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Verbinder für Lichtleitkabel
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Verbinder der genannten Art werden zur Kopplung von Lichtleitfasern
in optischen Nachrichtensystemen verwendet, bei denen am Anfang des ersten Leitungsabschnittes
einer Übertragungsstrecke z.B. eine optische Signalquelle und am Ende des zweiten
Leitungsabschnittes der übertragungsstrecke ein optischer Signalempfänger angeordnet
ist.
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Die Erfindung geht aus von einem dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 entsprechenden Verbinder, mit dem die Enden von zwei jeweils eine Lichtleitader
enthaltenden Kabeln miteinander gekoppelt werden können.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Verbinder zur Kopplung von mehradrigen
Lichtleitkabeln zu schaffen, dessen jeweils aus möglichst identischen Einzelteilen
zusammensetzbare Kupplungshälften in nur einer vorbestimmten Lage miteinander verbindbar
sein sollen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
dieses Anspruches angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.
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Die angegebene Lösung bietet den Vorteil, eine Kupplungshälfte als
Zwitterbauteil auszubilden und zwei solcher Bauteile für einen Verbinder zu verwenden,
für dessen Herstellung zwangsläufig weniger Werkzeuge und Montagevorrichtungen benötigt
werden als dies bei der Fabrikation für zwei individuell gestaltete Kupplungshälften
der Fall wäre. Weitere Vorteile sind in der Beschreibung genannt. Vorteilhafte Ausgestaltungen
des Gegenstandes des Patentanspruches 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
wie folgt näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen aus zwei Kupplungshälften
lösbar verriegelt zusammengesteckten Verbinder, teilweise ausgeschnitten, in einer
Seitenansicht; Fig. 1A die beiden getrennten Kupplungshälften des Verbinders der
Fig. 1 ohne Gehäuse, teilweise fertig montiert und teilweise vor der Montage ihrer
Einzelteile dargestellt, in perspektivischer Ansicht; Fig. 2 einen mit einer Lichtleitader
verbundenen Anschlußstift, gemäß Schnittlinie 2-2 der Fig. 3 teilweise längsgeschnitten,
in einer Seitenansicht; Fig. 3 den Anschlußstifte der Fig. 2 mit Blick auf dessen
Stirnseite;
Fig. 4 eine gemäß den Fig. 2 und 3 im Anschlußstift
verwendete Quetschhülse mit darin zentriert festgelegter Lichtleitader, in Blickrichtung
auf die Stirnseite der Quetschhülse dargestellt; Fig. 5 eine für sich allein dargestellte
Quetschhtilse vor ihrer Verformung, in einer Seitenansicht; Fig. 6 die Quetschhülse
der Fig. 5 von vorn gesehen; Fig. 7 ein Werkzeug zur Verformung der Quetschhülse
des Anschlußstiftes gemäß den Fig. 2 und 3, vor seiner Betätigung, in einer Querschnittsansicht;
Fig. 7A einen Ausschnitt des Werkzeuges der Fig. 7 nach seiner Betätigung; Fig.
8 eine mit Anschlußstiften teilweise bestückte Kupplungshälfte ohne Gehäuse, mit
Blick auf ihre Stirnseite dargestellt; Fig. 9 eine nur teilweise montierte Kupplungshälfte
ohne Gehäuse gemäß Schnittlinie 9-9 der Fig. 8; Fig. 10 einen Ausschnitt des Verbinders
der Fig. 1 ohne Gehäuse5 teilweise längsgeschnitten, in einer Seitenansicht; Fig.
11 die verbindungsseitigen Enden zweier Anschlußstifte mit dazwischen dargestellter
Zentriervorrichtung, vor der Verbindungsherstellung, in perspektivischer Ansicht;
Fig.
12 eine Querschnittsansicht der mit einem Anschlußstift in Eingriff stehenden Zentriervorrichtn.
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Die vorliegende Erfindung ist allgemein für die Verbindungsherstellung
eines Paares von Lichtleitkabeln verwendbar. Obwohl bei dem nachfolgend beschriebenen
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verbinders die Lichtleitkabel aus optischen
Fasern bestehen, welche mit einem Kabelmantel umhüllt sind, können mit diesem Verbinder
auch optische Fasern gekoppelt werden, die keinen Kabelmantel aufweisen. Aus diesem
Grunde ist der Verbinder universell für die Kopplung optischer Fasern geeignet.
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In Fig. 1 ist der Verbinder allgemein mit 10 bezeichnet.
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Er besteht aus zwei identischen KupplungshSlften 12a, 12b in denen
jeweils das Ende eines Lichtleitkabels 14a, 14b befestigt ist. Da sich die beiden
Kupplungshälften 12a, 12b gleichen, sind deren identische Einzelteile mit den selben
Bezugsziffern versehen. Jede Kupplungshälfte 12a, 12b besteht aus einem im wesentlichen
zylindrischen Gehäuse 16 mit einem darauf angeordneten Kupplungsring 18.
