DE69427841T2

DE69427841T2 - Baugruppe für Glasfaserverbindung und Glasfaserstecker

Info

Publication number: DE69427841T2
Application number: DE69427841T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Ando; Kazunori Kanayama; Kuniharu Kato; Akira Nagayama; Shigemitsu Oguchi; Takashi Yoshizawa
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2014-05-14
Also published as: EP0624810A2; DE69427841D1; EP0624810B1; EP0624810A3; US5436995A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtleitfaserverbindereinheit, die bei einem Verfahren zum Zusammenbauen eines Lichtleitfaserverbinders mit einem Lichtleitfaserkabel (im Folgenden als "Zusammenbau" bezeichnet), den Zusammenbau in einer automatischen Zusammenbaulinie vereinfachen und beim Zusammenbau durch Handarbeit Arbeit einsparen kann, und auf einen Lichtleitfaserverbinder, der die Lichtleitfaserverbindungseinheit aufweist.
Im Gegensatz zum Schmelz-Stoßverbinden zum dauerhaften Verbinden von Lichtleitfasern ist ein optischer Verbinder eine Zusammenfügvorrichtung, die Lichtleitfasern auseinandernehmbar miteinander verbinden kann, und hierfür wurden verschiedene Bauarten von optischen Verbindern verwendet, die Lichtleitfasern leicht verbinden und unterbrechen können.
Um eine allgemeine Verbreitung von Weitbereichs-Informationsdiensten zu fördern, die Videoinformation an einzelne Wohnungen und Büros umfassen, ist ein ökonomischer Lichtleitfaserverbinder erforderlich. Hierfür besteht ein Lichtleitfaserverbinder aus einer Anzahl von Teilen, die für ihren Zusammenbau in hohem Maße von Handarbeit abhängig waren. Infolgedessen sind die Zusammenbaukosten für 50% der Gesamtkosten verantwortlich, was eine Verringerung der Kosten des Lichtleitfaserverbinders erschwert hat. Um den großen Mengen in der Zukunft nötiger Faserverbinder zu begegnen und einen ökonomischen Lichtleitfaserverbinder vorzusehen, ist es daher nötig, die Zusammenbauarbeit zu automatisieren, wodurch die Produktivität erhöht wird und die Zusammenbaukosten verringert werden.
Um ein automatisches Zusammenbaugerät für Lichtleitfaserverbinder bei angemessenen Kosten zu erzielen, ist es nötig, den Mechanismus und das Zusammenbauverfahren so weit wie möglich zu vereinfachen. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, die Anzahl der Komponenten des Lichtleitfaserverbinders zu verringern und den Aufbau des Verbinders zu vereinfachen, so dass das Zusammenbauverfahren vereinfacht werden kann.
Die wesentlichen gegenwärtig verwendeten Lichtleitfaserverbinder sind im Groben in einen Bajonettverschluss, wie zum Beispiel einen ST-Verbinder und einen Druck-Zug-Verschluss, wie z. B. einen SC-Verbinder, eingeteilt.
Der durch AT & T aus den Vereinigten Staaten entwickelte ST- Verbinder hat einen Aufbau, bei dem eine Zwinge und eine Feder mit einer Bajonett-Kupplungsmutter vor-zusammengebaut werden, und die 3 Teile (Zwinge, Feder und Kupplungsmutter) vereinigt und zugeführt werden.
Die Fig. 1A bis 1C zeigen schematische Ansichten des Verbinderaufbaus und des Zusammenbauvorgangs des ST-Verbinders. Wie in den Fig. 1A bis 1C gezeigt ist, ist eine Zwinge zum Halten einer Lichtleitfaser 101a und eines Lichtleitfaserstrangs 101b mit einem Mantel zusammen mit einer Feder 103 in eine Bajonett- Kupplungsmutter 104 vor-eingebaut, um eine Steckverbindungseinheit 105 auszubilden. Das Lichtleitfaserkabel 101 wird über einen Crimp-Ring 106 an der Zwinge 102 der Steckverbindungseinheit 105 zurückgehalten, und eine Kappe 107 zum Schützen des zurückgehaltenen Abschnitts wird mit der Kupplungsmutter 104 in Eingriff gebracht, um einen Lichtleitfaserverbinder aufzubauen.
Beim Zusammenbauen eines derartigen ST-Lichtleitfaserverbinders, wie er in Fig. 1A gezeigt ist, werden, nachdem das Lichtleitfaserkabel 101 in die Kappe 107 und den Crimp-Ring 106 eingefügt wurde, eine Hülse des Endabschnitts, ein Strangmantel des Lichtleitfaserstrangs 101b und eine Primärbeschichtung entfernt, um die Lichtleitfaser 101a freizulegen. Ein Spannungsbauteil 101c, ein aromatisch polyamidisches Kevlar®, wird geschnitten und passend ausgebildet. Dann werden die Lichtleitfaser 101a und der Lichtleitfaserstrang 101b in die mit einem Adhäsiv gefüllte Zwinge 102 eingefügt und darin befestigt, wie in Fig. 1B gezeigt ist. Das Spannungsbauteil 141c wird über das Hinterende der Zwinge 102 gesetzt, der Crimp-Ring 106 auf ihm in Eingriff gebracht und der Crimp-Ring 106 gecrimpt, so dass er am Hinterende der Zwinge zurückgehalten ist. Schließlich wird die Kappe 107 mit der Kupplungsmutter 104 in Eingriff gebracht, um den Crimp- Ring 106 abzudecken, wie in Fig. 1C gezeigt ist.
