DE69116246T2 - Zugentlasteter Stecker für optische Fasern - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder für Lichtleitfasern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• In der Nachrichtentechnik werden in zunehmenden Maße Lichtleitfasern mit einer geringen Dämpfung zur Übertragung von Signalen eingesetzt. Die Lichtleitfasern müssen miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck wurden zusammenpassende komplementäre Steckverbinder entwickelt. Beim Koppeln von Lichtleitfasern ist es wichtig, daß auf die Lichtleitfasern keine Zugkräfte ausgeübt werden, damit die Qualität der Übertragung nicht leidet. Viele Steckverbinder für Lichtleitfasern umfassen daher eine Zugentlastungseinrichtung für das Lichtleitfaserkabel. Solche Steckverbinder sind üblicherweise sehr kompliziert aufgebaut. Sie umfassen mehrere Teile, die sehr präzise hergestellt werden müssen. Die zahllosen Teile können selbst wiederum die Qualität der Übertragung zwischen den Enden miteinander gekoppelter Lichtleitfasern beeinträchtigen. Das amerikanische Patent Nr. 4,863,235 von Anderson et al. vom 5. September 1989 zeigt ein Beispiel eines Steckverbinders für ein Lichtleitfaserkabel. Das Patent zeigt einen Steckverbinder, bei dem nichtmetallische faserförmige Verstärkungselemente oder Fäden durch ein Keilsystem festgeklemmt werden. Das Keilsystem umfaßt mehrere Komponenten oder Bauteile, zu denen auch eine mit einem Außengewinde versehene innere Verkeilungsmuffe oder -hülse gehört, auf die eine mit einem Innengewinde versehene Preßoder Klemmutter geschraubt wird, durch die die Verstärkungselemente gegenüber einem anderen sich verjüngenden Bauteil vorgespannt werden, um das die Verstärkungselemente angeordnet sind. Wie bei so vielen anderen ähnlichen Steckverbindern müssen auch alle diese Bauteile zusätzlich zu den anderen Gehäusebauteilen und zu zugehörigen Bauteilen des Steckverbinders, durch den eine Lichtleitfaser mit einer anderen Lichtleitfaser in einem passenden komplementären Steckverbinder abgeschlossen wird, mit hoher Präzision einzeln hergestellt werden.
• Ein Lichtleitfasersteckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der GB-A-2 042 817 bekannt. Bei diesem Steckverbinder ist eine zusätzliche Zugentlastungseinrichtung vorgesehen, um das Verstärkungsmaterial zwischen einem inneren und einem äußeren Hülsenteil festzuklemmen, die auf einer konisch ausgebildeten Oberfläche jeweils mit einem Gewinde versehen sind. Das mit einer solchen Zugentlastungseinrichtung versehene Lichtleitfaserkabel wird zusammen mit dem Steckverbindergehäuse montiert, das aus zwei Hälften besteht, die über der Zugentlastungseinrichtung geschlossen werden.
• Ein anderer vorbekannter Lichtleitfasersteckverbinder (US-A 4,795,229) umfaßt vier Gehäusekomponenten, von denen drei als Zugentlastungselement verwendet werden. Das Verstärkungsmaterial wird mittels einer Hülse auf sägezahnförmigen Auszackungen auf einem ersten Sicherungsteil festgeklemmt, wobei die Hülse durch ein zweites Sicherungsteil, das auf das erste Sicherungsteil aufgeschraubt wird, auf das erste Sicherungsteil gepreßt wird.
• Ein anderer vorbekannter Lichtleitfasersteckverbinder (EP-A 0 199 267) umfaßt Gehäuseteile, die auf konisch ausgebildeten Oberflächen sägezahnförmige Auszackungen aufweisen, zwischen denen das Verstärkungsmaterial festgeklemmt wird. Das Festklemmen erfolgt durch Zusammenstecken der Teile.