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Jeder dieser Kupplungsringe 18 ist drehbar auf seinem entsprechenden
Gehäuse 16 gelagert, jedoch wird eine Axialbewegung der Kupplungsringe 18 jeweils
mittels eines Halteringes 20 verhindert. Jeder Kupplungsring 18 weist mehrere am
Umfang verteilt angeordnete Finger 22 auf, die an derStirnseite des Kupplungsringes
18 hervorstehen und an ihren freien Enden mit jeweils einem nach innen gerichteten
Stift 24 versehen sind. Die Abstände der
Finger 22 zueinander sind
gleich. Zwischen den Fingern 22 sind in jedem Kupplungsring 18 bajonettverschlußartig
wirkende Schlitze 26 angeordnet. An der Stirnseite des Kupplungsringes 18 sind die
nutenartig in seine Mantelflähe eingeschnittenen Schlitze 26 offen. Zur Verbindung
der beiden Kupplungshälften 12a., 12b werden die Kupplungsringe 18 in eine Stellung
gebracht, in der die Finger 22 bzw. ihre Stifte 24 in die Schlitze 26 greifen. Durch
Drehen der Kupplungsringe 18 im Uhrzeigersinn werden die Kupplungshälften 12a, 12b
in axialer Richtung zusammengeführt, wodurch sie vollständig miteinander in Eingriff
gelangen. Obwohl die Verriegelung der beiden identischen Kupplungshälften 12a, 12b
im vorliegenden Fall als Bajonettverschluß ausgebildet ist, kann natürlich auch
eine andere geeignete Verschlußanordnung vorgesehen werden.
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In Fig. 1A sind die Einzelteile der Kupplungshälften 12a, 12b deutlicher
erkennbar dargestellt. Jede Kupplungshälfte 12a, 12b enthält einen im wesentlichen
zylindrischen Einsatz 30, eine Spreizvorrichtung 32 für die Lichtleiter und eine
mit Außengewinde versehene Haltehülse 34. Der Einsatz 30 weist einen nach außen
gerichteten Flansch 36 auf, dessen Vorderseite eine ringförmige Schulter 38 bildet.
Wenn der Einsatz 30 bei seiner Montage in das Gehäuse 16 eingeschoben wird, so kommt
die Schulter 38 an einer im Innern des Gehäuses 16 angeordneten rückwärtigen Schulter
(nicht dargestellt) zur Anlage. Die Spreizvorrichtung 32 wird bei der Montage hinter
dem Einsatz 30 angeordnet und mittels der in das rückwärtige Ende des Gehäuses 16
eingedrehten Haltehülse 34 befestigt. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 16 mit einem
entsprechenden
Innengewinde versehen. Die spezielle Ausbildung
von Einsatz 30 und Spreizvorrichtung 32 wird später noch ausführlich beschrieben.
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Die Lichtleitkabel 14a, 14b enthalten in der Mitte einen zugfesten
Strang 40 um den herum mehrere einzelne Lichtleitadern 42 angeordnet sind. Diese
Lichtleitadern 42 bestehen vorzugsweise aus ummanteltem Kunststoff, jedoch können
auch andere Ausführungsarten von Lichtleitern verwendet werden. Bei dem vorliegenden
Beispiel sind in dem Lichtleitkabel 14a,14b sechs solch einzelner Lichtleitadern
42 enthalten. Verständlicherweise können natürlich auch Lichtleitkabel mit einer
größeren Anzahl Einzeladern verwendet werden, sofern im Einsatz genügend Raum für
die Unterbringung der Anschlußstifte dieser Einzeladern vorhanden ist bzw. vorgesehen
wird. Solche Anschlußstifte sind in den Zeichnungen generell mit 44 bezeichnet.
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Die Fig. 2 bis 4 zeigen den konstruktiven Aufbau derartiger Anschlußstifte
44 im Detail. Solch ein Anschlußstift 44 besteht aus einem länglichen, im wesentlichen
zylindrischen sowie aus Kunststoff hergestellten Hülsenkörper 46, der in axialer
Richtung einen zentrischen Durchgang 48 enthält. In diesen Durchgang 48 ist eine
Lichtleitader 42 eingesetzt und darin mittels eines geeigneten Kunstharzes oder
Kittes 50 befestigt. Der HUlsenkörper 46 weist ferner in seinem rückwärtigen Bereich
eine über die Mantelfläche hinausragende und sich in Längsrichtung erstreckende
Nase 52 auf,vor der eine kreisförmig verlaufende Nut 54 mit darin eingesetztem O-Ring
56 angeordnet ist (Fig. 1).
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Wie Fig. 3 erkennen läßt, weist der Hauptteil des HUlsenkörpers 46
eine vordere Stirnfläche 56' auf, an der eine koaxial zum Durchgang 48 angeordnete
Nabe 58 hervorsteht. Das freie Stirnende der Nabe 58 ist mit 60 bezeichnet (Fig.
2). Vom Stirnende 60 der Nabe 58 aus erstreckt sich bis in den hinteren Durchgang
48 eine Bohrung 62, deren Durchmesser kleiner ist als derjenige des Durchganges
48. Die Bohrung ist so dimensioniert, daß sie eine Lichtleitader 42 aufnehmen kann.
An der Stirnfläche 56' des Hülsenkörpers 46 stehen ferner drei um jeweils 1200 zueinander
versetzte zylindrische Zapfen 64 hervor, die alle im selben Abstand zur Nabe 58
angeordnet sind, jedoch eine größere Längenabmessung als die Nabe 58 aufweisen.
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Auf der Nabe 58 des ülsenkörpers 46 ist eine Quetschhülse 68 befestigt.
Diese Quetschhülse 68 besteht, wie Fig. 5 und 6 zeigen, aus einem verhältnismäßig
dünnwandigen Metallrohr, dessen rückwärtiges Ende 70 im Durchmesser größer ist als
sein vorderes Ende 72. Der Durchmesser des rückwärtigen Endes 70 ist so dimensioniert,
daß die Quetschhülse 68 mittels Preßsitz auf der Nabe 58 befestigbar ist. Das im
Durchmesser kleinere vordere Ende 72 der Quetschhülse 68 erstreckt sich dann vom
Stirnende der Nabe 58 bis zu den freien Enden 66 der Zapfen 64, wobei die Vorderkante
74 der Quetschhülse 68 und die Zapfen 64 in einer Ebene enden.
