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Stecker für Lichtleitfasern mit V-Nut-Führung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stecker zum Verbinden
von Lichtleitfasern, bestehend aus mindestens zwei miteinander verbindbaren Steckerhälften.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbst
zentrierenden Stecker zu schaffen, der sich durch einen konstruktiv einfachen und
kostengünstigen Aufbau auszeichnet und geringe Übergangsverluste aufweist, sowie
dazu geeignet ist, als Mehrfachstecker verwendet zu werden. Erfindungsgemäß wird
4wies dadurch erreicht, daß jede Steckerhälfte mindestens zwei parallel unter gegenseitiger
Anlage verlaufende zylindrische Stäbe aufweist, wobei mindestens die sich gegenüberliegenden
Stäbe jeder Steckerhälfte denselben Durchmesser besitzen und mit hoher Durchmessergenauigkeit
gefertigt sind und in mindestens einer der beiden zwischen den Stäben jeder Steckerhälfte
gebildeten V-Nuten die zu koppelnden Lichtleitfasern eingelegt sind, sowie zum Verbinden
der beiden Steckerhälften die jeweiligen Stäbe innerhalb einer Steckerhälfte an
ihren gegenüberliegenden Enden mittels eines Klemmkörpers aufeinander ausgerichtet
und aneinanderstoßend gehaltert werden.
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Bei den erfindungsgemäß verwendeten Stäben handelt es sich um Massenartikel,
die mit hoher Präzision hergestellt werden und vorzugsweise als hochpolierte Stahlstäbe
mit. einer Durchmesserabweichung kleiner 2/um über die gesamte Stablänge gefertigt
werden Die von den aneinander anliegenden Stäben gebildeten V=Nuten eignen sich
ausgezeichnet zur Aufnahme der zu verbindenden Lichtleitfasern, da dadurch eine
zwangsweise Ausrichtung der Lichtleitfasern aufeinander erfolgt Darüber hinaus ermöglichen
die geringen Durchmessertoleranzen der Stäbe, daß die beiden Steckerhälften leicht
durch diese Stäbe aufeinander
ausgerichtet werden können, wobei
dies zweckmäßigerweise auf zwei sich unter einem rechten oder spitzen Winkel schneidenden
ebenen Anlageflächen erfolgt. Von diesen Flächen dient eine als Auflagefläche und
die andere als Anschlag. Damit sind die beiden Steckerhälften praktisch als Winkelstück
ausgeführt, auf das die Stäbe vorteilhafterweise aufgeklebt werden können. Die Verbindung
der beiden Steckerhälften geschieht zweckmäßigerweise mittels eines Klemmkörpers
mit zwei einander gegenüberliegenden, die Stabenden jeder Steckerhälfte einschließenden
V-Nuten. Der erfindungsgemäße Stecker kann zwei-oder dreiteilig ausgeführt sein.
Bei der zweiteiligen Ausführung ist der Klemmkörper an eine der beiden Steckerhälften
einstückig angeformt, während bei der dreiteiligen Ausführung der Klemmkörper separat
ausgebildet ist. Mittels der V-Nuten im Klemmkörper werden die Stäbe jeder Steckerhälfte
aufeinander zentriert und unter Spannung in die V-Nuten eingepreßt. Durch diese
erfindungsgemäße Ausführung können alle Teile des Steckers mit normalen Toleranzen
ausgebildet werden, da die genaue Ausrichtung der Lichtleitfasern alleine durch
die Stäbe der Steckerhälften erfolgt bzw. durch die von ihnen gebildeten V-Nuten.
Der erfindungsgemäße Stecker kann auch mehr als zwei Stäbe aufweisen, beispielsweise
vier Stäbe oder sechs Stäbe, und zwar in Abhängigkeit von der Anzahl der zu verbindenden
Lichtleitfasern. In dem Fall, daß mehr als zwei Stäbe vorhanden sind, sollten die
Stäbe miteinander verklebt werden und auf die von den Steckerhälften gebildeten,
sich unter einem rechten oder spitzen Winkel schneidenden Anlageflächen ebenfalls
aufgeklebt werden. Durch dieses klebgemäße Befestigen der Stäbe untereinander wird
ein Ausweichen der Stäbe nach oben bei seitlichem Druck verhindert.
