DE3234913A1

DE3234913A1 - Thermisch betaetigbare vorrichtung zur verbindung von faseroptischen leitungen

Info

Publication number: DE3234913A1
Application number: DE19823234913
Authority: DE
Inventors: Harold A. 02760 North Attleboro Mass. Roberts; Robert A. 02760 Plainville Mass. Wey
Original assignee: Augat Inc
Current assignee: Augat Inc
Priority date: 1981-09-21
Filing date: 1982-09-21
Publication date: 1983-04-07
Also published as: GB2107078B; CA1193844A; US4458984A; FR2513395B1; FR2513395A1; JPS5875105A; GB2107078A

Description

Augat Inc.,
89 Forbes Boulevard, Mansfield, Massachusetts 02048, V.St.A.

Thermisch betätigbare Vorrichtung zur Verbindung von faseroptischen Leitungen

Die Erfindung betrifft eine thermisch betätigbare Vorrichtung zur Verbindung von faseroptischen Leitungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Dabei hat die Erfindung insbesondere eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden faseroptischer Leitungen zum Gegenstand.

Faseroptische Leitungen zur mehrkanaligen informationsmodulierten Lichtübertragung müssen häufig stirnendig miteinander verbunden werden, um das Licht von einer faseroptischen Leitung auf eine weitere faseroptische Leitung weiterzuübertragen. Derartige Verbindungen können entweder als dauerhafte Verbindungen oder derart ausgeführt werden, daß sie ein wiederholtes Verbinden und Trennen ermöglichen. Bei der letzteren Verbindungsart besteht das Bedürfnis nach einem leicht betätigbaren Verbindungsmechanismus, der vorzugsweise zur Verbindungsherstellung an Ort und Stelle in faseroptischen übertragungsanlagen von den die faseroptischen Leitungen installierenden Monteuren eingesetzt

werden kann. Die Installation faseroptischer Kabel an Ort und Stelle ist jedoch nicht nur schwierig, sondern bedingt auch die Gefahr der Verunreinigung der Faserenden, wodurch die Qualität der optischen Kopplung verringert wird.

Ein für solche Einsatzfälle vielversprechend erscheinendes System sieht die Verwendung von Werkstoffen vor, die ein Pormgedächtnisverhalten zeigen, beispielsweise eine Nickel-Titan-Legierung. Dieser Formgedächtniseffekt äußert sich darin, daß der Werkstoff, wenn er bei hohen Temperaturen von beispielsweise 500 C geglüht wird, seine in diesem Zustand vorhandene Form gewissermaßen konserviert. Bei Raumtemperatur kann der Werkstoff in eine andere Form verformt werden, aber beim Wiedererhitzen auf einen vorgegebenen Temperaturbereich sucht er dann in seine ihm während des Glühens aufgeprägte Form zurückzukehren, selbst wenn er durch eine Federkraft gehemmt wird. Beim nachfolgenden Abkühlen bringt die Federkraft den Werkstoff dann wieder in seine verformte Form zurück.

Diese Werkstoffeigenschaft wird bei der Verbindung faseroptischer Leitungen ausgenützt, indem sie bei der Herstellung von drei V-förmigen Winkelelementen zur Wirkung gebracht wird, die dann speichenartig in eine elastische Hülse eingesetzt werden und zusammen zwischen ihren Scheiteln einen Aufnahmekanal zur Aufnahme der faseroptischen Leitungen bilden. Dieser Aufnahmekanal kann dann wahlweise erweitert werden, indem den Winkelelementen Wärme zugeführt wird, so daß sie eine weniger stark abgewinkelte Form einzunehmen suchen, die ihnen im Zuge der Herstellung durch einen Glühvorgang aufgeprägt worden ist. Der so erweitere Aufnahmekanal ermöglicht das Einführen der beiden zu verbindenden faseroptischen Leitungen von beiden Stirnenden dieses Kanals, und nach Abkühlen der Winkelelemente werden diese faseroptischen Leitungen sodann zwischen den Scheiteln der drei Winkelelemente eingespannt, wenn der Aufnahmekanal sich wieder verengt. Diese Konstruktion des Aufnahmekanals ist insofern vorteilhaft, als sie die Gefahr der Verunreinigung der Leitungs-

ff

faserenden durch Schmutzteilchen bei deren Einführung in den Aufnahmekanal auf ein Minimum reduziert, so daß eine hohe Qualität der optischen Kopplung erwartet werden kann.

Obwohl eine derartige Vorrichtung zur Verbindung faseroptischer Leitungen brauchbar erscheint, kann sie nicht allen Anforderungen gerecht werden, die aufgrund der Gegebenheiten der faseroptischen Leitungsinstallation an Ort und Stelle einer Übertragungsanlage gestellt werden, wo die Monteure wiederholt Verbindungen herstellen, verbundene Fasern wieder voneinander trennen und neu miteinander verbinden müssen.

