DE3216560A1

DE3216560A1 - Steckereinrichtung zum verbinden zumindest einer lichtleitfaser mit einem weiteren optischen element

Info

Publication number: DE3216560A1
Application number: DE3216560A
Authority: DE
Inventors: Giok Djan Khoe; Johannes Henricus Van Leest; Lambertus Johan 5621 Eindhoven Meuleman
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1981-05-12
Filing date: 1982-05-04
Publication date: 1982-11-25
Also published as: CA1169281A; DE3216560C2; NL8102309A; CH659529A5; FR2506033A1; SE8202899L; FR2506033B1; JPS6233563B2; DK208682A; SE454545B; GB2098354B; GB2098354A; JPS57192914A; US4478485A

Description

PHN 10.047 >< Ψ. 23-12-1981

"Steckereinrichtung zum Verbinden zumindest einer Lichtleitfaser mit einem weiteren optischen Element".

Die Erfindung betrifft eine Steckereinrichtung zum Verbinden zumindest einer Lichtleitfaser mit einem weiteren optischen Element, wie einer Lichtquelle, einem Lichtdetektor oder einer anderen Lichtleitfaser, wobei das optische Element und das Ende der Lichtleitfaser in einer zylindrischen Hülle befestigt sind, welche Steckereinrichtung zwei Halterungen umfasst, wobei in jeder Halterung zumindest eine zylindrische Hülle in der Längsrichtung federnd angeordnet ist, welche Steckereinrichtung weiter mit zumindest einer V-förmigen Rille und mit Federmitteln versehen ist, die die Hüllen in die V-Rille mittels eines in einer Halterung befestigten Stifts in einem Verbindungszustand der Lichtleitfaser und des optischen Elements einklemmen.

Eine derartige Steckereinrichtung ist aus der veröffentlichten britischen Patentanmeldung GB 205^893A bekannt. Die in der Patentanmeldung veröffentlichte Steckereinrichtung enthält aus einer gebogenen Feder bestehende Federmittel, die der Stift auf die im Stecker angeordneten Hüllen drückt, sobald die auf einer ersten Halterung befestigte Kappe über einen ausragenden Teil eines Stiftes schiebt, der in der zweiten Halterung befestigt ist. Die beiden Hüllen müssen von der Feder in die V-Rille gedrückt und eingeklemmt werden, wobei die Halterungen weiter in— einander geschoben werden, um die erforderliche Ausrichtung der in den Hüllen befestigten Fasern zu verwirklichen. Da die Stirnflächen der (Lichtleitfasern in den) Hüllen beim Aufbau der Steckereinrichtung aneinander gepresst werden, können durch die an dieser Stelle auftretende Reibung folgende Situationen entstehen: 1) die Hüllen legen sich nicht genau in die V-Rille ("halten einander fest") oder 2) die Stirnflächen schieben sich übereinander (wodurch Beschädigungen auftreten) und die Hüllen legen sich in der

PHN 10 0^7 fSC· 24.12.1081

gewünschten Position in die V-Rille. Im ersten Fall tritt ein Lichtverlust auf (insbesondere bei einer Verbindung zwischen im Monobetrieb arbeitenden Lichtleitfasern) und im zweiten Fall tritt Beschädigung der Stirnflächen auf, wodurch ebenfalls Lichtverlust eintritt (u.a. durch Verschmutzung, durch Abschliff von Graten an den Stirnflächen).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckereinrichtung zum Verbinden einer Lichtleitfaser mit einer Lichtquelle, it einem Lichtdetektor oder mit einer weiteren Lichtleitfaser zu schaffen, die sich auch zum Verbinden von im Monobetrieb arbeitenden Lichtleitfasern eignet, wobei die Hüllen bei der Betätigung der Federmittel zum Einklemmen der Hüllen in die V-Rille nicht bewegt werden müssen und bereits genau in der V-Rille positioniert sind.