Weil der ST-Verbinder drei Teile (die Zwinge 102, die Feder 103 und die Kupplungsmutter 104) aufweist, kann die Zusammenbauzeit verringert werden. Weil der ST-Verbinder das Spannungsbauteil 101c verwendet, das einer auf das Lichtleitfaserkabel 101 aufgebrachten Kraft standhält, um den direkt an der Zwinge 102 zurückgehaltenen Lichtleitfaserstrang 101b zu schützen, wenn eine äußere Kraft auf das Lichtleitfaserkabel 101 aufgebracht wird, wird jedoch ein kleiner Spalt zwischen den Zwingen-Endflächen erzeugt, die für eine Verbindung in einem engen Kontakt miteinander sind, was optische Signale unterbrechen kann. Ferner zeigt der ST-Verbinder ein Fehlverhalten darin, dass er direkt durch einen bei der Produktion der Zwinge und der Lichtleitfaser erzeugten Exzentritätsfehler beeinflusst wird. Das heißt, wenn sich in der Exzentritätsrichtung unterscheidende ST-Verbinder verbunden werden, tritt eine Abweichung zwischen den Kernen der in den Zwingen angelegten Lichtleitfasern auf, was den Einfügeverlust vergrößert (der Einfügeverlust ist am größten im schlechtesten Fall, in dem sich die Exzentritätsrichtungen um 180º unterscheiden).
Ein F04-Einzelkern-Lichtleitfaserverbinder (JIS 5973, im Folgenden als "SC-Verbinder" bezeichnet), der die Probleme eines offenen Kreises und einer Erhöhung des im ST-Verbinder beobachteten Einfügeverlusts löst, weist einen Mechanismus mit Seitenspiel auf, bei dem die Zwinge von einem Anschlagring ein Seitenspiel aufweist, und schließt einen Kernexzentritäts- Einstellmechanismus zum Einstellen einer Exzentrität in ihm selbst ein. Infolgedessen wurde der ST-Verbinder weltweit als ein hochpräziser und zuverlässiger optischer Kommunikations- Verbinder verwendet.
Die Fig. 2A und 2B zeigen schematische Ansichten eines Aufbaus und eines Zusammenbauverfahrens des SC-Verbinders. Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, weist der SC-Verbinder eine Zwinge 202, eine Feder 203, einen Anschlagring 204, eine Schutzmanschette 205, einen Ring 206 und einen Crimp-Ring 207 als mit einem Lichtleitfaserkabel zusammenzubauende Teile auf, und weist einen Steckverbindungsrahmen 208 auf, der am Anschlagring 204 zurückgehalten ist.
Hier werden Aufbauarten des Anschlagrings 204 und des Steckverbindungsrahmens 208 im Detail beschrieben.
Fig. 3A zeigt eine teilweise weggeschnittene schematische Vorderansicht des Anschlagrings 204, Fig. 3B zeigt seine linksseitige Ansicht. Wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist, weist der Anschlagring 204 Vorsprünge 204a auf, die an zwei einander entgegengesetzten Positionen auf der äußeren Randfläche in Radialrichtung vorstehen.
Fig. 4A zeigt eine schematische Längsschnittansicht eines Steckverbindungsrahmens 208, Fig. 4B zeigt seine Querschnittansicht entlang Linie A-A, Fig. 4C zeigt eine schematische Vorderansicht von Fig. 4A, Fig. 4D zeigt eine schematische linksseitige Ansicht von Fig. 4C und Fig. 4E zeigt eine schematische rechtsseitige Ansicht von Fig. 4C. Wie in den Fig. 4A bis 4E gezeigt ist, sind zwei einander entgegengesetzte Positionen auf der inneren Randfläche des Steckverbindungsrahmens 208 mit Löchern 208a versehen, in die die Vorsprünge 204a des Anschlagrings 204 eingefügt werden. Ein innerer Durchmesser D&sub0; zwischen den Löchern 208a ist kleiner eingerichtet als ein äußerer Durchmesser d0 (siehe Fig. 3) zwischen den Vorsprüngen 204a des Anschlagrings 204. Der Steckverbindungsrahmen 208 weist in Umfangsrichtung an einer Position von 90º zu den Löchern 208a einen Ausschnitt 208b von einem Öffnungsende in Axialrichtung auf, um eine elastische Verformung des Steckverbindungsrahmens 208 zum Öffnen der Öffnung zu erlauben.
Wenn die Öffnung des Steckverbindungsrahmens 208 geöffnet ist, wird der Anschlagring 204 in den Steckverbindungsrahmen 208 eingefügt und, wenn sein Vorsprung 204a in das Loch 208a eingefügt ist, wird eine äußere Kraft entfernt, um den Steckverbindungsrahmen 208 durch seine Elastizität zur Ausgangsposition zurückzubringen, so dass der Anschlagring 204 durch den Vorsprung 204a am Steckverbindungsrahmen 208 zurückgehalten ist, wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist.
Beim Zusammenbauen des SC-Verbinders mit dem Anschlagring 204 und dem Steckverbindungsrahmen 208 wird zuerst, wie in Fig. 2A gezeigt ist, das Lichtleitfaserkabel 208, das entlang der Schutzmanschette 205, dem Ring 206 und dem Crimp-Ring 207 in den Anschlagring 204 und die Schraubenfeder 203 eingefügt wurde, vorbehandelt, um die Hülse, den Mantel und die Primärbeschichtung zu entfernen, so dass die Lichtleitfaser 201a, der Lichtleitfaserstrang 201b und das Spannungsbauteil 201c freigelegt werden. Dann wird, wie in Fig. 2B gezeigt ist, die einzeln zugeführte Zwinge 202 an die Spitze des Lichtleitfaserkabels 201 gebunden. In diesem Zustand werden die einzelnen eingefügten Teile gehalten, wobei die Einfügepositionen bezüglich des Lichtleitfaserkabels 201 unbestimmt sind.
