DE3716792A1 - Verbinder fuer zwei lichtleitfasern und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für zwei Lichtleitfasern, welcher mindestens drei parallel verlaufende, von einer Klemm­ einrichtung umschlossene Stäbe aufweist, in deren Zwickelbe­ reich die zu koppelnden Lichtleitfasern zentriert und fixiert sind.

Aus der DE-OS 28 11 137 ist eine Verbindungseinrichtung be­ kannt, bei der je aus mindestens zwei Stäben bestehende Stecker­ hälften innerhalb eines schwenkbeweglichen Klemmstückes durch Verschraubung festgeklemmt werden. Die zu koppelnden Lichtleit­ fasern sind dabei in die durch die parallel verlaufenden Stäbe gebildete V-Nut eingelegt und fixiert. Um eine ausreichend gute Kopplung zwischen den Lichtleitfasern zu erhalten, müssen Stahlstäbe mit hoher Durchmessergenauigkeit verwendet werden. Da die Lichtleitfasern von den Stäben nicht symmetrisch um­ schlossen werden, sondern in der V-Nut zwischen zwei Stäben aufliegen, kann es bei der Kopplung von Lichtleitfasern mit unterschiedlichen bzw. unrundem Querschnitt zu einer Erhöhung der Kopplungsdämpfung kommen. Des weiteren ist zum fluchtenden Ausrichten der Steckerhälften ein genauer und aufwendiger Klemm­ mechanismus für das Klemmstück erforderlich, was sich bei der Montage als nachteilig erweisen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fertigungstech­ nisch einfachen Verbinder für Lichtleitfasern zu schaffen, bei dem auch unterschiedlich dicke Lichtleitfasern einfach und schnell miteinander verbunden werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verbinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Klemmrichtung aus einem einen Längsschlitz aufweisenden unverformbaren Klemmstück besteht, daß alle Stäbe in einem Käfig aus verformbaren Material unter­ gebracht und von diesem umschlossen sind und daß in montiertem Zustand der die Stäbe enthaltende Käfig in den Längsschlitz des Klemmstückes eingepreßt und dort gehalten ist.

Durch den einfachen Aufbau des Klemmstückes läßt sich eine Kopplung der Lichtleitfasern durch das Einpressen der Stäbe in den Längsschlitz des Klemmstückes schnell und einfach bewerk­ stelligen. Da die Stäbe in montiertem Zustand die Lichtleitfa­ sern symmetrisch umschließen, können auch Lichtleitfasern mit unterschiedlichen Durchmessern zuverlässig gekoppelt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Lichtleitfasern mit ihrer Ummantelung durch ein V-förmiges Oberteil mit dem Klemmstück verklemmt, wodurch die im Einsatz oft auftretenden Zugbelastungen nicht auf die Stoßstelle über­ tragen werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Koppeln zweier Lichtleitfasern.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform des Verbinders mit drei Stäben in vormontier­ tem Zustand,

Fig. 2 einen Querschnitt des Verbinders nach Fig. 1 in montier­ tem Zustand,

Fig. 3 einen Querschnitt einer zweiten erfindungsgemäßen Aus­ führungsform des Verbinders mit vier Stäben in vormon­ tiertem Zustand,

Fig. 4 einen Querschnitt des Verbinders nach Fig. 3 in montier­ tem Zustand,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Verbinders nach Fig. 4.

In Fig. 1 ist ein Verbinder VB 1 mit drei Stäben ST 1, ST 2, ST 3 in vormontiertem Zustand dargestellt. Die Stäbe ST 1-ST 3 sind von einem eine Öffnung OF aufweisenden Käfig KF aus verformbarem Material etwa dreieckförmig umschlossen, wobei die Stäbe ST 2 und ST 3 zunächst einen Abstand voneinander aufweisen. Dieser Abstand in Verbindung mit der Öffnung OF des Käfigs KF bildet somit eine Art Einführtrichter, der gerade so breit ist, daß die Lichtleitfasern z. B. LF 1 zwischen den Stäben ST 2 und ST 3 eingelegt werden können. Die Stäbe ST 1-ST 3 sind an dem Käfig KF fixiert, wobei sie mit Ausnahme der einen Abstand aufweisen­ den Stäbe ST 2 und ST 3 unter tangentialer Berührung verlaufen. Dieses Gefüge von Käfig KF und Stäben ST 1-ST 3 wird seitlich von den symmetrischen Aussparungen AS 1 und AS 2 eines einen Längsschlitz LS aufweisenden Klemmstückes KS gehalten. Das eine rechteckige äußere Form aufweisende Klemmstück KS besteht aus einem harten unnachgiebigen Material, beispielsweise Stahl, wo­ bei die Aussparungen AS 1 und AS 2 bogenförmig in breiter ausge­ bildete Schenkel SK 1 bzw. SK 2 übergehen. Das innere Ende des Längsschlitzes LS ist halbkreisförmig gebogen ausgebildet.

