DE3688262T2

DE3688262T2 - Steckerkupplungen für Lichtleitfasern und Verfahren zu deren Herstellung.

Info

Publication number: DE3688262T2
Application number: DE86107356T
Authority: DE
Inventors: John Mark Palmquist
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2006-05-31
Also published as: JPH0652332B2; CN1019148B; US4738507A; CA1260299A; CN86103790A; KR940002263B1; KR860009312A; DE3688262D1; EP0203611A1; EP0203611B1; JPS6211808A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung von Ausrichteinrichtungen auf einem eine optische Faser abschließenden Stecker. Der Stecker weist eine Endfläche, eine zentrale Längsachse und einen sich in Längsrichtung erstreckenden Kanal mit einer Öffnung in der Endfläche auf und enthält eine optische Faser mit einem in den Kanal eingefügten Endteil. Die Ausrichteinrichtung ist zur Zusammenarbeit mit einer Stütz- und Steckerführungseinrichtung ausgebildet, wenn die Kupplung mit einem benachbarten Stecker erfolgt.
Eine zu Kommunikationszwecken verwendete optische Faser umfaßt einen Kern und einen darum angeordneten Mantel. In Anbetracht der Tatsache, daß die optische Faser, gemessen über den Mantel, einen Außendurchmesser von 125 um aufweisen kann, ist die Verbindung zweier optischer Fasern derart, daß deren Kerne im Bereich von ungefähr 8 bis 50 um zueinander ausgerichtet sind, eine ungeheuerliche Aufgabe.
Mehrere Verbinder oder Stecker sind zum Aufbau einer Verbindung zwischen optischen Fasern kommerziell verfügbar. Ein Verbinder oder Stecker wird als bikonischer Verbinder bezeichnet (s. Fig. 1 von "Optical Connectors for Single Mode Fibers" in Lasers and Applications, September 1984, Seiten 57-63). Der Verbinder umfaßt Einrichtungen zum Halten zweier Stecker, die jeweils eine optische Faser abschließen und die jeweils ein konisch gestaltetes Endteil aufweisen. Das optische Faserende endet in einem Sockel, der sich jenseits einer Endfläche des Steckers erstreckt. Zwei Stecker werden an entgegengesetzten Enden einer Hülse aufgenommen, die in einem Gehäuse montiert ist. Die Hülse umfaßt sich gegenüberliegende, konisch gestaltete Räume zur Aufnahme der Stecker, und um diese in einer Weise zu halten, daß sie die Endflächen der optischen Fasern berühren oder ein wenig voneinander entfernt angeordnet sind. Die Stecker und die Hülsen, welche gegossen sind, werden so gesteuert, daß ihre zusammenpassenden Oberflächen die optischen Fasern dazu bringen, zueinander ausgerichtet zu sein, wenn die Stecker in die Hülse aufgenommen werden. In diesem Verbinder sind die Stecker frei, sich um ihre Längsachsen zu drehen. Generell sind keine Einrichtungen zur wiederholten Ausrichtung der Stecker mit Bezug auf die Hülsen vorgesehen.
Ein anderer Verbinder wird als vom Zylindertyp bezeichnet (s. Fig. 4 bis 7 in "Lasers and Applications"). Der Verbinder umfaßt eine Kupplung mit einem rohrförmigen Steckeraufnahmeteil an jedem Ende. Jedes rohrförmige Teil ist mit einem sich längs erstreckenden Schlitz oder einer Nut versehen. Eine innerhalb der Kupplung schwimmend gelagerte Hülse ist zur koaxialen Aufnahme zweier Stecker ausgebildet, die jeweils innerhalb der Kupplung schwimmen. Jede Kupplung weist einen sich längs hindurcherstreckenden Kanal zur Aufnahme einer optischen Faser auf und ist in einem Verbindergehäuse angebracht, das einen Positionierring mit Federkeil aufweist. Wenn das Verbindergehäuse in dem rohrförmigen Teil der Kupplung aufgenommen ist, wird der Positionierring mit Federkeil in der Nut aufgenommen.
Der Verbinder vom Zylindertyp ist darin vorteilhaft, daß die Stecker aus keramischem Material hergestellt und nicht gegossen sind. Infolge dessen können die Stecker mit engen Toleranzen bearbeitet werden, was vorteilhaft ist, wenn es sich um optische Fasern mit relativ kleinen Abmessungen handelt. Ferner werden die Kanäle in den Steckern, die zur Aufnahme der optischen Fasern bestimmt sind, rein, d. h. ohne Gußgrate, hergestellt, die in anderen Arten von Verbindern zu erwarten sind und welche die optischen Fasern beschädigen könnten.