Danach wird ein Kerneinstellschritt für die zu einer konvex gekrümmten Fläche polierte Zwinge durchgeführt. Im Einzelnen wird, um die Exzentritätsrichtung bezüglich des Mittelpunkts der Zwinge 202 auf eine nahezu konstante Richtung zum Steckverbindungsrahmen 208 zu setzen, die Zwinge 202 so positioniert (eine erste Drehposition), dass der Flanschausschnitt 202a der Zwinge 202 und der innere Überstand 208c (siehe Fig. 4E) des Steckverbindungsrahmens 208 auf einer Linie sind. Dann werden die Schraubenfeder 203 und der Anschlagring 204 freigegeben, um die Teile zusammenzubauen. In diesem Moment wird der Anschlagring 204 wieder positioniert (eine zweite Drehposition), so dass die zwei auf dem Anschlagring 204 vorgesehenen Überstände 204a mit den Löchern 208a des Steckverbindungsrahmens 208 in Eingriff kommen, und eingefügt, wie in Fig. 6B gezeigt ist. Fig. 7 zeigt relative Positionen in einem virtuellen Zusammenbauzustand während der Zusammenbauarbeit des Lichtleitfaserkabels 101, des Anschlagrings 104, der Feder 103 und der Zwinge 102. Die gesamte Zusammenbauarbeit wird zu dieser Zeit manuell durchgeführt.
Mit den in Fig. 6B gezeigten Zustand wird der Crimp-Ring 207 mit dem zwischen dem Anschlagring 204 und dem Crimp-Ring 207 eingefügten Spannungsbauteil 201c des Lichtleitfaserkabels 201 gecrimpt, um das Kabel zurückzuhalten, wie in Fig. 2C gezeigt ist. Die Schutzmanschette 205 wird in Position gesetzt. In diesem Fall wird der Ring 206 verwendet, um einen Überstand der Hülse auf das Ende des Crimp-Rings 207 zurückzuhalten; statt des Rings 206 kann ein Adhäsiv verwendet werden. Schließlich werden eine Kupplungsvorrichtung und dergleichen zusammengebaut, wie in Fig. 2D gezeigt ist. In einem derartigen Kupplungszustand wird die Zwinge 202 durch eine Federkraft der Schraubenfeder 203, deren eines Ende den Anschlagring 2 berührt, in Fig. 2 nach links gepresst und durch die Schraubenfeder 203 auf dem Anschlagring 204 mit Seitenspiel gelagert.
Um das oben beschriebene Zusammenbauverfahren des herkömmlichen SC-Verbinders zu automatisieren, müssen Einfügepositionen der auf das Lichtleitfaserkabel 201 einzufügenden einzelnen Teile exakt bestimmt werden. Es bestand jedoch ein Problem darin, dass es sehr schwierig ist, die Positionen der Einfügeteile automatisch zu erkennen, wenn eine große Anzahl von Teilen auf einen biegsamen Gegenstand, wie z. B. das Lichtleitfaserkabel 201, eingefügt werden, was eine Automatisierung des Zusammenbaus erschwert. Außerdem muss beim manuellen Zusammenbau mit einer großen Anzahl von Teilen hantiert werden, was eine langwierige Arbeit erfordert. Im Einzelnen ist bei einem Feldzusammenbau zum Zusammenbauen eines Lichtleitfaserverbinders mit einem LAN- Lichtleitfaserkabel in einem das Lichtleitfaserkabel 201 als ein Kommunikationsmedium verwendenden intelligenten Gebäude die Anzahl von Teilen, mit denen im Feld zu hantieren ist, erhöht und die Aufbauzeit beträchtlich verlängert.
Ferner waren beim Kerneinstellschritt zwei Positionierungsschritte des Kerneinstellschritts (erste Drehpositionierung) und der Positionierung des Anschlagrings 204 (zweite Drehpositionierung) für den Steckverbindungsrahmen 208 notwendig, was es schwierig macht, die Zusammenbauarbeit zu automatisieren.
Die am 06.10.1988 veröffentlichte Druckschrift WO88/07691 offenbart einen Lichtleitfaserverbinder mit einer axialen Zwinge mit Seitenspiel, bei der die Zwingenbewegung durch ein einen hinteren Abschnitt einer Trommel berührenden hinteren Vorsprung der Zwinge begrenzt ist. Sicherungszacken legen die Trommel im Verbindergehäuse örtlich fest.
Um die Fehlverhalten beim obigen Stand der Technik zu beseitigen, ist eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine Lichtleitfaserverbindereinheit vorzusehen, die den Aufbau einer automatischen Zusammenbaulinie vereinfacht und eine einfache manuelle Zusammenbauarbeit ermöglicht.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, einen Lichtleitfaserverbinder vorzusehen, der den Aufbau einer automatischen Zusammenbaulinie vereinfacht und eine einfache manuelle Zusammenbauarbeit ermöglicht.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Lichtleitfaserverbindereinheit vorgesehen, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist.
Hier kann der erste Anschlag des Fixierbauteils einen zylindrischen Abschnitt mit einem parallel zur Axialrichtung ausgeschnittenen Abschnitt aufweisen, der zweite Anschlag kann eine Mehrzahl von Haken aufweisen, die vom zylindrischen Abschnitt entlang einer Richtung zum Hinterende der Zwinge hin in Radialrichtung nach innen geneigt vorstehen und sich elastisch verformen können, um dem zweiten Flansch der Zwinge zu erlauben, in einer Richtung sich erhöhender Kraft durchzutreten.
Das Fixierbauteil kann durch elastische Verformung des zylindrischen Abschnitts an eine innere Randfläche des Anschlagrings gepresst sein.
Die Haken des Fixierbauteils können auf dem zylindrischen Abschnitt durch Ausschneiden des zylindrischen Abschnitts auf einer halben Länge ausgebildet sein.
Die Haken des Fixierbauteils können von einem Ende des zylindrischen Abschnitts vorstehend ausgebildet sein.
