DE3016521A1

DE3016521A1 - Verbinder fuer einen lichtleiter und verfahren zum zentrieren eines lichtleiters darin

Info

Publication number: DE3016521A1
Application number: DE19803016521
Authority: DE
Inventors: Kevin J Monaghan
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1979-05-09
Filing date: 1980-04-29
Publication date: 1980-11-13
Also published as: JPS564114A; GB2049220B; CA1132388A; GB2049220A; FR2456335B1; FR2456335A1

Description

B_e_s_c_h_r_e_i_b_u_n__g

Die Erfindung bezieht sich auf einen faseroptischen Verbinder und betrifft insbesondere einen faseroptischen Durchgangsverbinder zum lösbaren Verbinden eines Lichtleiterkabels mit einem zweiten Lichtleiterkabel, einer Lichtquelle oder einem Eotosensor. Zur Vermeidung von Eintrittsverlusten muß die Endfläche einer für die Übertragung von Lichtwellen verwendeten optischen Easer eben und möglichst glatt poliert sein. Außerdem muß die optische Easer bzxi. die Seele eines Lichtleiterkabels innerhalb enger Toleranzen axial, radial und winklig ausgerichtet sein, um eine verlustarme Verbindung zwischen zwei Lichtleiterkabeln zu ermöglichen. Die zunehmende Verwendung von Lichtleiterkabeln schafft daher einen Bedarf an verlustarmen Verbindern für derartige Kabel. Derartige Verbinder sind für die Einrichtung und Wartung von Datenübertragungsleitungen und dergl. notwendig. Dabei kommt es insbesondere darauf an, die Ein- und AustrittsVerluste an solchen Verbindern möglichst niedrig zu halten.

Es gibt bereits verschiedene, sehr verlustarm arbeitende faseroptische Verbinder. Bei diesen handelt es sich jedoch um sehr teuere Präzisions verbinder für ganz bestimmte Anwendungsgebite, z.B. Fachrichten-Eernübertragungseinrichtungen, bei denen es im Hinblick auf die Erzielung möglichst nierdriger Verluste kaum auf die Kosten für derartige Verbinder ankommt. Auf gewissen Gebieten jedoch, auf denen größere Anzahlen von faseroptischen Verbindern notwendig sind, sind derartig teuere Verbinder aus wirtschaftlichen Gründen nicht tragbar. Beispielsweise in Computern,.Datenübertragungsanlagen und dergl. werden große Anzahlen von faseroptischen Kabeln verwendet. In diesen Eällen besteht ein Bedarf an möglichst wohlfeilen Verbindern, bei denen

03004670792

insbesondere die durch Exzentrizität des eigentlichen Lichtleiters relativ zum Verbinder hervorgerufenen Ein- und Austrittsverluste möglichst gering sind. Pur die genannten Zxirecke werden häufig relativ wohlfeile faseroptische Kabel verwendet, bei denen der eigentliche Lichtleiter oder die Seele in bezug auf eine äußere Umhüllung nicht genau konzentrisch ist. Bei der Verwendung von Verbindern, bei denen die Außenfläche der Umhüllung als Bezugsfläche zum Zentrieren eines Lichtleiterkabels dient, kann eine solche Exzentrizität zu beträchtlichen Ein- und Austrittsverlusten führen.

Wie vorstehend bemerkt, kommt es also für die Verringerung von Ein- und Austrittsverlusten auf eine genaue Ausrichtung der Lichtleiter an. Die meisten bekannten Verbinder, bei denen die Seele eines Lichtleiterkabels in bezug auf das Kopfende eines Verbinderkörpers genau zentrierbar ist, sind jedoch übermäßig teuer. Die Erfindung richtet sich daher auf einen verbesserten faseroptischen Verbinder sowie auf ein Verfahren zum Zentrieren des Lichtleiters bzw. der Seele eines faseroptischen Kabels in bezug auf das Kopfende eines solchen Verbinders. . . ■

Ein Ziel der Erfindung ist somit die Schaffung eines wohlfeilen und verlustarmen Durchgangsverbinders zum lösbaren Verbinden eines faseroptischen Kabels mit einem anderen Kabel, einer Lichtquelle oder einem Fotosensor.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines faseroptischen Verbinders mit einfachen und wohlfeilen Einrichtungen zum genauen Ausrichten oder Zentrieren einer optischen Faser oder der Seele eines Lichtleiterkabels in bezug auf das Kopfende des Verbinders.

