DE69603733T2

DE69603733T2 - Faseroptisches verbindungselement

Info

Publication number: DE69603733T2
Application number: DE69603733T
Authority: DE
Inventors: Alexander Mathews; Richard Patterson
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: DK0835472T3; BR9608725A; EP0835472A1; SG103803A1; AU692111B2; WO1997001785A1; AR002641A1; CA2224800A1; JPH11508705A; US5682450A; ES2135908T3; EP0835472B1; ZA965541B; TR199600548A2; TW333617B; AU6254596A; ATE183313T1; MX9710481A; KR19990028512A; DE69603733D1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft im wesentlichen Konnektoren und insbesondere wiederanschließbare Konnektoren für optische Wellenleiter, z. B. für Fasern, wie sie in der Telekommunikation verwendet werden.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Zahlreiche derzeit gebräuchliche Designs von Verbindungssteckern für diskrete Einmoden-Optikfasern weisen zylindrische keramische Präzisions-Klemmhülsen auf, die in den Konnektor- Steckern befestigt sind. Bloße optische Glasfasern sind in eng angepaßten axialen Bohrungen in diesen Klemmhülsen verbondet, und die Faser- sowie Klemmhülsen-Enden sind poliert, so daß sie geringe Einführungsverluste und Rückstrahlungsverbindungen ermöglichen. Die bei diesen Klemmhülsen-Konnektorsteckern verwendeten Konnektorgehäuse können gespaltene keramische Manschetten aufweisen, die Klemmhülsen zentrieren und ausrichten, wenn die Konnektor-Stecker in gegenüberliegende Enden des Gehäuses eingeführt werden. Das Ausrichten der Klemmhülsen bringt die Mitten der Fasern in Ausrichtung, wobei ein relativ niedriger Einführungsverlust ermöglicht wird. Federn in den Konnektor-Steckern zwingen die polierten Faserendflächen in intimen Kontakt, wodurch man eine relativ niedrige Rückstrahlung erzielt. Ferner sind Versionen keramischer Klemmhülsenkonnektoren erhältlich, die winklige polierte Klemmhülsen-/ Faser-Enden aufweisen, die, wenn sie an ähnliche Konnektor- Stecker angeschlossen werden, eine extrem geringe Rückstrahlung bieten.
Für diskrete Einmoden-Optikfasern vorgesehene Konnektoren, die mit keramischen Klemmhülsen versehen sind, sind in den letzten Jahren im Preis gefallen und in ihrer Leistung verbessert worden. Es wird erwartet, daß sich der Trend zur Abnahme des Preises fortsetzt, da die Kosten für keramische Klemmhülsen und keramische Ausrichtmanschetten abfallen, was mit der niedrigeren Kostengrenze für die keramischen Klemmhülsen und die Manschetten zusammenhängt. Zudem sind die meisten derzeit verwendeten, mit keramischer Klemmhülse versehenen Konnektoren für Einmoden-Optikfasern ab Werk an Faser-Pigtails oder Überbrückungskabeln installiert. Diese Konnektor-Pigtails sind gewöhnlich durch Schmelzung oder mechanisch mit den Optikfaser-Kabeln verspleißt. Aufgrund der Schwierigkeiten beim Verbonden von Fasern in keramischen Klemmhülsen und dem anschließenden präzisen Polieren der Enden der Fasern werden sehr wenige mit keramischen Klemmhülsen versehene Einmoden-Konnektoren vor Ort installiert. Somit haben im Stand der Technik die relativ hohen Kosten und der Mangel der vor Ort gegebenen Stabilität von Einmoden-Konnektoren keramischer Klemmhülsen keine adäquate Beachtung gefunden.