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Die Lichtleitader 42 erstreckt sich ebenfalls bis zur Vorderkante
74 der Quetsehhülse 68. Die Lichtleitader 42 besteht aus einem den eigentlichen
Lichtleiter darstellenden Faserkern 76 und einem Kunststoffmantel 78. Das vordere
Ende 72 der Quetschhülse 68 ist so verformt, daß es am Umfang gleichmäßig verteilt
drei Eindrückungen80 und drei sich radial nach außen erstreckende Rippen 82 erhält,
die eine jeweils um 1200 zueinander versetzte Anordnung aufweisen (Fig. 4). Die
bogenartige Konfiguration aller Eindrückungen 80 ist identisch. Die Wandung der
Quetschhülse 68 ist ferner so verformt, daß die Eindrückungen 80 bis nahe an den
Faserkern 76 der Lichtleitader 42 herankommen, den Faserkern 76 jedoch nicht berühren.
Während des Verformungsvorganges der Hülsenwandung wird der Kunststoffmantel 78
nach außen gepreßt, wodurch er den Hohlraum des vorderen Endes 72 der Quetschhülse
68 vollständig ausfüllt. Die Eindrückungen 80 zentrieren den Faserkern 76 der Lichtleitader
42 im Mittelpunkt der Quetschhülse 68 und sichern somit eine axial genaue Ausrichtung
der Faserkerne zwischen den Quetschhülsen 68 beider Kupplungshälften 12a, 12b.
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Wie die Fig. 3 zeigt, nehmen die Rippen 82 der Quetschhülse 68 eine
radial auf die Zapfen 64 des fiülsenkörpers 46 ausgerichtete Lage ein. Die Enden
66 der Zapfen 64 bilden zwischen zwei Anschlußstiften 44 eine vergrößerte Berührungsfläche,
wodurch die Enden ihrer Quetschhülsen68 mit geringerem Druck aneinanderstoßen.
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Um am verbindungSseitigen Ende des Anschlußstiftes 44 eine ebene Fläche
zu erhalten, wird es poliert. Weil der Kunststoffmantel 78 der Lichtleitader 42
und ihr Faserkern 76 weicher sind als die aus Metall bestehende Quetschhülse 68,
erhält die Stirnfläche 90 der Lichtleitader 42 während des Poliervorganges durch
stärkeren Materialabtrag eine leichte Schalenform, so daß die Stirnfläche des Faserkerns
76 gegenüber der Stirnfläche des Anschlußstiftes 44 eine geringfügig zurückgesetzte
Lage einnimmt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Daraus folgt, daß sich die Stirnflächen
zweier Faserkerne 76 bei Verbindungsherstellung ihrer Anschlußstifte nicht berühren.
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In Fig. 7 ist die Querschnittsansicht eines zur Herstellung der Eindrückungen
80 in der Quetschhülse 68 dienenden Werkzeuges dargestellt. Das Werkzeug ist allgemein
mit 92 bezeichnet. Das Werkzeug 92 besteht aus einem zylindrischen Körper 94 auf
dem ein drehbarer Ring 96 gelagert ist. Drei sich radial erstreckende Schlitze 98
sind um 1200 zueinander versetzt in den Körper 9 eingeschnitten. In jedem Schlitz
98 ist eine Quetschbacke 100 angeordnet. Die hach innen gerichteten Enden jeder
Quetschbacke 100 sind zu einer schmalen Rippe 102 ausgeformt, welche eine bogenförmig
gekrümmte Oberfläche 104 aufweist. Im inneren Körper 94 des Werkzeuges 92 ist zentrisch
eine Bohrung 105 angeordnet, in die ein Anschlußstift 44 eingesetzt ist. Zwischen
den Zapfen 64 des Anschlußstiftes 44 ist jeweils genügend Raum, so daß die Rippen
102 der in den Schlitzen 98 geführten Quetschbacken 100
nach innen
bewegt werden können. Die nach außen gerichteten Enden .106 der Quetschbacken 100
sind abgerundet und sie stehen jeweils mit entsprechenden, bogenförmig verlaufenden
Nockenflächen 108 in Eingriff, welche auf der Innenseite des Ringe 96 angeordnet
sind. Sobald nun der Ring 96 auf dem feststehenden Körper 94 entgegen dem Uhrzeigersinn,
das heißt in Pfeilrichtung gemäß Fig. 7, gedreht wird, verschieben sich die Quetschbacken
100 nach innenswobei ihre Rippen 102 die Quetschhülse 68 zusammendrücken und die
Oberflächen 104 der Rippen 102 die Form der Eindrückungen 80 in der Quetschhülse
68 herstellen (Fig. 7A). In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die
Zapfen 64 des Hülsenkörpers 46 nur wegen der einfacheren Herstellung der Spritzform
für den Hülsenkörper eine Zylinderform aufweisen, anstelle dieser Zapfen jedoch
auch andere mit beispielsweise eckigem Querschnitt vorgesehen sein können. Entscheident
ist nur, daß die Zapfen das Verformen der Quetschhülse bzw. die Bewegungen der Quetschbacken
100 im Werkzeug 92 nicht behindern.
