DE2701436A1

DE2701436A1 - Loesbare verbindungsvorrichtung fuer lichtleitfasern

Info

Publication number: DE2701436A1
Application number: DE19772701436
Authority: DE
Inventors: Benoit Le Guen; Andre Jacques; Chantal Moronvale
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1977-07-21
Also published as: FR2338500B1; GB1563061A; CA1078148A; JPS52109950A; FR2338500A1

Description

Patentanwälte 2 7 01 A 3 6

Otpl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

•3.

11. Januar 1977

THOMSON - CSP

173, Bd. Haussmann

75008 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: T 2140

Lösbare Verbindungsvorrichtung für Lichtleitfasern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur lösbaren optischen Verbindung zwischen Übertragungsorganen für eine Strahlung in Form von Kabeln, die in zylindrischen Stutzen enden und eine Lichtleitfaser oder ein Lichtleitfaserbündel umschließen.

Die Ausbildung einer optischen Verbindung mit geringen Einfügungsverlusten setzt voraus, daß die Stirnflächen der Fasern, die in einer senkrecht zur Längsachse der Stutzen liegenden Ebene abgeschnitten sind, über ihre ganze Ausdehnung aneinanderstoßen und sich vollkommen decken. Dies bedeutet, daß die Achsen der Stutzen zusammenfallen müssen, weil sie als Bezugspunkt bei der Bearbeitung der zylindrischen Außenflächen der Stutzen, beim

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Lei/Gl

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Positionieren der Fasern und beim Beschneiden der Stirnflächen der Stutzen dienen. Es ist ferner notwendig, daß die Stirnflächen in innigen Kontakt miteinander kommen und daß dieser Eontakt so aufrechterhalten wird, daß kein übermäßiger Druck ausgeübt wird und jede Reibung vermieden wird, die ein Verkratzen der optisch polierten Flächen verursachen könnte.

Es ist bekannt, zwei zylindrische Stutzen mit Hilfe eines Sockels aufeinander auszurichten, der einen V-förmigen Einschnitt hat und mit Druckfedern ausgestattet ist, die seitlich auf die Stutzen einwirken. Diese Lösung ist für Verbindungen annehmbar, die unter den günstigen Umgebungsbedingungen eines Laboratoriums hergestellt werden und keinen beträchtlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Dagegen ist eine solche Lösung völlig unannehmbar, wenn es sich um lösbare Verbindungen handelt, die in einer kritischeren Umgebung vorgenommen werden müssen und keine besondere Geschicklichkeit voraussetzen dürfen. Ein V-förmiger Sockel ergibt ferner einen beträchtlichen Raumbedarf und erfordert eine aufwendige Bearbeitung. Es ist auch bekannt, zwei zylindrische Stutzen dadurch aufeinander auszurichten, daß eine Einstellung mit Hilfe von exzentrischen Teilen vorgenommen wird, doch erfordert diese Technik eine mühsame Messung zur Erzielung einer genauen Ausrichtung, die dann bei wiederholten Hontagen und Demontagen verloren gehen kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer lösbaren Verbindungsvorrichtung, die keine Ausrichtjustierung erfordert und auf Anhieb eine feste Verbindung ohne übermäßige mechanische Spannungen an den miteinander in Kontakt gebrachten Flächen gewährleistet.

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Haoh der Erfindung ist eine lösbare Verbindungsvorrichtung zur paarweisen Verbindung von zylindrischen Stutzen vorbestimmten Durchmessers, welche die Absohlußglieder ▼on Lichtleitfasern bilden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine mit einem Längsschlitz versehene Verbindungsmuffe vorgesehen ist, deren Volumen an der Innenwand durch eine zylindrische Bohrung begrenzt ist, deren Durchmesser den vorbestimmten Durchmesser des Stutzens nicht übersteigt, und an der Außenwand durch eine RofcationseymmetriefIache mit zwei zur Bohrung gleichachsigen entgegengesetzt gerichteten kegelstumpfförmigen Anlageflächen, daß die Anlageflächen und der Schlitz so ausgebildet sind, daß der Querschnitt der Verbindungsmuffe die Form eines offenen Ringes hat, dessen Außendurchmesser ▼on der Mitte zu den Enden der Muffe abnimmt, daß ein Gehäuse vorgesehen ist, das wenigstens eine zylindrische Bohrung hat, die zwei zur Bohrung mittig angeordnete gleitbare Ringe enthält, deren konische Innenflächen eich jeweils an eine der kegelstumpfförmigen Anlageflächen der Muffe anlegen, daß ein Deckel zum Verschließen des Gehäuses und Mittel zum Festziehen des Deckels auf dem Gehäuse vorgesehen sind, daß der Boden des Gehäuses und der Deckel mit Durchführungen für die Stutzen versehen sind, und daß die Ränder der Durchführungen beim Festziehen des Deckels die Ringe aufeinander zu bewegen und dadurch die Muffe zusammendrücken.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung,