0300 4 6/0792

Noch ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Einrichtungen bzw. eines Verfahrens zum Zentrieren einer optischen Paser oder der Seele eines faseroptischen Kabels in einem faseroptischen Verbinder.

Bei Lichtleiterkabeln, z.B. solchen mit einer optischen Faser aus Quarzglas od. dergl. und einer Umhüllung aus Kunststoff ist die laser oder Kabelseele häufig nicht genau konzentrisch mit dem äußeren Umfang der Umhüllung. Beim Anschließen eines solchen Kabels an einem Verbinder unter Verwendung der äußeren Umfangsfläche der Umhüllung als Bezugsfläche kann die Exzentrizität zu beträchtlichen Ein- und Austrittsverlusten führen. Die Erfindung schafft einen faseroptischen Verbinder zum optischen Verbinden eines eine Seele und eine mit dieser gegebenenfalls nicht genau konzentrische Umhüllung aufweisenden faseroptischen Kabels mit einem zweiten Kabel, einer Lichtquelle oder einem IPotosensor. Der erfindüngsgemäße Verbinder ermöglicht die Verringerung von Ein- und Austrittsverlusten dadurch, daß er unabhängig von einer zwischen der Seele und der Umhüllung eines faseroptischen Kabels vorhandenen Exzentrizität eine genaue Ausrichtung der Seele in bezug auf das Kopfende des Verbinders ermöglicht.

Der erfindungsgemäße Verbinder hat einen Verbinderkörper, welcher in Axialrichtung von einer Bohrung durchsetzt ist. Die Bohrung hat ein das Kopfende des Verbinderkörpers durchsetzendes erstes Teil für die bündige Aufnahme eines von der Umhüllung befreiten Stücks der Seele eines faseroptischen Kabels in genauer Ausrichtung in bezug auf das Kopfende des Verbinderkörpers. An das erste Teil der Bohrung schließt sich rückwärts ein zweites Teil derselben für die Aufnahme der Umhüllung des Kabels an. Das zweite Teil der Bohrung hat einen erheblich größeren Durchmesser als die Umhüllung des Kabels, um

-' 030 0-4 6/0792

3Q16S21

eine zwischen dieser und der Seele vorhandene Exzentrizität ausgleichen zu können. Die Umhüllung ist im zweiten Teil der Bohrung derart befestigbar, daß die Seele des Lichtleiterkabels in bezug auf das Kopfende des Verbinders ausgerichtet bzw. zentriert festgelegt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Teil der Bohrung in einem über das Kopfende des Verbinderkörpers hervorstehenden, verjüngten Ansatz geformt. Die Umhüllung des Lichtleiterkabels ist mittels eines Epoxidklebers od. dergl. im zweiten Teil der Bohrung befestigbar. Nach Verfestigung des Klebers wird der Ansatz vom Verbinderkörper entfernt, wobei die Seele des Lichtleiterkabels dann in bezug auf das Kopfende des Verbinderkörpers genau zentriert bleibt. Ein einzelner Verbinderkörper kann auch von mehreren Bohrungen für den Anschluß einer entsprechenden Anzahl von faseroptischen Kabeln durchsetzt sein.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüche angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. Λ eine Schrägansicht eines faseroptischen Verbinders in einer Ausführungsform der Erfindung, mit zwei fertig daran angeschlossenen faseroptischen Kabeln,

Fig. 2 eine Länsschnittansicht des Verbinders vor dem Aufsetzen eines Deckels,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Verbinders in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Schnittansicht des Verbinders mit einem lose darin eingeführten Lichtleiterkabel,

030046/0792

Fig. 5 eine Fig. 4- entsprechende Schnittansicht des Verbinders nach Befestigung des Kabels mittels eines Epoxidklebers und mit aufgesetztem Deckel,

Fig. 6 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5,

Fig. 7 eine Fig. 5 entsprechende Schnittansicht d°s Verbinders nach Entfernen eines Ausrichtansatzes und eines in diesem gehaltenen Stücks des Kabels und

Fig. 8 eine Stirnansicht in Richtung der Pfeile 8-8 in Fig. 7.