Der zweite Anschlag des Fixierbauteils kann einen zylindrischen Abschnitt mit einem Abschnitt aufweisen, der parallel zur Axialrichtung ausgeschnitten ist und sich elastisch verformen kann, um dem zweiten Flansch der Zwinge zu erlauben, in einer Richtung sich erhöhender Federkraft durchzutreten, und der erste Anschlag kann eine Mehrzahl von Haken aufweisen, die vom zylindrischen Abschnitt in einer Richtung zum Kupplungsende der Zwinge hin in radialer Richtung nach außen geneigt vorstehen.
Das Fixierbauteil kann durch elastische Verformung der Haken an eine innere Randfläche des Anschlagrings gepresst sein.
Das Fixierbauteil kann durch elastische Verformung des zylindrischen Abschnitts an eine äußere Randfläche der Zwinge gepresst sein.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung weist ein Lichtleitfaserverbinder folgendes auf:
eine Lichtleitfaserverbindereinheit gemäß Patentanspruch 1;
ein Lichtleitfaserkabel mit einer an der Zwinge befestigten Lichtleitfaser;
einen Crimp-Ring zum Binden eines Spannungsbauteils des Lichtleitfaserkabels an ein Hinterende des Anschlagrings;
eine Schutzmanschette zum Abdecken des an das Hinterende des Anschlagrings gebundenen Crimp-Rings; und
einen Steckverbindungsrahmen, der mit einem äußeren Rand des Anschlagrings in Eingriff ist.
Bei der Lichtleitfaserverbindereinheit der Erfindung mit dem obigen Aufbau kann die Zwinge mit dem Anschlagring und der Feder sogar vor dem Zusammenbau des Lichtleitfaserverbinders vereinigt werden, weil der zweite Flansch der Zwinge ein Fixierbauteil berührt und die Zwinge so eingestellt ist, dass sie sich in einer Richtung sich verringernder Federkraft bewegt.
Ferner wird beim Lichtleitfaserverbinder mit der Lichtleitfasereinheit die Zwinge in einem Zustand mit Seitenspiel bezüglich des Anschlagrings gehalten, weil die Zwinge eine andere Zwinge berührt, wenn ein Lichtleitfaserkabel mit der Steckverbindungseinheit verbunden ist und die Zwinge gegen die Federkraft der Feder in der Richtung sich erhöhender Federkraft bewegt werden kann.
Mit dem die Feder und den Steckverbindungsrahmen aufweisenden Lichtleitfaserverbinder des obigen Aufbaus kann der Anschlagring unabhängig von seinem örtlichen Zustand in den Steckverbindungsrahmen eingefügt werden, und nach dem Einfügen berührt sein Überstand den Vorsprung des Steckverbindungsrahmens, um eine Trennung zu verhindern.
Die obige und andere Aufgaben, Wirkweisen, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser hervor.
Die Fig. 1A bis 1C zeigen schematische Ansichten des Aufbaus bzw. des Zusammenbauvorgangs des ST-Verbinders;
die Fig. 2A bis 2D zeigen schematische Ansichten des Aufbaus bzw. des Zusammenbauverfahrens des SC-Verbinders;
Fig. 3A zeigt eine teilweise weggeschnittene schematische Vorderansicht des Anschlagrings des SC-Verbinders;
Fig. 3B zeigt eine schematische linksseitige Ansicht von Fig. 3A;
Fig. 4A zeigt eine schematische Längsschnittansicht des Steckverbindungsrahmen des SC-Verbinders;
Fig. 4B zeigt eine schematische Querschnittansicht entlang Linie A-A in Fig. 4A;
Fig. 4C zeigt eine schematische Vorderansicht von Fig. 4A;
Fig. 4D zeigt eine schematische linksseitige Ansicht von Fig. 4A;
Fig. 4E zeigt eine schematische rechtsseitige Ansicht von Fig. 4A;
Fig. 5A zeigt eine schematische Längsschnittansicht eines Teils des verbundenen SC-Verbinders;
Fig. 5B zeigt eine schematische Querschnittsansicht entlang Linie B-B in Fig. 5A, die die Position des Vorsprungs durch gedachte Linien (Strich-Punkt-Punkt-Linie) L&sub1; in Fig. 4B zeigt;
Fig. 6A zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des verbundenen SC-Verbinders, die im Einzelnen Teile des Anschlagrings und des Steckverbindungsrahmens zeigt;
Fig. 6B zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des verbundenen SC-Verbinders, die im Einzelnen Teile des Anschlagrings und des Steckverbindungsrahmens zeigt;
Fig. 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Relativpositionen von Teilen in einem virtuellen Zusammenbauzustand von Fig. 6A;
Fig. 8 zeigt eine schematische Längsschnittansicht der Lichtleitfaserverbindereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Fixierbauteils im ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 zeigt eine schematische Längsschnittansicht eines Endes einer verbundenen Zwinge in dem in Fig. 8 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 11 zeigt eine schematische Querschnittansicht einer Lichtleitfaserverbindereinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 12 zeigt eine schematische Längsschnittansicht eines Endes der verbundenen Zwinge in dem in Fig. 11 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 13A zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Fixierbauteils in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 13B zeigt eine schematische Querschnittansicht des eingebauten Fixierbauteils von Fig. 13A;
