DE3621249A1 - Lwl-steckverbinder sowie fuehrungshuelse dafuer - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf einen LWL-Steckverbinder sowie auf eine für einen LWL-Steckverbinder geeignete Führungshülse.

LWL-Steckverbinder sind in großer Zahl bereits bekannt und dienen dazu, beispielsweise durch eine sog. Stecker- Stecker-Verbindung zwei Lichtwellenleiter miteinander zu verbinden. Andererseits kann ein Steckverbinder auch dazu verwendet werden, einen Lichtwellenleiter an ein opto-elektronisches Element anzukoppeln.

Die erwähnte Stecker-Stecker-Verbindung erfolgt häufig unter Zuhilfenahme einer Führungshülse, die die beiden Stecker (Steckverbinder) in einer Bohrung eines Adapters verbindet. Die Führungshülse sitzt dabei auf den beiden aneinander stoßenden Zentrierabschnitten der jeweiligen Zentrierkörper der Steckverbinder.

Bei der Ankopplung eines Steckverbinders an ein opto-elektronisches Element wird der LWL-Steckverbinder mit seiner Steckseite in die Bohrung eines Aufnehmers (Aufnahme) eingeschoben. In dem Aufnehmer befindet sich das opto-elektronische Element und der Steckverbinder stellt die Verbindung zu dem Lichtwellenleiter her, der an der Anschlußseite des Steckverbinders austritt. Bei dieser Ankopplung wird eine kurze Führungshülse verwendet, die den Lichtwellenleiter auf die mechanische Achse der Aufnahme des opto-elektronischen Elements zentriert.

Wenn die Größe des aktiven Bereichs dieser opto-elektrischen Elemente ungefähr dem Durchmesser des Faserkerns entspricht, muß diese Führung sehr genau und spielfrei sein.

Diese Führung wurde bislang durch eine starre Kunststoffhülse verwirklicht.

Bei dieser bekannten Lösung ist nachteilig, daß nur sehr kleine Unterschiede im Durchmesser der Bohrung in der Aufnahme zulässig sind. Ist der Bohrungsdurchmesser zu klein, so werden die Auszugskräfte beim Herausziehen des Steckverbinders aus der Aufnahmebohrung zu groß, so daß die Hülse in der Aufnahmebohrung hängen bleibt. Ist dagegen der Bohrungsdurchmesser zu groß, so ist der Lichtwellenleiter nicht auf das opto-elektrische Element zentriert.

Die Bohrung des Aufnehmers hat ein positives Toleranzfeld. Dagegen hat der in die Bohrung einzusetzende Zentrierkörper (Stift) ein negatives Toleranzfeld. Werden diese Toleranzfelder voll ausgenutzt, so ist die Zentrierung nicht gewährleistet. Werden die Toleranzen nicht ausgenutzt, so kann der Zentrierkörper stecken bleiben.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll erfindungsgemäß ein Lichtwellensteckverbinder bzw. eine für diesen geeignete Führungshülse derart geschaffen werden, daß eine sehr genaue und eine spielfreie Führung für den Steckverbinder erreicht wird. Ferner soll der Steckverbinder nicht nur für den Gebrauch mit eine Aufnahme geeignet sein, sondern auch zur Herstellung der "Stecker-Stecker-Verbindung". Es soll ferner vermieden werden, daß beim Gebrauch des erfindungsgemäßen Steckverbinders zusammen mit einer Aufnahme Teile des Steckverbinders in der Bohrung des Aufnehmers verbleiben.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Steckverbinder gemäß des Anspruchs 1 vor. Kurz gesagt, verwendet der erfindungsgemäße Steckverbinder eine besondere Führungshülse, die Rasthaken aufweist und die insbesondere in einem gefederten Führungsbereich ein zusätzliches Übermaß besitzt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich speziell auch auf eine Führungshülse dieser Art.

Die erfindungsgemäße Führungshülse besitzt - wie die bislang verwendeten Führungshülsen - einen starren Führungsbereich, an den sich der gefederte Führungsbereich anschließt. Im gefederten Führungsbereich ist die Hülse in mehrere, vorzugsweise vier Kreissegmente unterteilt. Diese Kreissegmente sind als Rasthaken ausgebildet. Durch die Verwendung der Rasthaken wird verhindert, daß die Führungshülse in der Bohrung der Aufnahme hängen bleibt. Da die Führungshülse im Bereich der Rasthaken geschlitzt ist, kann sie trotz des verringerten Innendurchmessers leicht auf einen entsprechenden LWL-Steckverbinder gedrückt werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Außendurchmesser der Führungshülse im Bereich der Kreissegmente vergrößert. Dadurch werden zusätzliche Durchmesserschwankungen (wie sie beispielsweise bei einem Billigaufnehmer auftreten), aufgefangen, ohne daß die Auszugskräfte (die erforderlich sind, um den Steckverbinder aus der Bohrung der Aufnahme herauszuziehen), wesentlich vergrößert werden. Während mit der bislang verwendeten Führungshülse Durchmesserunterschiede kaum ausgeglichen werden konnten, so gelingt dies durch das zusätzliche Übermaß für Durchmesserunterschiede bis über 40 Mikrometer.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sowie weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer bekannten Stecker-Stecker-Verbindung für Lichtwellenleiter;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht ähnlich Fig. 1, wobei hier eine Stecker-Stecker-Verbindung dargestellt ist, die eine im Schnitt dargestellte Führungshülse zeigt;