Obwohl die schwimmende Hülse in der Kupplung des Verbinders vom Zylindertyp sicherstellt, daß die Außenoberflächen der Stecker zueinander ausgerichtet sind, stellt sie nicht sicher, daß die optischen Faserkerne in den Kanälen der Stecker ebenfalls ausgerichtet sind. Die Stecker könnten nicht konzentrisch um die optischen Fasern angeordnet sein. Auch kann der Kern exzentrisch mit Bezug auf den Mantel angeordnet sein. Ferner wird eine Fehlausrichtung zwischen den Kernen durch den Freiraum zwischen den optischen Fasern und den Steckerkanälen verursacht, in denen die Fasern angeordnet sind. Wenn die Faserkerne in den Kanälen nicht zueinander ausgerichtet sind, führt dies natürlich zu Übertragungsverlusten. Die Ausrichtung der Kerne ist speziell kritisch in Verbindung mit Einzelmode-Fasern, bei denen die Kerne typischerweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 8 um aufweisen.
Um die Wirkung der Kernexzentrizität zu verringern, wird der Positionierring mit Federkeil eingestellt, d. h. er wird festgelegt, nachdem die Richtung der Kernexzentrizität bestimmt worden ist. Nach dieser Bestimmung könnte man die Stecker mit der gleichen Richtung der Exzentrizität zueinander ausrichten und so die Übertragungsverluste reduzieren. In dem Artikel "Laser and Applications" wird jedoch nichts über die Bestimmung der Kernexzentrizität offenbart. Wir vernuten, daß die Verbindungsverluste von zwei gepaarten Steckern in sechs Nutpositionen gemessen werden und daß die beste Ausrichtung wieder hergestellt werden kann, und zwar basierend auf dem Ausrichtring mit Federkeil, der in sechs um den Stecker herum verteilten Stellungen gekuppelt werden kann. Selbst wenn mehr Kupplungsmöglichkeiten geschaffen werden, bleibt immer noch das Problem der Paarung von beliebigen Steckern, wie sie außerhalb des Herstellungsbetriebs angetroffen werden, um trotzdem gut ausgerichtete Paare der Kerne zu erreichen.
Was benötigt wird und durch den Stand der Technik nicht geleistet wird, ist ein System vom Typ Zylinder zur Verbindung beliebiger optischer Fasern, in welchem Vorsorge getroffen wird, die optischen Fasern optimal auszurichten. Die Lösung des Problems sollte mit relativ wenig Kosten auszuführen sein und mit zuvor verfügbaren Verbindern des Zylindertyps kompatibel sein.
Das zuvor erörterte Problem ist durch die Verfahren der Befestigung von Ausrichteinrichtungen an einem Stecker zum Abschluß einer optischen Faser gelöst worden, wie durch das Verfahren nach Anspruch 1 angegeben.
Demgemäß weist der Stecker eine zentrale Längsachse und einen sich längs erstreckenden Kanal mit einer Öffnung in der Endfläche auf. Der Kanal ist zur Aufnahme des Endteils der optischen Faser eingerichtet. Die Außenoberfläche des Steckers kann mit einer Markierung versehen sein, die entlang einer Linie angeordnet ist, die von der zentralen Längsachse ausgeht und radial von dieser durch den Flächenschwerpunkt der Öffnung in der Endfläche des Steckers sich erstreckt. Ausrichteinrichtungen sind an dem Stecker befestigt und weisen einen vorbestimmten, beabsichtigten Winkel zu der Markierung auf. Die Ausrichteinrichtungen arbeiten mit Stütz- und Steckerausrichteinrichtungen zusammen, wenn sie mit einem benachbarten Stecker gekuppelt sind, um die Flächenschwerpunkte der optischen Faser in beiden Steckern zu veranlassen, in einer gemeinsamen Ebene angeordnet zu sein (vorzugsweise in Ausrichtung zu der Markierung). In dieser Anmeldung wird der Flächenschwerpunkt des Kanals oder der Öffnung in der Endfläche als der Massenschwerpunkt einer dünnen, gleichförmigen Platte mit dem gleichen Rand wie der Querschnitt des Kanals des Steckers definiert, und zwar benachbart der Steckerendfläche. Der Schwerpunkt der optischen Faser wird als das Massenzentrum einer dünnen, gleichförmigen, sich quer erstreckenden Scheibe der optischen Faser definiert, und zwar benachbart einer Endfläche des Steckers, in der die Faser aufgenommen wird.
Bei der Anwendung des Verfahrens der Erfindung wird ein optischer Faserverbinder hergestellt, der zwei der oben beschriebenen Stecker umfaßt. Die Stütz- und Steckerausrichteinrichtung ist ein Teil einer Kupplung, welche die Stecker stützt, wobei die Längsachsen der Stecker koaxial ausgerichtet sind und die durch die Schwerpunkte hindurchgehenden radialen Linien der Stecker in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Infolgedessen sind die Kerne der optischen Fasern im wesentlichen ausgerichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird jeder Stecker in einem Verbindergehäuse so angebracht, daß die Markierung zu einem Stift als der Ausrichteinrichtung ausgerichtet ist. In der alternativen Ausführungsform kann die Markierung maschinell aufgezeichnet sein, anstatt eine physikalische Markierung darzustellen, und das Verbindergehäuse wird mit dem Stecker so zusammengebaut, daß dessen Stift zu der Markierung gemäß der gespeicherten Information ausgerichtet wird. Die Verbindergehäuse werden in der Kupplung aufgenommen, wobei deren zentrale Achsen koaxial zueinander sind. Die Kupplung umfaßt Einrichtungen zum Halten der Stifte der Verbindergehäuse, so daß die Steckerkanäle in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die von der zentralen Längsachse ausgeht und sich radial von dieser weg erstreckt.
Bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung ist der Schwerpunkt der Öffnung zu einem sich längs erstreckenden Kanal in einem ersten Stecker und zum einem zweiten Stecker jeweils in einer Ebene angeordnet, die quer zur zentralen Längsachse jedes Steckers ausgerichtet ist. Der jeweilige Stecker wird um seine zentrale Längsachse um einen Winkel von 180º gedreht. Der Schwerpunkt der Öffnung zu dem Kanal in jedem Stecker wird erneut festgestellt. Unter Verwendung der Schwerpunkte der Kanäle in der ursprünglichen und in der gedrehten Stellung wird die Längsachse jedes Steckers festgestellt. Dann wird für jeden Stecker der Schnittpunkt einer radialen Linie, die sich von der Längsachse erstreckt, mit dem Umfang des Steckers festgestellt. Die radlale Linie jedes Steckers schneidet die Stelle des Schwerpunkts der gedrehten Stellung des Kanals, so daß der Schwerpunkt des Kanals in der gedrehten Stellung zwischen dem Schnittpunkt und der Längsachse des Steckers angeordnet ist. Der erste Stecker wird mit einem Verbindergehäuse und einem Gehäuse so zusammengebaut, daß der Schnittpunkt zu einem Stift ausgerichtet ist, der sich von dem Verbindergehäuse erstreckt. Der zweite Stecker wird in ähnlicher Weise mit einem Verbindergehäuse und einem Gehäuse zusammengebaut. Danach wird ein Endteil einer optischen Faser in den Kanal des ersten Steckers eingefügt, und ein Endteil einer anderen optischen Faser wird in den Kanal des zweiten Steckers eingefügt. Dann werden die Stecker in einer Hülse einer Kupplung derart montiert, daß die Längsachsen der Stecker koaxial sind und so liegen, daß die Stifte der Verbindergehäuse so ausgerichtet sind, daß die Schwerpunkte der Kanäle der ersten und zweiten Stecker und die Endfläche der optischen Faser in einer gemeinsamen Ebene zu liegen kommen, die von den koaxialen Längsachsen der Stecker ausgehen und sich radial von diesen erstrecken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer speziellen Ausführungsform besser verständlich, wenn im Zusammenhang mit den angefügten Zeichnungen gelesen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine optische Faser-Verbindungsanordnung in einer auseinandergezogenen, perspektivischen Ansicht,
Fig. 1a eine Querschnittsansicht einer von zwei optischen Faserkabeln, die gemäß Verfahren und Vorrichtung der Erfindung miteinander verbunden sind,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der optischen Faser- Verbindungsanordnung der Fig. 1 nach Zusammenbau,
Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Verbindungsanordnung nach Fig. 2,
Fig. 4 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 3, nämlich von zwei Steckern der Verbindungsanordnung nach Fig. 3,
Fig. 5 eine Endansicht, teilweise im Schnitt, eines Teils der Verbindungsanordnung nach Fig. 3,
Fig. 6 eine Endansicht des Kanals der beiden Stecker nach Fig. 4,
Fig. 7 bis 10 stellen eine Aufeinanderfolge von Ansichten zur Darstellung der Schritte des Verfahrens nach der Erfindung dar, um die Ausrichtung von Kanälen herbeizuführen, die sich durch die Stecker erstrecken, wobei die Abstände von den Längsachsen der Stecker zu den Schwerpunkten der Kanäle zu Zwecken der Darstellung übertrieben dargestellt sind,
Fig. 11 ist eine Folge von Ansichten, welche ein vorbekanntes Verfahren der Ausrichtung von Kanälen von zwei Steckern zeigen, wobei die Abstände von den Längsachsen der Stecker zu den Schwerpunkten der Kanäle der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt sind,
Fig. 12 und 13 zeigen die Ausrichtung von Steckerkanälen gemäß der Erfindung, wobei die Abstände von den Längsachsen der Stecker zu den Schwerpunkten der Kanäle aus Darstellungsgründen übertrieben sind, und
Fig. 14 und 15 illustrieren Ausführungsformen der Erfindung, wobei die Abstände von den Längsachsen der Stecker zu den Schwerpunkten der Kanäle zu Zwecken der Klarheit übertrieben sind.