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rrindungsgemäß kann es ebenfalls von Vorteil sein, wenn die sich unter
einem spitzen oder rechten Winkel schneidender, Anlageflächen einer Stecxrerhäl»te
aus magnetischem Werkstoff bestehen und streiSenförmig lateral magnetisiert
sind
und sich als Klemmkörper-Anlageflächen fortsetzen.
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In diesem Fall ist der erfindungsgemäße Stecker zweiteilig ausgeführt,
und es kann ein aufwendiger Klemmechanismus für das Verbinden der beiden Steckerhälften
entfallen, da die beiden Steckerhälften mittels der magnetisierten Steckerhälfte
aufeinander ausgerichtet und miteinander verbunden werden.
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Die mit dem erfindungsgemäßen Stecker erreichbare Steckerdämpfung
ist kleiner 0,8 dB,und der Temperaturbereich des erfindungsgemäßen Steckers liegt
zwischen -40 und +900 C.
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Zweckmäßigerweise werden beim erfindungsgemäßen Stecker durchmessergleiche
Stäbe verwendet. Die Stäbe werden zweckmäßigerweise mit einem lösungsmittelfestem
Kleber in die beiden Steckerhälften eingeklebt, während die Lichtleitfasern selbst
mit einem lösungsmittellöslichem Kleber eingeklebt werden können, so daß eine Wiederverwendung
der Steckerhälften möglich ist, falls ein Austausch der Lichtleitfasern erfolgen
muß.
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In den Unteransprüchen 2 - 18 sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung enthalten. Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele wird nun die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 perspektivische
Darstellungen des erfindungsbis 5 gemäßen Steckers zur Darstellung des prinzipiellen
Koppelmechanismus, Fig. 6 verschiedene Ausführungsbeispiele zum Teil bis 16 perspektivisch,
zum Teil im Schnitt des erfindungsgemäßen Steckers.
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In Fig. 1 ist der Koppelmechanismus eines dreiteiligen erfindungsgemäßen
Steckers mit zwei Stäben 1 dargestellt.
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Dabei wird von den Stäben 1 eine V-Nut 2 gebildet, in die jeweils
die zu verkoppelnden Lichtleitfasern, die nicht dargestellt sind, beispielsweise
durch Einkleben befestigt
werden. Der erfindungsgemäße Stecker setzt
sich aus den beiden Steckerhälften 3,3aund einem Klemmkörper 4 zusammen..
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Jede Steckerhälfte 3,3awird aus einem Winkelstück 5 gebildet, mit
einer planen Auflagefläche und einer dazu senkrecht verlaufenden Anschlagfläche.