Fig. 3 eine Stecker-Aufnehmer-Verbindung gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Zentrierkörpers eines erfindungsgemäßen Steckverbinders;

Fig. 5 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 4, wobei hier auf den Zentrierkörper die erfindungsgemäße Führungshülse aufgesetzt ist;

Fig. 6 eine Stirnansicht der Führungshülse gemäß Fig. 5 bzw. gesehen aus Richtung des Pfeils 73 in Fig. 7;

Fig. 7 einen Schnitt durch die Führungshülse gemäß Linie 7-7 in Fig. 6

Fig. 8 eine erfindungsgemäße Einzelheit 74 der Fig. 7.

Fig. 9 die Erfindung im Schnitt mit einem Aufnehmer.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbinder 1. Vorausschickend sei bemerkt, daß Fig. 9 im Maßstab 5 : 1 gezeichnet ist. Die Fig. 4 und 5 sind im Maßstab 10 : 1, die Fig. 6 und 7 im Maßstab 20 : 1; die Fig. 8 schließlich ist eine Einzelheit 74 der Fig. 7 im Maßstab 100 : 1.

Im folgenden sei zunächst der Stand der Technik anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert und sodann sei ein Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 4 bis 9 beschrieben.

Fig. 1 zeigt zwei LWL-Steckverbinder 1 und 2, die mittels eines Adapters 7 miteinander gekoppelt sind. Jeder der Steckverbinder 1, 2 weist einen Zentrierkörper 6 auf, von dem nur ein Teil dargestellt ist. Es ist schematisch dargestellt, wie aus den beiden Zentrierkörpern 6 die Fasern 3 bzw. 4 herausragen. Die Zentrierkörper 6 sitzen in einer Bohrung 8 des Adapters 7 derart, daß die beiden Fasern 3, 4 bezüglich einander zentriert sind, d. h. auf der Längsachse 5 (der mechanischen Achse) der Steckverbinder 1, 2 verlaufen.

Fig. 2 zeigt eine Weiterentwicklung der "Stecker-Stecker- Verbindung" gemäß Fig. 1. In diesem Falle wird eine aus Kunststoff bestehende Führungshülse 17 verwendet, die die beiden Steckverbinder 10, 11 bzw. deren Zentrierkörper 12 in der Bohrung 8 des Adapters 7 verbindet. Man erkennt, daß jeder Zentrierkörper 12 zwei Abschnitte 13, 14 aufweist. Der erste Abschnitt 13 mit einem ersten Außendurchmesser entsprechend dem Innendurchmesser der Bohrung 8 geht in den zweiten Abschnitt 14 über, der einen kleineren Außendurchmesser derart besitzt, daß die erwähnte Führungshülse 17 darinnen mit ihrer halben Länge aufgenommen werden kann. Der zweite Abschnitt 14 wird im folgenden als Zentrierabschnitt bezeichnet. Der Außendurchmesser von Abschnitt 13 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 8 des Adapters 7, um eine Zentrierung mit dem Zentrierabschnitt 14 zuzulassen.

Fig. 3 veranschaulicht schematisch die Ankopplung eines Steckverbinders bzw. eines in diesem endenden Lichtleiters an ein opto-elektronisches Element, welches sich in einem Aufnehmer (receptacle) 20 befindet. Der Aufnehmer weist eine der Bohrung 8 entsprechende Bohrung 21 auf, die sich über eine konische Bohrung 22 zu einer Bohrung 23 erweitert, die einen Laserdiodenraum 24 bildet. Für weitere Einzelheiten sei auf die Beschreibung der Fig. 9 hingewiesen. Der Steckverbinder 10 in Fig. 3 entspricht demjenigen der Fig. 2, allerdings mit dem Unterschied, daß die bei Fig. 3 verwendete Führungshülse 27 nur etwa die halbe Länge der Führungshülse 17 besitzt. Durch diese kurze Führungshülse 27 wird der Lichtwellenleiter bzw. dessen Faser 3 auf die mechanische Achse 5 der Aufnahme 20 des opto-elektronischen Elements zentriert. Beim Herausziehen des Steckverbinders 10 aus der Aufnahme 20 besteht die Gefahr, daß die Führungshülse 27 vom Zentrierabschnitt 14 herunterrutscht und in der Bohrung 21 steckenbleibt.

