DE2716211A1 - Steckverbinder zur kopplung von lichtwellen - Google Patents

Description

• Steckverbinder zur Kopplung von
• Lichtwei en Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, emß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 naher bezeichneten Ausführung.
• Aus der US-PS 3 910 678 ist ein Steckverbinder bekannt, welcher zur Kopplung der Enden eines Paares Lichtleitkabel dient, die eine größere Anzahl einzelner Fasern enthalten als bei Standardkabeln normalerweise üblich sind. Innerhalb des Steckverbinders ist ein sternartiges Ko elelement angeordnet, das im wesentlichen aus einer sich »p axialer Richtung der Lichtleitkabel erstreckenden, länglichen Spindel besteht, die an beiden äußeren Enden in je eine Spitzb'ausmündet. Diese Spitzen liegen im wesentlichen auf der axialen Mittellinie der Spindel.
• Eine im Querschnitt ringförmige Hülse aus einem durchsichtigen Elastomer umgibt das Mittelteil der Spindel und beide werden koaxial von einer Hülse aufgenommen, die einen dem Außendurchmesser der elastomeren welse entsprechenden Innendurchmesser aufweist. Wenn die beiden Verbindungselemente, welche die miteinander zu koppelnden Lichtleitkabel enthalten, verbunden werden, so dringen die spitzen Enden der Spindel jeweils in das BUndel Licht leitender Fasern ein und drücken diese erst nach außen, so daß sie rund um den Spindelkörper verteilt zu liegen kommen, bis die Fasern danach dann von beiden Seiten ihre Anlage am ringförmigen elastomeren Element erhalten. Auf diese Weise sind die Fasern der Bündel beider Lichtleitkabel in komplementären, ringförmigen Anordnungen ausgerichtet, so daß die zu verbindenden Stirnfl'ichen der Fasern mittels des zwischen ihnen angeordneten elastomeren Elementes gekoppelt werden. Dadurch erhält man eine Lichtkupplung zwischen zwei Lichtleitkabeln, die ein Minimum an Licht-Übertragungsverlusten aufweist.
• Wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, befaßt sich die vorliegende Erfindung jedoch mit einem gänzlich anderen Problem als dem, ein Paar Lichtleitkabel miteinanderzu verbinden.
• Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf das Problem der Verwendung einer Lichtquelle gerichtet, die mit einer reflektierenden Fläche versehen ist, welche das Licht auf die Stirnfläche eines Lichtleitkabels spiegelt. Der solchermaßen gerichtete Strahl des Lichtes hat die Form eines hohlen Zapfens. Dieser hohle Zapfen bildet an der aufnehmenden Stirnfläche des Faserbündels einen Lichtring.
• Wenn die Stirnfläche des Faserbündels sich aus einer genügenden Anzahl einzelner Fasern zusammensetzt und so den äußeren Durchmesser der Ringform erreicht, dann wird der emittierte Lichtstrahl zwar vollständig vom Lichtleitkabel aufgenommen, jedoch sind daran nicht alle Fasern beteiligt.
• Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe der lösbaren Kopplung einer Lichtquelle mit einem Lichtleitkabel, wobei das Licht scharf gebündelt von einer ringförmigen Fläche abgestrahlt wird und von einem Lichtleiterbündel aufgenommen werden soll, das mit einer möglichst geringen Anzahl einzelner Fasern auskommt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst. Der damit erzielbare Vorteil ist in der Beschreibung eines Ausffihrungsbeispieles genannt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruches 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen wie folgt näher erläutert. In den Aichnungen zeigt: Fig. 1 das Buchsenteil des Steckverbinders mit Blick auf die stirnseitigen Enden zweier Lichtleiterbündel; Fig. 2 eine Seitenansicht des Buchsenteiles gemäß Schnittlinie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 das Steckerteil des Steckverbinders mit in Kammern gehaltenen optischen Bauelementen, teilweise längsgeschnitten und in einer Seitenansicht dargestellt; Fig. 4 ein mit einem Lichtleitkabel verbundener Anschlußstift des Buchsenteiles der Fig. 1 und 2, teilweise längsgeschnitten, in einer Seitenansicht; Fig. 5 den Anschlußstift der Fig. 4 mit Blick auf dessen vorderes Ende.
• In den Fig. 1 und 2 ist das Buchsenteil eines Steckverbinders allgemein mit 10 bezeichnet. DiesesBuchsenteil 10 ist mit dem in Fig. 3 dargestellten sowie allgemein mit 12 bezeichneten Steckerteil verbindbar. Das Steckerteil 12 weist ein aus Metall bestehendes Gehäuse 14 mit darin angeordnetem Einsatz 16 auf, welcher ebenfalls aus Metall hergestellt ist. FUr beide Teile wird beispielsweise Aluminium verwendet, das die Funktion eines Wärmeableiters ausübt. Der Einsatz 16 enthält eine Kammer 20 mit darin angeordneter Lichtquelle 18. Die Lichtquelle kann eine Leuchtdiode sein, welche einen scharf begrenzten, ringförmigen Lichtstrahl emittiert. Im Einsatz 16 ist ferner ein Isolierkörper 22 angeordnet, der ebenfalls eine Kammer 26 enthält. In dieser Kammer 26 steckt ein Lichtempfänger 24. Hinter dem Einsatz 16 ist eine Scheibe befestigt.
