß in der Trennebene in Flucht der Zentriernut ein optisches Bauelement angeordnet werden kann. Somit läßt sich auf diese Weise ein Kopplungselement zwischen Lichtwellenleiter und Sender- bzw. Empfängerelement herstellen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mittels Figuren näher erläutert. Die F i g. 1 bis 4 zeigen den Aufbau eines Steckerteils, während in den Fig.5 bis 7 das Kupplungsteil dargestellt wird. In der F i g. 8 wird die komplette Steckverbindungsanordnung dargestellt und die F i g. 9 zeigt eine modifizierte Ausführung zur Ankopplung von optischer; Bauelementen.

Aus der Fig. 1 ist das Grundteil J des Steckerteils ersichtlich, in das an der Einführungsseite der Lichtwellenleiter mit Umhüllung 2 eingeführt und mittels Kleber 4 befestigt wird. Das abgemantelte Lichtwellenleiter-Ende 3 ragt frei und wie F i g. 2 zeigt, etwa in die Mitte des U-förmigen Grundteils 1 des Steckerteils. Zum Schutz des Lichtwellenleiter-Endes 3 wird auf dem

ίο Grundteil 1 eine Klappe 5 befestigt, die z. B. durch ein Filmscharnier 6 im vorderen, das Lichtwellenleiter-Ende 3 abdeckenden Teil beweglich ist. Diese Klappe 5 weist im beweglichen Teil auf der Oberseite eine Aussparung als Rasterung 7 und am Ende auf der Unterseite eine Rastnocke 8 auf. Beides dient zur Verriegelung im gesteckten Zustand, um ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindungsanordnung zu verhindern. Diese Rastmittel können jedoch auch als Montagehilfsmittel zum Halten des Steckerteils beim Einsetzen des Lichtwellenleiters dienen. Die Rastnocke 8 erfüllt, wie aus Fig.4 hervorgeht, noch eine weitere Aufgabe. Sie dient als Schwingungsbedämpfung für das freie Lichtwellenleiter-Ende 3, das durch Erschütterungen im nichtgesteckten Zustand zu schwingen beginnt. Dieser Schutz für das Lichtwellenleiter-Ende 3 kann durch eine Nut 16 in der Rastnocke 8 noch erhöht werden.

Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch das Kupplungsteil 9, in dem die Zentriernut 11 mit prismatischem Querschnitt enthalten ist. Zu beiden Seiten der Zentriernut 11 verlaufen die Steckerführungen 10 mit ihren Stützschultern 12, die in der Querschnittsdarstellung der Fig.6 deutlich werden, in spitzem Winkel an der Zentriernut vorbei. Der Abstand ist dabei so gewählt, daß das Lichtwellenleiter-Ende 3 beim Einschieben des Steckerteils von der Zentriernut 11 aufgefädelt wird. Durch weiteres Einschieben des Steckerteils senkt sich das Lichtwellenleiter-Ende 3 weiter in die Zentriernut 11 und wird zentriert und ausgerichtet in Richtung Stoßstelle bewegt. Der Längenausgleich der beiden Lichtwellenleiter-Enden 3 erfolgt automatisch dadurch, daß sich an beiden Enden der Zentriernut 11 Dehnungsbögen ausbilden, die sogar die Anpreßkraft der beiden Lichtwellenleiter-Enden vergrößern. Die Steckerteile 1—5 und das Kupplungsteil 9 sind weiterhin so ausgebildet, daß sich beim Einschieben der Steckerteile die Klappe 5 hebt und über das Oberteil des Kupplungsteils 9 geschoben wird, bis die Bewegung des Steckerteils durch Einschnappen seiner Rastnocke 8 in eine Rasterung 7 des Kupplungsteils 9 gehemmt wird. Damit befindet sich das Steckerteil und damit auch das Lichtwellenleiter-Ende 3 in seiner erforderlichen Lage, wobei -*ugleich die Verriegelung erfolgte. Das Einschieben des zweiten Steckerteils auf der gegenüberliegenden Seite erfolgt in der gleichen Weise, wobei sich diese Klappe 5 mit der Rastnocke 8 über die Klappe 5 des bereits gesteckten Steckerteils schiebt, bis sie in der Rasterung der ersten Klappe 5 einschnappt. Somit ist der Verbindungsvorgang, bei dem keinerlei zusätzliche Montage- oder Meßmittel erforderlich sind, abgeschlossen. Diese Verbindungsanordnung ist in F i g. 8 dargestellt und gibt einen Überblick über alle Einzelheiten der bereits besci.riebenen Teile. Entsprechende Befestigungsmittel, wie die angedeuteten Bohrungen im Sockel des