Detaillierte Beschreibung

Unter Bezug auf Fig. 1 und 2 ist ein optischer Faserverbinder 20 zur Herstellung einer optischen Faserverbindung zwischen einem optischen Faserkabel 22 und einem optischen Faserkabel 24 dargestellt. Jedes der optischen Faserkabel 22 und 24 umfaßt eine einzelne optische Faser 26 (s. Fig. 1a), die von einem Mantel 28 umgeben ist und worum ein Rohr 31 aus Polyvinylchlorid (PVC) extrudiert worden ist. Das PVC- Rohr 31 wird von einem Verstärkungsglied 31, beispielsweise aus faserförmigem Material, wie Keflar, bedeckt, und ein äußerer Mantel 35 kann aus PVC bestehen.
Mit Bezug auf Fig. 1 bis 4 ist ersichtlich, daß der Verbinder oder Stecker 20 zwei Faserabschlüsse aufweist, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 37 versehen sind. Entsprechende Elemente der Abschlüsse 37-37 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Verbinder 20 ist so ausgebildet, daß die Längsachsen 38-38 der Abschlüsse koaxial zueinander sind. Jeder Abschluß 37 umfaßt ein optisches Faserende oder einen Stecker 40 mit einem Kanal 41 (s. Fig. 4) und ist aus einem keramischen Material hergestellt. Eine Endfläche 39 des Steckers 40 umfaßt eine Öffnung in dem Kanal 41. Jeder Abschluß umfaßt auch ein Verbindergehäuse 42 aus Kunststoff oder Metall, eine Druckfeder 44 und ein rohrförmiges Gehäuse 45 aus Metall. Der Stecker 40 weist einen Außendurchmesser von ungefähr 2500 um auf. Es wird bemerkt, daß der Stecker 40, das Verbindergehäuse 42 und das Gehäuse 45 jeweils einen ringförmigen Querschnitt aufweisen. Das Verbindergehäuse 42 umfaßt einen Ausrichtstift 43, der radial von der Längsachse 38 vorsteht. Der Mantel 28 sowie das Rohr 31, das Verstärkungsglied 33 und der äußere Mantel 35 werden von der optischen Faser 26 entfernt, bevor diese mit einem Stecker 40 zusammengebaut wird. Die freigemachte optische Faser hat einen Außendurchmesser von 125 um, der im wesentlichen dem Durchmesser des Kanals 41 entspricht. Das Verbindergehäuse 42 umfaßt ein Teil 46 kleinen Durchmessers (s. Fig. 3), das sich durch eine Öffnung 47 in einer innen angeordneten Ringwand 48 in dem Gehäuse erstreckt. Ein Rückhaltering 49 umgibt das Teil kleinen Durchmessers auf der anderen Seite der Ringwand. Die Feder 44 ist um das Teil 46 kleinen Durchmessers des Verbindergehäuses 42 zwischen der Ringwand und einem Teil 41 großen Durchmessers angeordnet. Infolge dieser Anordnung drängt die Feder 44 das Verbindergehäuse 42 nach außen von dem Kabel, um das Verbindergehäuse innerhalb des Gehäuses 45 zu halten.
Mit Blick erneut auf Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Gehäuse 45 einen sich längserstreckenden Schlitz 55 aufweist, dessen inneres Ende mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz 47 in Verbindung steht. Der Schlitz 47 ist so geformt, daß die rohrförmige Wandung des Gehäuses, welche den Schlitz bestimmt, einen Verriegelungsvorsprung 58 aufweist. Diese Schlitze 55 und 57 werden zur Befestigung eines Abschlusses 37 mit einem anderen Teil des Verbinders 20 benutzt. Zur Vervollständigung des Verbinderabschlusses 37 ist ein Teil 49 gezeigt, das sich von dem Gehäuse 45 entlang des optischen Kabel s in einer konisch gestalteten Form erstreckt, bis es den allgemeinen Querschnitt des Kabels erreicht. Dieser Teil des Verbinders 20 sorgt für Zugentlastung und stellt sicher, daß das Kabel den wiederholten Biegungen im Gebrauch nach Verbindung mit einem anderen Kabel wiederstehen kann, ohne daß zu große Spannungen auf die optischen Fasern übertragen werden.
Jedes der Verbindergehäuse 42-42 und Abschlüsse oder Stecker 40-40 sind dazu eingerichtet, in eine Kupplung mit dem allgemeinen Bezugszeichen 60 eingefügt zu werden. Die Kupplung 60 umfaßt ein rohrförmiges Teil 62 mit Endteilen 64 und 66, die jeweils einen sich längs erstreckenden Schlitz 67 aufweisen. Um den Verbinder 20 an einer Wand montieren zu können, umfaßt die Kupplung 60 einen mittleren Schraubteil 68, das in einer nicht gezeigten Bohrung in einer Wand eingefügt werden kann. Eine Mutter 71 wird daraufgeschraubt, um die Kupplung an der Wand zu befestigen. An den Enden 64 und 66 der Kupplung 60 sind noch Zusammenbaustifte 73-73 vorgesehen, die in Umfangsrichtung von dem Schlitz 67 entfernt an dem Ende angebracht sind.
Beim Zusammenbau des in Fig. 1 und 3 gezeigten Verbinders 20 montiert der Installateur die Kupplung 60 an einer Wand oder positioniert sie in sonstiger Weise zur Aufnahme der Abschlüsse 37-37. Innerhalb der Kupplung 60 ist eine Hülse mit dem allgemeinen Bezugszeichen 75 montiert. Die Hülse 75 ist zur Aufnahme der Stecker 40-40 der Abschlüsse 37-37 bestimmt und stellt eine Einrichtung zur Ausrichtung der Außenoberflächen der Stecker dar. Die Hülse 75 ist innerhalb der Kupplung 60 so angeordnet, daß sie schwimmt, um den Steckern 40-40 einige Bewegung zu lassen, wenn diese in die Kupplung eingefügt sind. Ferner bringt die Hülse 75 die Längsachsen 38-38 der Stecker 40-40 dazu, koaxial montiert zu sein.
