DE69218480T2

DE69218480T2 - Lichtwellenleiterverbindung

Info

Publication number: DE69218480T2
Application number: DE69218480T
Authority: DE
Inventors: Jack P Blomgren; Gordon D Henson
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1997-09-25
Anticipated expiration: 2012-02-04
Also published as: CN1066732A; US5078467A; CS33992A3; MX9200445A; HU208378B; HU9200224D0; ES2099203T3; EP0498601B1; KR100254086B1; MY108112A; ATE150875T1; CA2060298A1; JPH0580234A; HUT62709A; NO920379L; AU660443B2; EP0498601A1; NO920379D0; IL100772A; JP3140532B2

Description

Allgemeiner Stand der Technik

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtwellenleiterverbindung, die zwei Lichtwellenleiter koaxial miteinander verbinden kann, oder die einen Lichtwellenleiter mit einem optoelektronischen Element verbinden kann.

Beschreibung des Stands der Technik

Bei einigen früheren Lichtwellenleiterverbindungen ist es erforderlich, mechanische Elemente dauerhaft an den Lichtwellenleitern zu befestigen, worauf die Anbringung jedes dieser Elemente an einem komplementären Element oder an einer Vorrichtung folgt. Dafür können spezielle Instrumente bzw. Vorrichtungen erforderlich sein.
Gemäß der Offenbarung aus dem ebenfalls übertragenen U.S. Patent US-A-4.470.180 (Blomgren) kann eine verhältnismäßig kostengünstige mechanische Lichtwellenleiterverbindung erzeugt werden. Eine bevorzugte Verbindung aus dem Blomgren-Patent '180 umfaßt ein elongiertes Gestell, das von einem elastisch verformbaren Gehäuse umgeben ist, das im verhältnismäßig unverformten Zustand ein Ende eines Lichtwellenleiters gegen eine gerade Längsrille in der Oberfläche des Gestells drücken kann. Nachdem das Gehäuse zusammengedrückt worden ist, um es zu verformen, kann das freie Ende eines zweiten Lichtwellenleiters eingeführt werden, so daß es mit dem ersten Lichtwellenleiter verbunden wird, wie dies in Figur 6C des Blomgren-Patents '180 dargestellt ist, wobei der Lichtwellenleiter auch entfernt werden kann.
Bei einer Verbesserung der Verbindung des Blomgren-Patents '180 handelt es sich bei dem elongierten Gestell um einen Dorn mit im wesentlichen gleichmäßigem elliptischen Querschnitt, wie dies in dem ebenfalls übertragenen U.S. Patent US-A-4.729.619 (Blomgren) offenbart wird. Eine zur Zeit erhältliche Lichtwellenleiterverbindung ("DORRAN" #07-00060 von 3M) wird gemäß den Lehren aus beiden Blomgren-Patenten gestaltet und weist, wie in dem Blomgren-Patent '619, einen Zugentlastungsblock auf, der mit einem Kanal ausgebildet ist, an dem die Lichtwellenleiter-Pufferschicht gegriffen werden kann, nachdem der Lichtwellenleiter durch Abziehen freigelegt worden ist.
Bei der Lichtwellenleiterverbindung DORRAN wird ein kleines, zangenartiges Instrument eingesetzt, um das Gehäuse zusammenzudrücken Ein derartiges Instrument bzw. Werkzeug ist als Teil der Abschlußausrüstung DORRAN #05-00105 erhältlich.