6ί Kupplungsteils 9 der F i g. 8, dienen zum Befestigen der Verbindungsanordnungen. Dabei sind, wie bereits einleitend erwähnt, infolge der großen Toleranzfreiheit Aneinanderreihungen von Steckerteilen und Kupp-

lungsteilen möglich, so daß Vielfachsteckeinheiten entstehen. Die Fig.9 zeigt nun ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, das nach dem gleichen erfindungsmäßigen Prinzip aufgebaut ist, das jedoch der Ankopplung von anderen optischen Bauelementen, wie Sende- oder Empfangsdioden, dient. Das Steckerteil mit dem Lichtwellenleiter-Ende 3 ist in derselben Weise aufgebaut, während das Kupplungsteil 17 nur aus einer Hälfte des vorher beschriebenen Kupplungsteiles 9 mit nur einer Steckerführung 10 besteht. In der Teilungsebene, die senkrecht zur Zentriernut 11 und in der Mitte des ursprünglichen Kupplungsteiles liegt, wird nun das optische Bauelement 13 so angeordnet, daß das eingeführte Lichtwellenleiter-Ende 3 senkrecht und in derselben optischen Achse liegend auf seine wirksame Oberfläche auftrifft. Gegebenenfalls muß das Ende der

Zentriernut 11 mit einer glasklaren, planen Platt« abgeschlossen werden. Mit Befestigungselementen U und 15 kann das Bauelement in seiner Lage fixiert werden. Der Ablauf des Steckvorgangs mit abschließen der Verriegelung erfolgt in der bereits beschriebener Weise.

Abschließend sei vermerkt, daß die Zentriernut 11 entweder bei geeignetem Material bereits im Kupplungsteil eingearbeitet sein kann oder daß sie aus anderem Material als selbständiges Element in eine Halterung des Kupplungsteiles 9 eingesetzt wird Hierdurch wäre der Einsatz gebräuchlicher Spleißelemente möglich. Da bei allen anderen Teilen die Toleranzen in weiten Grenzen liegen, ist eine einfache und billige Herstellung im Spritzgußverfahren oder dergleichen durchaus möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steckverbindungsanordnung für Lichtwellenleiter, bestehend aus zwei gleichen Steckerteilen zur Aufnahme der Lichtwellenleiterenden und einem gemeinsamen Kupplungsteil mit zentrierender Nut, dadurch gekennzeichnet, daß

a) jedes Steckerteil (1—5) ein Grundteil (1) U-förmigen Querschnittes aufweist,

b) das zu verbindende und in ein Steckerteil (1 —5) eingeführte Lichtwellenleiterende (3) mit seiner Umhüllung (2) am Einführungsende dos Grundteils (1) kraft- oder formschlüssig so befestigt ist, daß das abgemantelte, der Stoßstellenseite zugewandte Lichtwellenleiterende in Längsrichtung zwischen den Schenkeln verlaufend in etwa gleichen Abständen zu den Schenkelwänden des Grundteils (1) frei hineinragt,

c) die offene Seite des U-förmigen Grundteils (1) mit einer beweglichen Klappe (5) abdeckbar ist,

d) das gemeinsame Kupplungsteil (9) eine offene Zentriernut (11) aufweist, die zwischen keilförmig aufeinanderzulaufenden Steckerführungen (10) für die Steckerteile (1—5) innerhalb des Kupplungsteiles (9) so angeordnet ist, daß beim Einführen der Steckerteile (1—5) in die Steckerführungen (10) die frei in den U-förmigen Grundteilen (1) angeordneten Lichtwellenleiterenden von beiden Seiten unter spitzen Winkeln in den Nutgrund der offenen Zentriernut (11) sich zentrierend, ausrichtend und bis zur gegenseitigen Berührung sich nähernd einlaufen.

2. Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Klappe (5) ein Filmscharnier (6) aufweist.

3. Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Klappe (5) eine Rastnocke (8) und eine dazu entsprechende Aussparung als Rasterung (7) aufweist.

4. Steckverbindungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastnocke (8) eine Längsnut (16) als Montagehilfe und zum Schutz des Lichtwellenleiterendes (3) aufweist.

5. Steckverbindungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund der Zentriernut (11) des Kupplungsteils (9) in Längsrichtung eine konkave Krümmung aufweist.

6. Steckverbindungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Rasterungen (7) im Kupplungsteil (9) für Rastnocken (8) der Steckerteile (1—5) angeordnet sind.

7. Steckverbindungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerführungen (10) innerhalb des Kupplungsteils (9) angeordnet sind.

8. Steckverbindungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerführungen außerhalb des Kupplungsteils (9) angeordnet sind.

9. Steckverbindungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (9) so ausgebildet ist, daß es Immersionssubstanz aufnehmen kann.

10. Steckverbindungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Steckerteil (1—5) mehrere Lichtwellenleiter nebeneinander angeordnet sind und daß das Kupplungsteil mehrere, zu den Lagen der im Steckerteil befindlichen Lichtwellenleiterenden passende Zentriernuten aufweist.

11. Steckverbindungsanordnungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Vielfachsteckeinheiten durch Aneinandersetzen einzelner Steckerteile und Kupplungsteile gebildet sind.

12. Steckverbindungsanordnungen nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil senkrecht zum Verlauf der Zentriernut geteilt ist und in der Teilungsebene eine Vorrichtung zur Aufnahme von optischen Kopplungsbauelementen aufweist.