DE69321346T2 - Stecker ohne klebstoff für optische fasern - Google Patents

Description

• Optikfaserverbinder verwenden gewöhnlich Aufnahmehülsen, um ein Ausrichten der Fasern sicherzustellen. Typischerweise werden zwei zu verbindende Fasern in Gehäuse mit daran angebrachten passenden Aufnahmehülsen eingeführt. Die Enden der Fasern werden dann zum Erzeugen eines glatten optischen Abschlusses poliert, und die Aufnahmehülsen werden in ein zentrales Gehäuse eingeführt, das sie fest aneinander und in genauer Ausrichtung hält.
• Der Begriff "Verbinder" wird im Bereich der Faseroptik in verschiedener Weise verwendet. Manchmal wird er verwendet, um zwei der Gehäuse mit Aufnahmehülsen, wie sie oben beschrieben sind, zusammen mit einem zentralen Gehäuse zu bezeichnen. In anderen Fällen wird er zum Bezeichnen eines einzelnen Gehäuses mit einer Aufnahmehülse verwendet. Diese letzte Definition wird hier übernommen. Somit sind zum Verbinden von zwei optischen Fasern zwei Verbinder und ein zentrales Gehäuse erforderlich.
• Die bei faseroptischen Verbindern verwendeten Aufnahmehülsen sind in vielen verschiedenen Formen vorgesehen und können viele verschiedene Materialien aufweisen. Die Aufnahmehülsen sind typischerweise aus einem keramischen Material, obwohl auch Metall- oder Plastikmaterialien verwendet werden können. Die Aufnahmehülse kann, wie bei dem durch die vorgeschlagene EIA- Spezifikation 475E000 definierten und weit verbreiteten ST- Verbinder oder einem SC-Verbinder, zylindrisch sein, oder sie kann, wie in dem Fall eines bikonischen Verbinders, ein Stumpfkegel sein.
• Um eine gute optische Verbindung sowie die strukturelle Integrität des Verbinders sicherzustellen, müssen die Fasern in dem Verbinder fest verbunden sein. Dies wird typischerweise durch die Verwendung eines Klebemittels erreicht. Meistens wird ein Epoxid zum Halten einer Faser in einem Verbindergehäuse und einer Aufnahmehülse verwendet. Sobald ein Epoxid erhärtet ist, kann es nicht mehr gelöst werden. Wenn also eine Faser in einem Verbindergehäuse und einer Aufnahmehülse falsch installiert wurde oder nach einer solchen Installation beschädigt wurde, können das Gehäuse und die Aufnahmehülse nicht wiederverwendet werden. US-A-4,984,865 beschreibt die Verwendung eines heißen Schmelzklebemittels zum Halten einer Faser in einem faseroptischen Verbinder. Während dieses den Vorteil hat, wiederverwendbar zu sein, macht es erforderlich, daß die Anordnung sowohl bei der Einführung als auch bei dem Entfernen einer Faser über die Erweichungstemperatur des Klebemittels hinaus erwärmt wird.
• Ein Nachteil sowohl der Epoxide als auch der heißen Schmelzklebemittel ist es, daß beide ab der Installationszeit der Faser eine Verzögerung zum Aushärten des Klebemittels benötigen. Zusätzlich dazu erfordert ein heißes Schmelzklebemittel immer die Verwendung einer Heizvorrichtung. Die Heizvorrichtung muß wiederum mit Energie versorgt werden, was manchmal Schwierigkeiten verursacht. Ein Epoxid erfordert nicht unbedingt die Verwendung einer Heizvorrichtung, aber bei den typischerweise bei Faseroptikverbindern verwendeten Epoxiden dauert die Aushärteperiode mehrere Stunden, wenn keine Wärme angelegt wird. Somit ermöglichen Epoxide eine Entscheidung zwischen dem Problem einer langen Aushärteperiode und dem der Verwendung einer Heizvorrichtung. Als Alternative erfordern manche Epoxide zum Aushärten eine ultraviolette Strahlungsquelle. Eine solche Strahlungsquelle benötigt nach wie vor eine Energieversorgung.
• US-A-4,964,685 beschreibt einen Faseroptikverbinder, bei dem die Faser durch ein Greifelement mechanisch in der Aufnahmehülse geklemmt ist. Bei einem derartigen Verbinder greift jedoch das Greifelement den Puffer der Faser anstelle der Faser selbst. Da die Faser sich in dem Puffer bewegen kann, ist es schwierig, das Ende der Faser genau an der Endstirnseite der Aufnahmehülse auszurichten. Diese Schwierigkeit wird durch die Tatsache verstärkt, daß das Greifelement an dem Faserpuffer dadurch zusammengeführt wird, daß eine Mutter in einer zu der Faser parallelen Richtung entlang dem Verbinder bewegt wird. Somit sind die zum Zusammenführen des Greifelements erforderliche Kraft und Bewegung parallel zu der Faser gerichtet. Dies kann bewirken, daß die Faser sich bei Verengung des Greifelements in der Aufnahmehülse bewegt.