Diese Aufgabe wird mit der erfindungsgemässen Steckereinrichtung dadurch gelöst, dass der Durchmesser eines zwischen der V-Rille und den Federmitteln eingeschriebenen Kreises, der in einer Ebene quer zur Längsrichtung

²⁽¹ der V-Rille gerichtet ist, kleiner als der Durchmesser der Hüllen ist, damit jede Hülle beim Einstecken der Steckereinrichtung durch die Federmittel anliegend an der V-Rille gehalten wird, bevor sich die Stirnflächen der Hüllen oder der darin befestigten Lichtleitfasern einander berühren.

Bei einer erfindungsgemässen.Steckereinrichtung sorgen die Federmittel dafür, dass die Hülle in ihrer endgültigen Position in der V-Rille liegt, bevor die Hülle eingeklemmt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Steckereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel eine Anpressfeder und eine Klemmfeder enthalten, wobei die Anpressfeder zwischen der V-Rille und der Klemmfeder angeordnet ist, wobei die Klemmfeder unter Einwirkung des Stiftes die Hülle über die Anpressfeder in die V-Rille einklemmt. Mit der Anpressfeder wird die Hülle leicht in die V-Rille gepresst, wobei die verhältnismässig schwere Klemmfeder erst eingesetzt wird, sobald die Hülle ihre endgültige Lage erreicht hat. Dieser Aufbau ist vor-

PHN 10.047 yCn 23-12-1981

teilhaft, weil eine leichte Anpressfeder leichter von der Hülle beiseite gedrückt wird, als eine weniger elastische Klemmfeder.

Eine weitere Ausführungsforra der erfindungsgemassen Steckereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer Halterung mehrere Hüllen (nahezu) parallel zueinander angeordnet sind. Mit einer derartigen Halterung ist mit einer einfachen Verbindungsbewegung eine Simultanverbindung mehrere Lichtleitfaserpaare möglich, was vorteilhaft ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen zentralen Verbindungsteil und Steckerhalterungen, Fig. 2 einen Querschnitt durch den zentralen Verbindungsteil,

Fig. 3a und b eine Ansicht einer Steckereinrichtung zum Simultanverbinden mehrerer Lichtleitfaserpaare nach der Erfindung, und

Fig. h einen Schnitt durch eine Hülle mit einer darin angeordneten Lichtquelle.

Die in Fig. 1 dargestellte Steckereinrichtung enthält einen zentralen Verbindungsteil J_ und zwei Halterungen j2 (von denen eine im Schnitt und eine in der Ansieht dargestellt sind), die von beiden Seiten mit einer ausragenden Hülle 3 und einem ausragenden Stift h in den zentralen Verbindungs teil _1_ eingeschoben werden. Jede Halterung _2 hat eine erste Ausnehmung 5, in der der Stift k mit einer Sicherungsfeder 6 fixiert ist. In einer zweiten Ausnehmung 7 ist die Hülle 3 federnd angeordnet. Deshalb ist die Hülle 3 mit einem Sicherungsring 8 versehen, an den ein Ende einer Spiralfeder 9 drückt. Die Spiralfeder 9 stützt sich mit dem anderen Ende an einem in der Ausnehmung 7 ausgebildeten Rand 10 und drückt die Stirnfläche 11 der Hülle an einen im zentralen Verbindungsteil J_ angeordneten Stift 12. Die Halterung 2_ ist weiter noch mit einer federnden Klaue 13 versehen, die in dem Verbindungszustand der Halterung _2 mit dem Verbindungs teil J_ hinter einen Rand 14

PHN 10 Ο47 ¹^l" · 24.12.1981

des Verbindungsteils 1 greift, um irrtümliches Lösen der Halterung Z^ aus dem Teil J_- zu vermeiden. Die Halterung Z ist mit einem Druckknopf 15 ausgerüstet, mit dem die Klaue 13 vom Rand i4 lösbar ist, wonach, die Halterung j2 sich aus dem Verbindungsteil J_- entfernen lässt.