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fig. 2 einen Querschnitt durch die Muffe der Verbindungsvorrichtung von Pig. 1,

Pig. 3, 4 und 5 sehematiache Sarstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Verbindungsvorrichtung von Pig. 1,

Pig. 6 eine abgeänderte Ausführungsform der Muffe und

Pig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Verbindungsvorrichtung mit mehreren Muffen.

Pig. 1 seigt eine zum Teil geschnittene Ansicht einer Verbindungsvorrichtung für die Verbindung von zwei zylindrischen Stutzen 51 und 52, die Bestandteile einer Wellenübertragungsvorrichtung mit Lichtleitfasern sind. Bekanntlich wird die Lichtstrahlung durch Totalreflexion im Innern einer einzigen Lichtleitfaser oder eines Bündels von Lichtleitfasern geführt. Ein Schutzmantel 55 umgibt im allgemeinen die Lichtleitfaser oder das Lichtleitfaserbündel. Jeder Stutzen besteht aus einem hohlzylindrischen Teil, dessen senkrecht zur Längsachse liegende ebene Stirnfläche eine mittlere kreisrunde Zone umschließt, mit der das Ende der einzigen Lichtleitfaser oder des Lichtleitfaserbündels bündig abschließt. Der Stutzen, der Wellenleiter und der Schutzmantel sind so zusammengebaut, daß die zylindrische Umfangswand des Stutzens genau mittig in Bezug auf die kreisrunde Zone liegt, aus der die übertragene Lichtstrahlung austritt.

Somit wird die Zentrierung der brechenden Zonen erhalten, wenn die zylindrischen Umfangswände der beiden Stutzen ihrerseits zentriert sind. Das Zusammenfügen und die

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Herstellung des innigen Kontaktes der brechenden Zonen kann stattfinden, sobald die zylindrischen Umfangewände der beiden Stutzen in eine zueinander koaxiale Lage gebracht worden sind.

Die in der Zeichnung dargestellte Verbindungsvorrichtung enthält eine Muffe 1 aus einem elastischen Material. Sie innere Bohrung der Muffe 1 definiert, wenn keine Stutzen 51, 52 vorhanden sind, eine zylindrische Innenfläche 11, die an beiden Enden mit Anfasungen 12 versehen ist, die das Einführen der Stutzen erleichtern. Die Außenfläche hat zwei koaxial zur Bohrung liegende und entgegengesetzt gerichtete kegelstumpfförmige Anlageflächen 13, die vorzugsweise die gleiche Konizität haben, sowie zwei an den Enden liegende ringförmige Flächen 15, so daß die axiale Länge der Anlageflächen 13 begrenzt ist. Es kann eine zwischen den beiden Anlageflächen 13 liegende Fläche 14 vorgesehen sein, die beim Festspannen die radiale Ausdehnung der Muffe 1 begrenzt. Die Vorrichtung enthält ferner zwei rotationssymmetrische Ringe 2, die aus einem Material hergestellt sind, das steifer als das Material der Muffe 1 ist. Die Innenflächen der Ringe bestehen aus einer konischen Anlagefläche 23 und aus einer zylindrischen Zone 25, welche die Längsausdehnung der Anlagefläche 23 begrenzt. Die Ringe werden auf die Muffe aufgesteckt, und die Anlageflächen 13 und 23 sind aneinander angepaßt. Die Außenflächen 21 der gleitbaren Ringe sind zylindrisch. Ferner hat die Verbindungsvorrichtung ein Gehäuse 3 mit einer zylindrischen Bohrung, die dem Außendurchmesser der Ringe 2 entspricht und deren Volumen durch die innere Umfangswand 31 begrenzt ist. In diesen Innenraum werden die Muffe 1 und die auf die Muffe aufgesteckten Ringe 2 eingeführt. Ferner enthält die Vorrichtung einen Deckel 4 zum Verschließen des Gehäuses 3, und Einrichtungen 6 zum Festziehen des Deokels 4 auf dem Gehäuse 3. Der Boden des

