DE2749038C2 - Stecker für eine Lichtleitfaser-Koppeleinrichtung - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft einen Stecker für eine Lichtleitfaser-Koppeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Mit den gemäß dem Hauptpatent gebildeten Stekkern für Lichtleitfasern wird eine extrem präzise Positionierung der miteinander zu verbindenden Fasern erreicht, wenn jede Haltestange gleichzeitig mit den beiden anderen Haltestangen und mit der Faser in Berührung steht Hierzu ist es erforderlich, daß der Durchmesser dieser Faser einen ganz bestimmten Wert besitzt Leiter sind die Durchmesser der im Handel erhältlichen Lichtleiter nicht genau konstant. Wenn der Durchmesser der Faser zu groß ist, kann die Faser nicht in den von den drei Haltestangen gebildeten Haltekanal eingeführt werden, die zuvor bei der Herstellung der Koppeleinrichtung aufeinander gedrückt wurden. Daher wurde die Koppeleinrichtung von vornherein für den größten zu erwartenden Faserdurchmesser hergestellt.
Wenn der Faserdurchmesser dagegen zu klein ist, kann die Faser sich radial im Haltekanal verschieben, woraus sich eine schlechte optische Verbindung ergibt. Wenn beispielsweise der Faserdurchmesser zwischen und 131 Mikron schwankt, und man Haltestangen mit einem Durchmesser von 850 Mikron wählt, dann stimmt die Koppeleinrichtung nur genau für Faserdurchmesser von 131 Mikron Fasern mit 120 Mikron Durchmesser werden dagegen schlecht positioniert und entsprechend mangelhaft miteinander verbunden.

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Ziel der Erfindung gemäß Hauptanspruch ist die bung der Faser die kreisförmige Schnittkante am Ende

Schaffung eines gegenüber dem Hauptpatent verbes- der Faser auf die Ringe aufgleiten kann und diese, ohne

serten Steckers für die Verbindung von Lichtleitfasern, sie zu schneiden, zusammendrückt

mit der eine gute optische Verbindung von Fasern auch Die Ringe 2,4 und 6 haben einen kreisförmigen Querdann erreicht werden kann, wenn deren Durchmesser 5 schnitt und eine Härte von 60 bis 90 in der Skala nach

innerhalb gewisser Grenzen variieren. Shore A. Jedoch kann die Genauigkeit der Positionie-

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungs- rung vergrößert werden, indem man den Ringen einen

formen der Erfindung wird auf die Unteransprüche ver- Querschnitt verleiht, durch den der Durchmesser in

wiesen. Längsrichtung der Haltestangen größer als in radialer

Anhand der beiliegenden schematischen zehn Figu- io Richtung ist Die Tiefe der Ringnuten 8 kann dann ver-

ren wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert ringen werden, was den Einfluß eventueller Elastizitäts-

Fig. 1 zeigt einen Achsenschnitt durch eine Halte- unterschiede zwischen den drei Ringen verringert

stange, die mit einem elastischen Ring gemäß der Erfin- Die Enden der drei Haltestangen 10, 12 und 14 liegen

dung versehen ist in einer senkrecht zu ihren Achsen verlaufenden Ebene,

F i g. 2 zeigt eine Ansicht des elastischen Rings aus 15 und die Nuten 8 werden in gleichem Abstand von dieser

F i g. 1. Ebene in die Stangen eingeschnitten, -wobei dieser Ab-

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch drei Haltestan- stand zwischen ein und zwei Stangendurchmessern be-

gen mit elastischen Ringen, die aneinander geklemmt trägt

sind und einen Haltekanal bilden, in dem eine üchtleit- Wenn es sich beispielsweise um eine Koppeleinrich-

faser angeordnet ist 20 tung für Lichtleitfasern handelt deren Durchmesser

F i g. 4 zeigt perspektivisch die Anordnung aus F i g. 3, zwischen 120 und 131 Mikron variieren kann, können

wobei eine Haltestange durchsichtig dargestellt ist die Haltestangen 10,12 und 14 einen Durchmesser von

F ig. 5 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen 850 Mikron mit einer Toleranz von 0,4 Mikron in radia-