Die durchmessergleichen Stäbe 1, die hochpoliert sind und aus Stahl gefertigt werden,
sind auf den beiden Winkelstücken 5 aufgeklebt und liegen dabei an der Anschlagfläche
an und sind gegenseitig in Anlage. An ihren aufeinanderzugerichteten Enden überragen
die Stäbe 1 die Winkelstücke 5. Mit diesen Enden werden die Stäbe 1 in den Klemmkörper
eingeschoben. Der Klemmkörper 4 besteht im vorliegenden Fall aus einem mittig geteilten
Block 6, wobei jede Blockhälfte eine V-Nut 7 aufweist. Die beiden V-Nuten 7 sind
einander gegenüberliegend ausgebildet. Die beiden den Block 6 bildenden Klemmbacken
8,9 weisen in ihren unteren gegenseitigen Anlageflächen eine Nut auf, durch die
ein Stab 10 zur Stabilisierung der Klemmbacken 8,9 verläuft. Hierdurch werden also
die Klemmbacken 8,9 aufeinander ausgerichtet und geführt. Die Klemmbacke 9 ist in
zwei Teile unterteilt, die mittels Schrauben 11 derart verstellt werden können,
daß die eingeschobenen Stäbe 1 der Steckerhälften 3,3ainnerhalb des Klemmkörpers
4 festgeklemmt werden können. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Stecker handelt es
sich um einen Einfachstecker. In Fig. 2 ist dagegen ein Mehrfachstecker im Prinzip
dargestellt, wobei es sich um einen zweiteiligen Mehrfachstecker handelt. Demnach
besteht dieser Stecker aus zwei Steckerhälften 13,14. Diese Steckerhälften 13,14
werden wiederum aus zwei Winkelstücken 15,16 gebildet. Diese Winkelstücke 15,16
weisen eine ebene Auflagefläche für die Stäbe 1 auf und eine zu dieser ebenen Auflagefläche
spitzwinklig verlaufende Anschlagfläche. Die Stäbe 1 sind zweckmäßigerweise auf
den Steckerhälften 13,14 unter gegenseitiger Anlage und unter Anlage an der Anlagefläche
der Winkelstücke 15,16 aufgeklebt. Dabei überragen die Stäbe der Steckerhälfte 14
das
Winkelstück 15 an der Anschlußseite zum Winkelstück 16.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist an der Steckerhälfte 13
auch der Klemmbereich angeformt, wozu das Winkelstück 13 eine zusätzliche Klemmbacke
17 an der der Anschlagfläche gegenüberliegenden Seite aufweist. Diese Klemmbacke
17 ist vorzugsweise wie die Klemmbacken 8,9 in Fig.l schwenkbeweglich an dem Winkelstück
13 befestigt, so daß die Stäbe 1 der Steckerhälfte 14 innerhalb der Steckerhälfte
13 festgeklemmt werden können. Die nicht dargestellten Lichtleitfasern werden zweckmäßigerweise
in die von den Stäben 1 gebildeten V-Nuten 2 eingeklebt. In Fig.
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3 ist ein Mehrfachstecker, ähnlich dem in Fig. 2, abgebildet, jedoch
in dreiteiliger Ausführungsform. Aus diesem Grunde weist dieser Stecker, wie der
gemäß Fig. 1, einen separaten Klemmkörper 19 auf. Die Winkelstücke 20, 21, die die
beiden Steckerhälften bilden, sind wie die Winkelstücke gemäß Fig. 1 ausgebildet.
Der Klemmkörper 19 ist als doppelseitiges Winkelstück ausgebildet, so daß zwei spitzwinklig
zu der Grundfläche verlaufende Anschlagflächen vorhanden sind. Dabei wird eine Anschlagfläche
von zwei Klemmbacken 22,23 gebildet, die mittels eines Stabes 24 am Klemmkörper
geführt und ausgerichtet werden und aufgrund dieser Anordnung schwenkbeweglich gelagert
sind und mittels der Schrauben 25 verstellbar sind, so daß die Stäbe 1 der Steckerhälften
aus den Winkelstücken 20,21 im Klemmkörper 19 festgeklemmt werden können. Durch
den spitzwinkligen Verlauf der Anschlagflächen des Klemmkörpers 19 wird ein Ausweichen
der Stäbe nach oben während des Klemmvorganges verhindert.
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In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Steckers vom Prinzip her dargestellt. Dabei handelt es sich wiederum um einen zweiteiligen
Stecker, der jedoch kein separates Klemmstück bzw. einen separaten Klemmkörper aufweist.