Eines der Probleme, die sich dem Anlagenmonteur stellen, ist die Möglichkeit geringfügiger Durchmesserdifferenzen zweier miteinander zu verbindender faseroptischer Leitungen. In diesem Fall würde bei der oben beschriebenen Vorrichtung der sich wieder zusammenziehende Aufnahmekanal zwar das Ende der dickeren Faserleitung fest einspannen, während jedoch die dünnere Faserleitung mit ihrem Ende weniger genau ergriffen wird, so daß Fluchtungsfehler der miteinander verbundenen Faserleitungen möglich sind und daher die optische Kopplung zwischen diesen Faserleitungen verschlechtert wird. Außerdem ist bei der oben beschriebenen Vorrichtung größte Sorgfalt bei der Wärmezufuhr zu den die Formgedächtniseigenschaft aufweisenden V-WinkeIelementen erforderlich, um eine übermäßige Ausdehnung des Aufnahmekanals und die dadurch gegebene Möglichkeit zu vermeiden, daß Fasern der faseroptischen Leitungen zwischen die Schenkel der Winkel rutschen können, und außerdem um übermaßige Beanspruchungen der Vorrichtung durch übermäßige Wärmezufuhr zu vermeiden. Weiterhin ist problematisch, daß der Durchmesser des Aufnahmekanals auch in seinem durch Wärmeeinwirkung erweiterten Zustand außerordentlich klein ist, was das Einführen der faseroptischen Leitungen von den Stirnenden des Aufnahmekanals zu einer schwierigen, dem Einfädeln einer Nadel vergleichbaren Arbeit werden läßt.

Selbst bei erfolgreichem Einführen der Faserleitungen von beiden Stirnenden des Aufnahmekanals her verbleibt das Problem, die Faserleitungen während des Abkühlzyklus der Vorrichtung in stirnseitigem gegenseitigem Kontakt oder wenigstens nahezu miteinander in Kontakt zu halten, bis sich der Aufnahmekanal so weit wieder verengt hat, daß er die beiden faseroptischen Leitungen in der präzisen, stirnseitig aneinanderstoßenden Verbindungsstellung einspannt*

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die sich durch eine bessere Handhabbarkeit im Gebrauch auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine thermisch betätigbare Vorrichtung zur Verbindung von faseroptischen Leitungen vor, bei welcher Werkstoffe mit Formgedächtniseigenschaften in Form einer Anzahl von V-artigen, innerhalb einer Hülse speichenartig angeordneten Winkelelementen verwendet werden, die an ihren Scheiteln jeweils einen über die ganze Scheitellänge verlaufenden Rücken haben, so daß zwischen diesen Scheitelrücken ein Aufnahmekanal kleinen Durchmessers gebildet ist, der so bemessen ist, daß die miteinander zu verbindenden faseroptischen Leitungen eingespannt werden können. Die, die Winkel umschließende Hülse ist elastisch und erzeugt, nachdem der Aufnahmekanal durch Wärmeeinwirkung zwecks Einführens der Faserleitungen erweitert worden ist, eine Federkraft auf die Winkelelemente im Sinne einer Wiederverengung des Aufnahmekanals auf seinen kleinen Durchmesser. Das Problem einer möglichen Überdehnung durch die den Formgedächtniseffekt aufweisenden Winkelelemente wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülse von einem starken, die Dehnbarkeit der Hülse begrenzenden zylindrischen Ringkörper umgeben ist. Bei Raumtemperatur sitzt die Hülse lose in dem Ringkörper, und bei Erwärmung der Winkelelemente begrenzt der Ringkörper die Dehnung der Hülse und somit auch die Aufweitung des Aufnahmekanals für die Faserleitungen. Außerdem wirkt der Ringkörper als Wärmesammler im Sinne

einer gleichmäßigen Verteilung der beispielsweise durch ein elektrisches Bügeleisen der Hülse und den WinkeIelementen zugeführten Wärme.

Der Ringkörper ist seinerseits in einem zweiteiligen Gehäuse untergebracht, das ein Bodenteil und ein Deckelteil aufweist und im zusammengesetzten Zustand den Ringkörper umschließt und als Wärmeisolation gegen einen Wärmeverlust wirkt, wodurch die Gleichförmigkeit der Wärmezufuhr zu den Winkelelementen weiter verbessert wird. Das Gehäuse ist mit präzise positionierten Nuten versehen, die zur Führung der faseroptischen Leitungen durch das Gehäuse hindurch unmittelbar in den sich im erweiterten Zustand befindenden Aufnahmekanal hineinführen, um dadurch das Einfädeln der faseroptischen Leitungen in den Aufnahmekanal zu erleichtern. Im Bereich der Stirnenden des Aufnahmekanals sind die den Aufnahmekanal begrenzenden Bereiche der Winkelelemente vorzugsweise durch eine Abschrägung oder eine entsprechende Ausbiegung des Winkelwerkstoffs derart konisch ausgebildet, daß im thermisch expandierten Zustand des Aufnahmekanals eine gute Einführung der faseroptischen Leitungen in diesen Aufnahmekanal möglich ist.