In Fig. 1 der Zeichnung erkennt man einen faseroptischen Verbinder 10 für den Anschluß zweier faseroptischer Kabel 12. Ein solcher Verbinder kann auch für den Anschluß nur eines Kabels oder einer größeren Anzahl von Kabeln eingerichtet sein. Der Verbinder 10 hat einen Verbinderkörper 18 und einen auf diesen aufsetzbaren Deckel 20. Eine den Verbinder durchsetzende Bohrung hat ein erstes Teil 26 für die bündige Aufnahme der Seele 14 eines Kabels 12, ein rückwärts daran anschließendes zweites Teil 28 für die Aufnahme einer Umhüllung 16 des Kabels 12 mit einem für den Ausgleich einer zwischen der Seele und der Umhüllung vorhandenen Exzentrizität ausreichenden Durchmesser, und ein rückwärts an das zweite Teil anschließendes drittes Teil JO für die Aufnahme eines von einer äußeren Umhüllung umgebenen Stücks des Kabels 12. Zum Zentrieren des faseroptischen Kabels sind an sich nur das erste und das zweite Teil 26 bzw. 28 der Bohrung notwendig.

3 0 0 4 6/0792

Zum Anschließen des Kabels 12 am Verbinder 10 wird es in der in Fig. 4 dargestellten Weise in die Bohrung 26, 28, 30 eingeführt. Anschließend wird die Umhüllung 16 mittels eines Epoxidklebers od. dergl. im zweiten Teil 28 der Bohrung befestigt, worauf der Deckel 20 in der in Fig. 5 gezeigten Weise auf den Verbinder- . körper 18 aufgesetzt wird. Nach dem Abbinden des Klebers 32 ist die Umhüllung 16 sicher im zweiten Teil 28 der Bohrung befestigt und hält die Seele 14 in einer in bezug auf die Stirnfläche 24 des Kopfendes des Verbinderkörpers 18 genau ausgerichteten und zentrierten Stellung fest. Der Deckel 20 wird über der Umhüllung 16 auf dem Verbinderkörper 18 befestigt,

Der Verbinderkörper 18 hat einen von dem ersten Teil 26 der Bohrung durchsetzten, verjüngten Ansatz 22, in den die Umhüllung 16 des Kabels 12 um ein Stück hineinragt. Nach dem Befestigen der Umhüllung 16 im zweiten Teil 28 der Bohrung wird der Ansatz 22 mit dem darin enthaltenen Endstück des Kabels 12 vom Verbinderkörper 18 entfernt, wie in Fig. 7 gestrichelt dargestellt.

Wie man in Fig., 2 bis 7 erkennt, hat der Körper 18 des Verbinders 10 zunächst einen damit einstückigen Ansatz 22, welcher über die Stirnfläche des Kopfendes 24· hervorsteht. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführung ist für jedes faseroptische Kabel ein solcher Ansatz vorhanden, es kann jedoch auch ein einziger Ansatz für mehrere Kabel gemeinsam vorgesehen sein.

Wie man in Fig. 2 erkennt, ist der Verbinder 10 von einer Axialbohrung durchsetzt. Diese hat ein den Ansatz 22 durchsetzendes erstes Teil 26 für die bündige Aufnahme eines von der Umhüllung 16 befreiten Stücks der Seele des Lichtleiterkabels 12 und zum Zentrieren desselben in bezug auf das Kopfende 24 des Verbinders 10.

0300^6/0792

Ein rückwärts an das erste Teil 26 anschließendes zweites Teil 28 der Bohrung für die Aufnahme eines von der Umhüllung 16 umgebenen Stücks des Kabels 12 hat einen für den Ausgleich von zwischen der Umhüllung 16 und der Seele 14· des Kabels 12 vorhandener Exzentrizität ausreichend vergrößerten Durchmesser, Ein rückwärts an das zweite Teil 28 anschließendes drittes Teil 30 der Bohrung dient der Aufnahme eines von einer äußeren Umhüllung umgebenen Stücks des Kabels 12. Zum Zentrieren des Kabels bzw. der Seele 14- desselben sind an sich nur das erste und das zweite Teil 26 bzw. 28 der Bohrung notwendig.

