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Steckverbindung für Lichtleiterbündel
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Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Lichtleiterbündel.
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Die Glasfaseroptik, die sich mit der Übertragung von Lichtenergie
durch vielfache Totalreflektion in Glasfasern beschäftigt, hat in jüngster Zeit
eine zunehmende Bedeutung gewonnen, da hierdurch die Möglichkeit geschaffen wird,
auf relativ billige Weise über ein breites Frequenzband Informationen zu übertragen.
Eine Schwierigkeit, die der weitgehenden Anwendung der Faseroptik noch entgegensteht,
liegt in den Verbindungen der Faserstränge, die unerläßlich sind, weil es unmöglich
ist, Leitungsverbindungen über ununterbrochene Leiterstränge durchzuführen. Es sind
vielmehr Steckverbindungen mit Geräten oder Steckerkupplungen oder auch Schalter
erforderlich, dabei sollte im Idealfalle die Totalreflektion auch an der Übergangsstelle
gewährleistet sein. Bei der Konstruktion von Verbindungen für Lichtleiterbündel
ist man bisher davon ausgegangen, daß die besten Ergebnisse dann erzielt werden
können, wenn die plan geschliffenen Enden der Faserbündel stumpf gegeneinander gelegt
werden, so daß sie
sich berühren und indem dann Steckarmaturen benutzt
werden, die diese Faserbündelstirnseiten unter einer Vorspannung gegeneinanderdrücken.
Eine solche Verbindung kann befriedigend sein, wenn sie als dauerhafte Verbindung
hergestellt und beispielsweise eingegossen wird. Bei Steckverbindungen haben sich
derartige Maßnahmen jedoch nicht als zufriedenstellend erwiesen, weil durch die
wiederholten Steckvorgänge unvermeidbar die geschliffenen Stirnseiten beschädigt
werden, so daß dann in zunehmendem Maße an den Übergangsstellen eine Dämpfung eintritt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Steckverbindung;
für Lichtleiterbündel derart auszubilden, daß ,und die Däniprung an der ubergangssteiie
gering ist/aucfl be wiederholten Steckvorgängen und langem Betrieb auf dem niedrigen
Wert konstant verbleibt.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch im Kennzeichnungsteil des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Danach liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde,
daß abweichend von dem bisherigen Bestreben, die Stirnseiten vollflächig unmittelbar
berühren zu lassen, der angestrebte Erfolg in weitaus besserer Weise dadurch erreicht
werden kann, daß die Stirnseiten der ankommenden und weiterführenden Faserbündel
einen Abstand zueinander aufweisen, der so klein als möglich ist, eine unmittelbare
Berührung jedoch mit Sicherheit verhindert wird, so daß mechanische Beschädigungen
auf jeden Fall vermieden werden. Der Luftspalt zwischen den beiden stirnseitig gegenüberliegenden
Enden kann beispielsweise in der Größenordnung von 1/wo0 - 1/500 Millimeter oder
weniger liegen, so daß ein Austritt von Strahlen weitgehend verhindert werden kann.
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Gemäß der Erfindung ist weiter vorgesehen, die Distanzringelementeso
anzuordnen und auszubilden, daß an ihrer inneren
Oberfläche Reflexionen
stattfinden können, so da3 der Lichtaustritt weiter vermindert wird.
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Für ganz hochwertige Steckverbindungen ist nach einer rzeiteren Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, den Spalt mit einer Irnmersionsflüssigkeit zu füllen,
die automatisch beim Steckvorgang eingebracht und beim erneuten Stecken erforderlichenfalls
ergänzt wird. Für die meisten, in der Praxis auftretenden Probleme ist jedoch die
Belassung eines Luftspaltes ausreichend.