Gemäß der Erfindung sind Mittel derart vorgesehen, daß ein und derselbe Steckverbinder sowohl für die Herstellung einer "Stecker-Stecker-Verbindung" wie auch einer "Stecker-Aufnahme- Verbindung" geeignet ist, ohne daß Probleme bei der Herstellung wie auch der Lösung dieser Verbindungen bestehen.

Erfindungsgemäß werden Rastmittel vorgesehen, um eine Führungshülse am steckseitigen Ende des Steckverbinders anzubringen.

Im folgenden sei die Erfindung im einzelnen anhand der Fig. 4 bis 9 beschrieben.

Fig. 4 zeigt einen Steckverbinder 31 gemäß der Erfindung, der einen Zentrierkörper 32 aufweist. Der Zentrierkörper 32 bildet zwei Abschnitte, und zwar einen ersten Abschnitt 33 und einen zweiten Abschnitt 34. Der zweite Abschnitt 34 wird auch als Zentrierabschnitt bezeichnet. Der Zentrierabschnitt bildet das steckseitige Ende des Steckverbinders 31.

Man erkennt, daß der Zentrierabschnitt 34 benachbart zum ersten Abschnitt 32 eine Nut oder Ausdrehung 37 aufweist. Durch diese Nut 37 wird der Zentrierabschnitt 34 in einen Kopfteil 35 und einen Halsteil 36 unterteilt. Der Kopfteil 35 hat einen Außendurchmesser entsprechend dem Zentrierabschnitt 14 gemäß Fig. 3. Der Halsteil 36 hat einen etwas kleineren Durchmesser als der Kopfteil 35. Der Kopfteil 35 endet in einer Phase (Schrägfläche) 56. Die Nut 37 bildet zwei entgegengesetzt liegende Anlageflächen 57 und 58. Die Nut 37 definiert die steckerseitige Rasteinrichtung, die mit einer noch zu beschreibenden hülsenseitigen Rasteinrichtung 51 einer ebenfalls noch zu beschreibenden Führungshülse 40 zusammenarbeitet.

Fig. 5 zeigt zusätzlich zum Steckverbinder 31 der Fig. 4 noch die erfindungsgemäße Führungshülse 40, die durch die Rastmittel 51 am Steckverbinder 31 verrastet ist. Im einzelnen weist die Führungshülse 40 - vgl. dazu insbesondere auch die Fig. 6 und 7 - einen starren Führungsbereich (massiver Teil) 41 und einen gefederten Führungsbereich (Federteil) 42 auf. Die Hülse 40 ist von im Ganzen kreiszylindrischer Gestalt, was auch für den Steckverbinder 31 sowie dessen Abschnitte 33, 34 gilt.

Die Führungshülse 40 besteht vorzugsweise aus Kunststoff und ist im Führungsbereich 41 durch Schlitze 52, 53, 54 und 55 in vier Kreissegmente 43, 44, 45, 46 unterteilt.

Jedes der Kreissegmente weist radial innen liegende radial konisch zulaufende (vgl. Fig. 7) Führungsflächen 47, 48, 49 und 50 auf. An den Enden dieser Führungsflächen 47 bis 50 sind Rasthaken 51 gebildet, die mit Rastflächen 77 an der Anlagefläche 57 des Kopfteils 35 zur Anlage kommen können. Ferner bildet jedes der Segmente 43, 44, 45 und 46 eine Stirnfläche 78, die zur Anlage an Anlagefläche 58 geeignet sind.

Insbesondere Fig. 7 veranschaulicht, daß der Außendurchmesser des starren Führungsbereichs 41 mit d bezeichnet ist und in etwa dem Innendurchmesser der Bohrung 21 der Aufnahme 20 entspricht. Erfindungsgemäß ist der Außendurchmesser der Führungshülse 40 im Bereich der Kreissegmente 43-46 vergrößert, wie dies durch den Außendurchmesser D in Fig. 7 angedeutet ist. Man erkennt, daß die Vergrößerung des Außendurchmessers d etwa bei der halben Länge des gefederten Führungsbereichs 42 beginnt und allmählich bis auf den Durchmesser D ansteigt. Dies ist im einzelnen in Fig. 8 veranschaulicht. Man erkennt, daß die Durchmesservergrößerung 66 nur etwa 1° + 0,5° bei einer Basislänge L = 0,8 mm beträgt.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ohne weiteres ergibt, wird die Führungshülse 40 vor Gebrauch des Steckverbinders 31 auf dessen Zentrierabschnitt 34 aufgedrückt, bis die hülsenseitige Rasteinrichtung in Form der Rasthaken 51 hinter die Anlagefläche 57 schnappt. Die Länge des Halsteils 36 und die Abmessungen der Segmente 43 sind dabei derart gewählt, daß die Stirnflächen 78 der Segmente 43-46 unmittelbar benachbart zur Anlagefläche 58 liegen.