An den faseroptischen Leitungen werden vor ihrem Einführen in die Verbindungsvorrichtung die, die Glasfasern umgebende Kunststoffhüllen so weit entfernt, wie die Faserleitung in den Aufnahmekanal einzuführen ist. In dem Gehäuse sind Blattfedern vorgesehen, die an der Kunststoffhülle anliegen und die Faserleitung in den Gehäusenuten beiderseits des Aufnahmekanals festhalten, so daß nach dem Einführen der Faserleitungen in den Aufnahmekanal diese Faserleitungen während des thermisch erweiterten Zustande des Aufnahmekanals und während der Abkühlphase der Winkelelemente sicher in ihrer Position gehalten werden. Die sich abkühlenden Winkelelemente bewirken die Zusammenziehung des Aufnahmekanals um die eingeführten Faserleitungen herum, wodurch diese schließlich in ihrer

Position eingespannt werden. Außerdem sind die Blattfedern so gestaltet und positioniert, daß eine Berührung dieser Blattfedern mit den Glasfasern selbst vermieden wird, während die Glasfasern entlang der Gehäusenuten in den Aufnahmekanal eingeführt werden.

Die den Aufnahmekanal begrenzenden und an den freigelegten Glasfasern im zusammengezogenen Zustand des Aufnahmekanals anliegenden Flächenbereiche der Winkelelemente können alternativ mit einer Schicht aus elastischem Werkstoff überzogen sein, der sich Pasern leicht unterschiedlicher Durchmesser anpassen kann, um sicherzustellen, daß die Enden beider miteinander zu verbindender Faserleitungen gleichmäßig ergriffen und miteinander fluchtend im Aufnahmekanal zentriert werden, um eine optimale optische Kopplung zu erhalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 eine teilweise auseinandergezogene

Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung für faseroptische Leitungen,

Fig. 2 eine Stirnansicht der zusammengebauten

Winkel, der sie umgebenden Hülse, des Ringkörpers und einer eingespannten faseroptischen Leitung der erfindungs

gemäßen Verbindungsvorrichtung,

Fig. 3 eine Stirnansieht auf ein Form

gedächtniseigenschaften aufweisendes Winkelelement, wie es in der erfindungs

gemäßen Vorrichtung Anwendung findet,

	Pig.	5
5
	Fig.	β
10

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in

Pig. 3,

einen Axialschnitt durch die in Fig. 2 gezeigte Anordnung längs der Linie 5-5 in Fig. 2,

eine Stirnansicht eines Winkelelements mit alternativ gestalteter Stirnseite,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7

in Fig. 6,

die vollständige erfindungsgemäße Vorrichtung in teilweise geschnittener
Darstellung, und

in vergrößerter Darstellung den Aufnahmekanal der Verbindungsvorrichtung
im Kupplungsbereich der beiden faseroptischen Leitungen.

Die Erfindung hat eine an der Installations stelle verwendbare Verbindungsvorrichtung zur Verbindung faseroptischer Leitungen unmittelbar an der Installationsstelle zum Gegenstand, bei welcher ein thermisch betätigter Werkstoff mit Formgedächtniseigenschaften Anwendung findet, um das Einführen und Festhalten der faseroptischen Leitungen zu ermöglichen. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 1 in teilweise auseinandergezogener Darstellung gezeigt. Gemäß dieser Darstellung liegen zwei faseroptische Leitungen 10 und 12 in entsprechenden Nuten 14 und 16 eines Gehäuseunterteils 18. Die Nuten 14 und endigen an den Gehäusestirnseiten in großen, V-förmigen Schultern 15, die das Einführen der Faserleitungen in die betreffende Nut erleichtern. Die optischen Faserleitungen und 12 weisen jeweils eine die Glasseele umschließende Kunst-

	Fig.	8
15
	Pig.	9
20

stoffhülle auf, die im Bereich der Nuten 14 und 16 an den Faserleitungen verbleibt, jedoch in dem in einen Leitungsverbinder 20 einzuführenden Endbereich der Faserleitungen und 12 entfernt ist. Der Leitungsverbinder 20 sitzt in einer im Querschnitt V-förmigen Vertiefung 22 des Gehäuseunterteils 18. Diese V-förmige Vertiefung 22 ist präzise unter Berücksichtigung der Abmessungen des Leitungsverbinders 20 und der Nuten 14 und 16 fluchtend ausgerichtet, so daß diese die Glasseele der faseroptischen Leitungen 10 und 12 unmittelbar in den nachstehend noch im einzelnen erläuterten mittigen Aufnahmekanal des Leitungsverbinders 20 hineinführen. Bei der Darstellung der Paserleitung ist die Kunststoffhülle teilweise weggelassen, um die in dieser Kunststoffhülle befindliche Glasseele zu zeigen.

Das Gehäuseunterteil 18 weist weiter eine Gruppe von Bohrungen 24 auf, die zur Aufnahme von Paßzapfen 26 eines Deckeloberteils 28 dienen, welches auf das Gehäuseunterteil Vertiefung 22 und einer entsprechenden, jedoch nicht sichtbaren Vertiefung im Gehäuseoberteil 28 hält. Das Gehäuseoberteil weist außerdem eine öffnung 30 auf, die bei auf das Gehäuseunterteil 18 aufgesetztem Gehäuseoberteil 28 den Zugang zum Leitungsverbinder 20 für ein Wärmezufuhrwerkzeug ermöglicht, dessen Zweck nachstehend noch beschrieben wird. Gehäuseunterteil l8 und Gehäuseoberteil 28 sind vorzugsweise aus einem gut wärmeisolierendem Kunststoff, beispielsweise Torion oder Valox, hergestellt.