Steckers im Querschnitt mit drei aus einem elastisch ler Richtung über eine Länge von 20 mm aufweisen. Sie

biegbaren Metalldraht gebildeten Schleifen. 25 können aus gehärtetem Stahl bestehen, wodurch ein

F i g. 6 zeigt eine der Schleifen aus F i g. 5. präzises Bearbeiten ermöglicht wird. Die Ringe 2,4 und

Fig. 7 zeigt perspektivisch die Anordnung aus F ig. 5, 6 besitzen einen Außendurchmesser von 870 Mikron

wobei eine Haltestange durchsichtig ist und einen Innendurchmesser von 350 Mikron, so daß

F i g. 8 zeigt eine weitere Variante des erfindungsge- der Querschnittsdurchmesser des Rings 260 Mikron bemäßen Steckers im Querschnitt mit drei elastisch bieg- 30 trägt Der Boden der Ringnuten 8 kann einen Durchbaren U-förmigen Metalldrähten. messer von 355 Mikron aufweisen, so daß die Ringe 2,4

F i g. 9 zeigt einen der Drähte aus F i g. 8. und 6 leicht unter Spannung stehen. Die Fehlertoleranz

F i g. 10 zeigt perspektivisch die in F i g. 8 dargestellte dieser Nuten zur Achsenlage des Bodens soll unter 2

Anordnung, wobei eine der Stangen durchsichtig darge- Mikron liegen. Sie können in einer Entfernung von ei-

stellt ist 35 nem Millimeter vom zu verbindenden Ende der Faser 18

In allen nachfolgend beschriebenen Ausführungsfor- liegen. Der Elastomerwerkstoff, aus dem die Ringe be-

men haben die drei Haltestangen denselben Durchmes- stehen, kann eine Härte von etwa 75 Shore besitzen,

ser. In diesem Fall sind die elastischen Mittel Vorzugs- Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfin-

weise symmetrisch vorhanden, d. h. in gleicher Weise dung, die in den F i g. 5,6 und 7 dargestellt wird, umfaßt

auf den Seitenflächen aller drei Haltestangen, so daß die 40 das elastische System drei elastische biegbare, ganz

Faser sich allseitig gegen diese Mittel abstützt und somit oder teilweise zu einem Ring geschlossene Metalldrähte

in der Achse dieses Kanals zu liegen kommt 102. Jeder Draht wird zwischen zwei Haltestangen wie

Gemäß einer ersten in den F i g. 1 bis 4 dargestellten beispielsweise 104 und 106 angeordnet. Jede Haltestan-

Ausführungsform bestehen die elastischen Mittel aus ge wie beispielsweise 104 ist in der Nähe des Endes 112

drei gleichen elastischen Ringen 2, 4 und 6, die in drei 45 des Haltekanals mit zwei Ringnuten 108 und 110 verse-

Ringnuten wie beispielsweise 8 angeordnet sind, die mit hen. Die drei vorderen und die drei hinteren Nuten lie-

gleichmäßiger Tiefe auf dem Umfang der Haltestangen gen jeweils in einem ersten und einem zweiten Abstand

eingeschnitten sind, und zwar in gleichem Abstand vom von diesem Ende. Jeder Draht 102 besitzt eine erste

Ende des zwischen diesen Stangen gebildeten Halteka- durchgehende Seite 114, die sich in Längsrichtung im

nals. 50 Haltekanal unter teilweisem Abstützen auf zwei Halte-

Die Ringe ragen über die Seitenflächen dieser Stan- stangen 104 und 106 erstreckt, eine dieser gegenüberliegen leicht hervor, so daß die Haltestangen 10,12,14 sich gende Seite 118, in der die Drahtenden sich befinden aufgrund von Kompression und elastischer Verformung und die zwischen zwei Haltestangen außerhalb des Kaunter der Wirkung von hier nicht dargestellten nals zu liegen kommt, und zwei Krümmungen 116 und Kiemmitteln doch wieder direkt entlang von Mantelli- 55 120 zwischen diesen Seiten, wobei die Krümmungen im nien 16 berühren. Die Ringe werden mehr oder weniger Bereich der beiden Ringnuten 108 der Stangen verlaukomprimiert und elastisch verformt durch eine im Hai- fen.

