DE2853649A1

DE2853649A1 - Vorrichtung zum selbsttaetigen ausrichten optischer faserleitungen in steckverbindern

Info

Publication number: DE2853649A1
Application number: DE19782853649
Authority: DE
Inventors: Cartney Ronald Lee Mc
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: ITT Inc
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1979-06-28
Also published as: GB2010527B; CA1121629A; AU4242478A; JPS5487536A; FR2412085A1; AU524042B2; DE2853649C2; FR2412085B1; JPS5650243B2; GB2010527A; US4158476A

Description

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Vorrichtung zum selbsttätigen Ausrichten optischer Faserleitungen in Steckverbindern

Zusatz zum Patent...(Amtl.Akt.-Z. P 28 12 284.1)

Der Gegenstand des Hauptpatentes betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausrichten optischer Faserleitungen in Steckverbindern, in denen die abgemantelten Faserleitungsenden in Anschlußhülsen enden, die ihrerseits im jeweiligen Steckverbinderteil axial federnd gelagert sind und stirnseitig einen Satz von mindestens drei Kugeln gleichen Durchmessers haben, die spielfrei drehbar gelagert sind, wobei die Kugeln so geführt sind, daß ihre Mittelpunkte in einer gemeinsamen Ebene liegen und in den von den Kugeln umschlossenen zentrischen Freiraum das Ende der Einfaserleitung ragt, wobei der Durchmesser der Kugeln so bemessen ist, daß das Faserleitungsende spielfrei zwischen den Kugeln geführt ist.

Aufgabe und Lösung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Steckverbinder gemäß dem Hauptpatent zu optimieren.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes auf.

Vorteile

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die federnd gelagerte Kopfbuchse das Einführen des Endes einer Einfaserleitung zwischen die Kugeln

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erheblich erleichtert wird und daß gleichzeitig ein selbsttätiger ToIeranζausgleich im Eereich der Kugelzentrierung stattfindet.

Beschreibung der Erfindung

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 einen Steckverbinder nach dem Hauptpatent in

einer Ausbildung gemäß der Erfindung im Schnitt.

Figur 2 den inneren Teil eines Steckverbinders gemäß

Figur 1 in perspektivischer und teilweise geschnittener Darstellung kurz vor dem Zusammenstecken .

Figur 3 die Frontansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Führungshülse, in der das Ende einer opti

schen Faserleitung konzentrisch gehaltert ist.

Figur 1 zeigt einen im Prinzip gemäß dem Hauptpatent aufgebauten Steckverbinder im zusammengefügten Zustand, in dem dieVoftische Faserleitung zentrierenden Kugelsätze auf Lücke ineinandergreifen. Die Kugel 17 bzw. der entsprechende Kugelsatz ist Bestandteil des linken Steckverbinderteils während die Kugel 18 bzw. der entsprechende Kugelsatz zum rechten Steckverbinderteil gehört. Wie die Darstellung erkennen läßt, liegen die Kugeln der jeweiligen Sätze mit ihren Mittelpunkten in einer gemeinsamen Ebene, die sich jeweils im rechten Winkel zur Längsachse des Steckverbinders erstreckt. Die optischen Faserleitungen sind in der Figur 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Ihre Anordnung in Bezug auf die Kugeln

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ergibt sich jedoch aus Figur 2, bei der im linken Steckverbinderteil eine Faserleitung 4o endet, während im rechten Steckverbinderteil eine anzukoppelnde Faserleitung 41 zwischen den Kugeln 18 geführt ist.

Der linke Steckverbinderteil hat ein Gehäuse 1o und der rechte Steckverbinderteil ist mit einem Gehäuse 11 versehen, das mit seinem vorderen Ende 46 steckerartig in einen Gewindeansatz 13 am Gehäuse 1o hineinragt. Das vordere Gehäuseende 46 ist mit Längsnuten 46a versehen, in die der Gewindeansatz 13 mit inwendigen axial ausgerichteten Keilen formschlüssig eingreift, wodurch die beiden Gehäuse 1o und 11 verdrehungssicher miteinander verbunden sind. Das vorliegende Ausführungsbeispiel beschreibt einen Steckverbinder für eine Einfaserleitung. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführung beschränkt ist. Es ist ohne weiteres möglich eine Anzahl von Steckverbinderteilen der vorbeschriebenen Art zu einem entsprechend größeren Mehrfachsteckverbinder zusammenzufassen.

