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Steckvorrichtung für Lichtwellenleiter
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Die Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung für Lichtwellenleiter
mit einem in seiner lichten Weite dem Lichtwellenleiter angepaßten Kapillarrohr,
das in einem Steckerstift innerhalb einer Hülse so positioniert ist, daß das eingeführte
Ende des Lichtwellenleiters im Zentrum der Welse angeordnet ist.
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Bei der Verbindung zweier Lichtwellenleiterenden ist es erforderlich,
die mit ihren freien Stirnseiten aneinander liegenden Lichtwellenleiter mit ihren
Achsen genau aufeinander auszurichten, um die Kopplungsdämpfung möglichst gering
zu halten. Hierzu ist es zum Beispiel aus der DE-OS 25 59 448 bekannt, von ihrer
Umhüllung freigelegte Lichtwellenleiterenden in metallischen Steckerstiften festzulegen,
die freien Stirnseiten von Lichtwellenleiter und Steckerstift plan zu schleifen
und die Steckerstifte derart in Justierhülsen zu fixieren, daß die Lichtwellenleiterachse
genau zentrisch zur zylindrischen Außenwand einer Justierhülse gerichtet ist. Durch
Einschieben der Justierhülse in eine sehr genau auf den Außenmantel der Justierhülsen
abgestimmte Bohrung einer Führungshülse ist dann sichergestellt, daß die Lichtwellenleiterstirnflächen
mit genau aufeinander zentrierten Lichtwellenleiterachsen aneinandergelegt werden
können. Diese Art von Steckverbindung fordert außerdem eine genaue Zentriervorrichtung,
mit deren Hilfe das Zentrieren des im Steckerstift gefaßten Lichtwellenleiters bei
der Montage der Steckvorrichtung erfolgt. Dies bedeutet, daß der Anwender selbst
kaum in der Lage sein dürfte den Stecker an ein Lichtwellenleiterende anzu-
bringen,
ohne daß er selbst die aufwendige Justiervorrichtung besitzt.
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Es ergab sich für vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Steckvorrichtung
zu schaffen, die besonders anwenderfreundlich ausgestaltet ist, das heißt, daß sie
so vorgerichtet und vormontiert sein mnß, daß zum Anbringen an das Ende eines Lichtwellenleiters
keine aufwendigen Hilf smittel, wie Zentriervorrichtungen, nötig sind. Die gestellte
Aufgabe wird nun mit einer Steckvorrichtung der eingangs beschriebenen Art durch
die Erfindung dadurch gelöst, daß das Ende des Lichtwellenleiters mit seinen Umhüllungselementen
in einer Abfanghülse fixiert ist, wobei in der Abfanghülse auf der Einfuhrungsseite
Zugentlastungselemente für den Mantel und für die Umhüllung mit den zugfesten Elementen
des Lichtwellenleiters angeordnet sind und die auf der Kupplungsseite einen Grobzentrierungsteil
für den blanken Lichtwellenleiter und einer zylindrischen Bohrung für die Aufnahme
des Steckerstiftes aufweist, daß der Steckerstift einen Aufnahmetrichter zum Einführen
des im Grobzentrierteil fixierten und vorzentrierten blanken Lichtwellenleiters
und ein hieran fluchtend sich anschließendes Eapillarrohr aufweist, wobei die Öffnung
des Kapillarrohrs in der Stirnfläche auf den Außendurchmesser der Hülse zentriert
ist Besondere Vorteile liegen bei der Steckvorrichtung nach dieser Erfindung darin,
daß sie durch ihre Ausgestaltung am Montageort zusammengefügt und an den Lichtwellenleiter
angeschlossen werden kann, ohne daß aufwendige Zentriervorgänge mit kostspieligen
Geräten vorgenommen werden müssen. Weiterhin wird die Verbindung der Lichtwellenleiter
mit gleichen einheitlichen Steckvorrichtungen vorgenommen, wobei zwei solcher Steckvorrichtungen
in einem gemeinsamen Führungsteil, einem starren Fuhrungsrohr, einer elastischen
und damit auch zentrierenden
Hülse oder einem quer zur Steckerachse
zusammenspannbaren Doppelprisma, zusammengeführt -den. Bei Steckvorrichtungen der
bisherigen Art mußten eng tolerierte Durchmesser in den Steckerstiften eingebracht
werden, die dem geringen Querschnitt der einzubringenden Lichtwellenleiter entsprechen
mußte. Die. Herstellung solcher Bohrungen ist sehr schwierig und außerordentlich
teuer.