Wach Entfernen der Umhüllung 16 von einem Endstück der Seele 14 wird das Kabel 12 in der in Fig. 4 gezeigten Weise in die Bohrung 26, 28, 30 des Verbinders eingeführt. Anschließend wird das von der Umhüllung 16 umgebene Teil des Kabels mittels eines Epoxidklebers od. dergl. im zweiten Teil 28 der Bohrung befestigt und der Deckel 20 auf den Verbinderkörper 18 aufgesetzt-Mach dem Abbinden des Epoxidklebers 32 ist die Umhüllung 16 sicher im Verbinder befestigt und hält ihrerseits die Seele 14 in einer in bezug auf das Kopf ende 24- des Verbinders genau ausgerichteten bzw. zentrierten Stellung fest. Ein Teil des von der Umhüllung 16 umgebenen Stücks des Kabels ist durch den Deckel 20 abgedeckt»

Anschließend wird, wie in I¹Xg. 7 gestrichelt dargestellt, der Ansatz 22 und das darin enthaltene Endstück des Kabels 12 vom Verbinder getrennt, wobei dann die Seele unabhängig von zwischen ihr und dem äußeren_: Umfang der .-Umhüllung 16 vorhandener Exzentrizität in bezug auf das Kopfende 24 des Verbinders genau zentriert festgehalten ist. Die Stirnfläche des Kopfendes 24 wird anschließend glatt poliert, so daß das am Verbinder angeschlossene Kabel dann verlustarm mit einem anderen Kabel, einer Lichtquelle oder einem IOtosensor verbindbar ist.

0 30 0 4 6/079 2

V/ie aus vorstehender Beschreibung ersichtlich, ist bei dem erfindungsgemäßen "Verbinder 10 die Ausrichtung bzw. das Zentrieren der Seele 14 eines Lichtleiterkabels 12 in keiner Weise abhängig von der genauen Ausrichtung einer Bezugsfläche, z.B. der Innenfläche des zweiten Teils 28 der Bohrung, wie dies bei bekannten Verbindern der !Fall ist. Im Gegensatz zu bekannten Verbindern sind beim Verbinder gemäß der Erfindung auch keinerlei zusätzliche Einrichtungen zum Zentrieren oder Ausrichten des faseroptischen Kabels notwendig. Beim erfindungsgemäßen Verbinder erfolgt das Zentrieren eines Lichtleiters vielmehr durch eine erste Einrichtung für die Aufnahme eines von der Umhüllung befreiten Stücks der Seele 14 und zum genauen Ausrichten und Zentrieren desselben in Bezug auf das Kopfende des Verbinders, und durch eine zweite Einrichtung für die Aufnahme eines von der Umhüllung 16 umgebenen Stücks des Kabels 12. Dieses ist in der zweiten Einrichtung sicher befestigbar, um die Seele 14 ungeachtet einer zwischen ihr und der Umhüllung vorhandenen Exzentrizität in bezug auf das Kopfende des Verbinders genau ausgerichtet bzw. zentriert festzuhalten. Die Befestigung der Umhüllung 96 erfolgt vorzugsweise unter Verwendung eines Epoxidklebers 32 od. dergl..

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

03C£,.;6/0792

Leerseife

Claims

FAT E Γ> J TA Γ J WA LT E A. GRÜNECKER DlPL-INQ. H. KINKEUDEY DR-ING W. STOCKMAIR DR-ING. ■ AeH (CALTECH) K. SCHUMANN DR HER MAT ■ DiPU-PHYS P. H. JAKOB DlPL-ING. G. BEZOLD DR REFl NAT · DlPL-CHEM. 8 MÜNCHEN MAXIMILIANSTRASSE P 15 008/dg 29. April 1980 BUNKER RAMO CORPORATION Commerce Drive, Oak Brook, Illinois, USA Verbinder für einen Lichtleiter und Verfahren zum Zentrieren eines Lichtleiters darin P_a._t_e_n_t_a_n_s_Tj_r_ü_c_h_e

1. Verfahren zum Zentrieren der Seele eines eine
mit dieser gegebenenfalls nicht konzentrische Umhüllung aufweisenden faseroptischen Lichtleiterkabels

0300A6/0792

TELEFON (OBO)

TELEX OB-39 38O

TELEGRAMME MONAPAT

TELEKOPIERER

relativ zum köpfende eines Verbinder, dadurch, gekennz eich.net, daß man ein Stück der von der Umhüllung befreiten Seele in bezug auf das Kopfende des Verbinders zentriert und daß man ein Stück der äußeren Umhüllung am Verbinder befestigt, so daß die Seele in der in bezug auf das Kopfende zentrierten Stellung festgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g ek e η η zeichnet, daß man die Umhüllung vor dem Zentrieren der Seele von einem Stück derselben entfernt.

3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dad urch gekennz eichnet, daß man ein Stück der Umhüllung unter Verwendung eines Epoxidklebers od. dergl. stoffschlüssig am Verbinder befestigt.

M-. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder eine Einrichtung zum Zentrieren der Seele auf v/eist, welche nach dem Befestigen der Umhüllung am Verbinder entfernt wird.