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Die in Fig 1A dargestellte Spreizvorrichtung 32 besteht aus einem
Körper, der ein allgemein rundes, am zylindrischen Einsatz 30 zur Anlage kommendes
Vorderteil 114 und einen sich rückwärts erstreckenden Kegelstumpf 116 aufweist,
dessen Deckfläche mit 118 bezeichnet ist. In die Mantelfläche des Kegelstumpfes
116 und des runden Vorderteiles 114 sind am Umfang gleichmäßig verteilt sechs im
Querschnitt etwa halbrunde Nuten 120 in Längsrichtung verlaufend in die Spreizvorrichtung
32 eingeschnitten. Die Abmessungen der Nuten 120 sind so
ausgelegt,
daß jede eine Lichtleitader 42 aufnehmen kann. Eine koaxial angeordnete Bohrung
122 durchsetzt die Spreizvorrichtung 32 von ihrer vorderen Stirnseite bis zur hinteren
Deckfläche 118 des Kegelstumpfes 116.
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Diese Bohrung 122 dient zur Aufnahme des zugfesten Stranges 40 vonlLichtleitkabel.
Im Bereich der vorderen Stirnfläche weist die Spreizvorrichtung32 ferner mehrere
in die Mantelfläche ihres Vorderteiles 114 halbrund eingeformte sowie jeweils auf
die Nuten 120 ausgerichtete Ausnehmungen 124 auf. In jeder Ausnehmung 124 ist ein
mit einer Lichtleitader 42 verbundener Anschlußstift 44 angeordnet. Die Nase 52
des Hülsenkörpers 116 greift dabei in eine entsprechende Führungsnut 126 der Ausnehmung
124, wodurch die Anschlußstifte bei Verbindungsherstellung der beiden Kupplungshälften
12a, 12b in stets gleichorientierter Lage zusammenstoßen.
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Das Vorderteil 114 der Spreizvorrichtung 32 ist weiterhin mit einem
nach außen gerichteten Flansch 128 versehen, der, von den Ausnehmungen 124 unterbrochen,
mit der Stirnseite glatt abschließt. Auf diesem Vorderteil 114 ist ferner ein Haltering
129 angeordnet. Dieser Haltering 129 besteht aus zwei zusammengesetzten Schalenhalten
130. Jede Schalenhälfte 130 weist innen drei sich nach rückwärts erstreckende Nuten
132 auf, deren vordere Enden jeweils in Ausnehmungen 134 münden, die, wie auch die
Nuten 132, komplementär zu den Ausnehmungen 124 und Nuten 120 im Vorderteil 1111
der Spreizvorrichtung 32 angeordnet sind und die Anschlußstifte 44 mit ihren Lichtleitadern
42 haltern. An der inneren Vorderkante der Schalenhälften 130 ist eine weitere Nut
136 angeordnet,
deren rückwärtige Begrenzung eine Schulter 138
bildet, mit welcher der Haltering 129 an dem Flansch 128 des Vorderteiles 114 der
Spreizvorrichtung 32 anliegt. Der Außendurchmesser des Vorderteiles 140 vom Haltering
129 gleicht ungefähr dem Durchmesser des Flansches 32 vom Einsatz 30, während der
hintere Teil 144 des Halteringes 129 dagegen einen kleineren Durchmesser aufweist,
wodurch der Übergang zwischen beiden Teilen eine umlaufende rückwärtige Schulter
146 bildet.
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Die Abmessungen- der einstückigen Haltehülse 34 sind so ausgelegt,
daß sie auf den hinteren Teil 144 des Halteringes 129 aufgeschoben werden kann,
wobei sie mit ihrem vorderen Ende 148 an der rückwärtigen Schulter 146 des Halteringes
129 zur Anlagekommt. Wird nun die Haltehülse 311 in den mit Gewinde versehenen rückwärtigen
Teil des Gehäuses 16 eingeschraubt, so bt sie auf die rückwärtige Schulter 146 des
Halteringes 129 einen axial wirkenden Druck aus. Da die Schulter 138 des Halteringes
129 an den vorderen Innenkanten ihrer beiden Schalenhälften 130 mit dem Flansch
128 der Spreizvorrichtung 32 in Eingriff steht, wird die Spreizvorrichtung 32 gegen
die Rückseite 150 des im Gehäuse 16 gehaltenen Einsatzes 30 gepreßt.
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Der Einsatz 30 enthält eine kreisförmige Anordnung von sechs Aufnahmebohrungen
152,welche ihn von seiner Rückseite 150 bis zur Vorderseite 15Il vollständig durchsetzen.
Die Aufnahmebohrungen 152 sind in einem um 600 zueinander versetzten Abstand angeordnet
und fluchtend auf die Ausnehmungen 124 in der Spreizvorrichtung 32 ausgerichtet.
Die Abmessungen der Aufnahmebohrungen 152
sind so ausgelegt, daß
sie jeweilseinen gleitend einschiebbaren Anschlußstift 44 axial ausgerichtet halten.
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Jede Aufnahmebohrung 152 weist eine in die Rückseite 150 des Einsatzes
30 eingelassene Senkbohrung 154' auf.
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Die Abmessungender Senkbohrung 154' sind so dimensioniert, daß sie
den in der Nut 54 des Anschlußstiftes 44 gehalterten O-Ring 56 aufnehmen kann. Wird
dieSpreizvorrichtung 32 mittels der Haltehülse 34 gegen die Rückseite 150 des Einsatzes
30 angedrückt, so kommen die auf den Anschlußstiften 44 sitzenden O-Ringe 56 zwischen
dem Haltering 129 und dem Vorderteil 114 der Spreizvorrichtung 32 einerseits und
den Böden 156 der Senkbohrungen 154' andererseits zu liegen.
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Wie die Fig. 1A erkennen läßt, ist der Durchmesser des O-Ringes 56
ausreichend groß, so daß er über die Außenrläche des Anschlußstiftes 44 hinausragt.