Fig. 14A zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Fixierbauteils in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 14B zeigt eine schematische Querschnittansicht des eingebauten Fixierbauteils von Fig. 14A;
Fig. 15 zeigt eine schematische Längsschnittansicht des die Verbindereinheit von Fig. 11 verwendenden Lichtleitfaserverbinders;
Fig. 16A zeigt eine schematische Querschnittansicht eines Zusammenbauverfahrens des Lichtleitfaserverbinders von Fig. 15;
Fig. 16B zeigt eine schematische Querschnittansicht des Zusammenbauverfahrens des Lichtleitfaserverbinders von Fig. 15;
Fig. 16C zeigt eine schematische Ansicht des Zusammenbauverfahrens des Lichtleitfaserverbinders von Fig. 15;
Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele ausführlicher beschrieben. Die Erfindung sollte jedoch nicht als darauf begrenzt umrissen sein.
Fig. 8 zeigt eine schematische Längsschnittansicht einer Einheit für den Lichtleitfaserverbinder gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Einheiten weisen eine Zwinge 12, eine Feder 13, einen Anschlagring 14 und ein Fixierbauteil 15 auf. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, hat die aus Keramik gefertigte Zwinge 12 ein Hinterende, ein Kupplungsende und ein Durchgangsloch zum Halten eines (nicht gezeigten) Lichtleitfaserstrangs eines Lichtleitfaserkabels 1 (Fig. 6A bis 6C), das vom Hinterende entlang einer Mittelachse der Zwinge eingefügt ist, die in Axialrichtung an zwei Positionen mit einem ersten 12a und einem zweiten Flansch 12b versehen ist, die so ausgebildet sind, dass sie größere Durchmesser als andere Abschnitte aufweisen.
Der aus Metall, wie z. B. Bronze, gefertigte Anschlagring 14 ist ein zylindrisches Bauteil mit einem Absatz 14a auf seiner inneren Randfläche, wobei ein Spannungsbauteil des Lichtleitfaserkabels 1 in einem verbundenen Zustand mit ihm verbunden ist.
Die Feder 13 hat ein Ende, das eine Endfläche des ersten Flanschs 12a der Zwinge 12 berührt, wobei das andere Ende eine erste Endfläche 14a des Anschlagrings 14 berührt, um eine Federkraft in der Axialrichtung der Zwinge 12 zur Außenseite des Anschlagrings 14 hin (in der Figur nach links) auszuüben.
Das später ausführlich zu beschreibende Fixierbauteil 15 ist an der inneren Randfläche des Anschlagrings 14 befestigt und so angepasst, dass seine Spitze eine Endfläche des zweiten Flanschs 12b der Zwinge 12 berührt, um eine Bewegung der Zwinge 12 in einer Richtung sich verringernder Federkraft der Feder 13 (in der Figur nach links) zu begrenzen und eine Bewegung der Zwinge 12 in der umgekehrten Richtung (in der Figur nach rechts) zu erlauben.
Bei der Zwinge 12 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein dem zweiten Flansch 12b der Zwinge 12 benachbarter Abschnitt ein Abschnitt 12c mit kleinem Durchmesser, der einen Durchmesser hat, der selbst kleiner ist als der Innendurchmesser an der Spitze des Fixierbauteils 15. Ferner hat det zweite Flansch 12b eine konische Fläche, die sich im Durchmesser in einer Richtung sich erhöhender Federkraft der Feder 13 (in der Figur nach rechts) allmählich verringert.
Fig. 9 Zeit eine schematische perspektivische Ansicht des Fixierbauteils 15 des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, weist das aus einem elastischen Bauteil, wie z. B. Phosphorbronze, ausgebildete Fixierbauteil 15 einen zylindrischen Abschnitt 15a auf, bei dem ein Abschnitt des Zylinders parallel zur Axialrichtung ausgeschnitten ist und weist eine Mehrzahl (in der Figur: vier) von Haken 15b auf, die in einer Richtung sich erhöhender Federkraft der Feder 13 (in der Figur nach rechts) zum Mittelpunkt des Anschlagrings 14 hin geneigt vorstehen, um dem zweiten Flansch 12b zu erlauben, durchzutreten, wobei aber das Durchtreten des einmal durchgetretenen Flanschs 22b begrenzt ist. Somit ist das Fixierbauteil 15 aufgrund elastischer Verformung des zylindrischen Abschnitts 15a durch seine Elastizität an der inneren Randfläche des Anschlagrings 14 befestigt, und eine Spitze der Haken 15b berührt die Endfläche des zweiten Flanschs 12b der Zwinge 12.
Im obigen Ausführungsbeispiel sind in einem Zustand vor der in Fig. 8 gezeigten Verbindung beide Endflächen der Feder 13 durch den Anschlagring 14 und die Zwinge 12 in einer zusammengedrückten Weise verformt, um einen Druck zu erzeugen. Infolgedessen sind, weil aufgrund einer Rückstoßkraft der Feder 13 ein Druck als beaufschlagter Druck auf die Spitze des Fixierbauteils 15 aufgebracht ist, die relativen Positionen der einzelnen Teile durch das Beaufschlagen mit Druck exakt bestimmt. Die wie in Fig. 8 zusammengebauten Teile werden im Folgenden als eine Lichtleitfaserverbindereinheit bezeichnet.
