DE2803656A1 - Verbinder fuer lichtleitkabel - Google Patents

Description

Patentanwälte

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

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser2803656

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

SOCAPEX 27. Januar 1978

10bis_f quai Leon-Blum
92153 Suresnes / Frankreich

Unser Zeichen; S 2941

Verbinder für Lichtleitkabel

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für Lichtleitkabel mit einem oder mehreren Monofaserkanälen.

Die Verbindung von zwei Lichtleitkabeln erfolgt durch das Zusammenfügen von zwei Halbverbindern, das die Zentrierung, die Ausrichtung in einer Linie und die Halterung der Fasern mit aneinanderliegenden Enden ergibt.

Bei den bekannten Verbindern erfolgt das Aufrechterhalten der Zentrierung und der Ausrichtung in einer Linie durch die Verwendung von elastischen Hülsen, die aus einem elastischen Werkstoff, wie beispielsweise einem Elastomer, bestehen. Die Hülse, die sich zwischen den beiden Halbver-

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bindern befindet, wird nach dem Polieren aufgesetzt. Während der Polierarbeiten werden die Fasern durch wegwerfbare Ringe festgehalten, die mit Bohrungen versehen sind, welche den Durchmesser der Fasern haben.

Dieses Verfahren weist mehrere Nachteile auf.

Es erfordert erstens die Herstellung von sehr kleinen und sehr genau positionierten Löchern in den wegwerfbaren Ringen. Das ist mit herkömmlichen Vorrichtungen zur spanabhebenden Bearbeitung oder zum Gießen schwierig erreichbar, wenn man berücksichtigt, daß der Durchmesser der zu verbindenden Fasern in der Größenordnung von einem Zehntelmillimeter liegt.

Weiter ist der Hauptzweck eines Verbinders, die Durchführung einer großen Anzahl von Operationen der Verbindungsherstellung und der Trennung der Verbindung zu gestatten. Die Zentrierung der Fasern hängt hier aber hautpsächlich von dem Zusammendrücken des die elastische Hülse bildenden Werkstoffes ab. Diese Zusammendrückung muß daher optimiert werden und im Verlauf der verschiedenen Operationen der Verbindungsherstellung dieselbe bleiben, weil sonst eine schlechte Zentrierung erreicht wird, wenn diese Zusammendrückung zu schwach ist, oder weil sonst eine oder mehrere Fasern zerbrechen, wenn sie zu stark ist. Diese Optimierung kann auf zwei verschiedenen Wegen erreicht werden, die beide gleichermaßen unbefriedigend sind. Entweder wird die Zusammendrük· kung durch einen mechanischen Anschlag gestoppt, was eine zulange Zeit der Durchführung erfordert und vor allem zwingt,

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die Halbverbinder paarweise gleich auszuführen, und außerdem nicht gestattet, einen Halbverbinder mit irgendeinem anderen zu kuppeln, oder das Zusammenfügen der Halbverbinder wird in dem Augenblick gestoppt, in welchem die Fasern miteinander in Berührung kommen, wobei aber die Empfindlichkeit der Bedienungsperson ins Spiel gebracht wird und wobei außerdem keine Möglichkeit besteht zu überprüfen, ob die Fasern wirklich in Berührung sind, ausgenommen durch Messung der eingegebenen Lichtsignale. Dieses System kann daher nicht bei Großserienverbindern angewandt werden, die dafür ausersehen sind, durch NichtSpezialisten gehandhabt zu werden.

Schließlich rührt der größte Nachteil von der Tatsache her, daß nach den Polierarbeiten, wenn die verschleißbaren Ringe weggeworfen werden, mit denen das Polieren ausgeführt worden ist, die Fasern freiliegen und gegenüber der Umgebung ohne jeden Schutz sind. Diese Verbinder sollen aber eine große Anzahl von Verbindungsherstellungen und Verbindungsauftrennungen gestatten und die geringste Unregelmäßigkeit in den Bewegungen im Verlauf dieser zahlreichen Operationen wird dazu führen, daß eine, mehrere oder sämtliche Fasern brechen.