Zum linken Steckverbinderteil der Figur 1 gehört eine Anschlußhülse 42, die drei ineinander übergehende Längsbohrungen 21, und 23 mit sich verringernden Durchmessern hat. Die Bohrung ist am freien Ende trichterförmig ausgebildet, um das Einführen des Lichtleitkabels zu erleichtern. Auch die jeweiligen übergänge zu den folgenden Bohrungsabschnitten 22 und 21 sind trichterförmig gestaltet, um einen sanften übergang vom jeweils grösseren zum kleineren Bohrungsdurchmesser zu erreichen. Der Durchmesser der Bohrung 21 entspricht innerhalb gewisser Plustoleranzen dem Nenndurchmesser der optischen Faserleitung. Der rechte Steckverbinderteil ist mit einer gleichen Anschlußhülse 44 versehen, die mit entsprechend abgestuften Längsbohrungen 24, 25 und 26 versehen ist. Die Hülsen 42 und 44 sind untereinander völlig gleich. Die axiale Verbindung der beiden Gehäuse 1o und 11 erfolgt über eine Kupplungsmutter 12, die beim Zusammenstek-

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ken durch Drehen in Eingriff mit dem Gewindeansatz 13 gelangt. Die Darstellung zeigt den Steckverbinder im formschlüssig gekuppelten Zustand. Die Kupplungsmutter 12 ist über einen Federring 15 oder dergl., der in eine Ringnut 16 eingreift,unverlierbar mit dem Steckverbinderteil 11 verbunden.

Wie bereits erwähnt, greift das vordere Ende 46 des Steckverbinderteils 11 verdrehungsgesichert in die Aufnahmebohrung des Gewindeansatzes 1o. Das Spiel des Teiles 11 in der steckbuchsenartigen Bohrung des Ansatzes 13 zum Teil 1o ist durch zwei gestrichelte Linien 14 dargestellt. Eine hohe Paßgenauigkeit im Bereich der Linien 14 ist nicht erforderlich, da die gegenseitige Ausrichtung der Faserleitungsenden im wesentlichen durch den Eingriff der beiden Kugelsätze am Ende der Anschlußhülsen 42 und 44 bestimmt wird, wie nachfolgend näher beschrieben wird. Die Passung der Teile 1o und 11 im Bereich der Linien 14 ist somit nicht für die Qualität der Ausrichtung der Faserleitungsenden bestimmend.

Die Anschlußhülsen 42 und 44 sind in zylindrischen Führungskörpern 47 bzw. 48 längsverschiebbar gelagert. Druckfedern 43 und 45 sorgen für eine axiale Federung. Wie Figur 1 erkennen läßt, ist das vorderen Ende 46 des rechten Steckverbinderteils 11 inwendig mit einer Führungshülse 29 aus elastischem Material, wie z.B. Silikongummi, versehen. In diese ist eine Passhülse 3o· eingebettet, wie die perspektivische Schnittdarstellung Figur 2 deutlich erkennen läßt.

In diese Paßhülse 3o ragt die Anschlußhülse 44 mit ihrer vorderen Hälfte hinein. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß dem Hauptpatent ist der Durchmesser dieses Anschlußhülsenteils wesentlich geringer als der Innendurchmesser der Paßhülse 3o. Auf diesem dünneren Hülsenteil ist eine Kopfbuchse 2o axial federnd gelagert, die ihrerseits spielfrei die Paßhülse 3o ausfüllt. Die linke Anschlußhülse 42 ist in gleicher Weise mit einer Kopfbuchse 19 versehen. Letztere stehen unter der