• Aus US-A-4 818 005 ist ein Optikfaser-Spleißverbinder bekannt, der zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei optisch zu verbindenden optischen Fasern verwendet wird. Dieser bekannte Verbinder weist ein Gehäuse mit einer Aussparung zur Aufnahme einer Greifeinrichtung auf. Zueinander ausgerichtete Bohrungen verlaufen durch das Gehäuse bzw. die Greifeinrichtung. Ein Stecker kann in die Aussparung des Gehäuses bewegt werden. Zwei zu verbindende optische Fasern werden in verschiedene Enden der durch das Gehäuse verlaufenden Bohrung eingeführt. Die Enden dieser beiden optischen Fasern werden in der Greifeinrichtung angeordnet. Die Greifeinrichtung wird aus einem ausgerückten Zustand, bei dem die optischen Fasern in die Greifeinrichtung eingeführt werden können, in einen Eingreifzustand versetzt, indem der Stecker in einer Querrichtung zu den Bohrungen in die Aussparung bewegt wird, wobei die Greifeinrich tung in ihrem Eingreifzustand die optischen Fasern zum Zweck der optischen Verbindung hält.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbinder für optische Fasern unter Verwendung einer Aufnahmehülse vorzusehen, bei der die optische Faser ohne Klebemittel und die Gefahr einer Fehlausrichtung der optischen Faser in der Aufnahmehülse leicht befestigt werden kann.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen optischen Verbinder nach Anspruch 1 gelöst. Die Inhalte der Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Optikfaserverbinder einen Verbindungskörper und eine Aufnahmehülse auf, die aneinander angebracht sind. Beide weisen eine hindurchgehende Bohrung auf, und die Bohrungen sind ausgerichtet. Ein Greifelement ist in dem Verbindungskörper angeordnet. Wenn das Greifelement sich in einem Nichteingreifzustand befindet, nimmt es eine in die Bohrungen eingeführte optische Faser auf. In einem Eingreifzustand hält es eine optische Faser in dem Verbindungskörper und der Aufnahmehülse. Das Greifelement ist durch Bewegen eines Steckers in eine Querrichtung zu den Bohrungen zusammenführbar.
• Die Erfindung wird detaillierter unter Bezug auf im folgenden beschriebene und in der Zeichnung dargestellte bevorzugte Ausführungsformen erläutert, wobei
• Fig. 1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen faseroptischen Verbinders zeigt;
• Fig. 2 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Greifelements zeigt;
• Fig. 3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen faseroptischen Verbinders entlang seiner Achse zeigt;
• Fig. 4 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen faseroptischen Verbinders quer zu seiner Achse mit außer Eingriff gebrachtem Greifelement zeigt;
• Fig. 5 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen faseroptischen Verbinders quer zu seiner Achse mit in Eingriff gebrachtem Greifelement zeigt; und
• Fig. 6 eine Perspektivansicht eines zweiten erfindungsgemäßen faseroptischen Verbinders zeigt.
• Fig. 1 zeigt einen Optikfaserverbinder 10. Der in Fig. 1 dargestellte Optikfaserverbinder weist ein Gehäuse 16 und eine Aufnahmehülse 14 auf. Das Gehäuse 16 weist einen Bajonettverschlußmechanismus 12 auf. Die Vorrichtung aus Fig. 1 soll als ST-Verbinder verwendet werden. Sie verwendet die zylindrische Aufnahmehülse der ST-Konstruktion. Experten auf dem Gebiet werden jedoch leicht erkennen, daß die vorliegende Erfindung bei jedem eine Aufnahmehülse verwendenden faseroptischen Verbinder verwendet werden kann, wie eine derartige Aufnahmehülse auch geformt ist. Typischerweise besteht das Gehäuse 16 aus einem Metall wie etwa Aluminium, während die Aufnahmehülse 14 aus einer Keramik wie etwa Zirconiumoxid, Aluminiumoxid oder Calciumtitanat ausgebildet ist. Als Alternative kann das Gehäuse 16 aus Plastik sein, während die Aufnahmehülse 14 aus einem Metall oder einem Plastik sein kann. Obwohl es für das Gehäuse 16 und die Aufnahmehülse 14 typisch ist, separat hergestellt und später aneinander angebracht zu werden, ist es ferner möglich, sie als einzige Einheit zu formen. Für die Zwecke dieser Beschreibung werden ein Gehäuse und eine Aufnah mehülse, die als einziges, einheitliches Objekt ausgeformt sind, weiterhin als ein Gehäuse und eine Aufnahmehülse angesehen, die aneinander angebracht sind.
• Das Gehäuse 16 und die Aufnahmehülse 14 werden zum Bilden eines Verbinders 10 zusammengefügt. Die kombinierte Struktur 10 weist eine Hauptachse mit einer Bohrung 18 zum Aufnehmen einer entlang der Hauptachse verlaufenden optischen Faser auf. Das Gehäuse 16 weist ferner eine Ausrichtungsstift 17 auf, der verwendet wird, wenn der Verbinder 10 zum Bilden einer faseroptischen Verbindung mit einem gleichen Verbinder verbunden wird. Ein Stecker 20 befindet sich im Preßsitz in einer die Bohrung 18 schneidenden Öffnung. Das Gehäuse 16 weist außerdem eine Spannungsabbauvorrichtung 21 auf. Typischerweise besteht die Spannungsabbauvorrichtung 21 aus einem biegsamen Material und bietet einer aus dem Gehäuse 16 austretenden optischen Faser Schutz.
• Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des Optikfaserverbinders 10 aus Fig. 1. Wie oben beschrieben, wird ein Stecker 20 im Preßsitz in eine Öffnung angeordnet, die, wie ersichtlich, eine Bohrung 18 schneidet, wobei die Bohrung 18 tatsächlich zwei zueinander ausgerichtete Bohrungen aufweist. Hierbei handelt es sich um Bohrung 25 der Aufnahmehülse 14 und Bohrung 26 des Gehäuses 16. Der Stecker 20 greift in einen Fasergreifmechanismus 22 ein. Der Fasergreifmechanismus 22 weist eine Bohrung 24 in Ausrichtung zu der Bohrung 18 auf. Eine optische. Faser 27 verläuft durch die Bohrung 18 und die Bohrung 24, wo sie fest gegriffen wird. Die Bohrung 24 weist erweiterte Bereiche 28 und 30 an ihren Enden auf, um das Einführen der optischen Faser 27 zu erleichtern. Bei der bevorzugten Ausführungsform greift das Fasergreifelement 22 direkt die optische Faser 27 anstelle ihres Schutzpuffers. Dies wird dadurch erreicht, daß das Greifelement 22 einen direkten Kontakt mit der optischen Faser herstellt. Dies verhindert das Problem des Standes der Technik einer Bewegung der Faser in dem Puffer.
• Fig. 2 zeigt das Fasergreifelement 22 detaillierter. In Fig. 2 ist das Fasergreifelement 22 jedoch so dargestellt, wie es aussieht, bevor es zum Einführen in das Gehäuse 16 gefaltet wird. Das Fasergreifelement 22 weist relativ dicke Seitenteile 32 und 34 und einen relativ dünnen zentralen Teil 36 auf. Der dünne Teil 36 ist vorgesehen, um ein Falten an dieser Stelle zu erleichtern. Das Fasergreifelement 22 besteht aus einem elastischen Material, derart, daß es gefaltet werden kann, bis die Seitenbereiche 32 und 34 flach aneinander anliegen. Wenn die Seiten 32 und 34 zusammengefaltet werden, wobei die Stirnseiten 37 und 38 gegeneinander gezwungen werden, kommen die Rillen 24A und 24B zum Bilden einer Bohrung 24 mit aufgeweiteten Bereichen 28A und 28B und 30A und 30B, die weitere Bereiche 28 bzw. 30 bilden, zusammen. Darüber hinaus weisen die Seiten 37 und 38 abgeschrägte Ränder 40 bzw. 42 auf. Das Fasergreifelement 22 kann aus jedem elastischen Material wie etwa einem Metall oder einem Plastik bestehen und besteht vorzugsweise aus weichem Aluminium.
• Fig. 4 und 5 zeigen Schnittansichten eines erfindungsgemäßen faseroptischen Verbinders entlang der Schnittlinie 4 aus Fig. 1. Wie in Fig. 4 dargestellt, weist der Stecker 20 an seiner Oberseite einen schmalen Teil 43 auf. In Fig. 4 ist der Stecker 20 teilweise von der Öffnung entfernt, in die er eingeführt ist. Folglich kann das Fasergreifelement 22 aufspringen, wobei die Bohrung 24 aus Fig. 3 erweitert wird. Wenn sich der Stecker 20 und somit das Fasergreifelement 22 in der in Fig. 4 dargestellten Position befinden, kann eine optische Faser leicht in das Verbindungsteil eingeführt oder aus diesem entfernt werden.
• In Fig. 5 wurde der Stecker 20 weiter nach unten in seine Öffnung gedrückt. Wenn der Stecker 20 in seine Öffnung gezwungen wird, drückt er auf die abgeschrägten Ränder 40 und 42 des Fasergreifelements 22. Hierdurch werden die Seitenbereiche 32 und 34 in den schmalen oberen Teil 43 des Steckers 20 zwischen seinen Fingern gezwungen, und somit werden die Seitenbereiche 32 und 34 zueinander gezwungen, bis sich die Stirnseiten 37 und 38 treffen. Wenn der Stecker 20 weit genug in seine Öffnung eingeführt wurde, damit sich die Stirnseiten 37 und 38 treffen, greifen Sperrklinken 44, 46, 48 und 50 in Einkerbungen in dem Gehäuse 16 ein. Dies sieht sowohl eine taktile Rückmeldung, die der eine Faser in einen Verbinder 10 installierenden Person ein Eingreifen anzeigt, als auch eine Unterstützung beim Halten des Steckers 20 in dieser Position vor. Wenn der Stecker 20 in die in Fig. 5 dargestellte Position eingeführt wurde, wird die installierte Faser fest gegriffen und in Position gehalten.
• Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, daß der Stecker 20 quer zu der Faser gleitet, um das Fasergreifelement 22 zu spannen. Somit tritt die gesamte Kraft und Bewegung, die zum Eingreifen des Fasergreifelements 22 erforderlich ist, in einer Richtung auf, die die Faser nicht relativ zu der Endstirnseite der Aufnahmehülse bewegt. Dieses Merkmal ermöglicht es, eine gespaltene Faser in einen Verbinder einzuführen, bis sie an einer gegen die Endstirnseite des Verbinders gehaltenen Platte anschlägt. Das Greifelement kann dann eingreifen, wobei die Endstirnseiten der Faser und des Verbinders genau zueinander ausgerichtet bleiben.
• Fig. 6 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Verbinder. Bei dem Verbinder nach Fig. 6 weist die Aufnahmehülse 60 jedoch die Form eines Stumpfkegels auf. Der Verbinder aus Fig. 6 ist somit ein bikonischer Verbinder.