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Gehäuses 3 und der Deckel 4 sind mit Durchführungen 32 bzw. 42 für die Stutzen 51 und 52 ausgestattet. Die Ränder 33 bzw. 43 der Durchführungen 32 und 42 bewirken unter der Einwirkung der Pestzieheinrichtungen 6 die gegenseitige Annäherung der gleitbaren Ringe 2 und damit das Zusammendrücken der Muffe 1 und die Anpassung ihres inneren Durchmessers an den vorbestimmten Durchmesser der Stutzen durch Annäherung der Ränder 161 eines Längsschlitzes, der in der Muffe gebildet ist, sowie die gegenseitige Ausrichtung und Festlegung der Stutzen. Damit sich die Ringe gut lösen, ist das Material in der Nähe der von den Flächen 21 und 23 gebildeten Kante fortgelassen, so daß ein leerer Zwischenraum 24 bestehen bleibt. Im Fall von Fig. 1 sind die Festzieheinrichtungen durch Gewinde 63 und 64 gebildet, die am Gehäuse 3 bzw. am Deckel 4 gebildet sind.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Muffe 1 entlang der Linie A-A von Fig. 1. Man erkennt den Querschnitt in Form eines offenen Ringes, der eine leichte radiale Ausdehnung oder Kompression ermöglicht.

In den Figuren 3, 4 und 5 sind die Kräfte dargestellt, die unter der Einwirkung der Festzieheinrichtung ausgeübt werden, nämlich die auf die Ringe wirkende Kraft F und die auf die Muffe wirkenden Kräfte R, F₁, F₂. Die auf die Anlageflächen 13 der Muffe 1 wirkende Kraft F erzeugt zwei Komponenten, zu denen die nicht tangential zur Anlagefläche liegende Kraft R gehört. Diese Kraft R zerlegt sich ihrerseits in zwei Kraftkomponenten: die eine Kraftkomponente F₂ wirkt in radialer Richtung auf die Muffe, und die andere Kraftkomponente F. wirkt in der Richtung parallel zur Achse der Muffe. Fig. 3 zeigt Bohematisch die Zerlegung eines Kraftvektors Ί?, der ein Teil eines Kraftvektors~F* ist, in zwei Kraftvektoren TF?

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und P₂. Pig. 4 zeigt einige Kraftvektoren R, die auf die Anlageflächen 13 der Muffe 1 durch die Anlageflächen der Ringe ausgeübt werden. Fig. 5 zeigt einige radiale Kraftvektoren F₂, ⁰^-^{6 auf} die gleichen Anlageflächen ausgeübt werden.

Wenn eine Einwirkung der Pestzieheinrichtungen besteht, wächst die Größe der Kräfte R, P₁, P₂, die infolge der bestehenden Symmetrie und der Form und Anordnung der Muffe, der Ringe und der Bohrung gleichförmige Wirkungen auf die Anlageflächen 13 der Muffe ausüben. Infolge des längsschlitzes kann sich die elastische Muffe mit ihrer Innenwand an die zylindrischen Umfangsflächen der Stutzen anpassen. Die gleichförmige Einwirkung der radialen Kräfte P₂ ermöglicht die Zentrierung und Ausrichtung der Stutzen 51 und 52. Ferner wird durch die Wahl einer geringen Konizität für die Anlageflächen 13 und 23 der Druck der Kräfte P₂, der auf die festzuhaltenden Elemente einwirkt, gegenüber dem Druck der Kräfte P₁ vergrößert. Ferner können die Stirnflächen der Stutzen durch die Einwirkung der axialen Kräfte P₁ in Anlage aneinander gehalten und sogar einander genähert werden, wobei diese Kräfte unter der Elastizitätsgrenze des die Muffe bildenden Materials bleiben.