Wenn die Lichtleitfaserverbindereinheit auf dem Steckverbindungsrahmen befestigt wird, ist der zweite Flansch 12b als ein Hinterende der Zwinge 12 vom Fixierbauteil 15 getrennt, wie in Fig. 10 gezeigt ist, weil die Feder 13 zum Erhöhen der Verformung weiter zusammengedrückt ist, so dass die innere Randfläche des Fixierbauteils 15 dem Abschnitt 12c mit kleinem Durchmesser gegenüberliegt, wodurch bewirkt wird, dass sich beide Bauteile nicht berühren. Daher ist die Zwinge 12 von der Bindung mit dem Fixierbauteil 15 freigegeben, wodurch ein Zustand mit Seitenspiel erzielt wird, der das Merkmal des SC-Verbinders ist. In diesem Zustand wird keine äußere Kraft über das Fixierbauteil 15 auf die Zwinge 12 übertragen, selbst wenn der Anschlagring 14 durch eine äußere Kraft versetzt ist, und der Anschlagring 14 und die Zwinge 12 berühren einander nur über die Feder 13, wodurch ein biegsamer Zustand aufrechterhalten wird.
Fig. 11 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Lichtleitfaserverbindereinheit. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, dass sich der an einen zweiten Flansch 22b der Zwinge 22 angrenzende Abschnitt in der Form unterscheidet. Das heißt, die Zwinge umfasst nicht den Abschnitt 12c mit kleinem Durchmesser aus dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 12 zeigt eine schematische Ansicht der relativen Positionen des Anschlagrings 14 und des zweiten Flanschs 22b der Zwinge 22 nach dem normalen Zusammenbau des zweiten Ausführungsbeispiels.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist die Zwinge 22 im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel immer in Kontakt mit dem Fixierbauteil 15, selbst wenn ein Kontakt zwischen dem Fixierbauteil 15 und der Zwinge 22 im endgültigen Zusammenbauzustand freigegeben ist. Der Anschlagring 14 und die Zwinge 22 werden nicht kontaktfrei, was einen fließenden Aufbau im strengen Sinne bewirkt. Selbst mit einer derartigen Anordnung, ist es jedoch möglich, die Federkonstante der Haken 15b auf einen verglichen mit dem der Feder 13 ausreichend kleinen Wert zu setzen, wenn die Haken 15b des Fixierbauteils zu einer kleinen Dicke ausgebildet sind.
Das heißt, bei der Lichtleitfaserverbindereinheit des zweiten Ausführungsbeispiels kann die Bindungskraft, die das Fixierbauteil 15 auf die Zwinge 22 ausübt, wenn der Anschlagring 14 versetzt ist, verglichen mit der Verbindungskraft der Feder 13 mit der Zwinge 22 ausreichend klein gemacht werden, wodurch ein Mechanismus mit im Wesentlichen Seitenspiel erzielt wird.
Weil das zweite Ausführungsbeispiel, bei dem das Fixierbauteil 15 immer in Kontakt mit dem Anschlagring 14 und der Zwinge 22 ist, ein Aufbau ist, der die Arbeitskraft bei der Zwingenbearbeitung verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel verringert, ist eine Verringerung der Teilekosten möglich. Außerdem wird die Zwinge 22 am Mittelpunkt des Anschlagrings 14 gehalten, weil bei der Lichtleitfaserverbindereinheit des vorliegenden Ausführungsbeispiel das Fixierbauteil 15 die Zwinge so berührt, dass es ihre äußere Randfläche in Radialrichtung presst. Daher ist es leicht, eine Automatisierung der nachfolgenden Zusammenbauarbeit zu erzielen.
Die obigen zwei Ausführungsbeispiele verwenden das Fixierbauteil 15, sind aber nicht auf dieses beschränkt. Jeglicher Aufbau kann verwendet werden, bei dem das Fixierbauteil den zweiten Flansch 12b (oder 22b) der Zwinge 12 (oder 22) berührt, um aufgrund der Federkraft der Feder 13 eine Bewegung der Zwingen 12 und 22 in Axialrichtung zu begrenzen, aber eine Bewegung in der Richtung sich erhöhender Federkraft zu erlauben.
Das Fixierbauteil ist nicht auf das eine in Fig. 9 gezeigte beschränkt, sondern kann z. B. eines der in Fig. 13A oder Fig. 14A gezeigten sein.
Fig. 13A zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Fixierbauteils in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 13B zeigt eine schematische Querschnittansicht des eingebauten Fixierbauteils von Fig. 13A. Wie in Fig. 13A gezeigt ist, weist ein Fixierbauteil 16 einen zylindrischen Abschnitt 16a auf, der durch Ausschneiden eines Abschnitts eines Zylinders parallel zur Axialrichtung ausgebildet ist, so dass er sich elastisch verformt, um dem zweiten Flansch 12b der Zwinge 12 zu erlauben, durchzutreten, und eine Mehrzahl (in der Figur: vier) von Haken 16b, die vom zylindrischen Abschnitt 16a zur inneren Randfläche des Anschlagrings 12 hin einstückig vorstehen. Wie in Fig. 13B gezeigt ist, ist das Fixierbauteil 16 aufgrund elastischer Verformung der Haken 16b durch seine Elastizität an der äußeren Randfläche der Zwinge 22 befestigt, so dass der zylindrische Abschnitt 16a die Endfläche des zweiten Flanschs 22b der Zwinge 22 berührt. Der Außendurchmesser der Spitze des Hakens 16b ist annähernd derselbe wie der Innendurchmesser des Anschlagrings 14, so dass die Zwinge 22 annähernd am Mittelpunkt des Anschlagrings 14 positioniert ist, während der Mechanismus mit im Wesentlichen Seitenspiel aufrechterhalten ist. Natürlich kann ebenso das Fixierbauteil 16 für die oben beschriebene Zwinge 12 verwendet werden.