Claims (7)

1. Faseroptischer Verbinder zum Aufnehmen einer einzelnen optischen Faser, mit:

einem Verbindungskörper (16);

einer an dem Verbindungskörper (16) angebrachten Aufnahmehülse (14; 60), wobei sowohl der Verbindungskörper (16) als auch die Aufnahmehülse (14) eine hindurchgehende Bohrung (15, 26) aufweisen, wobei die Bohrungen (25, 26) miteinander fluchten;

einer in dem Verbindungskörper (16) angeordneten Greifeinrichtung (22) zum Aufnehmen einer in die Bohrungen (25, 26) eingeführten optischen Faser (27) bei gelöster Greifeinrichtung (22) und zum Halten einer optischen Faser (27) in den Bohrungen (25, 26) bei zusammenwirkender Greifeinrichtung (22), wobei der faseroptische Verbinder dadurch gekennzeichnet ist, daß

in den Verbindungskörper (16) ein Stecker (20) eingeführt ist; und

die Greifeinrichtung (22) durch Bewegen des Steckers (20) in einer quer zu den Bohrungen (25, 26) verlaufenden Richtung zusammenführbar ist.

2. Faseroptischer Verbinder nach Anspruch 1, wobei die Aufnahmehülse (14) zylindrisch ist.

3. Faseroptischer Verbinder nach Anspruch 1, wobei die Aufnahmehülse (60) ein Kegelstumpf ist.

4. Faseroptischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stecker (20) erste und zweite Finger zum Drücken der Greifeinrichtung (22) zum Halten einer optischen Faser (27) aufweist.

5. Faseroptischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Greifeinrichtung (22) weiches Aluminium aufweist.

6. Faseroptischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Aufnahmehülse (14; 60) ein keramisches Material aufweist.

7. Faseroptischer Verbinder nach Anspruch 6, wobei die Aufnahmehülse (14; 60) ein Material aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminiumoxid, Zirconiumoxid und Calciumtitanat aufweist.