• Die vorliegende Erfindung versucht das Problem einer Zugentlastung bei Lichtleitfasern zu lösen und den anhaltenden Bedarf an einem vereinfachten System zu befriedigen, mit dem sich Dämpfungen in Lichtleitfasern infolge der auf ein Lichtleitfaserkabel ausgeübten Zugkräfte verringern lassen.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines neuen und verbesserten Lichtleitfasersteckverbinders, der eine Zugentlastungseinrichtung für ein Lichtleitfaserkabel umfaßt.
• Lösungen für dieses Problem finden sich in den Lehren der unabhängigen Ansprüche.
• Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist ein Lichtleitfasersteckverbinder so gestaltet, daß er ein Lichtleitfaserkabel abschließt und eine Zugentlastung für dieses Kabel bildet. Das Lichtleitfaserkabel umfaßt hierbei eine innere oder zentrale Lichtleitfaser, einen äußeren Mantel oder eine Umhüllung und längliches Verstärkungsmaterial, wie z.B. ein Polymergarn, das zwischen dem Mantel und der Lichtleitfaser angeordnet ist. Der Steckverbinder umfaßt ein Gehäuse mit einem rückwärtigen Einlaßende, in das sich die Lichtleitfaser, deren äußerer Mantel abgestreift wurde, erstreckt. Das Gehäuse umfaßt ein vorderes Abschlußende, das eine Faserfassung aus Kunststoff oder Keramik umfaßt, durch die das Abschlußende der Lichtleitfaser festgelegt wird. Das rückwärtige Einlaßende des Gehäuses ist mit einem Außengewinde versehen, um das das längliche Verstärkungsmaterial anbringbar ist. Auf das mit einem Außengewinde versehene rückwärtige Einlaßende des Gehäuses ist ein mit einem Innengewinde versehenes Zugentlastungselement, durch das sich das Lichtleitfaserkabel erstreckt, so aufschraubbar, daß das längliche Verstärkungsmaterial unmittelbar zwischen den Gewindegängen festgeklemmt wird. Es sind daher keine inneren oder äußeren Bauteile erforderlich, um eine Zugentlastung für das Kabel zu erzeugen.
• Ein einzigartiges Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer Unterbrechungseinrichtung zwischen dem Gehäuse und dem Zugentlastungselement, durch die das längliche Verstärkungsmaterial zumindest teilweise daran gehindert wird, sich schraubenförmig um die Gewinde zu wickeln, wenn das Zugentlastungselement auf das rückwärtige Einlaßende des Gehäuses geschraubt wird. Wie hier offenbart wird, ist die Unterbrechungseinrichtung in Form einer Nuteneinrichtung vorgesehen, die das Gewinde auf zumindest einem der Gehäuseteile oder auf dem Zugentlastungselement überspannt. Die Nuten erstrecken sich in Längsrichtung des Kabels oder im großen und ganzen parallel zu der Drehachse der zwei Komponenten oder Bauteile.
• Andere Aufgaben, Merkmale oder Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die als neu angesehenen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sind insbesondere in den zugehörigen Ansprüchen ausgeführt. Die Erfindung und die zugrundeliegenden Aufgaben ergeben sich am besten aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen. In den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigen:
• Fig. 1 einen Längsschnitt oder einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Lichtleitfasersteckverbinder, wobei der Schnitt durch das gesamte Zugentlastungselement und ein Schnitt durch einen Teil des Steckverbindergehäuses verläuft, und wobei sich die Bestandteile des Lichtleitfaserkabels in einer zum Abschließen des Kabels geeigneten Stellung befinden und das Zugentlastungselement noch nicht auf das Gehäuse aufgeschraubt ist;
• Fig. 2 eine Ansicht eines vollständig montierten Steckverbinders, wobei das Zugentlastungselement vollständig auf das hintere Ende des Gehäuses aufgeschraubt ist; und