Die O-Ringe 56 sind locker indle Nuten 54 eingesetzt. Die aus den Stirnseiten des
Halteringes 129 und des Vorderteiles 114 der Spreizvorrichtung 32 gebildete sowie
die Senkbohrungen 154' abdeckende Fläche stellt somit eine hinter den 0Rinnen 56
angeordnete Vorderschulter dar. Die vordere Seitenwand der Nut 54 jedes Anschlußstiftes
44 bildet dagegen jeweils eine kreisförmige rückwärtige Schulter. Werden die Kupplungshälften
12a, 12b miteinander verbunden, kommen die stirnseitigen Enden der axial aufeinander
ausgerichteten Anschlußstifte LILI gegenseitig mit der Tendenz zur Anlage, sich
dabei in ihrer jeweiligen Kupplungshälfte entgegen der Federkraft ihrer O-Ringe
56 nach rückwSrts zu verschieben.
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Die O-Ringe sorgen hier für einen axialen Toleranzausgleich und ihre
Druckkräfte bewirken dabei gleichzeitig eine stets sichere gegenseitige Anlage der
Stirnflächen ihrer Anschlußstifte in den Kupplungshälften 12a, lnb.
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Wie die Fig. 1A, 8 und 9 zeigen, ist an der Vorderseite 154 des Einsatzes
30 eine halbzylindrische Platte 160 abnehmbar befestigt. Diese Platte 160 ist im
Durchmesser etwas kleiner als der vordere Teil des Einsatzes 30, so daß dessen Mantelfläche
162 gegenüber der Mantelfläche des vorderen Einsatzteiles eine etwas zurückgesetzte
Lage einnimmt, wie dies deutlich in Fig. 1A dargestellt ist. Die ebene Innenfläche
164 der Platte 160 ist bis nahe an die Mittelachse des Einsatzes 30 entlang verlaufend
angeordnet. An der Rückseite 166 der Platte 160 sind ferner zwei hervorstehende
Führungszapfen 165 angeordnet, die in entsprechende, an der Vorderseite 154 des
Einsatzes 30 eingelassene Bohrungen 167 eingreifen und der richtigen Lagefixierung
der Platte 160 dienen (Fig. 9).
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Die Innenfläche 164 der Platte 160 weist eine zentrisch eingeformte
Ausnehmung 168 halb zylindrischen Querschnitts auf, die an einem Flansch 170 endet,
welcher im Bereich der Rückseite 166 der Platte 160 angeordnet ist.
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Dieser Flansch 170 überdeckt eine im Einsatz 30 vorgesehene und zentrisch
angeordnete Gewindebohrung 172.
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Mit der Gewindebohrung 172 fluchtend, weist der Flansch 170 eine Durchgangsbohrung
176 auf. Mittels einer durch den Flansch 170 in die Gewindebohrung 176 eingedrehten
Schraube 174 wird die Platte i60 an der Vorderseite 154 des Einsatzes 30 befestigt.
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Die Platte 160 weist ferner drei in Längsrichtung verlaufende Aufnahmen
180 auf, die sich im wesentlichen von der Rückseite 166 bis zur Vorderseite 182
der Platte erstrecken. Diese Aufnahmen 180 sind im unteren Teil der Platte 160 auf
die Aufnahmebohrungen 152 des Einsatzes 30 ausgerichtet. Die vorderen Enden der
in den Aufnahmebohrungen 152 steckenden Anschlußstifte 44 stehen an der Vorderseite
154 des Einsatzes 30 hervor und sie ragen soweitlin die Aufnahmen 180, daß ihre
verbindungsseitigen Stirnflächen in der Mitte zwischen Vorder- und Rückseite 182,
166 der Platte 160 zu liegen kommen. Auf diese Weise sind die Anschlußstifte 44
in der Platte 160 eingebettet und gegen Beschädigüng geschützt. Die drei in den
Aufnahmebohrungen 152 der anderen Hälfte desEinsatzes 30 steckenden Anschlußstifte
44 stehen an dessen Vorderseite 154 genau so weit hervor, wie die in die Aufnahmen
180 der Platte 160 ragenden Anschlußstifte. Wenn die Kupplungshälften 12a, 12b zueinander
um 1800 gedreht zusammengesteckt werden, so dringen die jeweils freien Enden der
Anschlußstifte in die Aufnahmen 180 derjeweils anderen halbzylindrischen Platte
160 ein und kommen dabei an den in den Aufnahmen 180 angeordneten Enden der Anschlußstifte
zur Anlage. Da die Platten 160 an ihren jeweiligen Einsätzen 30 mittels Schrauben
174 befestigt sind, können die Platten entfernt und die Stirnflächen der Anschlußstifte
leicht gereinigt werden. Es sei angemerkt, daß die beschriebene Anordnung der Anschlußstifte
sowie die Aufnahme einer Hälfte dieser Anschlußstifte in einer Platte, eine Verbindung
von zwei aus jeweils identischen Teilen zusammengesetzten Kupplungshälften gestattet,
deren angeschlossene Lichtleitadern paarweise stets in unvertauschbar richtiger
Lage zusammentreffen.
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Durch die Toleranzen der verschiedenen Einzelteile in der Verbindungsanordnung
wird nur eine allgemeine axiale Ausrichtung der Anschlußstifte bewirkt. Die mit
den Führungsnuten 126 in der Spreizvorrichtung 32 in Eingriff kommenden Nasen 52
der Anschlußstifte 44 sorgen für eine allgemeine Ausrichtung, so daß die Eindrückungen
80 der Quetschhülse 68 in der Aufnahme 180 der Platte 160 eine gleichorientierte
Lage einnehmen. Ein wichtiger Gesichtspunkt ist die genau flucht ende Ausrichtung
der Eindrückungen 80 von zwei zusammenstoßenden Quetschhülsen 68, so daß die lichtleitenden
Faserkerne 76 darin ebenfalls eine axial genau fluchtende Ausrichtung erhalten.