• Das Buchsenteil 10 besteht aus einem Gehäuse 30 mit darin angeordnetem Einsatz 32, der ein Paar parallel angeordnete sowie sich in axialer Richtung erstreckende Kammern 34 enthält, von denen in Fig. 2 jedoch nur eine sichtbar ist. Diese Kammern 34 nehmen je ein Lichtleitkabel 36, 38 bzw. die mit ihnen verbundenen Anschlußstifte 40 auf, von denen in Fig. 2wieder nur einer sichtbar ist. Die mit den Lichtleitkabeln 36, 38 verbundenen Anschlußstifte 40 sind so in den Kammern 34 des Buchsenteiles 10 angeordnet, daß sie nach Herstellung der Verbindung von Buchsenteil 10 und Steckerteil 12 auf die Lichtquelle 18 und den LichtempfSnger 24 ausgerichtet sind sowie an diesen zur Anlage kommen.
• Jeder in einer Kammer 34 angeordnete Anschlußstift 40 ist darin mittels einer HaltehUlse 42 festgelegt. Die Haltehülse 42 weist zwei nach innen gerichtete Federzungen 44 auf, welche an der rUckwSrtiten Schulter 46 des Anschlußstiftes 40 anliegen und dessenrflckwärtige Bewegung: innerhalb des Einsatzes 32 begrenzen. Der Anschlußstift 40 ist weiterhin mit einer umlaufend eingeschnittenen Nut 48 versehen, die einen elastischen 0-Ring 50 aufnimmt. Der 0-Ring 50 wirkt mit einer geneigten rückwrtigen Fläche 52 des Einsatzes 16 zusammen, die beide für einen axialen Toleranzausgleich des Anschlußstiftes 40 sorgen.
• Hinter dem Gehäuse 30 des Buchsenteiles 10 sitzt eine auf dem rückwärtigen Teil des Einsatzes 32 befestigte Dichtungskappe 54 aus Gummi. Diese enthält zwei Durchgänge 56, von denen in Fig. 2 aber nur einer sichtbar ist, welche die Lichtleitkabel 36, 38 aufnehmen. An der Vorderseite des Einsatzes 32 ist ferner eine jeden Anschlußstift 40 umschließende Zwischendichtung 58 montiert. Weiterhin ist die Innenfläche 62 des Gehäuses 30 mit einer umlaufenden Außendichtung versehen. Die Zwischen- und Außendichtungen 58, 60 stellen sicher, daß nach dem Kuppeln von Buchsen- und Steckerteil 10, 12 kein Staub oder andere Verunreinigungen eindringen.
• Der Anschlußstift 40 ist mit einem Lichtleitkabel 38 verbunden, das ein optisch leitendes Faserbündel enthält, dessen Fasern üblicherweise regellos angeordnet sind wie dies Fig. 1 erkennen läßt. Ein derartiges Faserbündel wird bei Verbindungsherstellung von Buchsen- und Steckerteil 10, 12 mit dem Lichtempfänger 24 gekoppelt.
• In Übereinstimmung mit vorliegender Erfindung sind die einzelnen Fasern des Bündels vom Lichtleitkabel 36, dem ringförmig abgestrahlten Licht der Leuchtdiode bzw.
• Lichtquelle 18 entsprechend, ebenfalls ringförmig angeordnet.
• Die Fig. 4 und 5 zeigen das Lichtleitkabel 36 im Detail.
• Hierzu sei bemerkt, daß die Licht Übertragenden einzelnen Fasern 64 des LichtleiterbUndels 66 in einen Kabelmantel 68 eingebettet sind, ausgenommen das vordere BUndelende, von dem der Kabelmantel entfernt wurde. Der Anschlußstift 40 weist die Form eines länglichen HUlsenkörpers auf, welcher aus Metall besteht und dessen axialer Durchgang mit 70 bezeichnet ist. Der rückwärtige Teil 72 dieses Durchganges 70 ist vergrößert und dient zur Aufnahme des vorderen Kabelmantelendes.
• Im vorderen Ende des hohlen Anschlußstiftes 40 steckt ein länglicher, die Fasern 64 auseinander drückender und vorzugsweise aus Kunststoff hergestellter Spreizstift 74.
• Dieser Spreizstift 74 besteht aus einem zylindrischen Vorderteil 76 und einem spitzen rückwärtigen Teil 78, dessen Ende in einen Punkt 80 ausmündet. Das rückwärtige Teil 78 weist vorzugsweise eine konische Konfiguration auf. Der Spreizstift 74 ist konzentrisch im Durchgang 70 des Anschlußstiftes 40 angeordnet und da sein Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Durchganges, so wird dazwischen ein ringförmiger Raum 82 gebildet.