• Fig. 3 einen in einem vergrößerten Maßstab dargestellten Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1.
• Wie in den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 1 in größerer Ausführlichkeit dargestellt ist, umfaßt die Erfindung einen mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenen Lichtleitfasersteckverbinder zum Abschließen eines mit dem allgemeinen Bezugszeichen 12 versehenen Lichtleitfaserkabels und zur Schaffung einer Zugentlastung für dieses Kabel. Das Lichtleitfaserkabel umfaßt eine innere oder zentrale Lichtleitfaser 14, die von einer inneren Pufferschicht oder einem inneren Mantel 16 aus Kunststoff oder desgleichen umgeben ist, einen äußeren Mantel oder eine Schutzumhüllung 18 und ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 20 versehenes Verstärkungssystem. Das Verstärkungssystem besteht aus einem länglichen Verstärkungsmaterial oder aus einer Verseilung 22, die z.B. aus einem Polymergarn besteht.
• Der Lichtleitfasersteckverbinder 10 umfaßt ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 24 versehenes Gehäuse und ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 26 versehenes Zugentlastungselement. Das Gehäuse 24 kann insbesondere an seinem vorderen Ende vielfältig gestaltet sein, so daß es mit einem (nicht dargestellten) passenden komplementären Steckverbinder zusammengefügt werden kann. Das Gehäuse muß grundsätzlich eine Durchgangsöffnung für eine Lichtleitfaser 14 umfassen, von der der äußere Mantel 18 abgestreift wurde. Das in der Figur dargestellte Gehäuse umfaßt eine vergrößert ausgebildete vordere Durchgangsöffnung 28 zur Aufnahme einer Faserfassung 30 aus Kunststoff oder Keramik, die ihrerseits wiederum eine zentrale Durchgangsöffnung 32 umfaßt, durch die die Lichtleitfaser 14 zum Abschließen festgelegt wird. Das Gehäuse umfaßt auch eine schmälere Durchgangsöffnung 34 zur Aufnahme des Endes der Pufferschicht 16 des Kabels. Die Durchgangsöffnung 34 erstreckt sich bis zu dem hinteren Einlaßende des Gehäuses 24, das an der mit dem Bezugszeichen 36 versehenen Stelle angeordnet ist, an der das Verstärkungsmaterial 22 gebogen ist. Das Gehäuse umfaßt im wesentlichen ein hinteres Einlaßende 38, in das sich die mit der Pufferschicht 16 versehene Lichtleitfaser 14, von der der äußere Mantel 18 abgestreift wurde, erstreckt. Das hintere Einlaßende 38 ist mit einem Außengewinde 39 versehen, um das das längliche Verstärkungsmaterial 22 anbringbar ist.
• Das Zugentlastungselement 26 weist im allgemeinen die Form einer Hülse auf, die eine mit einem Innengewinde 41 versehene Bohrung 40 umfaßt. Die Breite der Bohrung 40 ist hierbei so bemessen, daß das Lichtleitfaserkabel 12 durch sie hindurchpaßt. Die mit einem Innengewinde versehene Bohrung 40 des Zugentlastungselements 26 ist komplementär ausgebildet zu dem mit einer Außenbohrung versehenen Ende 38 des Gehäuses 24.
• Beim Einsatz des Steckverbinders, der anhand von Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 erläutert werden soll, wird zuerst von dem Ende eines abzuschließenden Lichtleitfaserkabels 12 über eine vorgegebene Länge der äußere Mantel oder die Umhüllung 18 abgestreift. Die vorgegebene Länge ist hierbei geringfügig größer als die Gesamtlänge des Gehäuses 24 und der Faserfassung 30. Nun wird das längliche Verstärkungsmaterial 22 so abgeschnitten, daß ein wesentlicher Teil, wenn nicht sogar die gesamte Länge des mit einem Außengewinde versehenen Teils 38 des Gehäuses 24 mit dem Verstärkungsmaterial bedeckt ist. Die Pufferschicht 16 wird so abgetrennt, daß sie genauso lang ist wie die Durchgangsöffnung 34 in dem Gehäuse, so daß die Lichtleitfaser 14 auf einem sich durch die Faserfassung 30 erstreckenden Abschnitt entblößt ist. Die Lichtleitfaser kann sich wie üblich etwas über das abgewandte äußere Ende der Faserfassung 30 hinaus erstrecken, um poliert zu werden.