Eine genaue Zentrierung der Faserkerne 76 läßt sich mit Ausrichtungsmitteln erreichen5
die auf die Eindrückungen 80 der Quetschhülsen68 einwirken, welche die Faserkerne
ungewöhnlich dicht umschließen. Um eine präzise axiale Ausrichtung zwischen den
Faserkernen 76 zu erhalten ist es erwünscht, daß nicht nur die Eindrückungen der
beiden z4rerbindenden QuetschhülseQgenau fluchten, sondern auch, daß die nach innen
gebogenen Eindrückungen zu den Faserkernen einen genauen Abstand aufweisen. Die
Eindrückungen in der Quetschhülse werden mittels des zuvor genannten Werkzeuges
92 zwar ausreichend genau hergestellt, jedoch bewirkt die Elastizität des verformten
Metalls, daß die Eindrückungen wieder etwas zurückweichen und dadurch zwischen der
Wandung der Quetschhülse sowie dem Faserkern ein größerer Abstand als beabsichtigt
entsteht. Außerdem wird beim Verformen der Quetschhülse entlang dem Faserkern, der
Kunststoffmantel der Lichtleitader zusammengepreßt. Dieser im Kunststoffmantel vorherrschende
Druck wirkt radial auf die Quetschhülse
und versucht ebenfalls
die Wandungslage der Eindrückungen nach außen zu verändern.
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Bei einer bevorzugten Ausffihrung der Erfindung wird die präzise Ausrichtung
der Faserkerne mittels in die Aufnahmen 180 der Platte 160 eingesetzter Nocken 190
erreicht. Einer dieser Nocken ist bei der in Fig. IA dargestellten Kupplungshälfte
12b aus seiner Aufnahme 180 entfernt, so daß die Lage des Anschiußstiftes 44 besser
erkennbar ist. Wie die Fig. 8 und 9 zeigen, sind die Aufnahmen 180 in radialer Richtung
der Platte 160 offen, jedoch im Bereich der Manteifläche 162 an den beiden sich
gegeflüberstehenden Seitenw'lnden mit je einer Innenschulter 192 versehen. Die Nocken
190 weisen in Längsrichtung verlaufend entsprechende Außenschultern 194 auf, welche
gegen die Innenschulternl92 gerichtet sind, wo durch die Radialbewegung der Nocken
190 in den Aufnal1-men 180 begrenzt wird. Zur Montage werden die Nocken vor Befestigung
der Platte 160 am Einsatz 30 von der Rückseite 166 her ihrer Länge nach indie Aufnahmen
180 bis zu einem Anschlag eingeschoben.
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Der Aufnahmeboden 196 besteht aus zwei mit Abstand zueinander in die
Platte 160 eingeformten Rinnen 198, die sich in Längsrichtung der Aufnahme 180 erstrecken,
jeweils mit einem gekrümmten Querschnitt versehen sind und der Aufnahme von zwei
Zapfen 64 eines Anschlußstiftes 44 dienen (Fig. 8). In der Mitte zwischen den Rinnen
198 ist ferner ein sich in die Platte 160 vertiefender Schlitz 200
angeordnet.
Unterhalb des Schlitzes 200 ist weiterhin eine Bohrung 202 vorgesehen, welche die
Platte 160 von ihrer Vorderseite 182 bis zur Rückseite 166 vollständig durchsetzt.
Diese Bohrung 202 dient zur Aufnahme des dritten Anschlußstiftzapfens 64. Die Seitenwände
204 des Schlitzes 200 zwischen den Rinnen 198 sind im Querschnitt jeweils bogenförmig
ausgebildet.
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Die Bogenform der Seitenwände 204 korrespondiert mit derjenigen der
Eindrückungen 80 in den Quetschhülsen 68 der Anschlußstifte 44. Im übrigen sind
die Abmessungen des Schlitzes 200 so ausgelegt, daß er eine Rippe 82 und die Wandungen
zweier benachbarter Eindrückungen 80 der Quetschhülse 68 dicht umfassend aufnimmt.
Wenn eine Quetschhülse in den Schlitz 200 eingedrückt wird, wirken dessen Seitenwände
204 wie ein stationäres Werkzeug.
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An der Unterseite des Nockens 190 ist eine sich in Längsrichtung erstreckende
Rippe 206 vorgesehen, deren bogenförmig verlaufende Oberfläche 208 komplementär
zur Bogenform der Eindrückung 80 in der Quetschhtilse 68 angeordnet ist. Die Rippe
206 ist ausreichend schmal, so daß sie zwischen die in den Rinnen 198 der Aufnahme
180 liegenden Zapfen 64 eines Anschlußstiftes hindurchpaßt.
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Es sei angemerkt, daß von dem Punkt in der Aufnahme 180 ausgehend,
an dem die Stirnflächen zweier Anschlußstifte zusammentreffen, die Seitenwände 204
des Schlitzes 200 sich jeweils bis an die Endseiten der Platte 160 erstrecken, die
Rippe 206 des Nockens 190 jedoch nur auf die beiden verformten vorderen Enden der
Quetschhillse 68 einwirkt. Ferner sei erwähnt, daß bei einem von außen auf den Nocken
190 ausgeübten Druck, die gekrümmten
Oberflächen der Rippe 206
und der Schlitzwände in der Aufnahme 180 inähnlicher Weise wirken wie die Quetschbacken
100 des in Fig. 7 dargestellten Werkzeuges 92.