• Dieser Raum ist dimensioniert, um die einzelnen Fasern 64 des LichtleiterbÜndels 66einschiebbar aufzunehmen. In dem ringförmigen Raum 82 sind die Fasern 64 kreisförmig um den Spreizstift 74 herum angeordnet.
• Die Abmessungen von Spreiz- und Anschlußstift sind so ausgelegt, daß die ringförmige Anordnung der Fasern 64 den selben Durchmesser aufweist wie der von der Lichtquelle 18 erzeugte Lichtring. Vorzugsweise greift die Wandung des Durchganges 70 in die äußere Peripherie der Faseranordnung ein, während die Außenfläche des zylinddrischen Vorderteiles 76 vom Spreizstift 74 in die innere Peripherie der ringförmigen Faseranordnung eingreift, so daß die Fasern 64 zwischen Anschluß- und Spreizstift 40, 74 festgelegt sind. Wie Fig. 5 erkennen läßt, bilden die Licht leitenden Fasern 64 am vorderen Fnde des Anschlußstiftes 40 eine einzige ringförmige Lage. Sofern im Anschlußstift 40 eine größere,Licht aufnehmende Ringfläche gewünscht wird, könnte man den Durchmesser des Spreizstiftes 74 entsprechend verringern und dann mehr als nur eine Lage Fasern um den Spreizstift 74 herum anordnen.
• Das vordere Ende des Anschlußstiftes 40 ist geschliffen und poliert, so daß die Ebenen der Stirnfläche 84 des Anschlußstiftes, die Stirnfläche 86 des Spreizstiftes 74 und die kopplungsseitigenStirnflächen 88 der Fasern 64 alle miteinander bündig abschließen.
• Aus den vorstehenden Darlegungen geht somit hervor, daß vorliegende Erfindung die ringförmige Anordnung von Licht leitenden Fasern gestattet, welche zur Mittelachse des Anschlußstiftes eine konzentrische Lage einnehmen. Wenn daher der Anschlußstift bei hergestellter Verbindung von Buchsen- und Steckerteil 10, 12 in Bezug auf die Lichtquelle 18 koaxial befestigt ist, so bewirkt die Konzentrizitãt die Aufnahme des von der Lichtquelle 18 emittierten Lichtringes. Die für die Aufnahme des abgestrahlten Lich- tes benötigte Anzahl Fasern ist deshalb kleiner als sonst bei herkömmlichen Lichtleitkabeln ohne Spreizstift erforderlich wären. Dieses Ergebnis steigert die Vielseitigkeit der Anwendungsmöglichkeiten von Kabeln, die ein Lichtleiterbiindel enthalten.
• 5 AnsprÜche 2 Bl. Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche 1. Steckverbinder zur Kopplung von Lichtwellen, bestehend aus zwei miteinander verbindbaren Gehflusen,von denen eines als Steckerteil und das andere als Buchsenteil ausgebildet ist und die beide jeweils mindestens einen Linsatz enthalten, der von Kammern durchsetzt ist, in denen beispielsweise beim Steckerteil. wenigstens eine ringförmig emittierende Lichtquelle und beim Buchsenteil wenigstens ein von einem Anschlußstift gehaltenes Bündel Licht leitender Fasern angeordnet ist, wobei dievom Anschlußstift unmittelbar umfaßten Faserenden und das Ende des aus einer länglichen Hülse bestehenden Anschlußstiftes bündig miteinander abschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die regellos angeordneten Fasern (64) eines einen kleineren Durchmesser als der von der Lichtquelle (18) emittierte Lichtring aufweisenden Lichtleiterbtlndels (66) mittels eines im Anschlußstift (40) konzentrisch angeordneten Spreizstiftes (74) in einer der emittierenden Lichtfläche entsprechend vergrößerten Ringanordnung festgelegt sind.
2. 2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizstift (74) aus einem zylindrischen Vorderteil (76) mit einem sich daran anschließenden und spitz auslaufenden rUckwärtigen Teil (78) besteht.
3. 3. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Durchgang (70) des Anschlußstiftes (40) konzentrisch angeordnete Spreizstift (74) aus Kunststoff hergestellt ist.
4. 4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Fasern (64) des Lichtleitkabels (36) bzw. seines Lichtleiterbündels (66) in nur einer Lage um den Spreizstift (74) verteilt angeordnet und unmittelbar zwischen seinem zylindrischen Vorderteil (76) sowie der Wandung des Durchganges (70) vom Anschlußstift (40) festgelegt sind.
5. 5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (84) des Anschlußstiftes (40) die Stirnfläche (86) des Spreizstiftes (74) und die kopflungsseitigen Utirnflächen (88) der Fasern (64) in einer Ebene angeordnet sind.