Die Halterung 2i ist weiter mit einer Kammer 16 versehen, in dor in Schleifenform ein Teil 17 der Licht--. .". , leitfaser 19 gespeichert ist, um eine ungehemmte Bewegung der Hülle 3, in dei ain Ende 18 der Lichtleitfaser 19 montiert ist, zu gewährleisten. Die ummantelte Faser 19 ist in einer von mehreren Offnungen 20 verklebt oder eingeklemmt, so dass der Teil 17 der Faser 19 nicht aus der Kammer 16 herausgezogen werden kann. Die Halterung _2 ist mit mehreren Offnungen 20 versehen, um die Faser 19 nach Bedarf aus einer gewünschten Richtung in die Halterung _2 einzuführen.

Das Faserende 18 ist in einer Glaskapillare 21 verklebt, die selbst in der Hülle 3 befestigt ist. Die Hülle 3 ist mit zwei Aufliegerändern 22 versehen, deren Aussenumfang mit dem Lichtleitkern des Faserendes 19 konzentrisch ist. Eine derartige Hülle 3 mit konzentrischen Auf liegerändern 22 und ihre. Herstellung ist u.a. in der niederländischen Patentenmeldung 78 09 725 beschrieben.

Der zentrale Verbindungsteil J_- (siehe weiter Fig.2) enthält ein Gehäuse 28 und einen steifen Block 25, in dem -'-- eine V-Rille 26 gebildet ist. Der Block 25 ist mit zwei Bolzen 27 im Gehäuse 28 befestigt, das weiter mit zwei Bohrungen 29, 30 und zwei Kammern 31 und 32 versehen ist. In die erste Bohrung 29 ragt der Block 25 mit der V-Rille Zwischen den zwei Bohrungen 29 und 30 liegen die zwei-Kammern 31 und 32 nebeneinander. In jeder Kammer 31 und 32 sind eine Klemmfeder 33 und 3k und eine Andruckfeder 35 und befestigt, wobei die Andruckfeder 35 und 36 sich zwischen der V-Rille 2.6 und der Klemmfeder 33 und 34 befindet. Der eingeschriebene Kreis zwischen der Andruckfeder 35 und 3^> und der V-Rille 26 (quer iur Längsrichtung der Rille 26 gesehen) ist etwas kleiner als der Durchmesser der Hülle zwischen den Aufliegerändern 22.

PHN 10 O47 y$ 24.12.1981

Wird eine erste Halterung j2 mit dem zentralen Verbindungsteil J_- verbunden, wird die Hülle 3 in die Durchbohrung 29 und unter die Andruckfeder 35 oder 36 in die V-Rille 26 eingeschoben. Eine geringe Anpresskraft der Andruckfeder 35 oder 36 drückt die Auflageränder 22 in die Rille 26 (beispielsweise mit höchstens 1 N). Die Hülle 3 wird soweit in die Bohrung eingeschoben, dass die Stirnfläche 11 der Hülle 3 an den Stift 12 stösst. Jetzt liegt die Hülle 3 still, wobei die Spiralfeder 9 eingedrückt wird, wenn die Halterung 2 weiter zum Verbindungsteil 1 hinbewegt wird. Dabei läuft der Stift k in der Durchbohrung 30 auf die U-förmige Klemmfeder 33 oder 3k auf, wodurch sie um den Stift ko gedreht und zur V-Rille 26 hingepresst wird. Die Andruckfeder 35 ist vorzugsweise die Blattfeder, die an einer Seite im zentralen Verbindungsteil 1 fixiert ist und vom fixierten Ende gesehen, eine erste von der V-Rille 26 angewandte Biegung 35' und eine zweite der V-Rille zugewandte Biegung 35" besitzt. Die U-förmige Klemmfeder 33 liegt mit einem Arm 33' an der ersten Biegung 35* der Blattfeder 35. Bei der Betätigung der Klemmfeder 33 durch den Stift k dreht sich die Klemmfeder 33 um den Stift kO und presst die erste Biegung 35' der Blattfeder 35 zur V-Rille Hierdurch bewegt sich der nicht fixierte Teil (Biegung 35") der Blattfeder 35 in der Richtung des Stiftes 12 und schiebt eine in der V-Rille 26 angeordnete Hülle 3 in der Richtung des Stifts 12. Bei weiterem Eindrücken der Klemmfeder 33 vom Stift k greift das Ende des Arms 33' zwischen der ersten und der zweiten Biegung 35" an der Blattfeder 35 an. Vorzugsweise greift das Ende bei der zweiten Biegung 35" an, an welcher Stelle sie bereits mit der Hülle 3 kontaktiert. Hierdurch wird die still liegende und bereits von der Andruckfeder 35 oder 3^ genau in der Rille 26 positionierte Hülle 3 eingeklemmt. Durch das Weiterbewegen der Halterung 2_ greift schliesslich die Klaue I3 hinter den Rand 14 im Gehäuse 28, wodurch die Verbindung zwischen der Halterung_2 und dem Teil λ. verwirklicht wird.

