DE3112000C2 - Steckvorrichtung für Lichtwellenleiter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung für Lichtwellenleiter (1) mit einem bereits werkseitig zentrierten Kapillarrohr (11) innerhalb eines Steckerstiftes (12). Zunächst wird die Lichtwellenleiterader innerhalb einer Abfanghülse (19) mechanisch abgefangen, wobei der Lichtwellenleiter (1) innerhalb der Bohrung (23) der Abfanghülse (19) grob vorzentriert wird. Diese montierte Einheit wird in den Steckerstift (12) eingeführt, wodurch die endgültige Feinzentrierung vorgenommen wird. Das Ende des Lichtwellenleiters (1) wird zusammen mit der Stirnfläche (22) des Steckerstiftes (12) geschliffen und poliert. Die Kopplung der in den Steckvorrichtungen fixierten Lichtwellenleiter erfolgt in einer gemeinsamen Kupplungshülse.

Description

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 Hülse angeordnet ist, wobei die Öffnung des Kapillarrohrs in der Stirnfläche auf den Außendurchmesser der Hülse zentriert ist und mit einer Abfanghülse, in der das Ende des Lichtwellenleiters mit seinen Umhüllungselementen fixiert ist, wobei in der Abfanghülse auf der Einführungsseite Zugentlastungselemente für den Mantel und für die Umhüllung des Lichtwellenleiters angeordnet sind.

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 Stekkerstiften festzulegen, die freien Stirnseiten von Lichtwellenleiter und Steckerstift plan zu schleifen und die Steckerstifte 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 Steckverbindungen fordert außerdem eine genaue Zentriervorrichtung, mit deren Hilfe das Zentrieren des im Steckerstift gefaßten Lichtwellenleiters bei der Montage der Steckvorrichtung ei folgt. Dies bedeutet, daß der Anwender selbst kaum in der Lage sein dürfte, den Stecker an ein Lichtwellenleiterende anzubringen, ohne daß er selbst die aufwendige Justiervorrichtung besitzt.

Auch aus der US-PS 38 71 744 ist eine Steckvorrichtung der oben geschilderten Art bekannt, wobei auch dort das den Lichtwellenleiter fassende Steckerteil in der Steckvorrichtung justiert und fixiert werden muß. Dies bedeutet, daß auch bei dieser Steckvorrichtung bei der Montage eine Zentriervorrichtung erforderlich wird.

Es ergab sich für die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Steckvorrichtung zu schaffen, die besonders anwenderfreundlich ausgestaltet ist, das heißt, daß sie so vorgerichtet und vormontiert sein muß, daß zum Anbringen an das Ende eines Lichtwellenleiters keine aufwendigen Hilfsmittel, wie Zentriervorrichtungen, nötig sind. Die gestellte Aufgabe wird nun mit einer Steckvorrichtung der eingangs beschriebenen Art durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die Abfanghülse von dem Steckerstift trennbar ist, daß die Abfanghülse auf der Kupplungsseite einen Grobzentrierungsteil für den blanken Lichtwellenleiter und eine zylindrische Bohrung für die Aufnahme des Steckerstiftes aufweist, daß der Steckerstift einen Aufnahmetrichter zum Einführen des im Grobzentrierteil fixierten und vorzentrierten blanken Lichtwellenleiters und das hieran fluchtend sich anschließende Kapillarrohr aufweist.

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 Führungsrohr, einer elastischen und damit auch zentrierenden Hülse oder einem quer zur Steckerachse zusammenspannbaren Doppel-

prisma, zusammengeführt werden. Bei Steckvorrichtungen der bisherigen Art mußten eng tolerierte Durchmesser in den Steckerstiften eingebracht werden, die dem geringen Querschnitt des einzubringenden Lichtwellenleiters entsprechen mußte. Die Herstellung solcher Bohrungen ist sehr schwierig und außerordentlich leuer. 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 Stekkerstiften 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. Weiterhin wird durch eine derartige Kapillare eine beliebige Länge für die Führung der Lichtwellenleiter möglich, wodurch die Schleifund Polierergebnisse verbessert werden können. Im weiteren wurde bei der erfindungsgemäßen Steckervorrichtung der Kraftangriff von dem Führungsrohr 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 verhindern, 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 zugfeste Elemente der Kabeladern aufgebracht. Diese Elemente sind aus Polyamiden hergestellt und sind als Chemiefasern unter dem Handelsnamen »Kevlar« bekannt. 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. Nach der Aushärtung des Klebstoffes wird die Stirnfläche schließlich geschliffen und poliert. Da die Kapillare bereits werkseitig im Steckerstift zentrisch angeordnet wurden, erübrigt sich die Einmessung des Lichtwellenleiters mit Hilfe von Zentriereinrichtungen. Damit ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe voll gelöst.

Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel in zwei Figuren näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Längsschnittbild der Steckvorrichtung,

F i g. 2 verdeutlicht den Aufbau durch eine perspektivische Darstellung der Einzelteile im nichtmontierten Zustand, jedoch in der montagegerecbten Folge.

Aus F i g. 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

ίο 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 Umhü!- lung 2 freigelegt und in der Bohrung 7 eines Grobzentrierteiles 5 fixiert 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 Einführungsteil der Abfanghülse 19 eingeführt und durch einen Schrumpfschlauch 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 Feinzentnerungen 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 Stecker-Stiftes 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 wprkseitig 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. 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 Kupplungshülse 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 Überwurfmutter 17, die unverlierbar durch einen Gleitring 15 und einen Federring 16 an der Abfanghülse 19 drehbar befestigt ist. Die Überwurfmutter 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 Toieranzausgieich 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.

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. 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.

In Fig.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 der Abfanghülse 19 verklebt wird Hierdurch erfolgt die Zugabfangung der Lichtwellenleiterader. 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 Abfangung mit Hilfe eines Schrumpfschlauchstückes, das auf die Abfanghülse 19 und den Mantel 4 der Lichtwellenleiterader aufgeschrumpft wird, erreicht wird. Dabei dient der Schrumpfschlauch 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. 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. 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 Überwurfmutter 17 wird schließlich über die

ίο montierte Steckvorrichtung soweit aufgeschoben, bis nach Einlage eines Gleitringes 15 eine drehbare Fixierung mit Hilfe eines Federringes 16, der in eine umlaufende Nut der Abfanghülse einrastet, erreicht werden kann. Damit ist die Steckvorrichtung gemäß der Erfindung gebrauchsfertig montiert, wobei weitere Messungen oder Justierungen nicht mehr nötig sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. 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 Hülse angeordnet ist, wobei die Öffnung des Kapillarrohrs in der Stirnfläche auf den Außendurchmesser der Hülse zentriert ist und mit einer Abfanghülse, in der das Ende des Lichtwellenleiters mit seinen Umhüllungselementen Fixiert ist, wobei in der Abfanghülse auf der Einführungsseite Zugentlastungselemente für den Mantel und für die Umhüllung des Lichtwellenleiters angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfanghülse (19) von dem Steckerstift (12) brennbar ist, daß die Abfanghülse (19) auf der Kupplungsseite einen Grobzentrierungsteil (5) für den blanken Lichtwellenleiter (1) und eine zylindrische Bohrung (23) für die Aufnahme des Steckerstiftes (12) aufweist, daß der Steckerstift (12) einen Aufnahmetrichter (8) zum Einführen des im Grobzentrierteil (5) fixierten und vorzentrierten blanken Lichtwellenleiters (1) und das hieran fluchtend sich anschließende Kapillarrohr (11) aufweist.

2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (11) aus Glas besteht.

3. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (11) aus einer Metallhülse gebildet ist.

4. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (11) aus Keramik besteht.

5. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (22) des Steckerstiftes (12) plangeschliffen ist.

6. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberwurfmutter (17) zur Verbindung mit einer Kupplungshülse so angeordnet ist, daß sie über Abstützmittel (15,16) an der Abfanghülse (19) eingreift.

7. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Quetschring (18) auf den zugfesten Elementen (3) des Lichtwellenleiters angeordnet ist.

8. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schrumpfschlauch (20) auf der Einführungsseite der Abfanghülse (19) und auf der Umhüllung (4) des Lichtwellenleiters angeordnet ist.

9. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherung gegen Verdrehen um die Längsachse des Steckerstiftes (12) angeordnet ist.