Der Leitungsverbinder 20 ist in den Fig. 2, 3> 4 und mehr im einzelnen dargestellt. In der Stirnansicht des Leitungsverbinders 20 in Fig. 2 ist der Glaskern 31 einer faseroptischen Leitung sichtbar, der typiseherweise aus einer inneren Glasseele 32 und einer äußeren Glasumhüllung 34 besteht und in einem Aufnahmekanal 36 eingespannt ist, der durch an den Scheitellinien von drei im Querschnitt jeweils V-förmigen Winkelelementen 44, 46 und 48 verlaufenden Rücken 38, 40 und 42 gebildet ist. Die Winkelelemente 44,

und 48 liegen mit ihren Schenkelenden innerhalb einer Hülse 50, die ihrerseits mit losem Sitz von einem zylindrischen Ringkörper 52 umschlossen ist. Die Winkelelemente 44, 46 und bestehen aus einer Nickel-Titan-Legierung und sind in einem weniger stark abgewinkelten Zustand mit einem V-Winkel von bis zu l80 bei einer hohen Temperatur, vorzugsweise 500 ⁰C, geglüht, wodurch diese weniger stark abgewinkelte V-Porm in die MikroStruktur dieser Winkelelemente eingeprägt ist. Danach sind die Winkelelemente in die in Fig. 2 dargestellte, stärker abgewinkelte V-Porm gebogen und in die Hülse 50 eingesetzt worden. Die Hülse 50 besteht typischerweise aus einem guten Federmetall, beispielsweise Berylliumkupfer. Beim Erwärmen der Winkeleleraente auf ihren Übergangstemperaturbereich, und zwar auf eine gut unterhalb der Glühtemperatur liegende Temperatur, versuchen die Winkelelemente, in die ihnen beim Glühen aufgeprägte Ursprungsform zurückzukehren und drücken dabei die Hülse 50 an den drei Anlagestellen zwischen Hülse und Winkelelemente nach außen in eine dreikantartige Form. Während sich dabei die Winkelelemente 44, 46 und 48 zu strecken suchen, vergrößert sich der Durchmesser des zwischen ihren Scheiteln gebildeten Aufnahmekanals 36 über den Durchmesser der faseroptischen Leitung 31 hinaus und gestattet damit ihr leichtes Einführen oder Herausziehen. Der die Hülse 50 umschließende zylindrische Ringkörper 52 begrenzt das Maß, in welchem die Winkelelemente sich strecken können, und begrenzt damit auch die mögliche Größe der Erweiterung des Aufnahmekanals 36. Dies ist wünschenswert, um eine überdehnung der Winkelelemente und der Hülse 50 zu vermeiden und die Größe des Spalts zwischen den benachbarten Schenkeln bei der Streckung der Winkelelemente auf ein Maß zu begrenzen, bei welchem ein Herausgleiten der optischen Faserleitung 31 aus dem Aufnahmekanal 36 zwischen benachbarte Winkelelemente vermieden wird. Der zylindrische Ringkörper 52 besteht vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, beispielsweise Aluminium, und ist so dimensioniert, daß er einer weiteren Dehnung der Hülse 50 entgegenwirken und eine schnelle Verteilung zugeführter Wärme über den Umfang der Hülse 50 und auf die einzelnen Winkelelemente 44, 46 und 48 bewirken kann.

In Pig. 2 ist die Hülse 50 in ihrem kalten Zustand mit losem Sitz im Ringkörper 52 dargestellt. Bei Erwärmung sitzt die Hülse straff in diesem Ringkörper 52, wobei der erweiterte Aufnahmekanal 36 in der Mittelachse des Ringkörpers liegt. Die Lage der Nuten 14 und 16 sowie die Lage des Ringkörpers 52 in der Vertiefung 22 (Fig. 1) sind so abgestimmt, daß der Aufnahmekanal 36 unmittelbar mit der Lage des Glaskerns der faseroptischen Leitungen 10 und 12 fluchtet, die in den Nuten 14 und 16 liegen. Aber selbst dann kann wegen der kleinen Abmessungen des Aufnahmekanals 36 das Einführen einer Paserleitung in den erweiteren Aufnahmekanal 36 schwierig sein. Zur Behebung dieser Schwierigkeit sind die Winkelelemente 44, 46 und 48 an ihren Stirnenden im Bereich der Rücken 38, 40 und 42 ihrer Scheitel abgeschrägt, um eine trichterartige Einführungsöffnung zu bilden, wie beispielsweise in den Pig. 3 und 4 durch die Abschrägungen 54 deutlicher dargestellt ist, sowie in der Schnittdarstellung nach Fig. 5» welche vollständig eingeführte Faserleitungen 10 und 12 zeigt. Die Abschrägung der Scheitel der Winkelelemente an deren Stirnseiten erleichtert das Einführen der Paserleitungen sehr und führt zu einer präzise fluchtenden Lage der Glasseelen der in den Nuten 14 und 16 gehalterten optischen Paserleitungen im erweiteren Aufnahmekanal 36.