Zusammenfassung der Erfindung

Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lichtwellenleiterverbindung gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1.
Vorgesehen ist gemäß der Erfindung eine Lichtwellenleiterverbindung, die ungefähr der DORRAN-Verbindung entspricht, wobei die neuartige Verbindung jedoch ohne Instrument bzw. Vorrichtung verwendet werden kann. Ebenso wie die DORRAN-Verbindung umfaßt die erfindungsgemäße Verbindung (a) ein elongiertes Gestell, dessen Oberfläche mit einer geraden, longitudinalen Rille ausgebildet ist, und (b) ein verformbares Gehäuse, das das genannte Gestell umgibt, wobei das Gehäuse im unverformten Zustand ein Ende eines Lichtwellenleiters gegen die Rille drücken kann, und im verformten Zustand kann das Gehäuse den Lichtwellenleiter freigeben. Ebenso wie bei dem elongierten Gestell der DORRAN- Verbindung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Gestell vorzugsweise um einen Dorn mit im wesentlichen gleichmäßigem elliptischen Querschnitt.
Die neuartige Lichtwellenleiterverbindung unterscheidet sich von der DORRAN-Verbindung dadurch, daß integral mit dem Gehäuse bzw. um das Gehäuse ein Flanschpaar einarmige Hebel mit Kraftangriff außerhalb des Lastangriffs bildet, die, wenn sie mit den Fingern zusammengedrückt werden, das Gehäuse verformen, so daß ein Lichtwellenleiter fixiert oder freigegeben wird. Die Hebel sehen ferner Mittel zur lösbaren Anbringung der neuartigen Lichtwellenleiterverbindung an einer Stecktafel oder an einem Lichtwellenleiter-Verteilermodul vor.
Vorzugsweise erstrecken sich die Flansche normalerweise im wesentlichen parallel zueinander und berühren das Gehäuse ungefähr an dem Durchmesser des Gestells. Nachdem die Flansche zusammengedrückt worden sind, wird das Gehäuse in eine Eiform verformt, wodurch es aus der longitudinalen Rille oder von einem erfaßten Lichtwellenleiter angehoben wird. Dadurch werden die Einführung und die Entfernung von Lichtwellenleitern im Vergleich zu dem Einsatz eines Instruments bzw. einer Vorrichtung erleichtert.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Flanschen und dem Gehäuse um ein unitäres Stück eines elastischen, thermoplastischen Harzes. Damit die neuartige Verbindung jedoch mit einer bereits bestehenden DORRAN-Verbindung vereinigt werden kann, bilden die Flansche ein Element, das so gestaltet werden kann, daß es über das Gehäuse paßt.
Ebenso wie bei der DORRAN-Verbindung #07-00060 können Lichtwellenleiter schneller und einfacher in eine neuartige Lichtwellenleiterverbindung eingebaut werden, wenn das Gestell und der Zugentlastungsblock integral ausgebildet oder aneinander gehalten werden, so daß die äußersten Oberflächen sowohl des blanken Endes eines Lichtwellenleiters als auch das angrenzende Teilstück eines Puffers in einer im wesentlichen geraden Linie liegen. Dadurch kann das verformbare Gehäuse den Lichtwellenleiter und den Puffer gleichzeitig einklemmen.
Bei dem Gestell und dem Block bzw. den Blöcken kann es sich um ein Stück handeln, das vorzugsweise einen Keramikblock darstellt, da (1) sich Keramik gut an die mechanischen Eigenschaften und thermischen Eigenschaften von Glas anpassen kann, wobei die meisten Lichtwellenleite aus Glas erzeugt werden, und (2) da ein Keramikblock mit präziser Geometrie und präzisen Oberflächen ezeugt werden kann. Zu anderen Werkstoffen mit ähnlichen Eigenschaften gehören bestimmte Metallegierungen und Flüssigkristallpolymere, wie etwa "XYDAR" von Amoco Performance Products.
Aufgrund der Tatsache, daß zur Zeit Lichtwellenleiter mit einer einzigen Größe in Verbindung mit Puffern mit verschiedenen Größen vertrieben werden, kann es wünschenswert sein, das Gestell und den Block aus getrennten Teilen herzustellen. Die puffertragenden Blöcke können kostengünstiger hergestellt werden, wie etwa aus Kunstharz, da die Puffer nicht so genau ausgerichtet werden müssen wie die Lichtwellenleiter. Der Einsatz eines Kunstharzes erleichtert die Farbcodierung der neuartigen Verbindung. Bei einem bevorzugten Kunstharz handelt es sich um Polycarbonat, da es sich dabei um ein festes, dimensionsbeständiges und haltbares thermoplastisches Harz handelt.
Das Gestell kann so gestaltet werden, daß das blanke Ende jedes Lichtwellenleiters an einem optoelektronischen Element anstossen kann. Wenn die neuartige Verbindung zwei Lichtwellenleiter miteinander verbindet, ermöglicht es die Rille in dem Gestell normalerweise, daß die Lichtwellenleiter koaxial aneinanderstossen. Wenn ein Versatz gewünscht wird, kann die longitudinale Rille mit einer zentralen Unterbrechung ausgebildet werden, die dazu dient, die aneinanderstossenden Lichtwellenleiter so zu positionieren, daß diese nicht hundertprozentig koaxial ausgerichtet sind. Wenn die Verbindung in Verbindung mit einem Halbleiterlaser eingesetzt wird, dessen Leistung allmählich abnimmt, so kann das Gestell von Zeit zu Zeit schnell und kostengünstig gewechselt werden, um die Abschwächung zu verringern-und um die Übertragungssignalpegel im wesentlichen konstant zu halten. In der neuartigen Verbindung kann ein Versatz statt dessen durch die Positionierung eines Filters zwischen den miteinander verbundenen Lichtwellenleitern oder einfach durch einen Zwischenabstand zwischen diesen Lichtwellenleitern realisiert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird in bezug auf die Zeichnungen besser verständlich, wobei jede Figur schematisch eine erfindungsgemäße Lichtwellenleiterverbindung darstellt, die zwei Lichtwellenleiter miteinander verbinden kann, mit der Ausnahme, daß die Verbindung aus Figur 4 einen Lichtwellenleiter mit einem optoelektronischen Element verbindet. Es zeigen:
Figur 1 eine isometrische Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Lichtwellenleiterverbindung;
Figur 2 eine isometrische Ansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Lichtwellenleiterverbindung in teilweise auseinandergezogener Ansicht;
Figur 3 eine Endansicht einer dritten erfindungsgemäßen Lichtwellenleiterverbindung, die entfernbar an einer Tafel angebracht ist; und
Figur 4 eine isometrische Ansicht einer vierten erfindungsgemäßen Lichtwellenleiterverbindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die Lichtwellenleiterverbindung 10 aus Figur 1 umfaßt einen elongierten Dorn 11 mit gleichmäßig elliptischer Querschnittsform. In der äußeren Oberfläche. des Dorns ist eine gerade, longitudinale, V-förmige Rille 13 ausgebildet, gegen die die blanken Enden koaxial anstossender Lichtwellenleiter (nicht abgebildet) durch ein elastisch verformbares Gehäuse 16 gedrückt werden können, das den Dorn 11 umgibt. Integral mit dem Gehäuse ist ein Paar entgegengesetzter Flansche 18 ausgebildet, die sich normalerweise in wesentlichen parallel zueinander erstrecken, und die das Gehäuse ungefähr an dem Durchmesser des Doms schneiden. Wenn hierin der Ausspruch erfolgt, daß ein Element integral mit einem anderen Element ausgebildet ist, so bedeutet dies, daß die beiden Elemente als ein Stück erzeugt werden. Wenn die Flansche mit den Fingern in Richtung der Pfeile 19 zusammengedrückt werden, so wirken die Flansche als einarmige Hebel mit Kraftangriff außerhalb des Lastangriffs zur Verformung des Gehäuses 16, wodurch die blanken Enden der Lichtwellenleiter freigegeben werden.
In Figur 2 umfaßt eine Lichtwellenleiterverbindung 20 einen elongierten dreiteiligen Dom 21 mit gleichmäßig elliptischer Querschnittsform. Das zentrale Stück 22 besteht aus einem Keramikwerkstoff und weist eine longitudinale V-förmige Rille 23 zur Aufnahme der blanken bzw. freien Enden koaxial aneinanderstossender Lichtwellenleiter (nicht abgebildet) auf. An den Enden des zentralen Stücks sitzt ein Paar von Zugentlastungsblöcken 24 aus Harz, die jeweils mit einem zylindrischen Kanal 25 ausgebildet sind, wobei es die Tiefe des Kanals ermöglicht, daß die äußersten Oberflächen der Puffer und die blanken Enden 25A eines Lichtwellenleiterpaares in einer im wesentlichen geraden Linie liegen. Ein elastisch verformbares Gehäuse 26 kann die Lichtwellenleiter und die Puffer gleichzeitig greifen.
Das Gehäuse 26 kann in einem Element 27 angeordnet werden, das ein Paar normalerweise paralleler Flansche 28 aufweist, von denen einer zentral in ein Paar von Hebeln 28A unterteilt ist. Wenn einer der Hebel mit dem entgegengesetzten Flansch zusammengedrückt wird, so wird das Gehäuse 26 verformt, so daß ein Lichtwellenleiter an diesem Ende der Verbindung aufgenommen und entfernt werden kann. Die Vorsprünge 29 verhindern eine Überspannung des Gehäuses 26.
Der Lichtwellenleiter 30 aus Figur 3 umfaßt einen elongierten Dorn 31 mit gleichmäßig elliptischem Querschnitt. In der Oberfläche des Dorns ist eine gerade, longitudinale Rille mit einem zentralen V-förmigen Abschnitt 33 ausgebildet, der dazu dient, die blanken Enden koaxial aneinanderstossender Lichtwellenleiter (nicht abgebildet) aufzunehmen, und ferner mit tieferen äußeren Kanälen 35, die zur Aufnahme der Puffer der Lichtwellenleiter dienen. Die blanken Enden und Puffer können durch ein elastisch verforrnbares Gehäuse 36 gegen den Dorn 31 gedrückt werden. Ein Flanschpaar 38 ist integral mit dem Gehäuse ausgebildet. Vorsprünge 39 an den Enden der Flansche ermöglichen es, daß die Verbindung 30 entfernbar bzw. lösbar an einer Tafel 39A angebracht werden kann, und zwar an einer Anschlußfläche 39B einer Mehrzahl paralleler Anschlußflächen.
Ein Lichtwellenleiter 40 aus Figur 4 umfaßt einen elongierten Dorn 41 mit gleichmäßig elliptischer Querschnittsform. In der Oberfläche des Dorns ist eine glockenförmige Aufweitung 42 zu einer geraden, longitudinalen Rille ausgebildet, gegen die ein Lichtwellenleiter (nicht abgebildet) durch ein elastisch verformbares Gehäuse 46 gedrückt werden kann. Integral mit dem
Gehäuse ist ein Flanschpaar 48 ausgebildet, wobei diese Flansche jeweils zentral unterteilt sind, so daß an dem ersten Ende der Verbindung 40 ein Paar von Hebeln 48A vorgesehen ist. Die Flansche sind so ausgebildet, daß sie ein optoelektronisches Element 50 an dem anderen Ende der Verbindung empfangen, das an einen Lichtwellenleiter stößt, der in das erste Ende eingeführt werden soll. Die Vorsprünge 49 an den Enden der Flansche 48 verhindern sowohl eine Überspannung bzw. Überbeanspruchung des Gehäuses 46 und sie ermöglichen es, daß die Verbindung 40 lösbar an einer Tafel (nicht abgebildet) angebracht werden kann.