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Distanzelement insbesondere in Gestalt einer Ein/Ringscheibe kann
sich an der Endhülse und/oder der auf die Endhülsen aufgesetzten und zweckmäßigerweise
auf diesen verklebten Steckerhülse abstützen. Diese Steckerhülsen sind gemä;3 einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung derart ausgebildet, da;3 durch Aufschieben
e iner Verbindungsmuffe die Steckverbindung hergestellt wird, ohne daß irgendwelche
Verschraubungen erforderlich sind. Zu diesem Zweck können die Steckerhülsen und
die Verbindungsmuffe aus einem elastischen Material aber auch aus Metall bestehen,
wobei entsprechende Rast-verbindungen vorgesehen sind, die eine axiale spannung
gewährleisten, eine Verkippung der optischen Achsen gegeneinander jedoch mit Sicherheit
ausschließen. Auch bei Verwendung von aus Isolierstoff bestehenden Steckerhülsen
und Verbindungsmuffen ist es zweckmäßig, diese zu metallisieren, damit parallel
zu dem optischen Energieübertragungspfad noch ein elektrischer Ubertragungspfad
vorgesehen werden kann, wie dies beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung
P 26 46 440.4 beschrieben ist. Ein solcher elektrischer Pfad kann als Signalkreis
insbesondere dazu dienen, den ordnungsgemäßen Steckzustand der optischen Leiter
anzuzeigen.
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Bei dieser Art der Steckverbindung können diebeiden Steckerhülsen
gleichartig ausgebildet werden, so daß jeder Leitungsanschluß in Verbindung mit
einer entsprechend gestalteten
tç5uffe mit jedem anderen Leitungsabschnitt
in Verbindung gebracht werden kann und unterschiedliche Buchsen- oder Stiftsteckerkörper
vermieden werden.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Steckverbindung ist ihr
einfacher Aufbau und die Tatsache, daß zum Verbinden bzw. zum Lösen zweier Lichtleiterbiindel
ausschließlich translatorische Bewegungen parallel zur Längsachse der Steckverbindung
notwendig sind.
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Auf Grund dieser Tatsache lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Prinzip
auch Schaltvorrichtungen insbesondere Umschalter auf einfache Weise aufbauen, wobei
die Umschaltung ferngesteuert durchführbar ist.
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1ur Distanzierung der beiden Lichtleiterbündel-Stirnseiten wird das
Distanzelement, wie oben erwähnt, zweckmäßigerweise als Ringscheibe ausgebildet.
Diese kann in der Verbindungsmuffe fest verankert werden, so daß die beiden Steckerhülsen
von beiden Seiten bis zu dieser Trennebene eingeschoben werden können. Für bestimmte
Anwendungen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, das Distanzelement nicht über den
ganzen Umfang gehen zu lassen, sondern eine punktförmige Auflage oder eine Auflage
übermehrere Segmente vorzusehen.
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Gemäß der bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung ist die Verbindungsmuffe
auf beide Steckerhülsen aufschiebbar. Für bestimmte Anwendungszwecke kann es jedoch
auch erforderlich und zweckmäßig sein, die Verbindungsmuffe auf einer Steckerhülse
festzulegen, so daß/Stift-Buchsenverbindung geschaffen wird. eine Das Aufsetzen
der Steckerhülsen auf die bereits mit Endhülsen versehenen Lichtleiterkabel erfolgt
zweckmäßigerweise derart, daß nach dem Aufsetzen noch ein freier Raum zwischen Endhülse
und Steckerhülse verbleibt, in den über eine Einpreßbohrung ein Klebemittel eingefügt
werden kann, nachdem EndhUlse und
Steckerhülse justiert sind.
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Die Muffe des fjittelteils der Steckverbindung ist derart ausgebildet,
daß sowohl eine Dichtung in Längsrichtung als auch in Querrichtung gewährleistet
ist.
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Die Steckverbindung kann in der beschriebenen und nachfolgend dargestellten
Bauweise auch ausschließlich zur Übertragung elektrischer Energie herangezogen werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Anordnung
so getroffen, daß durch konische Ausbildung der Steckteile der Steckerhülsen und
entsprechende konische Ausbildung der Verbindungsmuffe eine Selbstzentrierung beim
Zusammenstecken erfolgt.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der
Zeichnun g beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Axialschnitt
einer Lichtleiterbündel-Steclçverbindung.
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Die Lichtleiterbündel 10 bestehend aus Glasfasersträngen sind fabrikatorisch
von einem Kabelmantel 12 umschlossen, der im Bereich der Steckverbindung teilweise
entfernt ist.