Beim Zusammenbau des Verbinders 20 fügt der Installateur den Stecker 40 eines der Abschlüsse 37-37 in die Hülse 75, wobei der Stift 73 der Kupplung in dem sich längs erstreckenden Schlitz 55 des Abschlusses aufgenommen wird. Zur gleichen Zeit hat der Installateur den Stift 43, der sich radial von dem Verbindergehäuse 52 des einen Abschlusses 37 erstreckt, dazu gebracht, in dem Längsschlitz 67 der Kupplung 60 aufgenommen zu werden. Die Verschiebung des Steckers 40 wird ausgesetzt, wenn der Stift 43 am inneren Ende der Wandung anliegt, die den Schlitz 67 bestimmt. Die Weiterverschiebung des Gehäuses 45 gegen die Vorspannung der Feder 44 bringt das Gehäuse dazu, das Verbindergehäuse zu überfahren. Wenn der Stift 73 an einem Ende der Kupplung 60 das innere Ende des sich längs erstreckenden Schlitzes 55 erreicht, dreht die Bedienungsperson das Gehäuse 45, um den Stift 73 in den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz 57 zu bringen und hinter dem Verriegelungsteil 58 (s. Fig. 3) zu sichern. Es wird bemerkt, daß der Stecker 40 und das zugeordnete Verbindergehäuse 42 frei sind, sich im Gehäuse 45 zu drehen. Dies ermöglicht dem Gehäuse 45, sich unabhängig von dem Verbindergehäuse 42 zu drehen, so daß der Stift 73 dazu gebracht wird, hinter dem Verriegelungsteil 58 einzurasten.
Nach diesen Schritten wiederholt der Installateur das Verfahren mit Bezug auf den anderen Abschluß 37, um dessen Stecker 40 dazu zu bringen, innerhalb der schwimmenden Hülse 75 aufgenommen zu werden. Es wird bemerkt, daß wegen der doppelten Stifte an jedem Ende der Kupplung 60 jedes Ende in eine Wand oder ein Paneel eingefügt werden kann. Die Geometrie der Kupplung 60 und der Abstand 37-37 sind derart, daß, wenn die Stecker 40-40 innerhalb der schwimmenden Hülse 75 aufgenommen werden und die Stifte 43-43 In den Schlitzen 67-67 der Kupplung 60 nach außen vorkommen, die Endflächen der Stecker 40-40 aneinander anliegen (s. Fig. 3 und 4). Infolgedessen werden Übertragungsverluste durch den Verbinder 20 klein gehalten.
Um sicherzustellen, daß die Übertragungsverluste weiter minimalisiert werden, belastet es den Hersteller der Verbinders 20 weiterhin, sicherzustellen, daß die Kerne der optischen Fasern 26-26, die zur Befestigung innerhalb der Kanäle 41-41 der Stecker 40-40 bestimmt sind, optimal als Ergebnis des Verbindungsverfahrens zueinander ausgerichtet sind. Dies wird durch die Verfahren der Erfindung erreicht, welche auf einer vorbestimmten Ausrichtung der optischen Fasern 26-26 mit Bezug auf die Stifte 43-43 beruhen, die sich von dem Verbindergehäuse 42-42 weg erstrecken. Im einzelnen umfassen die Verfahren der Erfindung die Feststellung und die Markierung (basierend auf maschinellem Sehen oder anders) der radialen Ausrichtung der Kanäle 41-41, die sich durch die Stecker 40-40 mit Bezug auf die Längsachse 33 des Verbinders erstrecken und deren Ausrichtung in einer speziellen Weise, um sicherzustellen, daß die darin aufgenommenen optischen Fasern 26-26 mindestens radial zueinander ausgerichtet sind (s. Fig. 5). Eine solche Technik führt dazu, daß die Kanäle um nicht mehr als 3 um gegeneinander versetzt sind. Eine vergrößerte Ansicht darüber, wie die Kanäle 41-41 einander überlappen können, während sie in radialer Richtung zueinander ausgerichtet sind, ist in Fig. 6 gezeigt. Die Schwerpunkte der Öffnungen der Kanäle 41 sind bei 83 gezeigt.
In einem ersten Schritt des Verfahrens wird jeder Stecker 40 dazu gebracht, beispielsweise innerhalb eines Troges 82 des V-förmigen Trägers (s. Fig. 7) angeordnet zu sein, und geeignete Einrichtungen werden dazu verwendet, den Schwerpunkt der Öffnung zum Kanal 41 in der Endfläche 39 des Steckers etwa bei 83a festzustellen. Nicht gezeigtes Gerät, beispielsweise gut bekanntes Gerät für maschinelles Sehen, wird zur Aufzeichnung der Stelle 83a an der ursprünglichen Stelle 41a des Kanals 41 benutzt.
Es versteht sich, daß, obzwar die Kanäle und Stecker in Fig. 7 bis 15 ungefähr relativ maßstäblich sind, die Verschiebung des Kanals 41 mit Bezug auf die Längsachse 38 des Steckers 40 nicht maßstäblich ist. Es wird daran erinnert, daß der Durchmesser der Stecker etwa 2500 um beträgt und der Durchmesser des Kanals ungefähr 125 um. Auch ist der maximale Abstand, um den der Schwerpunkt 83 des Kanal von der Längsachse 38 versetzt ist, in einem tatsächlich produzierten Stecker 40 maximal 3 um. Die Verschiebung, die genauer in Fig. 6 dargestellt ist, ist in den Fig. 7 bis 15 übertrieben, um die Ausrichtschritte der Erfindung deutlicher darzustellen.