Hierbei sind wiederum die beiden Steckerhälften
27,28 als Winkelstücke
ausgebildet, wobei eine ebene Auflagefläche und eine senkrecht dazu verlaufende
Anschlagfläche vorhanden sind. Die Stäbe 1 sind zweckmäßigerweise auf die Winkelstücke
der Steckerhälften 27,28 aufgeklebt. Die Stekkerhälfte 27 ist hierbei als Magnet
ausgeführt, wobei eine streifenförmig laterale Magnetisierung vorgesehen ist. Das
Winkelstück 27 ist vorzugsweise aus einem ferritischen Werkstoff hergestellt. Die
Kopplung der beiden Steckerhälften 27,28 erfolgt einfach dadurch, daß die Stäbe
1 des Winkelstückes 28 in Berührung mit der Steckerhälfte. 27 gebracht werden und
durch deren magnetische Ausführung sowohl in Anlage an die senkrecht verlaufende
Anschlagfläche des Winkelstücks 27 als auch mit den gegenüberliegenden Enden der
Stäbe 1 gebracht werden. Ein weiteres Koppelprinzip eines erfindungsgemäßen Steckers
ist in Fig. 5 dargestellt. Dabeibestehen die beiden Steckerhälften 30,31 aus drei
durchmessergleichen Stäben 1, die gegenseitig in Anlage sind. Der Klemmkörner wird
wiederum aus drei in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordneten Stäben
33 gebildet. Die Steckerhälften 30,31 eignen sich zur Aufnahme von maximal sechs
Lichtleitfasern, da sechs V-Nuten von den Stäben 1 gebildet werden, und zwar drei
äußere V-Nuten 2 und drei innere V-Nuten 2. Die Befestigung der nicht dargestellten
Lichtleitfasern in den V-Nuten erfolgt vorteilhafterweise wiederum durch Kleben.
Die Ausrichtung der beiden Steckerhälften 30,31 erfolgt praktisch zwangsläufig durch
die äußeren Stäbe 33.
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In Fig. 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Steckers dargestellt, wobei das Kopplungsprinzip gemäß Fig; 1 verwendet wird. Hierbei
bestehen die beiden Steckerhälften 35,36 jeweils aus einem U-förmig geformten Gehäuseteil
37, wobei der waagerechte U-Schenkel die Auflagefläche und die beiden senkrechten
U-Schenkel Anlageflächen für die Stäbe 1 darstellen. Der U-förmige
Gehäuseteil
37 wird von oben mittels eines Deckels 38 verschlossen. Der Deckel 38 kann beispielsweise
eingeklemmt sein. Der Klemmkörper 39 entspricht in seiner konstruktiven Ausgestaltung
dem Klemmkörper 4 gemäß Fig.l,so daß darauf in vollem Umfange Bezug genommen werden
kann. Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen Wendestecker, da in beide von
den Stäben 1 gebildete V-Nuten 2 Lichtleitfasern 40 beispielsweise eingeklebt sind.
In Fig. 7 ist ein Schnitt durch eine Steckerhälfte dargestellt, und zwar entlang
der Schnittlinie VII-VII in Fig. 6. Daraus ergibt sich, daß die Stäbe 1 nicht durch
die gesamte Steckerhälfte verlaufen, sondern nur ungefähr durch zwei Drittel der
Steckerhälfte. Der Deckel 38 besitzt einen vorderen Verschlußteil 41, mit dem die
Steckerhälfte von der Frontseite her verschlossen wird. Dieses Verschlußteil besitzt
Bohrungen zur Durchführung der noch nicht abgemantelten Lichtleitfasern 40. An dieses
Verschlußteil 41 schließt sich ein Hohlraum an, in dem die Stäbe 1 gelagert sind.
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In Fig. 8 ist ein zweiteiliger Mehrfachstecker dargestellt, wobei
das Koppelprinzip gemäß Fig. 4 Anwendung findet. Demnach besteht eine Steckerhälfte
42, aus einem in Längsrichtung streifenförmig magnetisierten Winkelstück 43,das
tei]-weise von einem U-förmigen Gehäuse 44 umgeben ist. Innerhalb dieses Gehäuses
verlaufen einerseits die Stäbe 1,und andererseits werden die Lichtleitfasern 40
in den von den Stäben 1 gebildeten V-Nuten mittels Keilen 45 festgeklemmt, siehe
dazu Fig. 9, die einen Längsschnitt entsprechend der Schnittlinie IX-IX in Fig.