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Weiterhin führte bei den bisherigen Steckverbindungen das unterschiedliche
Verhalten der Materialien Metall, Vergußmasse und eventuell Glas während des Schleifens
und Polierens der Stirnflächen häufig zu nicht befriedigender Stirnflächenqualität.
Diese Nachteile werden bei den Steckvorrichtungen nach der Erfindung durch mehrere
Maßnahmen behoben. Zunächst werden die schwierig auf den Durchmesser der einzuführenden
Lichtwellenleiter abgestimmten Bohrungen in den Steckerstiften durch separate Kapillaren
ersetzt, zum Beispiel aus Glas. Die Bohrung im Steckerstift ist nun an den Außendurchmesser
der Kapillare anzupassen und läßt sich aufgrund der größeren Weite wesentlich leichter
und billiger herstellen.
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Weiterhin wird durch eine derartige Kapillare eine beliebige Länge
für die Führung der Lichtwellenleiter möglich, wodurch die Schleif- und Pölierergebnisse
verbessert werden können. Im weiteren wurde bei der erfindungsgemäßen Steckervorrichtung
der Kraftangriff von dem FUhrungsrohr auf den Steckerstift übertragen, so daß die
Belastung der Klebung zwischen der Hülse für die Führung und dem Steckerstift entfällt.
Diese Steckvorrichtungen sind nun mit den oben erwähnten Merkmalen so einfach zusammenzusetzen,
daß sie vom Anwender selbst ohne komplizierte Einrichtungen an die Kabeladern angebracht
werden können. Dabei wird der Anwender zunächst die Kabelhülle absetzen und den
freigelegten Lichtwellenleiter von seiner Lackschicht befreien. Um Beschädigungen
des Lichtwellenleiters beim Einführen des Kabels in die Abfanghülse der Lichtwellenleiter
zu ver-
hindern, kann der Lichtwellenleiter auch erst dann abgesetzt
werden, wenn das Kabelende in die Abfanghülse eingeführt und eingeklebt worden ist.
Bei der ersten Art wird ein Zugentlastungselement auf die zugfesten Elemente - der
Kabeladerzi, die te n arfEden, aufgebracht.
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Dieses Zugentlastungselement wird in die Abfanghülse eingebracht und
dort verklebt. Dann wird der Lichtwellenleiter in ein Grobzentrierteil eingeführt
und in diesem Zustand in eine Abfanghülse eingeschoben. Auf die Einführungsseite
dieser Abfanghülse und auf die Umhüllung des bereits eingeführten Lichtwellenleiters
wird ein Schrumpfschlauch aufgeschrumpft, durch den schließlich die Knickbeanspruchung
abgefangen werden soll. Dieser vorzentrierte und über die Abfanghülse hinausstehende
Lichtwellenleiter wird nun in die Bohrung des eigentlichen Steckerstiftes eingeführt,
wobei-er am Ende dieser Bohrung in die Kapillare einläuft. Nach dem Zusammenfügen
von Steckerstift und Abfanghülse kann der Lichtwellenleiter am Ende der Kapillare
verklebt werden.
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Nach der Aushärtung des Klebstoffes wird die Stirnfläche schlieBlich
geechliffen und poliert. Da die Kapillare bereits werkseitig im Steckerstift zentrisch
angeordnet wurden, erubrigt sich die Einmessung des Lichtwellenleiters mit Hilfe
von Zentriereinrichtungen.
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Damit ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe voll gelöst.
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Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel in zwei Figuren
näher erläutert.
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Figur 1 zeigt ein Längsschnittbild der Steckvorrichtung.
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Figur 2 verdeutlicht den Aufbau durch eine perspektivische Darstellung
der Einzelteile im nichtmontierten Zustand, jedoch in der montagegerechten Folge.
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Aus Figur 1 geht nun die Zweiteilung der Steckvorrichtung hervor,
die durch verschiedene Aufgabenstellung der einzelnen Teile begründet ist. Im einen
Teil, der Abfanghülse 19, wird im wesentlichen die Abfangung der Kabelhülle und
der Zugelemente vorgenommen. Im zweiten Teil, dem Steckerstift 12, werden die Probleme
der Zentrierung des Lichtwellenleiters gelöst. Die Einzelteile der Steckvorrichtung
sollen nun im folgenden in Form eines Montageablaufs näher beschrieben werden. So
wird zunächst der Lichtwellenleiter 1 in einer Länge, die etwa der Steckvorrichtung
entspricht, von all seinen Umhüllungen befreit. In einem weiteren anschließenden
Bereich werden die Einzelumhüllungen in Stufen abgesetzt, um die Einzelelemente
für sich in der für sie geeigneten Form behandeln zu können. In einem ersten Teil
wird der Lichtwellenleiter 1 von der direkten Umhüllung 2 freigelegt und in der
Bohrung 7 eines Grobzentrierteiles 5 fixiert.