Fig. 9 zeigt den erfindungsgemäßen Steckverbinder 31 eingesetzt in die Bohrung 21 einer Aufnahme (Aufnehmer) 20. Der Steckverbinder 31 ist durch eine Überwurfmutter 61 an der Aufnahme 20 befestigt. Fig. 9 zeigt auch den Lichtwellenleiter 67 sowie dessen Faser 3. Ferner ist in der Aufnahme 20 die Laserdiode 64, die Anschlußstifte 65 und ein Linsensystem 63 dargestellt.

Claims (19)

1. LWL-Steckverbinder (1) mit einer Anschlußseite und einer Steckseite, wobei folgendes vorgesehen ist:
ein Zentrierkörper (32),
ein Lichtwellenleiter (67), der von der Anschlußseite her in den Zentrierkörper (32) hinein verläuft,
wobei der Zentrierkörper steckseitig einen ersten Abschnitt (33) mit einem ersten Außendurchmesser und anschließend daran einen zweiten Abschnitt (Zentrierabschnitt) (34) mit einem zweiten gegenüber dem ersten Außendruchmesser kleineren Außendurchmesser aufweist,
eine Führungshülse (40) angeordnet auf dem Zentrierabschnitt (34) und mit einem Außendurchmesser in etwa entsprechend dem ersten Außendurchmesser, und
Rastmittel (37, 51) zur Verankerung der Führungshülse (40) am Zentrierkörper (32).

2. LWL-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Führungshülse (41) minimal größer ist als der erste Außendurchmesser des ersten Abschnitts (33).

3. LWL-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerung der Führungshülse (27) am Zentrierabschnitt erfolgt.

4. LWL-Steckverbinder nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel eine steckverbinderseitige Rasteinrichtung (37) und eine hülsenseitige Rasteinrichtung (51) aufweisen.

5. LWL-Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbinderseitigen Rasteinrichtung (37) durch eine Nut (37) gebildet ist.

6. LWL-Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (37) angrenzend an den ersten Abschnitt (33) ausgebildet ist und an diesem eine Anlagefläche (58) und im Zentrierabschnitt (34) eine Anlagefläche (57) bildet.

7. LWL-Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (40) einen starren Führungsbereich (41) und einen federnden Führungsbereich (42) aufweist.

8. LWL-Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gefederte Führungsbereich (42) benachbart zum ersten Abschnitt (33) angeordnet ist.

9. LWL-Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gefederte Führungsbereich (42) durch radial und axial verlaufende Schlitze (52) in mehrere Kreissegmente (43 bis 46) unterteilt ist.

10. LWL-Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreissegmente abgeschrägte Führungsflächen (47) aufweisen, die mit einer Schrägfläche (56) des Zentrierabschnitts (34) beim Aufstecken der Hülse (40) zusammenarbeiten.

11. LWL-Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (41) aus Kunststoff besteht.

12. LWL-Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallänge der Segmente (43 bis 46) größer ist als die Axiallänge der Nut (37).

13. LWL-Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallänge der Führungshülse (40) in etwa der Lägen des Zentrierabschnitts (34) entspricht.

14. LWL-Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer "Stecker-Stecker-Verbindung" zwei identische Steckverbinder gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche in die Bohrung (8) eines Adapters (7) eingeführt werden.

15. LWL-Steckverbinder (1) mit einer Anschlußseite und einer Steckseite, wobei folgendes vorgesehen ist:
ein Zentrierkörper (32),
eine Kunststoffhülse (27) angeordnet auf dem Zentrierkörper (32),
Rastmittel zur Verankerung der Kunststoffhülse (27) am Zentrierkörper insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülse eine Durchmesservergrößerung (66) aufweist.

16. LWL-Steckverbinder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesservergrößerung (Übermaß) in einem gefederten (elastischen) Führungsbereich der Hülse (27) vorgesehen ist.

17. LWL-Steckverbinder nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Übermaß durch eine allmähliche Vergrößerung des Außendurchmessers der Hülse in Richtung zum Zentrierkörper hin gebildet wird.

18. LWL-Steckverbinder nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Übermaß gering ist und in der Größenordnung von 1° + 0,5° über eine Basislänge L = 0,8 mm hinweg liegt.

19. Führungshülse (40) gekennzeichnet durch eines oder mehrere Merkmale des oder der kennzeichnenden Teile des oder der Ansprüche 5 bis 11.