Bei der Montage wird so vorgegangen, daß die zu koppelnden Lichtleitfasern z. B. LF 1 fluchtend in den Einlegtrichter einge­ legt werden, wobei sich ihre Stoßstelle etwa in der Mitte der längsseitigen Achse der Stäbe ST 1-ST 3 befindet. Unter Aus­ übung einer an den längsseitigen Endbereichen EBK 1, EBK 2 des Käfigs KF angreifenden Kraft F 1 und F 1* wird das Gefüge aus Käfig KF und Stäben ST 1-ST 3 in den Längsschlitz LS des Klemm­ stückes KS hineingedrückt. Dabei bewirken die als seitliche Druckmittel wirkenden, breiter ausgebildeten Schenkel SK 1 und SK 2 des Klemmstückes KS ein seitliches Zusammendrücken des Käfigs und der Stäbe ST 2 und ST 3.

In Fig. 2 ist ein fertig montierter Verbinder VB 1 dargestellt, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind (entsprechend Fig. 1). Die Stäbe ST 1-ST 3 sind durch das Hineindrücken des Käfigs KS in den Längsschlitz LS in tangen­ tiale Anlage untereinander gebracht worden und umschließen die Lichtleitfasern z. B. LF 1 nahezu symmetrisch. Dadurch wird eine genaue Zentrierung und Fixierung der Lichtleitfasern z. B. LF 1 erreicht.

Die Stäbe ST 1-ST 3 sind von rundem Querschnitt und entweder plastisch verformbar wie z. B. Kupferdraht oder Kunststoff oder sie bestehen aus einem harten Grundmaterial, insbesondere Glas, das mit einer plastisch verformbaren Kunststoffschicht überzo­ gen ist. Die Stäbe ST 1-ST 3 können aber auch als Röhrchen aus­ gebildet sein, deren Wandung sich elastisch verformt (ovale Verformung). Durch die Verwendung von elastisch oder plastisch verformbaren Stäben wird auch eine genaue Zentrierung von im Durchmesser unterschiedlichen Lichtleitfasern ermöglicht. Der Käfig KF besteht aus verformbarem Material, beispielsweise Blech oder Kunststoff. Es kann aber auch aus einem Bandstreifen bestehen, auf dem die Stäbe ST 1-ST 3 aufgeklebt oder aufge­ schweißt sind. Der Durchmesser der Stäbe ST 1-ST 3 beträgt ungefähr das 6,3-6,6fache des Lichtleitfaser-Durchmessers, um in montiertem Zustand die gegenseitige Berührung der Stäbe ST 1- ST 3 unter sich, sowie mit den Lichtleitfasern z. B. LF 1 zu gewährleisten. Die Länge der Stäbe ST 1-ST 3 liegt im Bereich von 5 mm und 25 mm, wobei der Käfig KF sowie das Klemmstück KS etwa dieselbe Länge aufweisen.

In Fig. 3 ist ein Verbinder VB 2 mit vier Stäben ST 1, ST 2, ST 3 und ST 4 im vormontierten Zustand dargestellt. Die Stäbe ST 1-ST 4 sind von einem U-förmigen eine Öffnung OF 1 aufweisenden Käfig KF 1 aus verformbarem Material umgeben und an dessen Innenseite fixiert. Die beiden auf einer waagerechten Grundfläche GFK 1 des Käfigs KF 1 aufliegenden inneren Stäbe ST 3 und ST 4 berühren einander tangential, während die auf diesen jeweilig aufliegen­ den äußeren Stäbe ST 1 und ST 2 aufgrund der leichten Außennei­ gung der Schenkel SEK 1 bzw. SEK 2 zunächst noch nicht miteinan­ der in Berührung stehen. Die Endbereiche EBK 11 und EBK 12 der Käfigschenkel SEK 1 und SEK 2 sind dabei leicht nach innen gebo­ gen, um an ihnen die Fixierung der äußeren Stäbe ST 1 und ST 2 zu ermöglichen. Der durch die beiden äußeren Stäbe ST 1 und ST 2 ge­ bildete Abstand bildet wieder einen nach oben offenen Einleg­ trichter, so daß Lichtleitfasern z. B. LF 1 von oben in die von den beiden inneren Stäben ST 3 und ST 4 gebildete V-Nut eingelegt werden können. Das Gefüge vom Käfig KF 1 und Stäben ST 1-ST 4 wird seitlich durch symmetrisch nach außen verjüngende Endbe­ reiche EKS 1 und EKS 2 eines einen Längsschlitz LS 1 aufweisenden Klemmstückes KS 1 gehalten. Die Endbereiche EKS 1 und EKS 2 des aus hartem Material bestehenden Klemmstückes KS 1 gehen etwa in der Höhe der Grundfläche GFK 1 des eingesetzten Käfigs KF 1 in breiter ausgebildete Schenkel SK 11 und SK 12 über. Das innere Ende des Längsschlitzes LS 1 ist eben ausgebildet.