Fig. 14A zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Fixierbauteils in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 14B zeigt eine schematische Querschnittansicht des eingebauten Fixierbauteils von Fig. 14A. Ein in Fig. 14A eingebautes Fixierbauteil 17 weist einen Zylinderabschnitt 17a, der durch Ausschneiden eines Abschnitts eines Zylinders parallel zur Axialrichtung ausgebildet ist, und eine Mehrzahl (in der Figur: drei) von Haken 17b auf, die an einem Ende des zylindrischen Abschnitts 17a vorgesehen sind und in der Figur nach rechts radial nach innen vorstehen. Wie in Fig. 14B gezeigt ist, erlauben die Haken 17b dem Flansch 22b der Zwinge 22, durchzutreten, begrenzen aber ein Durchtreten des einmal durchgetretenen Flanschs 22b in der Rückwärtsrichtung. Außerdem ist der Innendurchmesser der Spitzen der Haken 17b annähernd derselbe wie der Durchmesser der äußeren Randfläche der Zwinge 22, um die Zwinge 22 annähernd am Mittelpunkt des Anschlagrings 14 zu positionieren, während der Mechanismus mit im Wesentlichen Seitenspiel aufrecht erhalten ist. Natürlich kann das Fixierbauteil 17 ebenso für die oben beschriebene Zwinge 12 verwendet werden.
Fig. 15 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines Lichtleitfaserverbinders, der die Lichtleitfaserverbindereinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einschließt, und die Fig. 16A bis 16C zeigen schematische Querschnittansichten des Zusammenbauverfahrens des Lichtleitfaserverbinders von Fig. 15. Das Zusammenbauverfahren des Lichtleitfaserverbinders wird unter Bezugnahme auf die Fig. 16A bis 16C beschrieben.
Zuerst wird, wie in Fig. 16A gezeigt ist, eine Spitze des Lichtleitfaserkabels 1 vorab in eine Schutzmanschette 5 eingefügt und ein Crimp-Ring 7 wird durch Entfernen einer Hülse, Entfernen eines Mantels, Entfernen einer Primärbeschichtung und dergleichen vorbehandelt, um eine Lichtleitfaser 1a, einen Lichtleitfaserstrang 1b und ein Spannungsbauteil 1c freizulegen. Dann wird das Lichtleitfaserkabel 1 an die Zwinge 22 des Lichtleitfaserverbinders gebunden.
Dann wird, nachdem die Spitze der Zwinge 22 zu einer konvex gekrümmten Fläche poliert wurde, ein Steckverbindungsrahmen 8 an der Zwinge 22 befestigt, wie in Fig. 16B gezeigt ist. Bei dieser Befestigung, wie sie im Abschnitt des Stands der Technik (Fig. 2) beschrieben ist, wird ein Überstand 204a eines Anschlagrings 24 mit einem Loch 208a des Steckverbindungsrahmens 208 in Eingriff gebracht, während ein Einstellen einer Kernexzentrität der Zwinge durchgeführt wird, und beide Komponenten werden in einem Zustand mit Seitenspiel gehalten.
Schließlich wird das Spannungsbauteil 1c zwischen das Hinterende des Anschlagrings 24 und den Crimp-Ring 7 geklemmt und der Crimp-Ring 7 wird dann gecrimpt und die Schutzmanschette 5 bereitgestellt. Dann wird eine Kupplungsvorrichtung 9 befestigt, um den in Fig. 15 gezeigten Lichtleitfaserverbinder fertigzustellen.
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Fixierbauteil durch Elastizität an der inneren Randfläche des Anschlagrings befestigt und an den Flansch der Zwinge angelegt. Im Gegensatz dazu kann jedoch ein alternativer Aufbau verwendet werden, bei dem das Fixierbauteil durch Elastizität an der äußeren Randfläche der Zwinge befestigt ist und am Flansch der inneren Randfläche des Anschlagrings anliegt. Z. B. ist das Fixierbauteil 16 in Fig. 13A durch elastische Verformung des zylindrischen Abschnitts 16a an der Zwinge 22 befestigt, und die Spitzen der Haken 16b liegen an einer zweiten Endfläche 14b des Anschlagrings 14 an, um einen stabilen Lichtleitfaserverbinder aufzubauen. In diesem Fall kann der positionierende und Seitenspiel aufweisende Mechanismus der Zwinge sichergestellt werden, wenn der Durchmesser der Spitzen der Haken 16b und der Innendurchmesser des Anschlagrings 14 annähernd dieselben sind.
Wie oben unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben wurde, können Teile leicht kontrolliert werden, ohne die Verbindungskompatibilität mit herkömmlichen SC- Verbindern zu verlieren, weil bei der Lichtleitfaserverbindereinheit der Erfindung der Anschlagring, die Feder und die Zwinge so aufgebaut sind, dass sie einen das Fixierbauteil verwendenden einstückigen Aufbau aufweisen. Infolgedessen kann eine automatische Zusammenbaulinie eines Lichtleitfaserverbinders leicht aufgebaut werden, wodurch ein zuverlässiger Lichtleitfaserverbinder hoher Qualität bei verringerten Kosten erzielt ist. Außerdem kann die Zusammenbauarbeit zusätzlich zu den obigen Wirkungen vereinfacht werden, wenn das vorliegende Ausführungsbeispiel für einen manuellen Zusammenbau, insbesondere beim Feld-Zusammenbau mit schlechter Arbeitsumgebung, angewendet wird.
Die Erfindung wurde ausführlich mit Bezug zu den bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben und es können nun Änderungen und Abwandlungen gemacht werden, ohne von der Erfindung in ihren weiteren Gesichtspunkten abzuweichen, wie sie in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.