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Die nächste Schicht der Lichtwellenleiterader besteht aus Zugelementen,
zum Beispiel aus Keflarfäden, die als zugfeste Elemente 3 zwischen der Umhüllung
2 und dem äußeren Mantel 4 der Lichtwellenleiterader eingelagert sind. Diese zugfesten
Elemente 3 werden mit Hilfe eines Quetschringes 18 festgelegt. Als letzter Teil
der Lichtwellenleiterader wird der Mantel 4 im Einfuhrungsteil der Abfanghülse 19
eingeführt und durch einen Schrumpfschlanch 20, der auf dem Einführungsteil der
Abfanghülse 19 und dem Mantel 4 der Lichtwellenleiterader aufgeschrumpft wird, fixiert.
Damit ist eine dichte Einführung der Lichtwellenleiterader in die Steckvorrichtung
hergestellt. Die Abdichtung auf der Gegenseite erfolgt durch eine Verklebung des
blanken Lichtwellenleiters 1 in der sich konisch verengenden Bohrung 7 des Grobzentrierteiles
5, wobei die Austrittsöffnung 6 innerhalb der Bohrung 23 der Abfanghülse 19 zentrisch
angeordnet ist. Auf diese Weise ist der blanke
Lichtwellenleiter
1 bereits vorzentriert, so daß die Einführung des Lichtwellenleiters 1 in den anschließenden
Steckerstift mit seinen Feinzentrierungen ohne Schwierigkeiten erfolgen kann. Der
Steckerstift 12 enthält nun an seinem Einführungsende einen Aufnahmetrichter 8 wobei
die weite Öffnung 9 auf der für die Einführung des Lichtwellenleiters 1 bestimmten
Seite angeordnet ist. Dieser Aufnahmetrichter verengt sich auf der gegenüberliegenden
Seite zu einer Austrittsöffnung 10, die innerhalb des Steckerstiftes 12 werkseitig
bereits so Justiert ist, daß beim Einschieben des Steckerstiftes 12 in die Bohrung
23 der Abfanghülse 19 der Lichtwellenleiter 1 ohne Widerstand und Komplikation in
die erweiterte Öffnung 14 der Kapillare 11 einlaufen kann. Diese Kapillare 11 ist
ebenfalls werkseitig zentriert und zwar so, daß die Austrittsöffnung an der Stirnseite
22 des Steckerstiftes 12 in bezug auf den Außendurchmesser der Hülse 13 zentrisch
angeordnet ist.
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Da der Steckerstift 12 mit seinen gesamten Zentriereinheiten bereits
werkseitig vormontiert ist, kann man nun bei der Montage auf die teuren und aufwendigen
Zentriereinrichtungen verzichten. Die Zweiteilung der Steckvorrichtung ist besonders
vorteilhaft, da die Lichtwellenleiterader zunächst in grober Weise gefaßt werden
kann. Hierbei werden jedoch bereits alle erforderlichen Maßnahmen für die anschließende
Feinzentrierung getroffen. Die anschließende Feinzentrierung erfolgt lediglich durch
Aufschieben des vormontierten Steckerstiftes 12 auf den blanken Lichtwellenleiter
1. Die weitere Kupplung der Steckvorrichtung erfolgt dann in einer Kupplungshülse,
deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Hülse 13 entspricht. Die K:pplungshülse
ist mit kleinen Bohrungen in axialer oder radialer Richtung versehen, durch die
ein Luftaustritt während des Einschiebens der Steckerstifte erfolgen kann. Auf diese
Weise wird ein Zurückfedern der Steckerstifte infolge
der Luftfederung
verhindert. Die Befestigung der Steckvorrichtung mit der Hülse erfolgt durch eine
Uberwurfmutter 17, die unverlierbar durch einen Gleitring 15 und einen Federring
16 an der Abfanghülse 19 drehbar befestigt ist. Die Uberwurfmutter 17 weist am Kupplungsende
ein Innengewinde 21 auf, das in das entsprechende Außengewinde der Kupplungshülse
eingedreht wird. Die Kupplungshülse kann 'unter Umständen mit einer Einlage aus
Kunststoff versehen sein, durch die ein gewisser Toleranzausgleich erfolgen kann.