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Wirkung von Zylinderfedern 31 bzw. 32, die sich im Innern der Kopfbuchsen 19 und 2o befinden und sich mit dem jeweils vorderen Ende durch Eingriff in eine Ringnut 33 bzw. 34 auf der Anschlußhülse 42 bzw. 44 abstützen. Das andere Ende der jeweiligen Feder 31 bzw. 32 liegt unter leichter Vorspannung an der Innenrückwand 37 bzw. 38 der Kopfbuchse an. Zwischen der planen Stirnseite der jeweiligen Anschlußhülse 42 bzw. 44 und der Kopfbuchse 19 bzw. 2o befinden sich die aus je drei Kugeln 17 bzw. 18 bestehenden Kugelsätze. Die Kopfbüchsen haben eine stirnseitige öffnung, die gerade so groß ist, daß die im Dreieck angeordneten Kugeln nicht herausfallen, jedoch zum Teil aus der öffnung herausragen. Durch den nach innen gezogenen Rand 19a bzw. 2oa erfahren die Kugeln 17 bzw. 18 unter dem Druck der Federn 31 bzw. 32 eine Tendenz zur Mitte, in der sich die jeweilige Faserleitung 4o bzw. 41 befindet. Durch den Federdruck liegen die Kugeln an der Faserleitung an und zentrieren diese. Die Kopfbuchsen 19 und 2o sind durch Gleitsitz 35 bzw. 36 auf dem jeweiligen Ende ihrer Anschlußhülse 42 bzw. 44 längsverschiebbar gelagert. Durch Vorschieben entgegen dem Druck der Federn 31 bzw. 32 löst sich der Preßdruck der Kugeln, so daß die Faserleitung 4o bzw. 41 frei beweglich ist. Dieses erleichtert das Einsetzen einer optischen Faserleitung, die von rückwärts durch die Längsbohrungen 21 bis 23 bzw. 24 bis 26 bis in den Bereich der Kugeln 17 bzw. 18 eingeführt wird.

Figur 3 zeigt die Stirnansicht der zur linken Anschlußhülse 42 gehörenden Kopfbuchse 19. Diese Ansicht läßt die im Dreieck angeordneten Kugeln 17 und die durch sie zentrierte Faserleitung 4o erkennen. Die zur rechten Anschlußhülse 44 gehörende Kopfbuchse 2o ist identisch ausgebildet, wie die Perspektivdarstellung der Figur 2 erkennen läßt. Bei beiden Kopfbuchsen 19 und 2o liegen die Kugeln 17 bzw. 18 sowohl an der Innenwandung der zugehörigen Buchsen an und stehen gleichzeitig mit der Faserleitung in Kontakt, jedoch ohne sich gegenseitig zu berühren. Im zusammengefügten Zustand des Steckverbinders gemäß Figur 1 greifen die Kugelsätze der Steckverbinderteile

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1o und 11 ineinander, wobei jede Kugel in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Kugeln des anderen Kugelsatzes greift und mit diesen in Berührung gelangt.

Bei nicht vorhandener Faserleitung haben die Kugeln 17 bzw. 18 eine relativ große Bewegungsfreiheit innerhalb der Kopfbuchsen 19 und 2o. Der nach innen eingezogene Rand 19a bzw. 2oa ragt jedoch so weit zur Mitte hin, daß ein Herausfallen der Kugeln aus der stirnseitigen öffnung der Kopfbuchsen verhindert wird.

Die Berührungspunkte des Randes 19a bzw. 2oa mit den entsprechenden Kugeln ändern sich in Abhängigkeit vom Durchmesser der Faserleitung 4o bzw. 41. Auf jeden Fall ist sichergestellt, daß im zusammengefügten Zustand des Steckverbinders gemäß Figur 1 die sich dicht gegenüberstehenden Kopfbuchsen 19 und 2o stirnseitig nicht berühren, so daß die Kugelsätze in der vorbeschriebenen Weise voll in Eingriff miteinander gelanten, wodurch selbsttätig eine exakte Ausrichtung der die Faserleitungen halternden Teile erfolgt.