Alternativ dazu können zur Erreichung einer guten Führungsfunktion die Winkelelemente 44, 46 und 48 an ihren Stirnenden im Bereich ihrer Scheitelrücken 38, 40 und 42 überdehnt und zurückgebogen sein, um die in den Fig. 6 und 7 dargestellte konkave Wölbung 56 zu erhalten. Da die Winkelelemente beim Zurückbiegen dieses Abschnitts überdehnt worden sind, findet in diesem zurückgebogenen Bereich keine Reaktion auf das Erwärmen auf den Übergangstemperaturbereich im Sinne eines Rückkehrbestrebens in die ursprüngliche V-Porm wie beim übrigen Teil der Winkelelemente statt.

In den Fig. 8 und 9 sind weitere Einzelheiten der erfindungsßemäfaen Verbindungsvorrichtung dargestellt. Fig. 8 zeigt die Vorrichtung teilweise im Längsschnitt und teilweise

in der Ansicht mit gestrichelt eingezeichneten inneren Komponenten. Dabei ist das aus Unterteil 18 und Oberteil 28 bestehende Gehäuse in geschlossenem Zustand mit vollständig eingesetzten faseroptischen Leitungen 10 und 12 dargestellt.

Bei diesen Paserleitungen 10 und 12 ist die Kunststoffumhüllung 58 in dem im Leitungsverbinder 20 liegenden Bereich entfernt, so daß dort die Glasfaser 31 freiliegt, die typischerweise aus einer Glasseele und einer diese umschließenden Glasumhüllung besteht. Die Paserleitungen 10 und 12 werden mittels Blattfedern 60 und 62 mit gewölbtem Mittelabschnitt, der an der Kunststoffumhüllung 58 anliegt, in den Nuten 14 und 16 des Gehäuses festgehalten. Die Breite der Blattfedern 60 und 62 ist vorzugsweise größer als die Breite der Gehäusenuten 14 und 16, so daß die Federn an keiner Stelle des Einführvorgangs der Paserleitungen 10 und 12 mit dem Glaskern 31 dieser Leitungen in Berührung kommen. Ebenfalls zu diesem Zweck sind die Gehäusenuten 14 und 16 ausreichend tief, daß der Glaskern 31 in demjenigen Bereich, in welchem die Kunststoffumhüllung 58 entfernt worden ist, beim Einführen der Paserleitungen 10 und 12 unterhalb der Nutoberkanten gleitet, Die Federn 60 und 62 sind in Aussparungen 64 und 66 im Gehäuseoberteil 28 eingesetzt und stützen sich an der Deckwand dieser Aussparungen ab, um eine nach unten gerichtete Federkraft auf die Faserleitungen auszuüben. Das Gehäuseoberteil 28 ist außerdem mit Inspektionsöffnungen 68 und 70 versehen, die eine Beobachtung der Eintrittsstelle der Paserleitungen 10 und 12 in den Leitungsverbinder 20 ermöglichen, um das vollständige Einführen der Paserleitungen überwachen zu können.

Bei der Verbindung faseroptischer Leitungen mit der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung wird zunächst eine Faserleitung unter Beobachtung durch die Inspektionsöffnung bzw. 70 in den Leitungsverbinder 20 eingeführt. Sodann wird die andere Faserleitung vom anderen Vorrichtungsende her eingeführt, bis das stirnseitige Anstoßen des Faserleitungsendes an der zuerst eingeführten Faserleitung spürbar ist

und die zuerst eingeführte Leitung etwas zurückgeschoben wird, wodurch eine stirnseitige Berührung der beiden Faserleitungsenden sichergestellt ist.

Die beiden Blattfedern 60 und 62 üben eine ausreichend große Federkraft auf die Faserleitungen aus, um diese in ihrer miteinander in stirnseitiger Berührung stehenden Lage festzuhalten, solange der Leitungsverbinder 20 abkühlt, wobei die Federkraft jedoch nur so stark ist, daß sie auch ein Verschieben der jeweils einen Leitung durch die jeweils andere Leitung zuläßt.

Die Anlagestelle der Federn 60 und 62 an der betreffenden Faserleitung liegt weit genug vom Leitungsverbinder 20 entfernt, um eine Biegekraft auf die betreffende Faserleitung an deren Eintrittsstelle in den Leitungsverbinder 20 zu vermeiden. Zusätzlich kann es wünschenswert sein, die Nuten 14 und 16 mit schlangenartigern Verlauf auszubilden, um die Faserleitungen und 12 besser in diesen Nuten des Gehäuseunterteils l8 zu fixieren. Ein derartiger Nutverlauf kann anstelle der Blattfedern 60 und 62 zur Fixierung der Faserleitungen dienen. Um die Erweiterung des Aufnahmekanals 36 beim Erwärmen des Leitungsverbinders 20 überprüfen zu können, kann es wünschenswert sein, im Gehäuseoberteil oder im Gehäuseunterteil 18 einen chemischen oder anderen Wärmeindikator anzuordnen, der in Wärmekontakt mit dem Leitungsverbinder 20 steht und anzeigt, wenn der Leitungsverbinder 20 heiß genug ist, daß der Aufnahmekanal 36 vollständig geöffnet ist, aber auch um feststellen zu können, wenn der Leitungsverbinder 20 so weit abgekühlt ist, daß der Aufnahmekanal 36 sich wieder vollständig zusammengezogen hat.