Bei der Montage wird so vorgegangen, daß die zu koppelnden Lichtleitfasern z. B. LF 1 fluchtend in die durch die sich berüh­ renden Stäbe ST 3 und ST 4 gebildete V-Nut eingelegt werden und zwar so, daß sich die Stoßstelle etwa in der Mitte der längs­ seitigen Achse der Stäbe ST 3 und ST 4 befindet. Unter Ausübung einer an den längsseitigen Endbereichen EBK 11 und EBK 12 des Käfigs KF 1 angreifenden Kraft F 1 und F 1* wird das Gefüge aus Käfig KF 1 und Stäben ST 1-ST 4 in den Längsschlitz LS 1 des Klemmstückes KS 1 gedrückt. Diese Kräfte F 1 und F 1* können z. B. durch das Hineindrücken eines V-förmigen Oberteiles OT aufge­ bracht werden, dessen Schenkel SOT 1 und SOT 2 an den jeweiligen Endbereichen EBK 1 bzw. EBK 2 angreifen. Dabei bewirken die als seitliche Druckmittel wirkenden breiter ausgebildeten Schenkel SK 11 und SK 12 des Klemmstückes KS 1 ein nach innen wirkendes Zusammendrücken der nach außen geneigten Schenkel SEK 1 und SEK 2 des Käfigs KF 1, wodurch die beiden oberen Stäbe ST 1 und ST 2 in tangentiale Berührung miteinander kommen.

In Fig. 4 ist ein fertig montierter Verbinder VB 2 dargestellt, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind (entsprechend Fig. 3). Im dargestellten Beispiel verbleibt das V-förmige Oberteil OT unter Klemmwirkung im Verbinder VB 2. Durch eine besondere Ausgestatung des V-förmigen Oberteiles OT wird eine Zugentlastung des Stoßbereiches der Lichtleitfasern z. B. LF 1 erreicht. Durch die an den stirnseitigen Enden des V-förmigen Oberteils OT vorstehenden Schenkel z. B. SOT 3 und SOT 4 wird zusätzlich auch die Ummantelung UM 1 der Lichtleitfa­ sern z. B. LF 1 festgeklemmt (siehe auch Fig. 5). Die Stäbe ST 1 und ST 2 sind durch das Hineindrücken des Käfigs KF 1 in den Längsschlitz LS 1 in gegenseitige Berührung gebracht worden, womit die Lichtleitfasern z. B. LF 1 nahezu symmetrisch von den 4 Stäben ST 1-ST 4 umschlossen sind. Dadurch werden die Licht­ leitfasern z. B. LF 1 im Zwickelbereich der Stäbe ST 1-ST 4 exakt zentriert und gehalten.

In Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Verbinders VB 2 nach Fig. 4 dargestellt. Das unter Klemmwirkung im Klemmstück KS 1 verblei­ bende V-förmige Oberteil OT ist gestrichelt angedeutet. Das V-förmige Oberteil OT ragt an seinen längsseitigen Enden über die Stäbe z. B. ST 3 (gestrichelt dargestellt) hinaus und weist an beiden stirnseitigen Enden jeweils zwei längere Schenkel z. B. SOT 3, SOT 5 auf, zwischen denen die Ummantelung UM 1, UM 2 der Lichtleitfasern LF 1, LF 2 festgeklemmt sind (gestrichelt ange­ deutet).

Der Durchmesser der Stäbe ST 1-ST 4 beträgt ungefähr das 2,3 bis 2,5fache des Lichtleitfaserdurchmessers, um eine vollstän­ dige symmetrische Umschließung der Lichtleitfasern LF 1, LF 2 zu gewährleisten. Die Länge der Stäbe liegt im Bereich zwischen 5 mm und 25 mm, die Länge des Käfigs beträgt ungefähr 30 mm. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3-5 bietet sich wegen der Kleinheit der Rundstäbe ein Aufbringen der Stäbe auf ein Bänd­ chen an und damit eine kontinuierliche Herstellung von Stäben ST 1-ST 4 und Lichtleitfasern z. B. durch Extrusion oder Strang­ pressen. Auch Ausführungsformen mit 5 oder mehr Stäben sind dabei denkbar.