Vorteilhafter Weise verwendet man für die Kugeln 17 und 18 Stahlkugeln, wie sie für Kugellager üblich sind. Diese sind in vielen Abmessungen bei sehr engen Toleranzen preiswert erhält^-lich. Durch den Eingriff der Kugelsätze erfolgt in einfacher Weise eine sehr wirkungsvolle gegenseitige Ausrichtung der sich dicht gegenüberstehenden Faserleitungsenden, zwisehen denen eine möglichst verlustarme Lichtübertragung erreicht werden soll.

Die Kugeln 17 und 18 können auch aus Hartplastik, Glas oder ähnlichen Materialien hergestellt sein. Stahlkuglen sind jedoch wegen ihrer Maßhaltigkeit und der engen Toleranzwerte vorzuziehen.

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Figur 2 läßt in der Vergrößerung ohne weitere Erläuterungen die Zusammenhänge der Gesamtanordnung erkennen, wenn die zwei Steckverbinderteile 1o und 11 (Figur 1) in Eingriff miteinander gebracht werden.

Außer der Führungshülse 29 und den Zylinder- und Druckfedern 31/ 32 und 43, 45 (die vornehmlich aus Federstahl bestehen) können alle übrigen Teile des Steckverbinders aus Metall, wie z.B. aus nichtrostendem Stahl, oder einem anderen gebräuchlichen Metall für Faserleitungs- oder elektrische Steckverbinder bestehen. Der auf diesem Gebiet Bewanderte wird erkennen, daß die Möglichkeit besteht, gewisse Teile der Anordnung aus einem geeigneten Plastikwerkstoff herzustellen. Es sei erwähnt, daß es keine kritischen Materialpaarungen gibt.

2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Deutsche ITT Industries GmbH

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Patentansprüche

1, Vorrichtung zum selbsttätigen Ausrichten optischer Faserleitungen in Steckverbindern, in denen die abgemantelten Faserleitungsenden in Anschlußhülsen enden, die ihrerseits im jeweiligen Steckverbinderteil axial federnd gelagert sind und stirnseitig einen Satz von mindestens drei Kugeln gleichen Durchmessers haben, die spielfrei drehbar gelagert sind, wobei die Kugeln so geführt sind, daß ihre Mittelpunkte in einer gemeinsamen Ebene liegen und in den von den Kugeln umschlossenen zentrischen Freiraum das Ende der Einfaserleitung ragt, wobei der Durchmesser der Kugeln so bemessen ist, daß das Faserleitungsende spielfrei zwischen den Kugeln geführt ist gemäß dem Hauptpatent .... (amtl. Aktenzeichen P 28 12 284.1) , dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußhülse (42, 44) am vorderen Ende mit einer axial verschiebbaren, federnd (Zylinderfedern 31, 32) gelagerten Kopfbuchse (19, 2o) versehen ist, die nach vorne eine Öffnung hat, daß in dieser Kopfbuchse die Kugeln (17, 18) lose gelagert sind und daß der vordere Rand (19a, 2oa) der Kopfbuchse derart nach innen eingezogen ist, daß die Kugeln (17, 18) unter dem Druck der Zylinderfeder (31, 32) zur Mittelachse der Anschlußhülse (42, 44) gedrängt werden.

o7. Dezember 1978 ,

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ORlGiNAt. INSPECTED

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die QuerschnittsVerhältnisse der Faserleitung (4o, 41) und der Kugeln {17, 18) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Kugeln zwar alle an der Faserleitung anliegen, die Kugeln sich untereinander aber nicht berühren, wenn sie in Eingriff mit den Kugeln des anderen Steckverbinderteils stehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderfeder (31, 32) im rückwärtigen Teil der Kopfbuchse (19, 2o) angeordnet ist und daß die Feder (31, 32) sich über eine Ringnut (33, 34) auf der Anschlußhülse abstützt und mit ihrem anderen Ende an der Innenrückwand (37, 38) der Kopfbuchse (19, 2o) leicht vorgespannt anliegt.

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