In der Darstellung nach Fig. 8 ist ein Heizelement 72, beispielsweise ein mit einer geeigneten Spitze versehenes Bügeleisen, in die öffnung 30 eingeführt, so daß es an dem aus Aluminium bestehenden Ringkörper 52 anliegt und über diesen dem Leitungsverbinder 20 Wärme zwecks Erweiterung des Aufnahmekanals 36 zuführt.

Da der Glaskern 31 der faseroptischen Leitungen gewisse Durchmessertoleranzen aufweisen kann, ist es möglich, daß die Mittelachsen der Faserleitungen 10 und 12 im Bereich ihrer innerhalb des Leitungsverbinders 20 liegenden Endabschnitte nicht perfekt miteinander fluchten. Zur Behebung dieses Problems können die Winkelelemente 44, 46 und 48 gewünschtenfalls mindestens im Bereich ihrer Scheitelrücken, welche zusammen den Aufnahmekanal 36 begrenzen, mit einem überzug aus elastischem Werkstoff überzogen sein, über welchen die Glaskerne 31 der Paserleitungen 10 und 12 dann eingespannt sind. Fig. 9 zeigt einen solchen elastischen überzug 7^ auf den Scheitelrücken 44 und 46 (der Scheitelrücken 48 ist nicht sichtbar), wobei dieser elastische überzug 74 vorzugsweise eine Dicke hat, die kleiner als der Durchmesser des Glaskerns 31 ist. Der überzug 74 kann aus einem Werkstoff wie beispielsweise Tetrafluoräthylen bestehen, der schwach verformbar ist, so daß er sich den etwas unterschiedlichen Durchmessern der Glaskerne 31 der beiden Faserleitungen anpaßt und damit eine exakte Fluchtung ihrer Mittelachsen im Einspannungszustand im Leitungsverbinder 20 sicherstellt. Wie dargestellt, sind die Enden 76 und 78 der Faserleitungen 10 und 12 typischerweise als achssenkrechte ebene Stirnflächen ausgebildet und stehen in mechanischer Berührung miteinander.

Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung für faseroptische Leitungen, die oben im einzelnen beschrieben worden ist, ermöglicht also ein leichtes und schnelles Verbinden und Trennen faseroptischer Leitungen, indem ihre Einführung in einen bei Bedarf erweiterungsfähigen Aufnahmekanal erleichtert wird, wobei der Aufnahmekanal in präzise definierter Position mit Bezug auf Positionierungsnuten für die Faserleitungen gehalten wird, und in dem außerdem eine präzise axiale Fluchtung der Faserleitungsenden auch bei Durchmessertoleranzen der Faserleitungen im in der Vorrichtung eingespannten Zustand sichergestellt ist.

Leerseite

Claims

ΡΔΤΒΚΤΛΓΤν/ΔΙ,Τ '"" """ "" "" "" Ψ π T ■ V V PL. ΐ::ο. H. HOI-SISE PB«.;r-riN.--v/j:i,ecB- i/ΓΚΔεβΒ ι* TELEFON ΤΠΙ,ΓΧ 6S3SO2 pciol Λ Augsburg, den 20. September 1982 Anmelderin : Augat Inc., Mansfield Anw.Aktenz.: W.1119 Patentansprüche

1. Thermisch betätigbare Vorrichtung zur Verbindung von faseroptischen Leitungen, gekennzeichnet durch eine Anzahl von in einer elastischen Hülse (50) angeordneten, jeweils im Querschnitt etwa V-förmigen Winkelelementen (44, 46, 48), die zusammen zwischen ihren jeweils zur Hülsenachse weisenden Scheitelbereichen einen Aufnahmekanal (36) zur Aufnahme der zu verbindenden Leitungen (10, 12) bilden und durch Erzeugen einer bestimmten Bedingung entgegen der Federkraft der Hülse im Sinne einer Erweiterung des Aufnahmekanals verformbar sind und sich beim Wegnehmen dieser Bedingung im Sinne einer Einspannung der in den Aufnahmekanal eingeführten Leitungen zwischen ihren Scheitelbereichen wieder zurückverformen, und deren Scheitelbereiche an den Stirnenden der Winkelelemente mit in Richtung zu den Stirnöffnungen des Aufnahmekanals konisch von der Aufnahmekanalachse wegverlaufenden Schrägflächen (38, 40, 42; 56) versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen (38, 40, 42) jeweils durch eine Eckabschrägung gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen jeweils durch einen auswärts gebogenen Bereich (56) der Winkelelemente gebildet sind.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die genannte Bedingung eine Wärmezufuhr ist und daß Mittel (50, 52) zur Zufuhr der Wärme zu den Winkelelementen vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein die Hülse (50) umgebendes Gehäuse (18, 28) mit Wärmeisolationseigenschaften und mit einer Öffnung (30) zur Wärmezufuhr.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelelemente (44, 46, 48) aus einem Werkstoff mit Pormgedächtniseigenschaften bestehen und so ausgebildet sind, daß sie bei Wärmezufuhr sich in eine weniger stark abgewinkelte V-Form zu verformen suchen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Aufnahmekanal (36) begrenzenden Scheitelbereiche der Winkelelemente (44, 46, 48) mit einem elastischen Überzug (74) versehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelelemente (44, 46, 48) aus einer Nickel-Titan-Legierung bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18, 28) Pührungsnuten (14, 16) zum Einführen der Leitungen in die Stirnenden des Aufnahmekanals (36) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9j dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (l8, 28) im Bereich seiner äußeren Führungsnutenden mit als V-artige Schultern ausgebildeten Einlegebereichen (15) versehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch Mittel (60, 62) zum elastischen Festhalten der Leitungen (10, 12) in den im Gehäuse gebildeten Führungsnuten (14, 16).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem Unterteil (l8) und einem Oberteil (28)