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Der vordere Teil jedes Glasfaserbündels 10 ist in dem vom Kabelmantel
entblößten Vorderabschnitt von einer Endhülse 14 umfaßt, die sich nach hinten fortsetzt
und auch den Kabelmantel 12 umschließt. Die Endhülsen14 sind mit dem Glasfaserbilndel
10 insbesondere durch Verklebung verbunden. Diese Endhülsen werden durch Steckerhülsen
16 umfaßt, die bis zur Trennebene 18 heranreichen.Jede Steckerhülse weist einen
hinteren Abschnitt 20 auf, der den hinteren zylindrischen Abschnitt von Endhülse
14 und Kabelmantel 12 angibt. Die Endhülse 14 steht nach hinten aus dem Abschnitt
20 heraus. Nach der Trennebene hin setzt sich die Steckerhülse 16 in einem zylindrischen
Abschnitt 22 mit kleinerem Durchmesser fort, der dem zylindrischen Abschnitt 24
der Endhülse 14 geringeren Durchmessers anliegt.
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Ein konischer Übergang 26 ist zwischen dem zylindrischen Abschnitt
22, der den Abschnitt 24 der Endhülse umgibt und der zylindrischen Innenbohrung
30 vorgesehen, die den zylindrischen hinteren Abschnitt der Endhülse umgibt.
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In diesen konischen Abschnitt mündet eine Bohrung 32 über die von
außen her in den Raum 34 ein Klebemittel eingespritzt werden kann, welches die Steckerhülse
16 mit der Endhülse 14 verbindet.
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Der vordere Abschnitt 22 der Steckerhülsen weist eine zylindrische
Innenbohrung 28 und einen zylindrischen Außenabschnitt
36 auf.
Dieser zylindrische Abschnitt 36 geht vorn in einen konischen Abschnitt 38 über,
wobei an der Übergangsstelle eine Ringnut 40 vorgesehen ist.
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Bezfiglich dieses vorbeschriebenen Aufbaues sind beide Leitungsabschnitte
und ihre Steckverbindungen identisch.
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Die stirnseitig gegeneinander gerichteten Stirnflächen des.
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Faserbündels 10 und die Stirnringflächen der Endhüsenl4 sowie der
Kontakthülsenabschnitte22 sind senkrecht zur Achse In einer gemeinsamen Ebene geschliffen.
In der in der Zeichnung dargestellten Verbindungsstellung liegt zwischen den Stirnringflächen
der Kontakthülsen 16 eine Distanzringscheibe 42, welche eine Stärke von wenigen
hundertstel Millimeter besitzt und eine direkte Berührung der Stirnseiten der Glasfaserbiindel
verhindert. Diese Ringscheibe 42, die gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung
auch zwischen den Stirnringflächen der Endhülsen 14 liegen könnte, ist in eine innere
Ringnut einer Verbindungsmuffe 44 eingesetzt, die über die Abschnitte 22 der Kontakthiilsen
16 geschoben ist und innere Ringwülste 46 aufweist, mit denen sie in die Ringnuten
40 der beiden Kontakthülsen le einrastet, wobei die Formgebung und die Dimensionierung
derart bemessen ist, daß eine axiale Kraftkomponente auf die beiden Kontakthülsen
ausgeübt wird, die ihre Stirnringflächen gegen den Distanzring 42 drücken.
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Die Verbindungsmuffe 44 besteht aus elastischem Ilaterial, das zur
Erhöhung der Elastizität mit Schlitzen 48 versehen sein kann. In innere Ringnuten
am Ende der Verbindungsmuffe können Dichtringe 50 eingelegt sein, die sowohl eine
Längsdichtung als auch eine Querdichtung bewirken.
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Zur Herstellung einer Verbindung werden die beiden Steckerhülsen in
die Verbindungsmuffe 44 eingeführt und durch leichten Druck in eine gegen Lösen
gesicherte Position gebracht. In dieser Lage drücken die Endhülsen bzw. die Steckerhülsen
;iber die Rastverbindung 40,46 leicht gegen die Distanzscheibe 42, die
verhindert,
da3 sich die beiden Glas oberflächen berühren und die außerdem für einen gleichbleibenden
Abstand der beiden Flächen sorgt, so daß die Übertragungsdämpfung der Verbindung
konstant bleibt. Die Verbindungsmuffe 44 der Steckverbindung ist so ausgerührt,
daß die Steckerhülsen 16 über ihren Endabschnitt 22 zentriert werden. Bei metallischer
Ausbildung der Steckerhülsen und der Verbindungsmuffe kann gleichzeitig mit der
optischen Übertragung eine elektrische Signalübertragung erfolgen. Dies kann auch
geschehen, wenn die Verbindungsteile aus Kunststoff bestehen, jedoch mit einer t1etallisierung
versehen sind.
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Patentansprüche:
L e e r s e i t e