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Das heißt, die Rippe 206 des Nockens 190 übt einen unmittelbaren Druck
auf die in der Aufnahme 180 im wesentlichen bereits fluchtend ausgerichteten Eindrückungen
80 aus, wodurch die Wandungen der Quetschhülsen 68 in ihren verformten Bereichen
sich den Faserkernen 76 annähern und hierbei das Metall sowie die Kunststoffmäntel
78 der Lichtleitadern 42 von beiden Anschlußstiften 44 wieder in die vom Werkzeug
92 ursprünglich verformte Lage zusammengepreßt werden. Da die für die Ausrichtung
der Quetschhülsen maßgebenden Punkte extrem nahe an den Faserkernen liegen, erhält
man hierdurch auch eine axial sehr genau fluchtende Ausrichtung dieser Faserkerne.
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Als geeignetes Mittel den Druck für die Betätigung der Nocken 190
zu erzeugen, dient vorzugsweise ein halbzylindrischer Kragen 210, welcher der Platte
160 gegenüber an der Vorderseite 154 des Einsatzes 30 hervorsteht. Die Innenfläche
214 des Kragens 210 und die ebene Innenfläche 164 der Platte 160 begrenzen einen
halbzylindrischen llohlraum 212,welcher so dimensioniert ist, daß er die Aufnahme
der halbzylindrischen Platte 160 einer zweiten Kupplungshälfte gestattet. Werden
zwei solche Kupplungshälften 12a, 12b miteinander verbunden, kommen die gewölbten
Außenflächen 216 der Nocken 190, welche silber die Mantelfläche 162 der Platte 160
hinausragen, mit der Innenfläche 214 des Kragens 210 in Eingriff. Um das
Aufgleiten
des Kragens 210 zu erleichtern, weisen die Nocken 190 jeweils eine Abschrägung 220
auf. Das vordere Kragenende ist ebenfalls mit einer Abschr7igung 218 versehen, die
vorzugsweise an seiner Außenseite angeordnet ist, aber auch auf der Innenseite vorgesehen
sein kann.
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Ungefähr um 600 zu den seitlichen Kanten 224 des Kragens 210 versetzt,
ist je ein in Längsrichtung verlaufender Schlitz 220 in die Kragenwandung eingeschnitten,
wodurch drei einzelne Elandungsabschnitte 226 gebildet werden, die voneinander unabhängig
die drei Nocken 190 einer aufgenommenen Kupplungshälfte betätigen können (Fig. 8).
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Fig. 10 zeigt die Lage der vorderen Verbindungsenden von zwei Kupplungshälften
12a, 12bdie mittels der in Fig. 1 dargestellten Kupplungsringe 19 vollständig miteinander
in Eingriff gebracht wurden. Aus der Darstellung gemäß Fig. 10 geht auch klar hervor,
daß die Kopplung der nden eines Paares sich gegenüberstehender Lichtleitadern mittels
Verwendung von zwei jeweils identisch aufgebauten Verbinderteilen erreichbar ist.
In Fig. 10 sind die Nocken 190 durch die jeweils vorstehenden Kragenteile nach innen
gedrückt dargestellt, wodurch die Lichtleitadern in den Verbindungshälften eine
axial genaue Ausrichtung aufweisen.
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Die Fig. 11 und 12 zeigen das Ausführungsbeispiel einer federnden
Zentriervorrichtung 230, die ebenfalls zur axialen Ausrichtung eines Paares mit
Anschlußstiften 44 versehener Lichtleitadern verwendbar ist. Die allgemein
eine
zylindrische Konfiguration aufweisende Zentriervorrichtung 230-besteht aus zwei
Ringen 232, von denen je einer die Endseiten darstellt, sowie mehreren von diesen
Ringen 232 ausgehend sich jeweils nach innen erstreckenden vollwandingen Trägern
236, zwischen denen drei in Längsrichtung verlaufende Feder stege 234 angeordnet
sind. Diese Federstege 234 weisen eine um 1200 zueinander versetzte Lage auf und
sie sind in ihren Abmessungen so dimensioniert, daß sie bei zwei in die Zentriervorrichtung
230 eingesetzten Anschlußstiften 44 mit den Eindrückungen 80 der Quetschhülsen 68
in Eingriff kommen. Die Zentriervorrichtungen 230 werden in zylindrischen Bohrungen
gehaltert, welche gemäß den im Verbinder 10 verwendeten Platten 160 anstelle der
Aufnahmen 180 und Bohrungen 202 angeordnet sind. Die Zentriervorrichtung 230 ist
also derart ausgebildet, daß - bei in ihre stirnseitigen Enden eingesetzten Anschlußstiften
44 - die Federstege 234 eine Lage zwischen den Zapfen 64 einnehmen und einen nach
innen wirkenden Druck auf die Quetschhülsen 69 ausüben, wodurch die Wandungen ihrer
Eindrückungen 80 jeweils gleichzeitig zusammengepreßt und dabei axial ausgerichtet
werden, welche ihrerseits die Faserkerne 76 zentrieren.
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Es sei erwähnt, daß die Zentriervorrichtung 230 sehr kostengünstig
herstellbar ist. Sie wird aus federndem Blech gestanzt und das ausgestanzte Blechteil
in die zylindrische Form gerollt. Diese Zentriervorrichtung 230 ist billiger als
das Ausfilhrungsbeispiel der zuvor beschriebenen Zentrieranordnung, aber die Wandungen
der
verformten Quetschhülsen 68 können damit nicht so wirkungsvoll
wie bei der Nocken verwendenden Zentrieranordnung zusammengepreßt werden.