-Jf-

besteht und daß die Führungsnuten (14, 16) im Unterteil gebildet und die Haltemittel in Aussparungen (64, 66) des Oberteils angeordnete Blattfedern (60, 62) sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten (14, 16) so tief sind, daß aus einem Glaskern (31) und einer Schutzhülle (58) bestehende faseroptische Leitungen bei von der Schutzhülle befreitem Leitungsende mit dem Glaskern vollständig innerhalb der betreffenden Führungsnut liegen, und daß die Blattfedern (60, 62) breiter als die Führungsnuten sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (60, 62) so angeordnet sind, daß ihre Berührungsstellen mit den in den Führungsnuten (14, 16) liegenden Leitungen (10, 12) einen so großen Abstand von den Eintrittsöffnungen des Aufnahmekanals (36) haben, daß keine Ausbiegung der Leitungen aus den Nutachsen stattfindet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (50) derart im Gehäuse angeordnet ist, daß bei erweitertem Aufnahmekanal (36) dieser mit den Führungsnuten (14, 16) fluchtet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Ringkörper (52), der die Hülse mit Radialspiel umschließt und die mögliche, entgegen der Federkraft der Hülse erfolgende Aufweitung des Aufnahmekanals (36) auf einen vorgegebenen Größtwert begrenzt.

17. Thermisch betätigbare Vorrichtung zur Verbindung von faseroptischen Leitungen, gekennzeichnet durch eine Anzahl von in einer elastischen Hülse (50) angeordneten, jeweils im Querschnitt etwa V-förmigen Winkelelementen (44, 46, 48), die zusammen zwischen ihren jeweils zur Hülsenachse weisenden Scheitelbereichen einen Aufnahmekanal (36) zur

Aufnahme der zu verbindenden Leitungen (10, 12) bilden und durch Erzeugen einer bestimmten Bedingung entgegen der Federkraft der Hülse im Sinne einer Erweiterung des Aufnahmekanals verformbar sind und sich beim Wegnehmen dieser Bedingung im Sinne einer Einspannung der in den Aufnahmekanal eingeführten Leitungen zwischen ihren Scheitelbereichen wieder zurückverformen, und durch einen die Hülse mit Radialspiel umschließenden zylindrischen Ringkörper (52), der die mögliche Aufweitung des Aufnahmekanals entgegen der Vorspannung der Hülse auf einen vorgegebenen Größtwert begrenzt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch ein den Ringkörper (52) umschließendes Gehäuse (18, 28) mit Führungsnuten (14, 16) zum Einführen der Leitungen in den Aufnahmekanal (36)·

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (l8, 28) im Bereich der äußeren Enden der Führungsnuten (14, 16) mit als V-artige Schultern (15) ausgebildeten Einlegebereichen versehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19» gekennzeichnet durch Mittel (60, 62) zum elastischen Festhalten der Leitungen in den Führungsnuten (14, 16).

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Unterteil (18) und ein Oberteil (28) aufweist und daß die Führungsnuten (14, 16) im Unterteil gebildet und die Haltemittel in Aussparungen (64, 66) des Oberteils angeordnete Blattfedern (60, 62) sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten (14, 16) so tief sind, daß aus einem Glaskern (3D und einer Schutzhülle (58) bestehende faseroptische Leitungen bei von der Schutzhülle befreitem Leitungs-