Bei einer anderen Produktlinie von Produkten zur gegenseitigen Verbindung, die insbesondere für permanente Spleißungen geeignet sind, wird ein Faserklemmelement verwendet, in dem verschiedenen Typen von Nuten, um eine Positionierung und Ausrichtung von Fasern zu ermöglichen, und Fasereinführungsmerkmale ausgebildet sind. Ein Beispiel eines derartigen Produktes ist das Fibrlok-Spleißelement, das derzeit aus einer einzigen Bahn aus leitendem Aluminium hergestellt wird (Fibrlok ist ein Markenzeichen von Minnesota Mining and Manufacturing Company, dem Inhaber der vorliegenden Erfindung). Die äußere Form des Elements ist gewöhnlich rechteckig und wird erzeugt, indem das Element von seinem Trägerstreifen als Zuschnitt abgenommen wird. Eine Biegungsfokussierungsnut teilt den Zuschnitt des rechteckigen Elements in zwei gleiche, im wesentlichen rechteckigen Bereiche oder Platten. Mindestens eine dieser Platten enthält eine V-förmige Faser-Positionierungs- und Klemmnut, die parallel zu der Biegungsfokussierungsnut verläuft. Die Tiefe der V-förmigen Nut ist derart vorgesehen, daß eine in dieser Nut positionierte 125-um-Faser um ungefähr 50 um aus der Nut herausragt. An jedem Ende der Faserpositionierungs-V- Nut sind trichterförmige Fasereinführungsnuten vorgesehen. Die gegenüberliegende Platte enthält ebenfalls trichterförmige Fasereinführungsnuten, die im gleichen Abstand von der Biegungsfokussierungsnut angeordnet sind wie die trichterförmigen Einführungsnuten in der ersten Platte.
Der flache Fibrlok-Zuschnitt wird entlang der Biegungsfokussierungsnut gebogen, bis sich eine Platte in einem Winkel von ungefähr 5 bis 10 Grad relativ zu der anderen Platte befindet, wobei eine Struktur geschaffen wird, die aus zwei im wesentlichen starren Platten mit einwärtsgerichteten Faserklemm-V-Nuten besteht, wobei die Platten an einem Ende durch ein Scharnier verbunden sind, das für kleine Plattenbewegungsbereiche elastisch betätigbar ist. Bei Verwendung in einer Fibrlok-Spleißvorrichtung ist dieses gefaltete V-förmige Element innerhalb einer Plastik-Hülse mit Enddurchlässen angeordnet, die sich in Ausrichtung mit der Faserpositionierungs- und Klemm-V-Nut in dem Element befindet. Ein Plastik-Kappe paßt auf die Außenränder der offenen Elementen-Platten oder -Schenkel. Die Platte weist einen sich verjüngenden zurückgesetzten Bereich auf, der abwärts über die Außenseite der Element- Schenkel gleitet, wenn die Kappe geschlossen wird, wodurch die beiden Schenkel des Elements aufeinander hin bewegt werden, so daß ein Paar in der V-Nut angeordneter Fasern geklemmt und zentriert werden.
Als Material für die Fibrlok-Elemente wurde leitendes Aluminium gewählt, da es nur geringe Kosten verursacht und sich leicht stanzen und dann falten läßt, ohne daß es Risse bildet oder bricht. Ferner ermöglicht die Leitfähigkeit des Aluminiums, daß sich dieses leichter an die äußeren Faserflächen an paßt, ohne daß während des Klemmens der Faser in der V-förmigen Positionierungsnut übermäßig hohe Spannungsbelastungen auf die Faser ausgeübt werden. Ein derartiges leitenden Material hat jedoch bestimmte Nachteile. Beispielsweise ist es schwierig, ein solches Element wiederholt zu verwenden, z. B. durch Aktivieren und Deaktivieren der Klemmplatten, da sich bei einem mehrfachen Neuklemmen einer Faser in einem leitenden Element die Faser nicht adäquat in der Ausrichtnut einbetten kann und somit die Element-Klemmkräfte und das Präzisionspotential der Faserausrichtung beim wiederholten Neuschließen reduziert werden. Somit ist ein derartiges Element generell ungeeignet zur Verwendung in einem wiederanschließbaren Konnektor. Ein weiterer Nachteil, der bei Aluminium-Elementen festgestellt wurde, war ihr relativ hoher Wärmeausdehnungskoeffizient. Diese Ausdehnung kann dazu führen, daß sich die geklemmten Faserendflächen bei höheren Temperaturen tatsächlich voneinander entfernen. Obwohl dies weniger problematisch ist, wenn die Verbindung bei Raumtemperatur zusammengefügt wird, treten stärkere Probleme auf, wenn die Verbindung bei sehr niedrigen Temperaturen zusammengefügt wird.