Claims (20)

1. Verbinder (VB 1) für zwei Lichtleitfasern (z. B. LF 1), welcher mindestens drei parallel verlaufende, von einer Klemmeinrich­ tung umschlossene Stäbe (ST 1-ST 3) aufweist, in deren Zwickelbe­ reich die zu koppelnden Lichtleitfasern (z. B. LF 1) zentriert und fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung aus einem einen Längsschnitt (LS) aufweisenden unverformbaren Klemmstück (KS) besteht, daß alle Stäbe (ST 1-ST 3) in einem Käfig (KF) aus verformbarem Material untergebracht und von diesem umschlossen sind und daß in mon­ tiertem Zustand der die Stäbe (ST 1-ST 3) enthaltende Käfig (KF) in den Längsschlitz (LS) des Klemmstückes (KS) eingepreßt und dort gehalten ist.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein V-förmiges Oberteil (OT) das Gefüge von Käfig (KF 1) und Stäben (ST 1-ST 4) im Klemmstück (KS) fixiert.

3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das V-förmige Oberteil (OT) unter Klemmwirkung im Verbinder (VB 2) festgehalten ist.

4. Verbinder nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das V-förmige Oberteil (OT) an seinen längsseitigen Enden über die Stäbe (ST 1-ST 4) hinausragt und dort längere Schenkel (z. B. SOT 3, SOT 5) zur Fixierung der Ummantelung (UM 1, UM 2) der Lichtleitfasern (LF 1, LF 2) im Klemmstück (KS 1) aufweist.

5. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (KF) eine in axialer Richtung verlaufende Öff­ nung (OF) aufweist.

6. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung von drei Stäben (ST 1-ST 3) der Käfig (KF) die Stäbe (ST 1-ST 3) dreieckförmig umschließt.

7. Verbinder nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung von vier Stäben (ST 1-ST 4) der Käfig (KF 1) die Stäbe (ST 1-ST 4) U-förmig umschließt.

8. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im vormontierten Zustand zwei der unter tangentialer Berüh­ rung verlaufenden Stäbe (ST 2, ST 3) einen Abstand voneinander aufweisen.

9. Verbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefüge von Käfig (KF) und Stäben (ST 1-ST 3) einen Ein­ legtrichter zum seitlichen Einlegen der Lichtleitfasern (z. B. LF 1) bildet.

10. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (LS) des Klemmstückes (KS) an seinen äußeren Enden Aussparungen zur Aufnahme des Gefüges von Käfig (KF) und Stäben (ST 1-ST 3) im vormontierten Zustand aufweist.

11. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (ST 1-ST 3) aus einem plastisch verformbarem Mate­ rial, insbesondere Kupferdraht oder Kunststoff, bestehen.

12. Verbinder nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (ST 1-ST 3) aus einem harten Grundmaterial, insbe­ sondere Glas bestehen, das mit einer plastisch verformbaren Kunststoffschicht überzogen ist.

13. Verbinder nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (ST 1-ST 3) elastisch, insbesondere als deformier­ bare Röhren, ausgebildet sind.

14. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (KF) aus einem Bandstreifen aus verformbarem Material, insbesondere Blech oder Kunststoff, besteht.

15. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (ST 1-ST 3) durch Verkleben oder Verschweißen an dem Käfig (KF) befestigt sind.

16. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (KS) aus einem harten Material, insbesondere Stahl, besteht.

17. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung für zwei Lichtleitfasern (LF 1, LF 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu koppelnden Lichtleitfasern (LF 1, LF 2) fluchtend in den aus Käfig (KF) und Stäben (ST 1-ST 3) gebildeten Einleg­ trichter eingelegt werden und daß durch das Hineindrücken von Käfig (KF) und Stäben (ST 1-ST 3) in den Längsschlitz (LS) des Klemmstückes (KS) eine zentrierende, symmetrische Umschließung der Lichtleitfasern (LF 1, LF 2) durch die Stäbe (ST 1-ST 3) be­ wirkt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Hineindrücken des Gefüges von Käfig (KF 1) und Stäben (ST 1-ST 4) durch ein V-förmiges Oberteil (OT) erfolgt.

19. Verbinder nach Anspruch 17-18, dadurch gekennzeichnet, daß das V-förmige Oberteil (OT) unter Klemmwirkung im Verbinder (VB 2) festgehalten wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17-19, dadurch gekennzeichnet, daß Käfig (KF 1) und Stäbe (ST 1-ST 4) als eine Einheit, insbeson­ dere durch Extrusion oder Strangpressen, hergestellt werden.