ende mit ihrem Glaskern vollständig innerhalb der betreffenden Führungsnut liegen, und daß die Blattfedern (60, 62) breiter als die Führungsnuten sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (60, 62) derart angeordnet sind, daß ihre Berührungsstellen mit den in den Führungsnuten (14, 16) liegenden Leitungen einen so großen Abstand von den Eintrittsöffnungen des Aufnahmekanals (36) haben, daß keine Ausbiegung der Leitungen aus den Nutachsen heraus stattfindet.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (52) in einer vorgegebenen Stellung innerhalb des Gehäuses derart gehalten wird, daß bei erweitertem Aufnahmekanal (36) dessen Achse mit den Achsen von in den Führungsnuten liegenden Leitungen fluchtet.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Bedingung eine Wärmezufuhr ist und daß das Gehäuse (18, 28) eine öffnung (30) zum Einführen eines Wärmezufuhrwerkzeugs (72) zum Ringkörper (52) aufweist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (52) aus wärmeleitendem Werkstoff und das Gehäuse (18, 28) aus wärmeisolierendem Werkstoff besteht.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelelemente (44, 46, 48) jeweils aus einem Werkstoff mit Formgedächtniseigenschaften bestehen und so ausgebildet sind, daß sie bei Wärmezufuhr eine weniger stark abgewinkelte V-Form einzunehmen suchen.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die den Aufnahmekanal (36) begrenzenden Scheitelbereiche der Winkelelemente (44, 46, 48) mit einem elastischen Überzug (74) versehen sind.

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-/r -

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelelemente (44, 46, 48) aus einer Nickel-Titan-Legierung bestehen.

30. Thermisch betätigbare Vorrichtung zur Verbindung von faseroptischen Leitungen, gekennzeichnet durch eine Anzahl von in einer elastischen Hülse (50) angeordneten, jeweils im Querschnitt etwa V-förmigen Winkelelementen (44, 46, 48), die zusammen zwischen ihren jeweils zur Hülsenachse weisenden Scheitelbereichen einen Aufnahmekanal (36) zur Aufnahme der zu verbindenden Leitungen (10, 12) bilden und durch Erzeugen einer bestimmten Bedingung entgegen der Federkraft der Hülse im Sinne einer Erweiterung des Aufnahmekanals verformbar sind und sich beim Wegnehmen dieser Bedingung im Sinne einer Einspannung der in den Aufnahmekanal eingeführten Leitungen zwischen ihren Scheitelbereichen wieder zurückverformen, und durch einen auf die den Aufnahmekanal begrenzenden Scheitelbereiche der Winkelelemente aufgebrachten elastischen Überzug (74).

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (74) aus Kunststoff besteht.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (74) aus Tetrafluoräthylen besteht.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelelemente (44, 46, 48) aus einer Nickel-Titan-Legierung bestehen.

34. Thermisch betätigbare Vorrichtung zur Verbindung von faseroptischen Leitungen, gekennzeichnet durch eine Anzahl von in einer elastischen Hülse (50) angeordneten, jeweils im Querschnitt etwa V-förmigen Winkelelementen (44, 46, 48), die zusammen zwischen ihren jeweils zur Hülsenachse weisenden Scheitelbereichen einen Aufnahmekanal (36) zur Aufnahme der zu verbindenden Leitungen bilden und durch Erzeugen

einer bestimmten Bedingung entgegen der Federkraft der Hülse im Sinne einer Erweiterung des Aufnahmekanals verformbar sind und sich beim Wegnehmen dieser Bedingung im Sinne einer Einspannung der in den Aufnahmekanal eingeführten Leitungen zwischen ihren Scheitelbereichen wieder zurückverformen, und durch ein die Hülse aufnehmendes Gehäuse (18, 28) mit Führungsnuten (14, 16) zum Einführen der Leitungen in den Aufnahmekanal.

35· Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18, 28) an den äußeren Führungsnutenden als V-artige Schultern (15) ausgebildete Einlegebereiche aufweist.

36. Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35» gekennzeichnet durch Mittel (60, 62) zum elastischen Festhalten der Leitungen (10, 12) in den Führungsnuten (14, 16).

37· Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Unterteil (18) und ein Oberteil (28) aufweist und daß die Führungsnuten (14, 16) im Unterteil gebildet und die Haltemittel in Aussparungen (64, 66) des Oberteils angeordnete Blattfedern (60, 62) sind.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37» dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten (14, l6) so tief sind, daß aus einem Glaskern (3D und einer Kunststoffhülle (58) bestehende faseroptische Leitungen bei von der Kunststoffhülle befreitem Endabschnitt mit dem Glaskern vollständig innerhalb der betreffenden Führungsnut liegen, und daß die Blattfedern (60, 62) breiter als die Führungsnuten sind.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (60, 62) derart angeordnet sind, daß ihre Berührungsstellen mit in den Führungsnuten liegenden Leitungen so weit von den Eintrittsöffnungen des Aufnahmekanals (36) entfernt sind, daß keine Ausbiegung der Leitungen aus den Nutachsen stattfindet.

40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3²J bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18, 28) die Hülse (50) in einer vorgegebenen Stellung hält, derart, daß der Aufnahmekanal im erweiteren Zustand axial mit in den Führungsnuten (14, 16) liegenden Leitungen fluchtet.

41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Bedingung eine Wärmezufuhr ist und daß das Gehäuse (18, 28) eine Öffnung (30) zum Einführen eines Wärmezufuhrwerkzeugs (72) zur Hülse (50) aufweist.

42. Vorrichtung nach Anspruch 4l, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18, 28) aus wärmeisolierendem Werkstoff besteht.

43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die den Aufnahmekanal (36) begrenzenden Scheitelbereiche der Winkelelemente (44, 46, 48) mit einem elastischen Überzug (7*0 versehen sind.