Ein weiterer möglicher Nachteil eines Aluminiumelements besteht in der Schwierigkeit, die bei dem Versuch auftreten, das Element nach den verschiedenen Stanz- und Faltoperationen zu reinigen. Wenn die V-Nuten und Einführungskegel in dem Streifenmaterial des Aluminiumelements ausgebildet werden, werden oft kleine Aluminiumspäne erzeugt, die an den Seitenwänden und Rändern der V-Nut anhaften. Kleine Partikel oder Späne von Aluminium werden auch entlang der Biegefokussierungsnut erzeugt, wenn das Element gefaltet wird. Falls einer dieser Aluminium-Späne oder Partikeln während des Einführens blanker Fasern in das Element verlagert wird, kann er an einer der Faserendflächen anhaften und einen Teil des Kerns blockieren, so daß der Einführungsverlust massiv verschlechtert wird. Ein Versuch, die Faserpositionierungs-V-Nuten vor dem Falten in weichem leitendem Aluminium zu reinigen, führt oft zu Beschä digungen oder Kratzern in der V-Nut. Es können keine Abrasiv- Reinigungsmittel verwendet werden, da sich diese in den weichen Aluminium-Seitenwänden der V-Nuten festsetzen. Ein Reinigen des Elements nach dem Falten ist aufgrund der kleinen Zwischenräume zwischen den Schenkeln des Elements praktisch unmöglich.
Ein weiterer möglicher Nachteil des gefalteten Aluminiumelements besteht darin, daß eine sehr sorgfältige Steuerung des Abstandes erforderlich ist, um den die Schenkel des Elements während der Faserklemmoperation geschlossen werden. Falls die Schenkel zu weit geschlossen werden, kann das Scharnier des Elements aufspringen, und das Element ist bei anschließenden Betätigungen nicht in der Lage, die Fasern zu klemmen. Wenn in dem mit Scharnier versehenen Aluminiumelement Fasern unterschiedlicher Durchmesser verwendet werden, ist es zudem möglich, daß eine der Fasern eine geringere Klemmkraft als die andere erhält, was ein Rutschen der Fasern und eine Trennung der Faserenden verursachen kann. Es wäre somit wünschenswert, ein Klemmelement zu konzipieren, bei dem die oben aufgeführten Beschränkungen beseitigt sind. Es wäre ferner vorteilhaft, ein derartiges Element in einen wiederanschließbaren Konnektor für blanke Fasern einzubeziehen, bei dem die Ausgangskosten beträchtlich niedriger sind als bei Klemmhülsen-Konnektoren, und einen derartigen, für Einmoden-Verwendung geeigneten Konnektor zu schaffen, der durch einfache Vorgänge und mittels kostengünstiger, leicht verwendbarer Werkzeuge zur Installation vor Ort installierbar ist und dennoch die gleiche oder eine bessere Leistung bietet als existierende Klemmhülsen-Konnektoren.

Überblick über die Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft einen Artikel zum Ausrichten und Befestigen von Anschlußenden optischer Fasern gemäß Anspruch 1.
Der Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung ist besonders geeignet für Spalt- und Abschrägungs-Installationen, und er ermöglicht durch kompressive Belastung der abgeschrägten Faserendflächen vor dem Klemmen eine ausgezeichnete Leistung im Hinblick sowohl auf den Einführungsverlust als auch auf die Rückstrahlung. Die Endflächen werden elastisch flach gegeneinander angelegt, und es wird jegliche Luft zwischen den Faserendflächen ausgeschlossen. Die Endflächen können wahlweise unter einem Winkel gespalten sein, um die Rückstrahlung weiter zu verbessern.