Der Stecker 40 wird dann innerhalb des Trägers 82 um einen Winkel von 180º (s. Fig. 8) gedreht, um erneut den Schwerpunkt 83 des Kanals 41 in der gedrehten Stellung 80b festzustellen und dieses aufzuzeichnen. Es versteht sich, daß, obzwar die Kanalstellen in Fig. 7 bis 10 und den nachfolgenden Figuren entlang einer vertikalen Achse aufgezeichnet sind, diese an einer beliebigen radialen Stellung um eine Endfläche des Steckers 40 angeordnet sein können. Danach wird eine Linie 84 (s. Fig. 9) zwischen den Schwerpunktstellungen 83a und 83b gezogen, und der Mittelpunkt der Strecke wird bestimmt, welches die Stelle in der Endfläche 39 des Steckers 40 ist, an der die Längsachse 38 hindurchtritt. Dann wird eine radiale Linie 88 (Fig. 10) von dem Mittelpunkt 38 durch den Schwerpunkt 83 verlängert, so daß der Umfang des Steckers 40 an der mit 90 bezeichneten Stelle geschnitten wird. Der Schnittpunkt 90 stellt die radiale Ausrichtung zu der zweiten Stelle des Kanals 41 des Steckers dar.
Die Schnittstelle 90 kann mittels Tinte markiert werden und wird als Bezugspunkt bei der Anordnung der Ausrichteinrichtung 43 benutzt. Auch eine Markierung im vorbestimmten Winkel zu der Schnittstelle 90 kann verwendet werden, d. h. als ein Anzeichen des Winkels zwischen der radialen Linie 88 und der Stelle, an der die Ausrichteinrichtung angeordnet werden soll.
In der bevorzugten Ausführungsform stellt die Schnittstelle 90 den Bezugspunkt dar, und der Kanal 41 wird zwischen der Längsachse 38 und der Schnittstelle 90 angeordnet.
Dann wird der Stecker 40 in ein Verbindergehäuse 42 eingebaut und an diesem so gesichert, daß die Schnittstelle 90 auf dem Rand des Steckers als Bezugspunkt zu dem Stift 43 des Verbindergehäuses ausgerichtet ist. Danach ward ein Gehäuse 45 mit dem Verbindergehäuse 42 zusammengebaut. Dieses Verfahren wird mit Bezug auf den Stecker 40 ausgeführt, wonach die optische Faser 26 eingefügt und innerhalb des Steckers durch gut bekannte Techniken gesichert wird. Danach wird Überschußlänge der optischen Faser 26, die sich bis jenseits des Steckers 40 erstreckt, abgetrennt und die neu geschaffene Endfläche geschliffen und poliert.
Dieses Verfahren wird für jeden Abschluß 37 wiederholt. Infolge dessen umfaßt jeder Abschluß 37 eine abgeschlossene optische Faser 26, die in einem Kanal 41 aufgenommen wird, der zu einem Stift 43 ausgerichtet ist, der sich radial von dem Verbindergehäuse 42 erstreckt. Es wird darauf hingewiesen, daß alle Abschnitte 37-37 in genau der gleichen Weise zusammengebaut werden, was sie zur Montage in der Kupplung 60 gegeneinander austauschbar macht.
Als Ergebnis der vorhergehenden Schritte ist ersichtlich, daß die jeweiligen Stecker 40-40 eine optische Faser 26 abschließen, die radlal zu dem jeweiligen Stift 43 des Verbindergehäuses 42 ausgerichtet ist, in welchen der Stecker aufgenommen wird. Es wird daran erinnert, daß der Stift 43 jedes Abschlusses 37 In einem der Schlitze 67-67 aufgenommen wird, wenn der Abschluß mit der Kupplung 60 zusammengebaut wird. Die Stecker 40-40 werden in die Hülse 75 so eingefügt, daß die Endflächen 39-39, zu denen die Schwerpunkte 83 der Kanalöffnungen bestimmt worden sind, einander benachbart sind. Infolge dessen sind die Kanäle 41-41 und die optischen Fasern 26-26 der Stecker 40-40 im Zusammenbau mit einer Kupplung 60 immer in einer Ebene (z. B. 88) zueinander ausgerichtet, die von den koaxialen Längsachsen 38-38 ausgeht und sich radial durch die Schlitze 67-67 erstreckt, welche zueinander ausgerichtet sind.
Die Verfahren gemäß Erfindung verringern den Abstand, um den die Schwerpunkte der Kanalöffnungen voneinander versetzt sind. Wenn zwei Stecker gekuppelt werden, die ohne die Verfahren gemäß Erfindung hergestellt worden sind, ist es möglich, daß der Schwerpunkt des einen Kanals 91 (s. Fig. 11a) in einem Stecker 40 und ein Kanal 92 (s. Fig. 11b) in einem anderen Stecker einander mit entgegengesetzten Radienstrahlen gegenüberliegen. Es wird darauf hingewiesen, daß die Verbindergehäuse 42-42 und die Stifte 43-43 strichpunktiert in Fig. 11 bis 15 gezeigt sind, um die Ausrichtung der Kanäle hierzu in Beziehung zu setzen. Es ist festgestellt worden, daß der Schwerpunkt jedes Kanals in einem produzierten Stecker bis zu 3 um von der Längsachse des zugeordneten Steckers entfernt angeordnet sein kann. Obzwar die Kanäle in Fig. 11 entlang einer diametralen Linie 93 angeordnet sind, sind sie auf diametral entgegengesetzten Seiten einer Längsachse der Stecker 40-40 gelegen und können ihre Schwerpunkte bis zu 6 um voneinander entfernt angeordnet haben, wenn die Stecker in eine Hülse 75 (s. Fig. 11c) eingesteckt wird.