5. Faseroptischer Verbinder zum Verbinden eines eine Seele und eine mit dieser gegebenenfalls nicht konzentrische Umhüllung aufweisenden Lichtleiterkabels mit einem zweiten Lichtleiterkabel, einer Lichtquelle oder einem Fotosensor, g e k e η η — zeichnet durch einen Verbinderkörper CiO) mit einer ersten Einrichtung (26) für die Aufnahme eines von der Umhüllung (16) befreiten Stücks der Seele (14-) und zum Zentrieren desselben in bezug auf das Kopfende des Verbinderkörpers und mit einer zxieiten Einrichtung für die Aufnahme der Umhüllung des Lichtleiterkabels (12), und durch eine Einrichtung (32) zum Befestigen der Umhüllung des Lichtleiterkabels an der zweiten Ein-

ü30046/0792

richtung und zum Festlegen der Seele in der in bezug auf das Kopfende des Verbinderkörpers zentrierten Stellung ungeachtet einer vorhandenen Exzentrizität zwischen der Seele und der Umhüllung des Lichtleiterkabels.

6. Verbinder nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine das Kopfende des Verbinderkörpers (10) durchsetzende Bohrung (26) für die Aufnahme der Seele (14) des faseroptischen Kabels (12) ist.

7· Verbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (26) in einem über das Kopfende (24-) des Verbinderkörpers (18) hervorstehenden Ansatz (22) geformt ist, welcher nach dem Zentrieren der Seele (14) im Verbinderkörper von diesem entfernbar ist.

8. Verbinder nach Anspruch 7? dadurch g e k e η η ζ e i chnet, daß der Ansatz (22) einstückig mit dem Verbinderkörper (18) geformt ist.

9· Verbinder nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung ein Epoxidharz od. dergl. (32) ist, mittels dessen die Umhüllung (16) nach dem Zentrieren der Seele (14) in bezug auf das Kopfende (24) des Verbinderkörpers (18) stoffschlüssig mit diesem verbindbar ist.

10. Verbinder nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung für die Aufnahme der Umhüllung (16) eine Bohrung (28) aufweist, welche in bezug auf die Umhüllung eine zum Ausgleich einer zwischen dieser und der Seele (14) vorhandenen Exzentrizität ausreichende Übergröße aufweist.

0 3 0 CV₊ 6/0792

11. Verbinder nach, wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß die ' die zweite Einrichtung darstellende Bohrung (28) wenigstens teilweise in einem über das Kopfende (2²I-) des Verbinderkörpers (18) hervorstehenden Ansatz (22) geformt ist, welcher nach dem Befestigen der Umhüllung (16) im Verbinderkörper von diesem entfernbar ist.

12. Verbinder naoh wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennz eich η et, daß die erste Einrichtung ein das Kopfende (24) des Verbinderkörpers (18) durchsetzendes erstes Teil einer Bohrung mit einem für die bündige Aufnahme eines von der Umhüllung (16) befreiten Stücks der Seele (14) bemessenen Durchmesser ist, in welchem die Seele in bezug auf das Kopfende des ^erbinderkörpers zentriert gehalten ist, und daß die zweite Einrichtung ein rückwärts an das erste Teil anschließendes zweites Teil (28) der Bohrung für die Aufnahme der Umhüllung des faseroptischen Kabels ist, welches zum Ausgleichen von zwischen der Seele und der Umhüllung vorhandener Exzentrizität größere Abmessungen als die Umhüllung aufweist.

13- Verbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil der Bohrung (26) in einem über das Kopfende (24-) des Verbinderkörpers (18) hervorstehenden Ansatz (22) geformt ist, welcher nach dem Zentrieren der Seele (14) vom Verbinderkörper entfernbar ist, und daß sich wenigstens ein Stück des zweiten Teils.(28) der Bohrung in den Ansatz hinein erstreckt.

14. Verbinder nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 13» dadurch gekenn ζ e i chn e t, daß er mehrere das Kopfende (24) des Verbinderkörpers (18)

030046/0792

durchsetzende Bohrungen jeweils mit einem ersten und einem zweiten Teil (26 bzw. 28) für die Aufnahme der Seele (14·) bzw. der Umhüllung (16) jeweils eines faseroptischen Kabels aufweist, so daß jede Seele einzeln in bezug auf den Verbinderkörper ausrichtbar ist.

0 300A6/0792