Beispiel 1

Ein Prototyp der Lichtwellenleiterverbindung 10 aus Figur 1 wurde mit einem Keramikdorn 11 und einer Umhüllung 17 hergestellt, die aus einem Block aus Polyetherimidharz ("ULTEM" 1000 von GE) erzeugt wurden. Die Abmessungen lauten wie folgt:

Flansch

Länge 32 mm
Höhe 10 mm
Tiefe über beide Flansche 7 mm
Flanschdicke 1,4 mm
Bohrungsdurchmesser 3,25 mm

Dorn

Hauptdurchmesser 3,28 mm
Nebendurchmesser 2,9 mm

V-Rille

Öffnungswinkel 70º
Breite an Umfang 0,2 mm
Pufferkanalradius 0,44 mm
Die Flansche wiesen eine ausreichende Elastizität auf, so daß ein Lichtwellenleiter nach dem Zusammendrücken der Flansche an einem Ende mit den Fingern einfach eingeführt bzw. entfernt werden konnte, ohne dabei einen Lichtwellenleiter zu beeinträchtigen, der an dem anderen Ende befestigt gewesen ist.

Beispiele 2 und 3

Es wurden zu dem Lichtwellenleiter 10 aus Figur 1 ähnliche Prototypen auf die gleiche Art und Weise erzeugt, mit der Ausnahme, daß ein Flansch so zugeschnitten wurde, daß zwei Hebel (Beispiel 2) auf die in der Figur 2 dargestellte Art und Weise zugeschnitten wurden, und wobei beide Flansche so zugeschnitten worden sind, daß sie zwei Hebelpaare bilden (Beispiel 3). Im Vergleich zu Beispiel 1 war es leichter, einen Hebel und einen Flansch der Verbindung aus Beispiel 2 zusammenzudrücken. Im Vergleich zu Beispiel 1 war es auch leichter, ein Hebelpaar der Verbindung aus Beispiel 3 zusammenzudrücken.

Beispiel 4

Ein Prototyp der Lichtwellenleiterverbindung 20 aus Figur 2 wurde mit einem Keramikdorn 21, einem Paar von Zugentlastungsblöcken 24 aus Harz, einem Gehäuse 26 aus Polyethersulfon und einer aus Polyetherimidharz spritzgegossenen Umhüllung 27 hergestellt.
Es konnte festgestellt werden, daß jede der Lichtwellenleiterverbindungen aus den Beispielen 1 bis 4 einfacher anwendbar ist als die Verbindung DORRAN #07-00060.