Claims

1. Lichtleitfaserverbindereinheit mit:

einer Zwinge (12) mit einem Hinterende, einem Kupplungsende und einem Durchgangsloch zum Halten eines Lichtleitfaserstrangs (1), der vom Hinterende entlang einer Mittelachse der Zwinge eingefügt ist, wobei die Zwinge einen ersten Flansch (12a), der ausgebildet ist, den Außendurchmesser der Zwinge (12) zu bilden, und eine sich radial erstreckende Endfläche aufweist, die zum Hinterende zeigt, und einen zweiten Flansch (12b, 22b) umfasst, der auf einer Hinterendseite des ersten Flanschs (12a) vorgesehen ist und eine zweite sich radial erstreckende Flanschendfläche aufweist, die der ersten Flanschendfläche gegenüberliegt;

einem Anschlagring (14) als ein außerhalb eines Teils der Zwinge (12) vorgesehenes zylindrisches Bauteil, der auf seiner inneren Randfläche einen ersten Absatz mit einer sich radial erstreckenden ersten Endfläche (14a), die der ersten Flanschendfläche der Zwinge gegenüberliegt, und einen zweiten Absatz mit einer zweiten sich radial erstreckenden Endfläche (14b) aufweist, die der zweiten Flanschendfläche der Zwinge gegenüberliegt;

einer Schraubenfeder (13) mit einem Ende, das die erste Flanschendfläche der Zwinge berührt, und einem anderen Ende, das die erste Endfläche (14a) des Anschlagrings (14) berührt, wobei die Schraubenfeder eine Federkraft in Axialrichtung auf die Zwinge ausübt, um die Zwinge aus dem Anschlagring zu drücken; und

einem koaxial zwischen dem Anschlagring und der Zwinge vorgesehenen ringförmigen Fixierbauteil (15, 16, 17) mit einem ersten die Anschlag, der die zweite sich radial erstreckende Endfläche (14b) des Anschlagrings berührt, und einem zweiten Anschlag, der die zweite sich radial erstreckende Flanschendfläche der Zwinge berührt, wobei der zweite Anschlag einen Durchgang des zweiten Flanschs (12b, 22b) der Zwinge in einer Richtung sich erhöhender Federkraft der Schraubenfeder (13) erlaubt, aber einen Durchgang des zweiten Flanschs (12b, 22b) in der Richtung sich verringernder Federkraft begrenzt, und der zweite Anschlag nach dem Zusammenbau der Zwinge und des Anschlagrings vom zweiten Flansch der Zwinge entfernt ist, um der Zwinge ein Seitenspiel innerhalb des Anschlagrings zu erlauben, wobei das Fixierbauteil eine relative Bewegung des Anschlagrings und der Zwinge in einer Richtung sich verringernder Federkraft begrenzt, und wobei das Fixierbauteil (15, 16, 17) durch eine elastische Verformung des ersten Anschlags und des zweiten Anschlags an den Anschlagring oder die Zwinge gepresst und daran befestigt ist.

2. Lichtleitfaserverbindereinheit nach Patentanspruch 1, wobei der erste Anschlag des Fixierbauteils (15, 17) einen zylindrischen Abschnitt (15a, 17a) mit einem parallel zur Axialrichtung ausgeschnittenen Abschnitt aufweist, und der zweite Anschlag eine Mehrzahl von Haken (15b, 17b) aufweist, die vom zylindrischen Abschnitt entlang einer Richtung zum Hinterende der Zwinge hin in Radialrichtung nach innen geneigt vorstehen und sich elastisch verformen können, um dem zweiten Flansch der Zwinge zu erlauben, in einer Richtung sich erhöhender Federkraft durchzutreten.

3. Lichtleitfaserverbindereinheit nach Patentanspruch 2, wobei das Fixierbauteil (15, 17) durch elastische Verformung des zylindrischen Abschnitts (15a, 17a) an eine innere Randfläche des Anschlagrings gepresst ist.

4. Lichtleitfaserverbindereinheit nach Patentanspruch 2, wobei die Haken (15b) des Fixierbauteils auf dem zylindrischen Abschnitt durch Ausschneiden des zylindrischen Abschnitts auf einer halben Länge ausgebildet sind.

5. Lichtleitfaserverbindereinheit nach Patentanspruch 2, wobei die Haken (17b) des Fixierbauteils von einem Ende des zylindrischen Abschnitts vorstehend ausgebildet sind.

6. Lichtleitfaserverbindereinheit nach Patentanspruch 1, wobei der zweite Anschlag des Fixierbautelis (16) einen zylindrischen Abschnitt (16a) mit einem Abschnitt aufweist, der parallel zur Axialrichtung ausgeschnitten ist und sich elastisch verformen kann, um dem zweiten Flansch der Zwinge zu erlauben, in einer Richtung sich erhöhender Federkraft durchzutreten, und der erste Anschlag eine Mehrzahl von Haken (16b) aufweist, die vom zylindrischen Abschnitt entlang einer Richtung zum Kupplungsende der Zwinge hin in radialer Richtung nach außen geneigt vorstehen.

7. Lichtleitfaserverbindereinheit nach Patentanspruch 6, wobei das Fixierbauteil (16) durch elastische Verformung der Haken (16b) an eine innere Randfläche des Anschlagrings gepresst ist.

8. Lichtleitfaserverbindereinheit nach Patentanspruch 6, wobei das Fixierbauteil (16) durch elastische Verformung des zylindrischen Abschnitts (16a) an die äußere Randfläche der Zwinge gepresst ist.

9. Lichtleitfaserverbinder mit:

einer Lichtleitfaserverbindereinheit nach Patentanspruch 1;

einem Lichtleitfaserkabel (1) mit einer an der Zwinge befestigten Lichtleitfaser;

einem Crimp-Ring (7) zum Binden eines Spannungsbauteils (1c) des Lichtleitfaserkabels (1) an ein Hinterende des Anschlagrings;

einer Schutzmanschette (5) zum Abdecken des an das Hinterende des Anschlagrings gebundenen Crimp-Rings; und

einem Steckverbindungsrahmen (8), der mit einem äußeren Rand des Anschlagrings in Eingriff ist.

10. Lichtleitfaserverbinder nach Patentanspruch 9, außerdem mit einer Kupplungsvorrichtung, die mit einem äußeren Rand des Steckverbindungsrahmens in Eingriff ist.