Ziel der Erfindung ist es, einen Verbinder zu schaffen, der diese Nachteils nicht aufweist.

Zu diesem Zweck werden die üblicherweise wegwerfbaren Ringe, die die Fasern während der Polierarbeiten haltern, beibehalten und als Ringe ausgebildet, die auf den Fasern verschieb-

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bar sind. Nach dem Zusammenfügen der Halbverbinder dringt einer von ihnen in das Innere des anderen Halbverbinders ein, so daß die Grenzfläche zwischen den beiden Enden der zu verbindenden Fasern sich definitiv im Innern eines dieser verschiebbaren Ringe befindet, wodurch die genaue Zentrierung der beiden Fasern erreicht wird.

Der Verbinder für Lichtleitkabel, der aus zwei Halbverbindern besteht, die Zusammenfügungsvorrichtungen und jeweils Vorrichtungen zum Befestigen und Führen der Fasern aufweisen, wodurch das Zusammenfügen der Halbverbinder bewirkt, daß nach dem Polieren ihrer Zusammenfügungsfläche die Enden der miteinander zu verbindenden Fasern Seite an Seite angeordnet und festgehalten sind, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbverbinder stekker- bzw. buchsenartig ausgebildet sind und jeweils einen Ring enthalten, der im Innern jedes Halbverbinders zwischen einer Austrittsposition und einer zurückgezogenen Position verschiebbar ist,wobei jede anzuschließende Faser den Ring durchquert und in dessen Innern verschiebbar ist, daß der stekkerartige Halbverbinder Vorrichtungen zum Blockieren des verschiebbaren Ringes in einer der Polierposition entsprechenden .zurückgezogenen Position und in einer der Zusamtnenfügungsposition entsprechenden Austrittsposition aufweist, und daß der buchsenartige Halbverbinder eine Vorrichtung zum Blokkieren des verschiebbaren Ringes in einer der Polierposition entsprechenden Austrittsposition und eine elastische Vorrichtung aufweist, die dem Ring gestattet, sich nach dem Lösen

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der Blockierung elastisch in das Innere des buchsenartigen Halbverbinders zu verschieben, wodurch das Zusammenfügen der beiden Halbverbinder bewirkt,daß die Enden der zu verbindenden Fasern aneinander gehalten werden, wobei die Grenzfläche sich im Innern des verschiebbaren Ringes in der Austrittsposition des steckerartigen Halbverbinders befindet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1. einen Längshalbschnitt durch zwei Halbverbinder für zusammenzufügende Monofaserkabel,

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch die beiden

Halbverbinder in der Zusammenfügungsposition,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch zwei Halbverbinder für ein Kabel mit sechs Monofasern, wobei der obere Halbschnitt die Position vor dem Zusammenfügen und der untere Halbschnitt die Zusammenfügungsposition zeigt, und

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen der Halbverbinder von Fig. 3.

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Fig. 1 zeigt im Längshalbschnitt zwei Halbverbinder nach der Erfindung vor dem Zusammenfügen.

Fig. 1 zeigt die Enden von zwei Monofaserkabeln 1 und 2 mit ihrer Hülle 3 und 4. Eine Spannbuchse 5, 6, die sich auf einer elastischen Hülse 7, 8 abstützt, ist durch eine Mutter 11, 12 eingespannt, welche auf ein Teil 13, 14 geschraubt ist, wodurch die Befestigung der Kabelenden und die Dichtigkeit in den Steckverbindern erreicht wird. Das Teil 13, 14 ist in ein weiteres Teil 15, 16 eingeschraubt, das den Körper des Halbverbinders bildet, und drückt eine elastische Hülse 17, 18 über zwei Ringe 21, 22 und 23, 24 zusammen, welche sich auf dem Teil 13 bzw. 14 und auf dem Teil 15 bzw. 16 abstützen. Das Einschrauben des Teils 13, 14 in das Teil 15, 16 sorgt so für die Halterung und die Zusammendrückung der Faser 1, 2. Eine Mutter 25, die mit dem Teil 15 fest verbunden ist, beispielsweise durch einen nicht dargestellten Ring in einer Nut 26, bewirkt durch ihr Aufschrauben auf ein Gewinde 27 des Teils 16 das Verriegeln des Teils 15 auf dem Teil 16. Die Nut 26 ist ausreichend breit, damit die Außenfläche der Matter 25 sich von der Fläche des Teils 15 während der Polierarbeiten zurückziehen kann. Ein verschiebbarer Ring 28, 29 kann in bezug auf den Körper der beiden Halbverbinder 15, 16 zwei Positionen einnehmen. Ein Rohr 31, 32, dessen Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Faser ist und dieser gestattet, sich ohne Spiel zu verschieben, ist in der Mitte des Ringes 28, 29, der zwei Positionen einnehmen kann, angeordnet. In dem linken Halbverbinder in Fig. 1, der als