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Im Verbinder 10 ist jede Lichtleitader 42 absolut sicher festgelegt,
so daß deren Faserkerne nicht brechen können und diese bei auftretenden Vibrationen
auch nicht in Schwingungen versetzt werden. Der Verbinder eignet sich ferner gleichermaßen
für den Anschluß von Lichtleitern mit oder ohne Ummantelung. Wenn der Faserkern
keine Ummantelung aufweist, werden die Hohlräume in der Quetschhülse 68 vorzugsweise
nach ihrer Verformung mit einem geeigneten Kunstharz oder Kitt ausgefüllt, so daß
der Faserkern während des Polierens der Stirnfläche des Anschlußstiftes bereits
mechanisch festelegt ist. Der erfindungsgemäße Verbinder weist eine hohe Lebensdauer
auf. Seine optisch leitenden Stirnflächen können leiht gereinigt werden. Weiterhin
sind die Lichtleitadern in den Anschlußstiften ohne Schwierigkeiten befestigbar.
Kostspielige Werkzeuge, spezielle Herstellungsverfahren oder besonders geschulte
Fachkräfte werden nicht benötigt.
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Von größter Wichtigkeit bei der vorliegenden Erfindung ist die beherrschbar
präzise Ausrichtung von einzelnen Lichtleitadern. Um ein Beispiel zu geben sei angenommen,daß
bei einem gemäß den Fig. 1 bis 10 hergestellten Verbinder ein Paar Lichtleitadern
miteinander gekoppelt werden, die jeweils einen Durchmesser von 127 /um (5 mils)
aufweisen, so kann ein seitlicher Versatz der Faserkerne auftreten, welcher maximal
nur 50,8 /um (0,2 mils)
beträgt. Diese Abweichung von der genauen
axialen Lage verursacht Lichtübertragungsverlustevon nur 0,1 bis 0,3 dB. In Anbetracht
der außerdem durch den axialen Abstand der Faserkernstirnflächen und der Fresnel-Reflexionen
zusätzlich auftretenden Verluste, entsteht im Verbinder zwischen den zuvor genannten
Faserkernen ein Gesamtdbertragungsverlust von nur ungefähr 0,6 dB.
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Solch ein Lichtübertragungsverlust ist hinsichtlich der kommerziellen
Verwendung bei diesen Verbindern äußerst gering.
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32 Ansprüche 7 Bl. Zeichnungen
Bezugszeichenliste
Nr. englisch deutsch 10 connector Verbinder 12a connector member Kupplungshälfte
12b connector member Kupplungshälfte 14a fiber optic cable Lichtleitkabel 14b fiber
optic cable Lichtleitkabel 16 shell Gehäuse 18 coupling ring Kupplungsring 20 retaining
ring Haltering 22 arm Finger 24 pin Stift 26 slot Schlitz 28 foward face Stirnseite
30 support body Einsatz 32 spreader device Spreizvorrichtung 34 retaining ring Haltehülse
36 flange Flansch 38 shoulder Schulter 40 member Strang 42 optical fiber Lichtleitader
44 termination pin Anschlußstift 46 ferrule Hülsenkörper 48 passage Durchgang 50
cement Kitt 52 key Nase 54 groove Nut 56 O-ring 0-Ring 56t flat face Stirnfläche
Nr.
englisch deutsch 58 hub Nabe 60 end face Stirnende 62 bore Bohrung 64 post Zapfen
66 end Ende 68 eyelet Quetschhülse 70 rear end rückwärtiges Ende 72 forward end
vorderes Ende 74 forward edge Vorderkante 76 fiber core Faserkern 78 plastic cladding
Kunststoffmantel 80 indentation I;indrückung 82 rib Rippe 90 end face Stirnfläche
92 tool Werkzeug 94 body Körper 96 ring Rings 98 slot Schlitz 100 crimp jaw Quetschbacke
102 rib Rippe 104 surface Oberfläche 105 bore Bohrung 106 end Ende 108 cam surface
Nockenfläche 114 forward base Vorderteil 116 conical section Kegelstumpf 118 apex
Deckfläche
Nr. englisch deutsch 120 groove Put 122 passage Bohrung
124 recess Ausnehmung 126 keyway Führungsnut 128 flange Flansch 129 retainer ring
Haltering 130 half-ring Schalenhälfte 132 groove Nut 134 recess Ausnehmung 136 groove
Nut 138 shoulder chulter 140 forward section Vordetei] 144 rear section hinterer
Teil 146 sholder Schulter 148 forward end vorderes Ende 150 rear face Rückseite
152 bore Aufnahmebohrung 154 forward face Vorderseite 154 counter bore Senkbohrung
156 bottom Boden 160 plate Platte 162 outer surface Mantelfläche 164 inner surface
Innenfläche 165 pin Führunszapfen 166 rear face Rückseire 167 bore Pohrung 168 recess
Ausnchmung 170 flange F]ansch
Nr. englisch deutsch 172 threaded
bore GEWINDEBOHRUNG 174 screw Schraube 176 hole Durchgangsbohrung 180 passage Aufnahme
182 front face Vorderseite 190 cam 192 inwardly shoulder Innenschulter 194 outwardly
shoulder Außenschulter 196 inner end Aufnahmeboden 198 channel Finne 200 slot schlitz
202 hore Pohrung 204 edge Seitenwand 206 ridge Rippe 208 surface C!herflsiche 210
wall Kragen 212 recess Pohlraum 214 inner surface Innenfläche 216 outer surface
Außenfläche 218 chamfer Abschrärung 220 chamfer Abschrärung 222 slot Schlitz 224
edge Kante 226 wall section Wandungsabschnitt 230 alignment device Zentriervorrichtung
232 ring ring 234 resilient member Federsteg 236 web Träger