tekanal zwischen den Stangen 10,12 und 14 angeordne- Der Schnitt gemäß der Darstellung in F i g. 5 ist durch

te optische Faser 18. Durch diese Kompression wird die eine der Nuten wie beispielsweise 110 geführt

korrekte Positionierung der Faser entlang der Achse 60 Die erste Seite 114 jedes Drahts 102 ist konvex ge-

des Kanals erreicht Die Kompression ist umso stärker, krümmt so daß der mittlere Bereich dieser Seite sich

je größer der Faserdurchmesser ist Die Ringe 2,4 und 6 von den Haltestangen wie beispielsweise 104 und 106

stehen über die Seitenflächen der Haltestangen unter entfernt und sich dabei an die Achse des Haltekanals

einem Winkel hervor, der kleiner als 40° in der Verlän- annähert, so daß der Draht sich elastisch auf der in

gerung dieser Seitenflächen ist Dieser Winkel kann vor- 65 diesem Kanal angeordneten Faser wie beispielsweise

teilhafterweise zwischen 30 und 10° liegen. Der Winkel 122 abstützt, selbst wenn diese Faser einen so kleinen

soll klein sein, damit beim Einschieben der optischen Durchmesser aufweist, daß sie die drei Haltestangen

Faser in den Haltekanal während der Längsverschie- gleichzeitig berühren kann. Daraus ergibt sich eine ge-

naue Zentrierung dieser Faser. Der Durchmesser der Metalldrähte wird so gewählt daß sie in den Ecken des vom Querschnitt des Haltekanals gebildeten Dreiecks Platz finden können, ohne den Durchgang einer Faser mit maximalem Durchmesser, d. h. einer Faser, die die drei Haltestangen gleichzeitig berührt, zu behindern.

Unter Beibehaltung der weiter oben bezüglich der ersten Ausführungsform der Erfindung (mit elastischen Ringen) angegebenen Werte für die Durchmesser der Lichtleitfasern und der Haltestangen kann der Metalldraht einen Durchmesser von 50 Mikron aufweisen. Er kann aus einem Federmetall bestehen wie beispielsweise einer Berylliumlegierung.

Dieselben Materialien und Durchmesser können auch für die elastischen Mittel gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig.8 bis 10 erläutert wird, verwendet werden.

Bei dieser Ausführungsform bestehen die elastischen Mittel aus drei Metalldrähten 202, die elastisch biegbar sind und ein U bilden. Jeder Draht liegt zwischen zwei Haltestangen wie beispielsweise 204 und 206. Er weist einen ersten Schenkel 214 auf, der sich in Längsrichtung im Haltekanal unter teilweiser Abstützung auf zwei der Haltestangen 104 und 106 erstreckt, während der Krümmungsbereich 116 radial bezüglich der Kanalachse angeordnet ist und zum zweiten Schenkel 118 führt, der in Längsrichtung im Außenraum unter Abstützung auf diesen beiden Haltestangen 104 und 106 verläuft Der erste Schenkel weist einen ins Innere des Haltekanals gerichteten konvexen Bereich 220 auf, so daß die Zentrierung von Fasern mit kleinem Durchmesser erreicht werden kann. Um keine Nut in den Haltestangen vorsehen zu müssen, wird der Krümmungsbereich 116 an demjenigen Ende des Haltekanals angeordnet, an dem die Lichtleitfaser 212 in diesen Haltekanal eingeführt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (11)

Patentansprüche:

1. Stecker für eine Lichtleitfaser-Koppeleinrichtung, der Halteflächen, zwischen denen ein Ende je einer zu koppelnden Faser gehalten wird, und Führungsflächen besitzt, die den Stecker bezüglich eines anderen optischen Elemente in die Kopplungsstellung führen, wobei mindestens drei zueinander parallele Haltestangen mit rotationssymmetrischer Zylinderform vorgesehen sind und jeweils drei Haltestangen sich gegenseitig berühren und so zwischen ihren einander zugewandten Flächen, den Halteflächen, einen im Querschnitt an den Faserdurchmesser angepaßten Kanal zur Aufnahme eines Faserendes bilden, das in die gemeinsame Stirnfläche der Haltestangen, die Koppelebene, reicht, während Kle<nmittel die Haltestangen gegeneinanderdrücken und die Führungsfiächen von Außenflächen der gegeneinandergedrückten Haltestangen oder von Flächen von gegen diese Außenflächen gedrückten Führungsmitteln gebildet werden, nach Patent Nr. 25 26 556, d a durch gekennzeichnet, daß im Haltekanal elastische Mittel (2,4,6) angeordnet sind, die sich auf die Seitenfläche mindestens einer der Haltestangen (10,12,14) abstützen, so daß die Faser (18) in Richtung auf die anderen Haltestangen gedrückt wird.

2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Haltestangen (10,12,14) gleichen Durchmesser aufweisen, und daß sich die elastischen Mittel (2,4,6) gleichmäßig auf die Seitenflächen der Haltestangen abstützen und gleichmäßig von den drei Seitenflächen in den Haltekanal hervorspringen, so daß die Faser (18) entlang der Achse dieses Kanals ausgerichtet ist

3. Stecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aus einem Elastomer bestehen und in einer vorbestimmten Längslage in der Nähe des Endes der Faser (18) gehalten werden.

4. Stecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aus drei gleichen elastischen Ringen (2,4,6) bestehen, die in drei Ringnuten (8) konstanter Tiefe angeordnet sind, die in die drei Haltestangen (10, 12, 14) je in einer gleichen Entfernung vom Ende des Haltekanals eingeschnitten sind, wobei die Ringe über die Seitenflächen dieser Stangen leicht hervorragen, derart, daß die Haltestangen sich durch Kompression der Haltestangen und elastische Verformung der Ringe unter der Einwirkung von Kiemmitteln wieder entlang von Mantellinien (16) berühren.

5. Stecker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (2,4,6) aus den Seitenflächen der Haltestangen (10, 12, 14) unter einem Winkel hervorragen, der kleiner als 40° in der Verlängerung dieser Seitenflächen ist.

6. Stecker nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (2, 4, 6) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und eine Härte besitzen, die zwischen 60 und 90 Shore A liegt.

7. Stecker nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe einen Querschnitt aufweisen, dessen Durchmesser in Längsrichtung der Haltestangen größer als in radialer Richtung ist.

8. Stecker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der drei Haltestangen (10,12,14) in einer senkrecht zu deren Achse verlaufenden Ebene liegen, und die Nuten (8) in diese Stangen ii: einer Entfernung von dieser Ebene eingeschnitten sind, die zwischen einem und zwei Durchmessern dieser Stangen beträgt

9. Stecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aus drei Metalldrähten (102) bestehen, die elastisch verformbar sind und die Form von fast oder ganz geschlossenen Schleifen aufweisen, und daß jede Schleife zwischen zwei HaI-testangen angeordnet und jede Haltestange mit zwei hintereinanderliegenden Ringnuten (108, UO) in der Nähe des Endes des Haltekanals versehen ist, durch die zwischen einer ersten und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Seite (114,118) der Schleifen

liegende Krümmungsbereiche (116, 120) verlaufen, wobei die erste Seite der Schleifen sich in Längsrichtung im Haltekanal unter teilweisem Abstützen auf zwei Haltestangen (104,108) erstreckt, während die zweite Seite (118) in Längsrichtung im Außenraum unter Abstützung auf den beiden Haltestangen verläuft

10. Stecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die elastischen Mittel drei elastisch verformbare U-förmige Metalldrähte (202) aufweisen, die je zwischen zwei Haltestangen (204, 206) angeordnet sind und eine erste Seite (214) aufweisen, die sich in Längsrichtung im Haltekanal unter teilweisem Abstützen auf zwei Haltestangen (104,106) erstreckt, während die zweite Seite (118) sich in Längsrichtung im Außenraum unter Abstützung auf diese Haltestangen erstreckt

11. Stecker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsbereich (116) der U-förmigen Drähte an dem Ende des Haltekanals angeordnet ist, an dem die Lichtleitfaser (212) in diesen Kanal eingeführt wird.