8 darstellt. Die Keile 45 sind in Kammern 46 eines Führungsteils 47 angeordnet,
wobei die Kammern 46 an den sich gegenüberliegenden Seiten der beiden Steckerhälften
angeordnet sind. Vor den Kammern 46 ist das Führungsteil 47 derart ausgebildet,
daß es den Zwischenraum zwischen der Oberseite des U-förmigen Gehäuses 44 und der
Auflagefläche des Winkelstücks der Steckerhälfte ausfüllt, so daß es einen rechteckigen
Querschnitt
besitzt. In diesem vorderen Abschnitt weist das Führungsteil Längsbohrungen 48 zur
Aufnahme der in diesem Bereich nicht abgemantelten Lichtleitfasern 40 auf. Die Keile
45 sind federnd gelagert und werden wie die Lichtleitfasern in den Längsbohrungen
48 mittels Stellschrauben 49 fixiert. Die andere Steckerhälfte 50 weist ebenfalls
ein U-förmiges Gehäuses 51 auf, wobei jedoch der waagerechte U-Schenkel als Auflagefläche
für die Stäbe 1 dient und die senkrechten U-Schenkel als Anschlagflächen. Bei dieser
Steckerhälfte dient das Führungsteil 47 als Gehäusedeckel und ist von größerer Länge
als das U-förmige Gehäuse selbst und endet mit den Stäben 1. Die senkrechten Wandungen
52 der Kammern 46 liegen dabei auf den Stäben auf. Zum Koppeln der beiden Steckerhälften
wird der Steckerteil 50 auf das den Koppelbereich bildenden,in Längsrichtung streifenförmig
magnetiserte Winkelstück geschoben, wobei sich eine automatische Ausrichtung der
beiden Steckerhälften aufeinander ergibt.
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In Fig. 10 ist ein dreiteiliger Einfachstecker dargestellt, wobei
wiederum die Lichtleitfasern in der von den beiden Stäben 1 gebildeten V-Nut 2 mittels
Keilen 45 festgeklemmt werden. Dabei ist diese Festlegung der Lichtleitfasern, wie
auch in der Fig. 8, lösbar. Die Ausbildung der beiden die Stäbe 1 aufnehmenden Steckerhälften
53,54 entspricht im wesentlichen der der Ausführungsform gemäß Fig. 8, insbesondere,
was die Ausgestaltung der Führungsteile 55 und der Gehäuse 56,57 betrifft, wobei
jedoch die Abmessungen daran angepaßt sind, daß lediglich zwei Stäbe pro Steckerhälfte
vorhanden sind. Allerdings erfolgt hier die Kopplung der beiden Steckerhälften mittels
eines separaten Klemmkörpers 58, der entsprechend der Ausführung gemäß Fig. 6 ausgebildet
ist. Insofern wird auf die Beschreibung dieser Fig. verwiesen. Einander in den Fig.
10, 11 und 8, 9 in ihrer Funktion und prinzipiellen konstruktiven Ausgestaltung
entsprechende Teile sind mit denselben Bezugsziffern versehen.
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In den Fig. 12, 13 und 14 sind Steckerhälften gezeigt, wobei die Stäbe
seitlich eingeklemmt werden, und zwar in Fig. 12 in zwei einander gegenüberliegenden
V-Nuten 7 zweier miteinander verschraubter Klemmbacken 61, wobei die Lichtleitfasern
durch Keile 45 festgeklemmt werden. Während in Fig.
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12 die Steckerhälfte längsgeteilt ist, so daß zwei einander gegenüberliegende
Klemmbacken 61 entstehen, ist in Fig. 13 eine Querteilung vorgesehen. Fig. 14 zeigt
eine Frontansicht von Fig. 13. Hierbei besteht die Steckerhälfte aus einer Grundplatte
63, die als Auflagefläche für die Stäbe 1 dient.