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steckerartiger Halbverbinder bezeichnet wird, ist der Ring 28 in den Ring 23 gegen einen Bund des Teils 15 geschraubt.

Durch Hineinschrauben oder Herausschrauben des Ringes 28 kann dieser so verschiedene Positionen gegenüber dem Teil 15 einnehmen. In dem rechten Halbverbinder von Fig. 1, dem buchsenartigen Halbverbinder, wird der Ring 29 durch eine Feder 33 in Anlage an einem Bund des Teils 16 gehalten. Es ist zu erkennen, daß ein auf den Ring 29 ausgeübter Druck bewirkt, daß dieser in das Innere des Halbverbinders eindringt. Ein Stift 34, der in das Teil 16 eingeführt wird, gestattet, den Ring 29 an dem Bund des Teils 16 festzuhalten.

In Fig. 1 sind die beiden Halbverbinder in der Polierposition dargestellt. In dem steckerartigen Halbverbinder ist der Ring 28 in dem Teil 23 festgeschraubt und die Mutter 25 ist gegenüber der Zusammenfügungsebene des Teils 15 zurückgezogen angeordnet. Nach dem Polieren befinden sich die Enden der Faser 1, des Rohres 31, des Ringes 28 und des Teils 15 in ein und derselben Ebene. In dem buchsenartigen Halbverbinder ist der Ring 29 durch den Stift 34 in der Ausgangsposition in bezug auf das Teil 16 arretiert. Nach dem Polieren befinden sich die Enden der Faser 2, des Rohres 32, des Ringes 29 und des Teils 16 in ein und derselben Ebene.

Fig. 2 zeigt eine Zusammenfügungsposition der Teile, die sich nahe der Verbindungsebene der beiden Halbverbinder befinden. In dem steckerartigen Halbverbinder ist der Ring 28 so weit

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herausgeschraubt, daß er an einem Bund 36 des Teils 15 anliegt. In dieser Position steht das Ende des Ringes 28 über das Teil 15 vor, während sich die Faser 1, die gegenüber dem Teil 15 arretiert ist, noch immer mit ihrem Ende in derselben Ebene wie das Ende des Teils 15 befindet.

Bei dem Anschließen des Teils 15 an dem Teil 16, was durch Aufschrauben der Mutter 25 auf das Gewinde 27 erfolgt,drückt der Ring 28 des steckerartigen Halbverbinders den Ring 29, der in dem Teil 16 verschiebbar gelagert ist, in das Innere dieses Teils, während das Ende der Faser 2, die durch die Stopfbüchse 18 gegenüber dem Teil 16 arretiert ist, ihre Position in bezug auf dieses Teil behält. Wenn die polierten Flächen der beiden Teile 15 und 16 in Berührung sind, sind die Enden der Fasern, die gegenüber den Teilen 15 und 16 arretiert sind, in gegenseitiger Berührung. Ihr Berührungspunkt, der in einer Linie auf den polierten Flächen der Teile 15, 16 liegt, befindet sich im Innern des Rohres 31, das in dem Ring 28 befestigt ist, welcher verschoben wird. Das gegenseitige Inberührungbringen der Flächen der Enden der zu verbindenden Fasern erfolgt auf diese Weise perfekt, da das Rohr 31 denselben Durchmesser wie die Fasern 1 und 2 hat und ein spielfreies Verschieben gestattet.