Zur Erzielung guter Übergangseigenschaften wird die Stirnfläche 22 des Steckerstiftes
12 nach dem Einkleben des Lichtwellenleiters 1 geschliffen und poliert. Dieses Schleifen
und Polieren kann mit Hilfe von einfachen Hilfsmitteln ausgeführt werden und ist
in relativ kurzer Zeit möglich.
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Um zu gewährleisten, daß bei wiederholtem Kuppeln immer wieder reproduzierbare
Dämpfungswerte erhalten werden,kann der Steckerstift mit einer Verdrehsicherung
versehen werden, so daß immer die gleiche Stellung erreicht wird.
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Diese Verdrehsicherung kann zum Beispiel aus ineinandergreifenden
Vertiefungen und Erhöhungen in der Stirnfläche oder durch radial angeordnete Verrasterungen
gebildet werden. Durch diese Verdrehsicherung verringert sich auch die Verletzungsgefahr
der Stirnflächen, da ohne diese Verdrehsicherung ein gegenseitiges Reiben der Stirnflächen
nicht auszuschließen ist.
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In Figur 2 verdeutlicht eine perspektivische Darstellung der Steckvorrichtung
gemäß der Erfindung nochmals anhand der Einzelteile den Aufbau, wobei diese Einzelteile
in der Montagefolge von rechts nach links dargestellt werden. Die Lichtwellenleiterader
ist bereits für den Einsatz präpariert, das heißt, die einzelnen Elemente der Lichtwellenleiterader,
nämlich der Lichtwellenleiter 1, seine unmittelbare Umhüllung 2, die zugfesten Elemente
3
und der Mantel 4 sind in den erforderlichen Abschnitten bereits freigelegt. In der
weiteren Folge ist der Quetschring 18 dargestellt, der auf die zugfesten Elemente
3 der Lichtwellenleiterader aufgepreßt wird und der später innerhalb deT-Abfanghülse
19 verklebt wird. Hierdurch erfolgt die Zugabfangung der Lichtwellenleiterader.
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Diese Kombination wird dann in das Grobzentrierteil 5 eingeführt und
darin mit einem entsprechenden Kleber fixiert. Diese montierte Einheit wird in die
Abfanghülse 19 eingeschoben, wobei nun die mechanische-8bfangung mit Hilfe eines
Schrumpfschlauchstückes, das auf die Abfanghülse 19 und den Mantel 4 der Lichtwellenleiterader
aufgeschrumpft wird, erreicht wird. Dabei dient der Schrumpfschlåuch auch als Knickschutz.
Durch diese einfachen Maßnahmen erfolgte aber gleichzeitig ohne besonderes Zutun
eine Grobzentrierung des Lichtwellenleiters 1 innerhalb der Bohrung 23 der Abfanghülse
19.
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Somit sind jedoch auch die Vorbereitungen für die anschließende Feinzentrierung
bereits getroffen. Diese Feinzentrierung läßt sich ebenfalls in derartig einfacher
Weise ausführen, da die eigentlichen Zentriermanipulationen bereits werkseitig durchgeführt
wurden.
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Es ist lediglich der auf der Bohrung 23 der Abfanghülse 19 überstehende
blanke und grobzentrierte Lichtwellenleiter 1 in die Bohrungen der Zentrierteile
des Steckerstiftes 12, das heißt in den hier nicht sichtbaren Aufnahmetrichter 8
und das sich anschließende Kapillarrohr 11, soweit einzuführen, bis durch einen
Anschlag bzw. Ansatz der richtige Sitz des Steckerstiftes 12 in der Bohrung 23 der
Abfanghülse 19 gewährleistet ist. Das nun über die Stirnfläche 22 hinausragende
Ende des Lichtwellenleiters 1 wird in der Öffnung des Kapillarrohres 11 verklebt.
Nach Aushärtung des Klebers wird die Stirnfläche 22 geschliffen und poliert. Die
Uberwurfmutter 17 wird schließlich über die montierte Steckvorrichtung soweit aufgeschoben,
bis
nach Einlage eines Gleitringes 15 eine drehbare Fixierung mit
Hilfe eines Federringes 16, der in amine umlaufende Nut der Abfanghülse 19 einrastet,
erreicht werden kann. Damit ist die Steckvorrichtung gemäß der Erfindung gebrauchsfertig
montiert, wobei weitere Messungen oder Justierungen nicht mehr nötig sind.
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2 Figuren 10 Patentansprüche
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