Claims

1. Lichtwellenleiterverbindung mit: (a) einem elongierten Gestell (11, 21, 31, 41), wobei die äußere Oberfläche des Gestells mit einer geraden, longitudinalen Rille (13, 23, 33) zur Aufnahme des freien Endes (25A) mindestens eines Lichtwellenleiters versehen ist; und (b) einem normalerweise im wesentlichen zylindrischen, elatisch verformbaren, röhrenförmigen Gehäuse (16, 26, 36, 46), das das genannte Gestell umgibt, wobei das Gehäuse im unverformten Zustand das freie Ende des Lichtwellenleiters gegen die Rille drücken kann, und wobei das Gehäuse, wenn es verformt wird, die Einführung bzw. die Entfernung des Lichtwellenleiters aus dem Gehäuse ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verbindung ferner Einrichtungen (18, 27, 38, 48) umfaßt, die dem genannten elastisch verformbaren Gehäuse dauerhaft zugeordnet sind, wobei diese Einrichtungen dazu dienen, das genannte Gehäuse zu verformen; wobei die genannten Einrichtungen zur Verformung des Gehäuses ein Flanschpaar (18, 28, 38, 48) umfassen, wobei sich die Flansche frei von dem genannten verformbaren Gehäuse erstrecken, und wobei die Flansche entweder integral mit dem Gehäuse oder getrennt von dem Gehäuse ausgebildet -sind, und wobei sie einen Teil eines Elements (27) bilden, das über das genannte Gehäuse (26) paßt; und wobei die genannten Flansche das genannte Gehäuse ungefähr an zwei genau gegenüber angeordneten Zonen des Gehäuses berühren, so daß das Gehäuse verformt wird, wenn die Flansche durch deren freie Enden zusammengedrückt werden, um dadurch die Entfernung oder die Einführung des Lichtwellenleiters zu ermöglichen.

2. Lichtwellenleiterverbindung nach Anspruch 1, wobei sich die Flansche (18, 28, 38, 48) normalerweise im wesentlichen parallel zueinander erstrecken, so daß das Gehäuse beim Zusammendrücken der Flansche im wesentlichen in eine Eiform verformt wird, wodurch es aus der longitudinalen Rille (13, 23, 33) oder von einem erfaßten Lichtwellenleiter angehoben wird.

3. Lichtwellenleiterverbindung nach Anspruch 1, wobei die genannten Flansche eine Einrichtung (19, 29, 39, 49) umfassen, die dazu dient, die Bewegung der Flansche zueinander einzuschränken.

4. Lichtwellenleiterverbindung nach Anspruch 3, wobei die genannte Einrichtung zur Einschränkung der Bewegung einen Vorsprung (19, 29, 39, 49) umfaßt, der integral mit jedem der Flansche ausgebildet ist, wobei die Vorsprünge aneinander anstossen, wenn die Flansche zusammengedrückt werden.

5. Lichtwellenleiterverbindung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (16, 36, 46) und die integral mit dem Gehäuse ausgebildeten Flansche (18, 38, 48) aus einem elastischen Harz hergestellt werden.

6. Lichtwellenleiterverbindung nach Anspruch 1, wobei die Verbindung ferner eine Einrichtung (25, 35, 45) umfaßt, die es ermöglicht, daß das blänke Ende (25A) jedes Lichtwellenleiters eines Lichtwellenleiterpaares aneinander anstossend einfacher in die Rille (23, 33) eingeführt werden kann.

7. Lichtwellenleiterverbindung nach Anspruch 1, wobei das Gestell (11, 21, 31, 41) einen im wesentlichen gleichmäßigen elliptischen Querschnitt aufweist, und wobei sich die genannte Rille (13, 23, 33) auf einer Hauptachse des genannten elliptischen Querschnitts über die volle Länge des Gestells erstreckt.

8. Lichtwellenleiterverbindung nach Anspruch 1, wobei die genannte Rille (13, 23, 33, 43) gleichmäßig flache sowie gleichmäßig tiefe Teilstücke aufweist, in denen ein blankes Ende eines Lichtwellenleiters und ein benachbartes Teilstück dessen Puffers eingreifen können, wobei die äußersten Oberflächenjeweils in einer im wesentlichen geraden Linie liegen, wodurch ermöglicht wird, daß das genannte verformbare Gehäuse den Lichtwellenleiter sowie den Puffer gleichzeitig gegen das Gestell drückt.

9. Lichtwellenleiterverbindung nach Anspruch 1, wobei jeder der genannten Flansche (38) mit einer Einrichtung (39) ausgebildet ist, die dazu dient, dessen Ende lösbar an einer Stecktafel (39A) oder an einem Lichtwellenleiter-Verteilermodul anzubringen.