• Bevor mit der Beschreibung fortgefahren wird, sei bemerkt, daß der Querschnitt des länglichen Verstärkungsmaterials 22 zur besseren Veranschaulichung in den Figuren etwas vergrößert dargestellt ist. Das Verstärkungsmaterial, wie z.B. ein Polymergarn, ist in der Tat außerordentlich fein, wobei es jedoch gleichzeitig sehr fest und flexibel ist.
• Wenn die Bestandteile des Lichtleitfaserkabels 12 zurechtgeschnitten und, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, bezüglich des Gehäuses 24 positioniert sind, wird das Zugentlastungselement 26 auf das mit einem Außengewinde versehene hintere Ende 38 des Gehäuses 24 aufgeschraubt, so wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Hierdurch wird das feine Verstärkungsmaterial 22 unmittelbar zwischen den komplementären Gewindegängen 39, 41 des Gehäuses 24 festgeklemmt, so daß das Zugentlastungselement 26 den in Längsrichtung auf das Kabel 12 einwirkenden Kräften widerstehen und diese unmittelbar auf den Steckverbinder 10 übertragen kann. Hierdurch werden Spannungen in der Lichtleitfaser 14 vermieden und es werden die auf solche Spannungen zurückzuführenden Übertragungsdämpfungen verhindert. Wie zu erkennen ist, ist es gelungen, einen vollständigen Steckverbinder mit Zugentlastungseigenschaften zu schaffen, der mit Ausnahme der die Faser zentrierenden Faserfassung 30 aus lediglich zwei Bauteilen, nämlich dem Gehäuse 24 und dem Zugentlastungselement 26, besteht.
• Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Unterbrechungseinrichtung, die dafür sorgt, daß sich das längliche Verstärkungsmaterial 22 nicht schraubenförmig um die Gewinde 39, 41 wickelt, wenn das Zugentlastungselement 26 auf das mit einem Außengewinde versehene hintere Ende 38 des Gehäuses 24 aufgeschraubt wird. Wie in Fig. 3 in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, umfaßt die Unterbrechungseinrichtung Nuten 44, die zumindest eines der Gewinde 39, 41 des Gehäuses oder des Zugentlastungselementes überspannen. Wie zu erkennen ist, sind die Nuten 44 zur Vereinfachung der Herstellung in Längsrichtung in das Gewinde 39 des hinteren Einlaßendes 38 des Gehäuses 24 eingeschnitten. Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Nuten 44 im wesentlichen bis an die Basis oder an die Wurzel des Gewindes 39 eingeschnitten. Beim Einsatz wird eine beträchtliche Anzahl der sehr feinen Verseilungen des Verstärkungsmaterials 22 in diesen Nuten festgehalten, so daß sich die Verseilung oder das Garn zumindest teilweise über zumindest einen Teil der Länge oder der axialen Abmessungen der mit einem Gewinde versehenen Teile 38, 40 des Gehäuses und des Zugentlastungselementes in Längsrichtung des Kabels erstreckt. Es sei noch einmal daran erinnert, daß die Verseilung außerordentlich fein ist, so daß das Aufschrauben des Zugentlastungselementes nicht beeinträchtigt wird.
• Es sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung auch durch andere Ausführungsformen verkörpert werden kann, ohne hierbei den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche zu verlassen. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen dienen lediglich zur Veranschaulichung. Sie stellen keinerlei Beschränkung dar und die Erfindung ist nicht auf die dabei angegebenen Details beschränkt.

