DE2853649C2

DE2853649C2 -

Info

Publication number: DE2853649C2
Application number: DE2853649A
Authority: DE
Inventors: Ronald Lee Orange Calif. Us Mc Cartney
Original assignee: ITT Industries Inc
Current assignee: ITT Industries Inc
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1988-04-21
Also published as: FR2412085A1; FR2412085B1; AU4242478A; DE2853649A1; GB2010527A; CA1121629A; JPS5487536A; AU524042B2; JPS5650243B2; GB2010527B; US4158476A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausrichten optischer Faserleitungen in Steckverbindern nach dem Hauptpatent 28 12 284, 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 geschlossenen zentrischen Freiraum das Ende der Einfaserleitung ragt, wobei der Durchmesser der Kugeln so bemessen ist, daß das Faserleitungsende spielfrei zwischen den Kugeln geführt ist.

Zum Stand der Technik wird auf die im Hauptpatent genannten und dort bereits ausführlich gewürdigten deutschen Offenlegungsschriften 27 18 006, 26 02 662 und 25 49 926 verwiesen.

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 erheblich erleichtert wird und daß gleichzeitig ein selbst tätiger Toleranzausgleich im Bereich der Kugelzentrierung stattfindet.

Beschreibung der Erfindung

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Ver bindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Steckverbinder nach dem Hauptpatent in einer Ausbildung gemäß der Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 den inneren Teil eines Steckverbinders gemäß Fig. 1 in perspektivischer und teilweise ge schnittener Darstellung kurz vor dem Zusammen stecken,

Fig. 3 die Frontansicht einer erfindungsgemäß ausgebil deten Führungshülse, in der das Ende einer opti schen Faserleitung konzentrisch gehaltert ist.

Fig. 1 zeigt einen im Prinzip gemäß dem Hauptpatent aufgebau ten Steckverbinder in zusammengefügten Zustand, in dem die op tische Faserleitung zentrierenden Kugelsätze auf Lücke inein andergreifen. Die Kugel 17 bzw. der entsprechende Kugelsatz ist Bestandteil des linken Steckverbinderteils während die Ku gel 18 bzw. der entsprechende Kugelsatz zum rechten Steckver binderteil 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 Fig. 1 aus Übersichtlichkeitsgrün den nicht dargestellt. Ihre Anordnung in bezug auf die Kugeln ergibt sich jedoch aus Fig. 2, bei der im linken Steckver binderteil eine Faserleitung 40 endet, während im rechten Steckverbinderteil eine anzukoppelnde Faserleitung 41 zwi schen den Kugeln 18 geführt ist.

Der linke Steckverbinderteil hat ein Gehäuse 10 und der rech te Steckverbinderteil ist mit einem Gehäuse 11 versehen, das mit seinem vorderen Ende 46 steckerartig in einen Gewinde ansatz 13 am Gehäuse 10 hineinragt. Das vordere Gehäuseende 46 ist mit Längsnuten 46 a versehen, in die der Gewindeansatz 13 mit inwendigen axial ausgerichteten Keilen formschlüssig eingreift, wodurch die beiden Gehäuse 10 und 11 verdrehungs sicher miteinander verbunden sind. Das vorliegende Ausfüh rungsbeispiel beschreibt einen Steckverbinder für eine Einfa serleitung. 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 zusam menzufassen.

Zum linken Steckverbinderteil der Fig. 1 gehört eine Anschluß hülse 42, die drei ineinander übergehende Längsbohrungen 21, 22 und 23 mit sich verringernden Durchmessern hat. Die Bohrung 23 ist am freien Ende trichterförmig ausgebildet, um das Einführen des Lichtleitkabels zu erleichtern. Auch die jeweiligen Über gänge zu den folgenden Bohrungsabschnitten 22 und 21 sind trich terförmig gestaltet, um einen sanften Übergang vom jeweils grö ßeren zum kleineren Bohrungsdurchmesser zu erreichen. Der Durch messer der Bohrung 21 entspricht innerhalb gewisser Plustole ranzen dem Nenndurchmesser der optischen Faserleitung. Der rech te Steckverbinderteil ist mit einer gleichen Anschlußhülse 44 versehen, die mit entsprechend abgestuften Längsbohrungen 24, 25 und 26 versehen ist. Die Hülse 42 und 44 sind untereinander völlig gleich. Die axiale Verbindung der beiden Gehäuse 10 und 11 erfolgt über eine Kupplungsmutter 12, die beim Zusammenstec ken durch Drehen in Eingriff mit dem Gewindeansatz 12 gelangt. Die Darstellung zeigt den Steckverbinder im formschlüssig ge kuppelten Zustand. Die Kupplungsmutter 12 ist über einen Fe derring 15 oder dergl., der in einer Ringnut 16 eingreift, un verlierbar mit dem Steckverbinderteil 11 verbunden.

Wie bereits erwähnt, greift das vordere Ende 46 des Steckver binderteils 11 verdrehungsgesichert in die Aufnahmebohrung des Gewindeansatzes 10. Das Spiel des Teiles 11 in der steck buchsenartigen Bohrung des Ansatz 13 zum Teil 10 ist durch zwei gestrichelte Linien 14 dargestellt. Eine hohe Paßgenauig keit im Bereich der Linien 14 ist nicht erforderlich, da die gegenseitige Ausrichtung der Faserleitungsenden im wesentli chen durch den Eingriff der beiden Kugelsätze am Ende der An schlußhülsen 42 und 44 bestimmt wird, wie nachfolgend näher beschrieben wird. Die Passung der Teile 10 und 11 im Bereich der Linien 14 ist somit nicht für die Qualität der Ausrich tung der Faserleitungsenden bestimmend.