Wird eine zweite Halterung _2 mit dem Teil Λ_ verbunden, erfolgt dies auf identische Weise, wobei jedoch

PHN 10 Ο47 JfH. 24.12.1981

die Stirnfläche 11 der Hülle 3 nicht an den Stift 12 aufläuft. Die Stirnfläche 39 der. Glaskapillaren 21 werden aufeinander auftreffen, wobei die beiden Hüllen 3 bereits richtig in der Rille Z6 anliegen. Es sei bemerkt, dass die Klemmfedern 33 und 3k die Stifte k auch im Gehäuse 28 einklemmen und dass die Verriegelung der Halterungen 2 mit der hinter den Rand ik greifenden Klaue 13 eine Sicherung gegen irrtümliches Losen der Halterungen _2 ist.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den zentralen Verbindungsteil J_- dargestellt. Das Gehäuse 28 enthält einen schachteiförmigen Teil 28a und einen Deckel 28b, die mit Bolzen 27 und 27' (siehe Fig. i) miteinander befestigt sind. Mit den Bolzen 27 ist auch der Block 25, in dem eine V-Rille 26 gebildet ist, zwischen dem Teil 28a und dem Deckel 28b befestigt. Im Schnitt sind weiter die Bohrungen 29 und 30 klar ersichtlich. Die Bohrung 29 ist einseitig von der Andruckfeder 35 begrenzt. Die Bohrung 30 ist einseitig von der Klemmfeder 33 begrenzt, von der in der Figur an zwei Stellen ein Schnitt infolge ihrer U-Form ersichtlich ist, und dessen gebogenes MittelstUck hinter dem in der Figur dargestellten Stift ko durchgeht.

Die Steckereinrichtung 100 nach der Erfindung, die in Fig. 3a dargestellt ist, enthält einen zentralen Verbindungsteil 50, Halterungen 51 und eine mehrfache Halterung 52. Mit der Steckereinrichtung 100 können"simultan mehrere (im Beispiel der Fig. 3a fünf) Verbindungen zwischen Lichtleitfasern, die in je einer einfachen Halterung 51 befestigt sind, und fünf weitere Lichtleitfasern, die zu einem Kabel 58 zusammengefügt und in der Halterung 52 befestigt sind, verwirklicht werden.

Die einfachen Halterungen 51 sind den in Fig. 1 dargestellten Halterungen 2. gleich. Die mehrfache Halterung 52 und der zentrale Verbindungsteil 50 sind faktisch eine Parallelschaltung derartiger einfacher Halterungen 2, bzw. zentraler Verbindungsteile J_-.