Claims (8)

1. Steckverbinder (10) für optische Fasern zum Abschluß eines optischen Faserkabels (12) und zur Zugentlastung für dieses, welches eine innere Faser (14), einen äußeren Mantel (18) und längliches Verstärkungsmaterial (22) dazwischen aufweist, welches freiliegt, wenn ein Stück des äußeren Mantels (18) entfernt worden ist, mit folgenden Merkmalen:

ein Gehäuse weist ein rückwärtiges Einlaßende (38) für das Kabel (12) und ein vorderseitiges Abschlußende (28) für die Faser (14) auf,

eine Zugentlastimgseinrichtung umfaßt ein inneres Element mit äußerem Gewinde und ein äußeres Element mit innerem Gewinde, um das Verstärkungsmaterial (22) zwischen den Gewindeoberflächen (39, 41) einzuklemmen,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Steckverbinder noch eine Faserzentrierungsfassung (30) aufweist, daß das Gehäuse (24) an seinem rückwärtigen Einlaßende (38) mit dem Außengewinde (39) versehen ist, welches auf einer zylindrischen Oberfläche angeordnet ist, um so das innere Element zu bilden, und daß das Zugentlastungselement (26) im großen und ganzen in Form einer Hülse vorliegt, welche das äußere Element mit dem Innengewinde (41) bildet, welches entlang einer zylindrischen Bohrung (40) angeordnet und komplementär zu dem Außengewinde (39) des Gehäuses (24) ausgebildet ist, so daß die Zugentlastung durch nur zwei Komponenten gebildet wird, und daß die Gewinde (39, 41) von mindestens einem Element, dem Gehäuse (24) oder dem Zugentlastungselement (26), durch eine Unterbrechungseinrichtung (44) unterbrochen sind, welche durch Nuten gebildet wird, um mindestens etwas des länglichen Verstärkungsmaterials (22) daran zu hindern, sich um die Gewinde (39, 41) zu wickeln, wenn das zugentlastungselement (26) auf das Gehäuse (24) aufgeschraubt wird.

2. Steckverbinder für optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungseinrichtung Nutenausbildungen (44) umfaßt, welche die Gewinde (39, 41) in Längsrichtung des Kabels (12) überspannen.

3. Steckverbinder für optische Faser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutenausbildungen (44) eine Tiefe bis mindestens zur Wurzel des überspannten Gewindes (39, 41) aufweist.

4. Steckverbinder für optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zugentlastungselement (26) eine Durchgangsbohrung aufweist, durch das sich das optische Faserkabel (12) erstreckt, die das Innengewinde (40) trägt.

5. Steckverbinder für optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) einen ersten Kanal (34) zur Aufnahme der inneren Faser (14) umfaßt, die durch ein Puffer (16) bedeckt ist, und daß ein zweiter Kanal (32) zur Aufnahme und Festlegung der inneren Faser (14) vorgesehen ist, wobei der Durchmesser des ersten Kanals (34) größer als der Durchmesser des zweiten Kanals (32) ist.

6. Steckverbinder für optische Faser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (32) Teil einer Faserzentrierungsfassung (30) darstellt, die in das Gehäuse (24) eingefügt (28) wird.

7. Abschlußsystem (10) für optische Faser mit folgenden Merkmalen in Kombination:

ein optisches Faserkabel (12) mit mindestens einer inneren Faser (14), einem äußeren Mantel (18) und mit länglichem Verstärkungsmaterial (22) dazwischen; und ein Steckverbinder (10) für optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Verfahren zum Abschließen eines optischen Faserkabels (12) und zur Schaffung einer zugentlastung für dieses mit einer inneren Faser (14), einem äußeren Mantel (18) und länglichem Verstärkungsmaterial (22) dazwischen, mit folgenden Schritten:

ein Steckverbinder (10) für optische Faser mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 7 wird bereitgestellt;

ein Stück des Mantels (18) von einem Ende des optischen Faserkabels (12) wird abgestreift, um die innere Faser (14/16) und längliches Verstärkungsmaterial (22) freizulegen;

die Faser (14/16) wird durch das Steckverbindergehäuse (24) in richtige Stellung mit dem länglichen Verstärkungsmaterial (22) um das Außengewinde (39) verbracht; und

das Zugentlastungselement (26) wird auf das Steckverbindergehäuse (24) geschraubt, um das längliche Verstärkungsmaterial (22) direkt zwischen den jeweiligen Gewinden (39, 41) zu klemmen, wobei der Klemmschritt das Ansammeln von etwas Verstärkungsmaterial (22) in den Nutenausbildungen (44) des Steckverbindergehäuses (24) umfaßt, um das angesammelte längliche Verstärkungsmaterial (22) daran zu hindern, sich um die Gewinde (39, 41) zu wickeln, wenn das Gehäuse (24) und das Zugentlastungselement (26) miteinander verschraubt werden