Damit die Teile 28 und 29 leichter in eine Lage gebracht werden können, in der sie einander gegenüberliegen und das Ende der Faser 2 in das Rohr 31 eingeführt werden kann, erhalten die Ringe 28 und 29 jeweils eine Bohrung 37, 38, in die nach den Polierarbeiten ein Stift 39 eingeführt wird,

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dessen Länge zwischen der Tiefe einer Bohrung und der Summe der Tiefen der beiden Bohrungen liegt, so daß er nach dem Einsetzen aus einem Halbverbinder hervorsteht, ohne die Verbindung der beiden Ringe 28 und 29 zu behindern.

Fig. 3 zeigt im Schnitt zwei Halbverbinder für ein Kabel mit sechs Monofasern, und zwar der obere Halbschnitt vor dem Zusammenfügen und der untere Halbschnitt in der Zusammenfügungsposition.

Die sechs Fasern der miteinander zu verbindenden Kabel sind auf die Ecken eines Sechsecks verteilt. Die gezeigten Schnitte gehen durch die Achse des Verbinders und eine dieser sechs Fasern hindurch.

Die so dargestellten Fasern 41 und 42 sind in bezug auf die Teile 43 und 44 durch elastische Hülsen 45, 46 festgehalten, die zwischen die Teile 47, 48, welche sich an den Teilen 43, 44 abstützen, und die Teile 51, 52 eingeklemmt sind, die sich an den Teilen 53, 54 abstützen, welche ihrerseits in die Teile 43, 44 eingeschraubt sind. Die Kabel 55, 56 werden ihrerseits gegenüber denselben Teilen 43, 44 durch biegsame Hülsen festgehalten, von denen eine in dem rechten Teil von Fig. 3 an der Stelle 57 dargestellt ist. Letztere wird an dem Teil 54 durch eine Mutter 58 über eine Spannbuchse 59 zusammengedrückt gehalten.

Die verschiebbaren Ringe 61, 62 sind gleich und stammen aus derselben Form. Sie sind im Querschnitt in Fig. 4 dargestellt. Fig. 4 zeigt die Durchführung der sechs Fasern 41, die im

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Sechseck angeordnet sind, das Teil 43, das einen Bund hat, auf dem sich der Ring 61 abstützen kann, und eine Gewindebohrung 63 in der Mitte des Ringes. Rohre 64, die auf den Durchmesser der Fasern kalibriert sind, gestatten diesen, sich spielfrei durch die Ringe 61, 62 zu verschieben. Diese können eine Austrittsposition und eine Einziehposition einnehmen.

In dem steckerartigen Halbverbinder (linke Seite von Fig. 3) wird die Einziehposition (oberer Teil von Fig. 3) oder Polierposition erhalten, indem der Ring 61 an dem Teil 47 arretiert wird, das seinerseits an dem Teil 43 mit Hilfe eines Stiftes 65 arretiert wird. Die Austritts-oder Zusammenfügungsposition wird erhalten, indem eine Schraube 66 in die Gewindebohrung 63, die sich in der Mitte des Ringes 61 befindet, so weit eingeschraubt wird, bis dieser an einem Bund des Teils 43 anliegt.

In dem buchsenartigen Halbverbinder (rechter Teil von Fig. 3) wird die Ausgangsposition, die der Polierposition entspricht, erhalten, indem die Schraube 66 in die Gewindebohrung 63 des Ringes 62 so weit eingeschraubt wird, bis dieser an einem Bund des Teils 44 anliegt. Nach dem Entfernen dieser Schraube 66 kann sich der Ring 62 zum hinteren Ende des Halbverbinders hin verschieben, wobei eine Feder 67 zusammengedrückt wird (unterer rechter Teil von Fig. 3).

Das Festhalten der Teile 43 und 44 in der Zusammenfügungsposition erfolgt durch das Aufschrauben der Matter 68 auf

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das Teil 43, wobei die Mutter 68 die Möglichkeit hat, in bezug auf das Teil 44 eine der Polierposition entsprechende zurückgezogene Position (rechter oberer Teil von Fig. 3) und eine der Zusammenfügungsposition entsprechende Austrittsposition (rechter unterer Teil von Fig. 3) dank eines Ringes 69 einzunehmen, der die Möglichkeit hat, sich zwischen zwei Schultern des Teils 44 zu verschieben.