Die Anschlußhülsen 42 und 44 sind in zylindrischen Führungs körpern 47 und 48 längsverschiebbar gelagert. Druckfedern 43 und 45 sorgen für eine axiale Federung. Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist das vordere Ende 46 des rechten Steckverbinderteils 11 inwendig mit einer Führungshülse 29 aus elastischem Mate rial, wie z. B. Silikongummi, versehen. In diese ist eine Paß hülse 30 eingebettet, wie die perspektivische Schnittdarstel lung Fig. 2 deutlich erkennen läßt.

In diese Paßhülse 30 ragt die Anschlußhülse 44 mit ihrer vor deren Hälfte hinein. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß dem Hauptpatent ist der Durchmesser dieses Anschlußhülsenteils wesentlich geringer als der Innendurchmesser der Paßhülse 30. Auf diesem dünneren Hülsenteil ist eine Kopfbuchse 20 axial federnd gelagert, die ihrerseits spielfrei die Paßhülse 30 ausfüllt. Die linke Anschlußhülse 42 ist in gleicher Weise mit einer Kopfbuchse 19 versehen. Letztere stehen unter der Wirkung von Zylinderfedern 31 bzw. 32, die sich im Innern der Kopfbuchsen 19 und 20 befinden und sich mit dem jeweils vor deren Ende durch Eingriff in eine Ringnut 33 bzw. 34 auf der Anschlußhülse 42 bzw. 44 abstützen. Das andere Ende der jewei ligen 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. 20 befinden sich die aus je drei Ku geln 17 bzw. 18 bestehenden Kugelsätze. Die Kopfbuchsen 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 gezoge nen Rand 19 a bzw. 20 a erfahren die Kugeln 17 bzw. 18 unter dem Druck der Federn 31 bzw. 32 eine Tendenz zur Mitte, in der sich die jeweilige Faserleitung 40 bzw. 41 befindet. Durch den Federdruck liegen die Kugeln an der Faserleitung an und zentrie ren diese. Die Kopfbuchsen 19 und 20 sind durch Gleitsitz 35 und 36 auf den 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 40 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 sind.

Fig. 3 zeigt die Stirnansicht der zur linken Anschlußhülse 42 gehörenden Kopfbuchse 19. Diese Ansicht läßt die im Drei eck angeordneten Kugeln 17 und die durch sie zentrierte Faser leitung 40 erkennen. Die zur rechten Anschlußhülse 44 gehören de Kopfbuchse 20 ist identisch ausgebildet, wie die Perspek tivdarstellung der Fig. 2 erkennen läßt. Bei beiden Kopfbuch sen 19 und 20 liegen die Kugeln 17 bzw. 18 sowohl an der In nenwandung der zugehörigen Buchsen an und stehen gleichzeitig mit der Faserleitung in Kontakt, jedoch ohne sich gegenseitig zu berühren. Im zusammengefügten Zustand des Steckverbinders gemäß Fig. 1 greifen die Kugelsätze der Steckverbinderteile 10 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 Kopf buchsen 19 und 20. Der nach innen eingezogene Rand 19 a bzw. 20 a ragt jedoch so weit zur Mitte hin, daß ein Herausfallen der Kugeln aus der stirnseitigen Öffnung der Kopfbuchsen verhindert wird.

Die Berührungspunkte des Randes 19 a bzw. 20 a mit den entspre chenden Kugeln ändern sich in Abhängigkeit vom Durchmesser der Faserleitung 40 bzw. 41. Auf jeden Fall ist sichergestellt, daß im zusammengefügten Zustand des Steckverbinders gemäß Fig. 1 die sich dicht gegenüberstehenden Kopfbuchsen 19 und 20 stirnseitig nicht berühren, so daß die Kugelsätze in der vorbeschriebenen Weise voll in Eingriff miteinander gelangen, wodurch selbsttätig eine exakte Ausrichtung der die Faserlei tungen 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 erhältlich. Durch den Eingriff der Kugelsätze erfolgt in ein facher Weise eine sehr wirkungsvolle gegenseitige Ausrichtung der sich dicht gegenüberliegenden Faserleitungsenden, zwi schen denen eine möglichst verlustarme Lichtübertragung er reicht werden soll.

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

Fig. 2 läßt in der Vergrößerung ohne weitere Erläuterungen die Zusammenhänge der Gesamtanordnung erkennen, wenn die zwei Steckverbinderteile 10 und 11 (Fig. 1) in Eingriff miteinan der 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 gebräuchli chen Metall für Faserleitungs- oder elektrische Steckverbin der 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.

Claims

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Ausrichten optischer Faser leitungen 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 gela gert sind, wobei die Kugeln so geführt sind, daß ihre Mit telpunkte 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 28 12 284.1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußhülse (41, 44) am vorderen Ende mit einer axial verschiebbaren federnd (Zylinderfedern 31, 32) gelagerten Kopfbuchse (19, 20) versehen ist, die nach vorne eine Öff nung hat, daß in dieser Kopfbuchse die Kugeln (17, 18) lose gelagert sind und daß der vordere Rand (19 a , 20 a) der Kopf buchse 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.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverhältnisse der Faserleitung (40, 41) und der Kugeln (17, 18) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Kugeln zwar alle an der Faserleitung an liegen, die Kugeln sich untereinander aber nicht berüh ren, 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, 20) angeordnet ist, und daß die Feder (31, 32) sich über eine Ringnut (33, 34) auf der An schlußhülse abstützt und mit ihrem anderen Ende an der Innenrückwand (37, 38) der Kopfbuchse (19, 20) leicht vorgespannt anliegt.