Mit den Verfahren der Erfindung wird der Versatzabstand, um den die Kanalschwerpunkte voneinander getrennt sind, vorteilhaft klein gehalten. Unter Anwendung der Verfahren der Erfindung ist ersichtlich (Fig. 12), daß die Schwerpunkte der Kanäle dazu gebracht werden, in einer gemeinsamen radialen Ebene und auf der gleichen Seite der Längsachsen gelegen zu sein. Der Schwerpunkt 94 eines Kanals 96 (s. Fig. 12a) des einen Steckers 40 wird zur Ausrichtung zu einem Stift 43 gebracht und liegt zwischen dem Stift und der Längsachse 38 des Steckers. In ähnlicher Weise wird der Schwerpunkt 95 eines Kanals 97 (s. Fig. 12b) eines anderen Steckers zur Ausrichtung zu einem Stift 43 gebracht und liegt zwischen dem Stift und der Längsachse dieses Steckers. Dann werden die Verbindergehäuse 42-42 mit der Hülse innerhalb der Kupplung in einer Weise zusammengesetzt, daß die Stift 43-43 in einer gemeinsamen radialen Ebene ausgerichtet sind, die von den koaxialen Längsachsen 38-38 ausgeht und sich von diesen nach außen erstreckt. Infolge dessen sind in vielen Fällen die Kanäle, obzwar von den Längsachsen versetzt, nicht nur in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, sondern im wesentlichen in Längsrichtung zueinander ausgerichtet (s. Fig. 12c). Insofern als bestimmt worden ist, daß der Versatz des Schwerpunkts eines Kanals 41 von der Längsachse eines Steckers 40 nicht 3 um übersteigt, reduziert diese Technik den Versatz der Kanäle der Stecker, die in einer Hülse 75 montiert sind, auf eine Entfernung nicht größer als 3 um.
Wie in Fig. 13 gezeigt, kann der Schwerpunkt eines Kanals 101 mit der Längsachse 38 des Steckers 40 zusammenfallen, und ein anderer Kanal 103 kann zwischen der Längsachse 38 und dem Steckerrand gelegen sein. In anderer Beziehung sind die Schwerpunkte der Kanäle beider Stecker zwischen den Längsachsen 38-38 und den Rändern der Stecker angeordnet, wie in Fig. 12c gezeigt.
Obzwar die bevorzugte Ausführungsform immer dahingehend beschrieben worden ist, daß die Schwerpunkte der Steckerkanäle mit den Längsachsen 38-38 der Stecker 40 zusammenfallen oder zwischen den Längsachsen und den Stiften 43-43 der Verbindergehäuse 42-42 angeordnet sind, ist dies nicht notwendig. Wie beispielsweise in Fig. 14 gezeigt, wird das Ausrichtverfahren so ausgeführt, daß die Längsachsen 38-38 der Stecker 40-40 zwischen den zugeordneten Stiften 43-43 und den Schwerpunkten 105 und 106 der Kanäle 107 und 108 zu liegen kommen. Wie in der bevorzugten Ausführungsform sind alle Stecker 40-40 in der gleichen Weise orientiert und werden mit einem Verbindergehäuse in der gleichen Weise zusammengesetzt.
Es ist auch möglich, die in Fig. 15 gezeigte Vorgehensweise zu verwenden. Dabei wird ein Stecker 40 so markiert, daß der Schwerpunkt 110 des Kanals 111 (s. Fig. 15a) zwischen dem zugeordneten Stift 43 des Verbindergehäuses 42 und der Längsachse 38 des Steckers angeordnet ist. Der andere Stecker 40 wird markiert, damit die Längsachse 38 zwischen dem Schwerpunkt 112 eines Kanals 113 (s. Fig. 15b) und dem Stift 43 zu liegen kommt. Um die beiden Stecker miteinander zu verbinden, wird der Stecker nach Fig. 15a so zusammengebaut, daß der Stift 43 des Verbindergehäuses zu dem Kanal in der gezeigten Stellung ausgerichtet ist. Jedoch wird der zweite Stecker um 180º gedreht, so daß der Stift 43 seines Verbindergehäuses diametral entgegengesetzt dem des ersten Steckers liegt, damit die Schwerpunkte der Kanäle auf der gleichen Seite der Längsachse (s. Fig. 15c) zu liegen kommen. In diesem Verfahren werden jedoch nicht alle Stecker mit den Verbindergehäusen 42-42 in der gleichen Weise markiert oder zusammengebaut. Einige werden, wie in Fig. 15a gezeigt, zusammengebaut und die anderen wie in Fig. 15b.
Wie erinnerlich, war bei den optischen Fasern 26-26, die innerhalb der Stecker 40-40 befestigt worden waren, deren Mäntel vor dem Zusammenbau entfernt worden. Jede der optischen Fasern 26-26 hat einen Außendurchmesser von ungefähr 125 um. Als Ergebnis des oben erwähnten Verfahrens ist festgestellt worden, daß die schlechtestmögliche Passung die in Fig. 13 gezeigte ist, bei welcher der Schwerpunkt des Kanals des einen Steckers 40-40 mit der Längsachse 38 des Steckers zusammenfällt, während der Schwerpunkt des Kanals des anderen Steckers zwischen der Längsachse 38 und dem äußeren Rand eine Entfernung von ungefähr 3 mm aufweist. Demgemäß sind in diesem schlechtestmöglichen Fall die Schwerpunkte der Kanäle entlang einer gemeinsamen radialen Ebene um eine Entfernung fehlausgerichtet, die ungefähr 3 um nicht übersteigt.