Pig. 6 zeigt eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Muffe. Die Ränder 161 des Längsschlitzes sind gezahnt, was eine besonders gute Übertragung der Kräfte R auf die Stutzen ohne Deformation der Muffe ermöglicht.

Pig. 7 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer lösbaren Verbindungsvorrichtung mit mehreren Muffen. Die Einrichtungen zum Pestziehen des Deckels 4 auf dem Gehäuse 3 sind in diesem Fall Federklammern 61, die in Nasen 62 einhaken. Durch solche

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Festzieheinrichtungen in Form von Federklammern oder Bajonettverschlüssen ist es möglich, die auf die Muffe ausgeübten Kräfte auf Werte zu beschränken, die keine bleibende Verformung der Muffe verursachen. Eine solche lösbare Verbindungsvorrichtung mit mehreren Muffen kann auch mit einzelnen Festzieheinrichtungen ausgestattet werden, die jedem einzelnen Verbinder zugeordnet sind, insbesondere mit Einrichtungen, bei denen der Deckel 4 mehrere zylindrische Durchführungen mit Innengewinde aufweist und entsprechende Ringe mit Außengewinde vorgesehen sind, die eine senkrecht zur Achse liegende Anlagefläche haben, welche die gleiche Funktion ausübt wie die Ränder 43 des Deckels 4 in den Figuren 1 und

Als Beispiel kann eine lösbare Verbindungsvorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art die folgenden hauptsächlichen Maße und Eigenschaften haben:

Größte Dicke der Muffe 1:

Innendurchmesser der Bohrung des Gehäuses 3:

Axiale länge der Muffe 1:

Axiale Länge der Verbindungsvorrichtung:

Größter Durchmesser der Verbindungsvorrichtung:

Breite des geradlinigen Längsschlitzes:

Material der Ringe, des Gehäuses und des

Deckels:

Material der Muffe:

1	,5	mm
7	,2	mm
15		mm
19		mm
11		mm

0,5 mm

Messing

Aoetalkunststoff

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Claims

Patentansprüche

1. Lösbare Verbindungsvorrichtung zur paarweisen Verbindung von zylindrischen Stutzen vorbestimmten Durchmessers, welche die Abschlußglieder von Lichtleitfasern bilden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine mit einem Längsschlitz versehene Verbindungsmuffe vorgesehen ist, deren Volumen an der Innenwand durch eine zylindrische Bohrung begrenzt ist, deren Durchmesser den vorbestimmten Durchmesser des Stutzens nicht übersteigt, und an der Außenwand durch eine Rotationssymmetriefläche mit zwei zur Bohrung gleichachsigen entgegengesetzt gerichteten kegelstumpfförmigen AnIageflächen, daß die Anlageflächen und der Schlitz 80 ausgebildet sind, daß der Querschnitt der Verbindungs-OUffe die Form eines offenen Ringes hat, dessen Außendurchmesser von der Kitte zu den Enden der Muffe abnimmt,

, daß ein Gehäuse vorgesehen ist, das wenigstens eine zylindrische Bohrung hat, die zwei zur Bohrung mittig angeordnete gleitbare Ringe enthält, deren konische Innenflächen sich jeweils an eine der kegelstumpfförmigen Anlageflächen der Muffe anlegen, daß ein Deckel zum Verschließen des Gehäuses und Mittel zum Festziehen des Deckels auf dem Gehäuse vorgesehen sind, daß der Boden des Gehäuses und der Deckel mit Durchführungen für die Stutzen versehen sind, und daß die Ränder der Durchführungen beim Festziehen des Deckels die Ringe aufeinander zu bewegen und dadurch die Muffe zusammendrücken.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Muffe eine größere Elastizität als das Material der Ringe, des Gehäuses und des Beckeis hat.

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ORIGINAL INSPECTED

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•ι-

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Längsschlitz über die ganze Länge der Muffe erstreckt.

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