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An den beiden Längsseiten der Grundplatte sind Anschlagleisten-64
aufgeschraubt, deren Innenflächen, die als Anschlagflächen dienen, spitzwinklig
zur Grundplatte verlaufen. Mittels dieser Anschlagslelsten 64 erfolgt eine Klemmung
der Stäbe 1. Gleichzeitig wird durch die Anschlagsleiste 64 ein im Querschnitt U-förmig
ausgebildeter Führungskörper 65 feslgelegt, der in seiner Ausführung dem Führungskörper
der Fig. 10 entspricht und in seinem vorderen Teil zur Aufnahme eines Keiles 45
dient, der wiederum wie in den vorhergehenden Fig. federnd gelagert ist. Die in
den Fig. 12, 13 und 14 dargestellten Gehäusehälften werden mittels eines Klemmkörpers,
wie in Fig. 10 dargestellt, verbunden.
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Fig. 15 zeigt als Ausführungsbeispiel wiederum einen dreiteiligen
Mehrfachstecker mit einer Halterung für die Stäbe in den miteinander verklebten
Steckerhälften, wobei die Lichtleitfasern 40 durch Keile 45 festgeklemmt sind. Die
beiden Steckerhälften 67,68 entsprechen in ihrer Ausführung der Steckerhälfte 50
gemäß Fig.8,nur daß hier die Steckerhälften für vier Stäbe ausgebildet sind. Dagegen
entspricht der Klemmkörper 69 in seiner Ausführung dem Klemmkörper gem.Fig.3.
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Fig. 16 zeigt einen zweiteiligen Wendestecker mit einer Halterung
für die Stäbe, die verschraubt ist und somit
jederzeit gelöst werden
kann. Die Lichtleitfasern 40 werden durch Keile 45 geklemmt. Jede der Steckerhälften
71,72 weist eine längsverlaufende, im Querschnitt V-förmige Nut auf, die zur Aufnahme
der Stäbe 1 dient. Beim Verschrauben der Ober- und Unterteile der Steckerhälften
werden die Stäbe in den V-Nuten eingeschlossen und festgeklemmt. An den Ober- und
Unterteilen der Steckerhälften sind Führungsfortsätze 73 angeformt,dieim Querschnitt
U-förmig ausgebildet sind. In diesen Führungsfortsätzen sind die Keile 45 federnd
gelagert und mittels Verstellschrauben verstellbar.
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Die Länge der Fuhrungsfortsätze ist der Länge der Stäbe angepaßt,
so daß sie mit den Stäben 1 enden. An der Stekkerhälfte 71 ist ein Klemmabschnitt
74 angeformt,der längsgeteilt ist, so daß dieser Steckerteil 71 auf den Steckerteil
72 aufgeschoben werden kann. Im angeformten Klemmabschnitt 74 sind zwei durch die
Längsteilung getrennte V-Nuten vorgesehen, die im gekoppelten Zustand der Steckerhälften
die Stäbe 1 der Steckerhälfte 72 einschließen. Durch Festklemmen der Klemmbacke
7 7 an der Steckerhälfte 71 erfolgt die Festlegung der beiden Steckerhälften zueinander.
Dabei ist diese Klemmbacke 77 entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Klemmbacke
17 ausgebildet.
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Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, sind viele Alternativmöglichkeiten
gegeben, um einen erfindungsgemäßen Stecker aufzubauen, wobei jedoch stets das Grundprinzip
beibehalten wird, daß einerseits die Lichtleitfasern in einer von zwei aneinanderliegenden
und fluchtenden runden Stäben gebildeten V-Nut festgelegt werden und die beiden
Stäbe wiederum andererseits auf einem Winkelstück ausgerichtet sind und mittels
V-Nuten zur Kopplung der Steckerhälften festgeklemmt und ausgerichtet werden.
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