Claims

1. Verfahren zur Befestigung von Ausrichteinrichtungen auf einem eine optische Faser (26) abschließenden Stecker mit folgenden Merkmalen:

der Stecker (40) weist eine Endfläche (39), eine Längsachse (38) und

einen in Längsrichtung sich erstreckenden Kanal (41) mit einer Öffnung in der Endfläche (39) auf und enthält eine optische Faser (26) mit einem in dem Kanal (41) eingefügten Endteil;

die Ausrichteinrichtung (43) ist zur Zusammenarbeit mit einer Stütz- und Steckerführungseinrichtung (60) ausgebildet, wenn eine Kupplung mit einem benachbarten Stecker (40) erfolgt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) die Stellung der Längsachse (38) relativ zum Flächenschwerpunkt (83) der Öffnung des Kanals (41) auf der Steckerendfläche wird bestimmt;

b) der Schnitt mit der äußeren Oberfläche des Steckers einer radialen, die Achse mit dem Schwerpunkt verbindenden Ebene (88), die durch die Längsachse (38) und den Flächenschwerpunkt (83) hindurchgeht, wird bestimmt;

c) die Ausrichteinrichtung (43) wird auf der Außenseite des Steckers so befestigt, daß diese einen vorbestimmten, beabsichtigten Winkel zu dem Schnitt (90) einnimmt,

so daß, wenn benachbarte Stecker (40) durch die Stütz- und Steckerführungseinrichtung miteinander gekoppelt werden, deren Flächenschwerpunkte (83) in einer gemeinsamen Ebene (88) angeordnet sind, welche diese die Achse mit dem Schwerpunkt verbindende Ebene (88) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der beabsichtigte Winkel die direkte Ausrichtung der Ausrichteinrichtung (43) zu dem Schnitt (90) bedeutet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beabsichtigte Winkel die diametrale Gegenüberstellung der Orientierungseinrichtung (43) zu dem Schnitt (90) bedeutet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beabsichtigte Winkel die Anordnung der Ausrichteinrichtung (43) in vorbestimmter winkelmäßiger Ausrichtung relativ zu dem Schnitt (90) beinhaltet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (40) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der Schritt a) folgende Unterschritte umfaßt:

Feststellen des Flächenschwerpunktes (83) der Kanalöffnung (41) in einer ursprünglichen (83a) und einer um 180 gedrehten (83b) Stellung des Steckers (39); und

Feststellen der Stelle, an der die Längsachse (38) die Endfläche (39) des Steckers schneidet, indem der Mittelpunkt zwischen den Stellungen (83a, 83b) des Flächenschwerpunktes der Öffnung festgestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt (90) auf einer radialen Linie (88) liegt, die sich vom Rand des Steckers (40) erstreckt, und daß die radlale Linie (88) den Punkt der Längsachse (38) in der Endfläche (39) mit dem Flächenschwerpunkt (83) der Öffnung verbindet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Markierung auf dem Stecker (40) zur Bildung eines Referenzpunktes für die Orientierungseinrichtung (43) angebracht wird.