Damit die Ringe 61, 62 bei dem Zusammenfügungsvorgang leichter in die korrekte gegenseitige Gegenüberstellung gebracht werden können, ist wenigstens ein Teil der Durchführungen der Fasern 41 in dem Ring mit Büchsen 71, 72 versehen, auf die eine Führungshülse 73, die eine angepaßte Länge hat, aufgeschoben werden kann.

Zum Ausführen des Zusammenfügens, nachdem in bekannter Weise die beiden Halbverbinder jeweils an den Enden der miteinander zu verbindenden Kabel befestigt worden sind, werden die verschiebbaren Ringe 61 und 62 in die Polierposition gebracht, wie oben angegeben (Stift 65 in den steckerartigen Halbverbinder eingeführt und Schraube 66 in den buchsenartigen Halbverbinder eingeschraubt). Nach dem Polieren wird der Stift 65 herausgezogen und die Schraube 66 wird aus dem buchsenartigen Halbverbinder herausgeschraubt, um in den steckerartigen Halbverbinder eingeschraubt zu werden. Nach dem Anbringen der Führungshülsen 73 werden die Halbverbinder in gegenseitige Gegenüberstellung gebracht und bis zur Berührung einander genähert. Der verschiebbare Ringe 61, der über die Polierebene des Teils 43 vorstehend befestigt ist, drückt auf den Ring

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62 und zwingt ihn, sich in das Teil 44 hineinzubewegen, wobei das Ende der Faser 41 in das Innere des Rohres 64 eindringt. Wenn die polierten Flächen der Teile 43, 44 in Berührung sind, sind die Enden der Fasern 41, 42, die aufgrund des Polierens in derselben Ebene liegen, ebenfalls in Berührung. Die Berührungspunkte befinden sich im Innern der Rohre 64, was eine praktisch vollkommene Zentrierung gewährleistet, da diese Rohre einen Durchmesser haben, der gleich dem der Fasern ist und ihnen gestattet, sich spielfrei zu verschieben.

Zum Erleichtern des Eindringens des Endes der in dem buchsenartigen Halbverbinder festgehaltenen Fasern in das Innere des Ringes des steckerartigen Halbverbinders sind die Durchführungen der Fasern des letztgenannten Ringes an ihrer Polierfläche etwas erweitert. Diese Erweiterung hat eine Tiefe in der Größenordnung von einem Zehntelmillimeter. Diese Erweiterung beeinträchtigt nicht die Genauigkeit der Zentrierung, da die Berührung nicht in der Polierebene, sondern im Innern des Ringes erfolgt.

Zum Erleichtern der Verbindungsherstellungsoperationen und zum Verbessern der Güte der optischen Kopplung werden die Enden der Fasern vor dem Einbringen in die Verbinder mit einem viskosen Mittel überzogen, dessen Brechungsindex dem der Fasern so nahe wie möglich kommt, beispielsweise mit Silikonfett. Dadurch ergeben sich mehrere Vorteile, da das Gleiten der Fasern in den Ringen erleichtert wird, da die Schwingungen der Fasern während der Polierarbeiten gedämpft werden und da es eine Brechungsindexanpassung für die opti-

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sehe Kopplung bewirkt.

Ein Verbinder nach der Erfindung weist gegenüber bekannten Verbindern zahlreiche Vorteile auf.

Erstens wird die Qualität der Verbindung durch eine genaue Zentrierung der Fasern auf der Höhe ihrer Schnittstelle erreicht, weil diese sich spielfrei im Innern eines Rohres befindet. Außerdem verbessert das Vorhandensein eines Fettes mit einem Brechungsindex, der etwa gleich dem der Fasern ist, die optische Kopplung.