Jedoch ist es nicht notwendig, dass der zentrale Verbindungsteil 50 fünf getrennt arbeitende Klemmfedern besitzt (die von Stiften ^k an der Halterung 52 betätigt

PHN 10 O47 JT Λ O- 24.12.1981

werden). Nachdem die Hüllen 56 in die Bohrungen 55 eingesteckt sind und an ihrer Stelle liegen, werden mit Hilfe der Stifte 5^·» wenn sie in die Bohrungen 57 eingesteckt werden, die Hüllen 56 in den Teil 50 eingeklemmt. Anstelle von fünf einzelnen Klemmfedern können auch eine oder zwei Klemmfedern verwendet werden, die dabei fünf oder zwei oder drei Hüllen einklemmen. Die Anzahl der Stifte 54 braucht daher nicht der Anzahl in einer mehrfachen Halterung 5^ befestigten Anzahl von Hüllen 56 entsprechen.

Die Steckereinrichtung 200 nach Fig. 3b enthält einen zentralen Verbindungsteil 60 und zwei Halterungen An jede Halterung 61 ist ein Kabel 62 angeschlossen, das sechs Lichtleitfasern enthält (die in der Figur nicht sichtbar sind). In jeder Halterung 61 sind sechs Hüllen 63, in denen Enden der Lichtleitfasern montiert sind, federnd um einen zentralen Stift 64 angeordnet. Die Hüllen 63 werden in im zentralen Verbindungsteil 6ö gebildeten Bohrungen simultan eingesteckt, die mit je einer (nicht dargestellten) V-Rille versehen sind. Der Stift 64 passt in ein Loch 66 und betätigt simultan sechs Klemmfedern (in der Figur nicht sichtbar), um die sechs Hüllen 63 in den erwähnten V-Rillen zu fixieren.

In Fig. 4 ist eine Verbindung zwischen einer Lichtleitfaser und einem weiteren optischen Element in der Gestalt eines Halbleiterlasers dargestellt, die in je einer zylindrischen Hülle 72 und 73 befestigt sind, die an einer Wand 74 einer nicht weiter dargestellten V-Rille anliegen, in der die Hüllen 72 und 73 angeordnet sind. Die Lichtleitfaser 70 ist in einer Glaskapillare 75 befestigt, die selbst in der Hülle 72 verklebt ist.

Der Halbleiterlaser 71 ist an einem Ende einer elektrisch leitenden und wärmeleitenden Buchse 79 montiert. In der Buchse 79 ist ein von einer Isoliermasse 80 (zum Beispiel von Glas) umgebener elektrischer Leiter 81 befestigt, der über einen Draht 81· mit dem Halbleiterfaser elektrisch verbunden ist. Ein für den Laser 71 hermetisch geschlossener Raum ist mit Hilfe einer in einem Ring 82 befestigten Glasplatte 83 verwirklicht, wobei der Ring 82

PHN 10 0^7 8/· AA . 2^.12.1981

mit einer weichen und leicht verformbaren Metallegierung 8k (z.B. Indium-Zinn) in der Hülle 73 befestigt ist. Durch die Verwendung der weichen Metallegierung 8k ist der Ring zusammen mit der Glasplatte 83 in bezug auf den Laser verschiebbar, wodurch eine auf der Glasplatte 83 befestigte Linse 85 auf den Laser 71 ausgerichtet werden kann.

10

15

20

25

30

35

Claims

PHN 10.047 pS 23-12-1981 PATENTANSPRÜCHE;

1. Steckereinrichtung zum Verbinden zumindest einer LichtleitfaBer mit einem weiteren optischen Element, wie einer Lichtquelle, einem Lichtdetektor oder einer anderen Lichtleitfaser, v-hei das optische Element und das Ende der Lichtleitfaser in einer zylindrischen Hülle befestigt sind, welche Steckereinrichtung zwei Halterungen umfasst, wobei in jeder Halterung zumindest eine zylindrische Hülle in der Längsrichtung federnd angeordnet ist, welche Steckereinrichtung weiter mit zumindest einer V-förmigen Rille und Federmitteln versehen ist, die die Hüllen in die V-Rille mit Hilfe eines in einer Halterung befestigten Stifts bei einem Verbindungszustand der Lichtleitfaser mit dem optischen Element einklemmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser eines zwischen der V-Rille und den Federmitteln eingeschriebener Kreis, der in einer Ebene quer zur Längsrichtung der V-Rille gerichtet ist, kleiner ist als der Durchmesser der Hüllen, damit jede Hülle beim Einstecken der Steckereinridtung mittels der Federmittel im Anliegezustand mit der V-Rille gehalten wird, bevor sich die Stirnflächen der Hüllen oder der darin befestigten Lichtleitfaser oder des optischen Elements einander berühren.

2. Steckereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel eine Andruckfeder und eine Klemmfeder enthalten, wobei die Andruckfeder zwischen der V-Rille und der Klemmfeder angeordnet ist, wobei die Klemmfeder mit Hilfe des Stiftes an die Andruckfeder drückt und die Hülle in die V-Rille einklemmt.

3· Steckereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckfeder eine einseitig-fixierte

3Q Blattfeder ist, die vom fixierten Ende ab gesehen eine erste, der V-Rille abgew^idte Biegung und eine zweite, der V-Rille zugewandte Biegung aufweist, und dass die Klemmfeder eine U-Form besitzt, wobei ein erster Arm der Klemm-

PHN 10.047 I^ «& 23-12-1981

feder an der ersten Biegung auf der Blattfeder anliegt.

4. Steckereinrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass beim Betätigen der Klemmfeder vom Stift der erste Arm der Klemmfeder die erste Biegung der Blattfeder in Richtung der V-Rille presst und dann mit dem Ende des ersten Arms zwischen der ersten und der zweiten Biegung, vorzugsweise nahe bei der zweiten Biegung, an die Blattfeder angreift.

5. Steckereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülle mit zwei Aufliegerändern versehen ist, an denen die Hülle in der V-Rille anliegt, wobei im Verbindungszustand der Halterungen die Andrückfeder mit ihrer zweiten Biegung zwischen den Aufliegerändern auf der Hülle ruht.

6. Steckereinrichtung nach Anspruch 2, 3> 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckereinrichtung einen zentralen Verbindungsteil enthält, in dem die V-Rille gebildet ist, und gegenüber der V-Rille zwei U-förmige Klemmfedern angeordnet sind, von denen ein Ende in eine parallel zur V-Rille verlaufende Durchbohrung ragt und das andere Ende sich der V-Rille gegenüber und hinter der Andruckfeder befindet, wobei in jeder Halterung ein Stift starr befestigt ist, der sich in der gleichen Richtung wie die Hülle erstreckt, wobei beim Einstecken der Hülle in den zentralen Verbindungsteil der Stift in die Durchbohrung eingesteckt wird und an ein Ende einer Klemmfeder anläuft.

7. Steckereinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3» 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Längsrichtung der V-Rille gesehen nahezu halbwegs ein Anlaufstift zwischen den beiden Klemmfedern vorgesehen ist, wobei beim Einstecken der Hülle in die V-Rille und des Stifts in die Durchbohrung die Hülle an den Anlaufstift oder an eine bereits in der V-Rille eingeklemmte Hülle anläuft, bevor der Stift mit der Klemmfeder kontaktiert.

8. Steckereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass in einer Halterung mehrere Hüllen (nahezu) parallel zueinander angeordnet sind.

: :: . : ::„„ ·..-* : 32 I 6560

»A ·- Λ A ** Λ * ft* <■·**

PHN 10.047 ^o 23-12-1981

9· Steckereinriclatung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl in einer Halterung angeordneter Hüllen grosser als die Anzahl in der Halterung befestigter Stifte ist, wobei im Verbindungsteil genau so viel V-Rillen als Hüllen in einer Halterung vorgesehen sind und der Verbindungsteil zumindest eine Klemmfeder zum Einklemmen zumindest zweier Hüllen enthält.