Weiter erfolgt das Inberührungbringen der Enden der Fasern automatisch, ohne daß eine heikle Regulierung oder Handhabung erforderlich ist. Die Fasern sind nämlich an den Halbverbindern befestigt und die Ebene ihres Endes fällt mit der Berührungsebene der Halbverbinder zusammen. Es genügt, die Flächen der Halbverbinder gegeneinander zu drücken, um die Enden der Fasern in gegenseitige Berührung zu bringen, ohne daß die Gefahr eines Faserbruches oder eines schlechten Kontakts besteht.

Außerdem sind die Fasern im Verlauf der Operationen der Verbindungsherstellung immer geschützt, so daß keine Gefahr eines Faserbruches besteht.

Die Operationen der Verbindungsherstellung, die oben beschrieben sind, wiederholen sich und die erzielte Genauigkeit hängt in keiner Weise von der Anzahl der ausgeführten Operationen ab.

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Darüberhinaus ist jedes Teil im Falle eines Bruches oder in jedem anderen Fall demontierbar und sehr leicht austauschbar, wodurch der Gebrauch sehr erleichtert wird und sich eine große Zuverlässigkeit ergibt. Schließlich sind alle Bestandteile sehr leicht herstellbar, ohne daß alte Verfahren angewandt werden. Insbesondere die Rohre 31, 32 und 64, die das Hindurchführen der Fasern durch die verschiebbaren Ringe gestatten, werden durch Ziehen oder Fließpressen hergestellt, was gestattet, den Innendurchmesser dieser Rohre, dessen Genauigkeit die Qualität der Verbindung bedingt, bis auf einige Mikrometer genau zu kalibrieren.

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Claims (5)

Patentansprüche;

1. Verbinder für Lichtleitkabel mit einem oder mehreren Monofaserkanälen, der aus zwei Halbverbindern besteht, die Zusammenfügungsvorrichtungen und jeweils Vorrichtungen zum Festhalten und Führen der Fasern enthalten, wodurch das Zusammenfügen der Halbverbinder nach dem Polieren ihrer Zusammenfügung sfläche bewirkt, daß die Enden der zu verbindenden Fasern mit ihren Flächen aneinander anliegen und in dieser Lage festgehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbverbinder stecker- bzw. buchsenartig ausgebildet sind und jeweils einen Ring enthalten, der im Innern jedes Halbverbinders zwischen einer Austrittsposition und einer zurückgezogenen Position axial verschiebbar ist, daß jede der zu verbindende! Fasern den Ring durchquert und sich innerhalb desselben verschiebt, daß der steckerartige Halbverbinder Vorrichtungen enthält zum Arretieren des verschiebbaren Ringes in einer der Polierposition entsprechenden zurückgezogenen Position und einer der Zusammenfügungsposition entsprechenden Austrittsposition, und daß der buchsenartige HaIb-

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verbinder eine Vorrichtung zum Arretieren des verschiebbaren Ringes in einer Austrittsposition, die der Polierposition entspricht, und eine elastische Vorrichtung enthält, die dem Ring gestattet, sich nach dem Entsperren elastisch in das Innere des buchsenartigen Halbverbinders zu verschieben, wodurch das Zusammenfügen der beiden Halbverbinder bewirkt, daß die Enden der zu verbindenden Fasern aneinander anliegend festgehalten werden, wobei die Schnittstelle sich in der Austrittsposition des steckerartigen Halbverbinders im Innern des verschiebbaren Ringes befindet.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher, in denen die Fasern durch die verschiebbaren Ringe hindurchgeführt sind, durch in die Ringe eingesetzte Rohre gebildet sind, deren Bohrung jeder Faser ein spielfreies Verschieben gestattet.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen der verschiebbaren Ringe um die Fasern herum eine Erweiterung aufweisen.

4. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder verschiebbare Ring eine Bohrung aufweist, in die eine abnehmbare Führungshülse einfaßt, deren Länge zwischen der Tiefe einer Bohrung und der Summe der Tiefen der beiden Bohrungen liegt.

5. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der in die Halbverbinder eingeführten

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Fasern mit einem viskosen Mittel überzogen sind, dessen Brechungsindex etwa gleich dem der Fasern ist.

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