Dieses neue Klemmelement hat zwei Plattenteile, die jeweils eine Faserkontaktierungsfläche aufweisen, wobei in mindestens einer der Faserkontaktierungsflächen eine Faseraufnahmenut ausgebildet ist. Die Ränder der Platten werden durch eine gespaltene Rohrfeder ausgerichtet und in Position gehalten. Mindestens eines der Plattenteile ist vorzugsweise zu dem gesicherten Ende hin mit abnehmender Dicke ausgebildet, so daß die Platten an den den geklemmten Rändern gegenüberliegenden Enden voneinander beabstandet sind. Mindestens eines der Plattenteile ist mit einer Drahtaufnahmenut und einem darin angeordneten Draht versehen, der im wesentlichen parallel zu der Faseraufnahmenut verläuft, was den Effekt einer Schwenkachse hat, mittels derer die Platten entlang einer durch den Draht definierten Achse verschwenkt werden können. Die gespaltene Rohrfeder erzeugt eine präzise gesteuerte Last entlang der Ränder der Platten, wodurch die gegenüberliegenden Enden (innerhalb des Führungsrohrs) durch eine hinreichende Kraft zusammengeklemmt werden können, um die gesteuerte Last der gespaltenen Rohrfeder zu überwinden. Die Faseraufnahme-V-Nut kann im Werk vorgeformt werden, indem eine weitere Faser in das Klemmelement eingeschoben wird, das Element um die Faser herum aktiviert wird, das Element deaktiviert wird und dann die Faser aus dem Element entfernt wird. Die Platten könne aus einem Material gebildet sein, das einen geeigneten Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, um während der Einwirkung des Temperaturzyklus ein Kriechen der Faserendflächen zu verhindern. Dieses neue Element erzielt eine verbesserte Leistung bei wiederholtem Wiederanschluß, bietet eine Einrichtung zum Installieren, Greifen und Spannungsentlasten der Faser, schützt die blanke Glasfaser und die gespaltene/abgeschrägte Faserendfläche und bietet Führungs- und Ausrichtungsmerkmale, aufgrund derer gewährleistet ist, daß das Faserende ohne Verhakung in das Faserausrichtelement eintreten kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist am besten anhand der zugehörigen Zeichnung verständlich.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Konnektors;
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Konnektors gemäß Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine geschnittene Draufsicht des Konnektors gemäß Fig. 1;
Fig. 4 zeigt eine explodierte perspektivische Ansicht des Konnektors gemäß Fig. 1;
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht eines alternativen Faser-Ausricht- und Klemmelements gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit dem Konnektor gemäß Fig. 1;
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Konnektorlagerungsfachs, das mehrere der Konnektoren gemäß Fig. 1 enthält;
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Konnektors, der zur parallelen Montage konzipiert ist;
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines wiederum weiteren Konnektors in einem Duplex-Design; und
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines wiederum weiteren Konnektors, der einen Stecker und eine Fassung statt zweier Stecker und einer gemeinsamen Aufnahme aufweist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Im folgenden wird auf die Figuren und insbesondere auf Fign, 1 und 2 eingegangen, in denen eine Ausführungsform 10 eines faseroptischen Konnektors gezeigt ist. Der Konnektor 10 weist generell ein Gehäuse oder eine Aufnahme 12 mit zwei offenen Enden auf, die jeweils zwei Steckervorrichtungen 14 und 16 aufnehmen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Steckervorrichtung 14 für eine optische Faser 18 von 250 um ausgelegt, während die Steckervorrichtung 16 für eine optische Faser 16 von 900 um ausgelegt ist. Obwohl der Konnektor 10 zur gegenseitigen Verbindung verschiedener Fasern geeignet ist, ist er selbstverständlich auch zum Verbinden von Fasern gleicher Größe geeignet. Der Konnektor 10 kann für Einmoden-oder Mehrmoden-Fasern verwendet werden.
Details des Aufbaus der Aufnahme 12 und der Steckervorrichtungen 14 und 16 sind in Fig. 3 und 4 gezeigt. Die Steckervorrichtung 14 enthält eine röhrenförmige Faserschutzvorrichtung 22, eine Schutzvorrichtungsfeder 24, einen Krägen 26, ein Kragengehäuse 28, einen Kragenring 30, eine Kragenfeder 32, einen Steckerkörper 34, eine Steckerkörperfeder 36, ein Steckergehäuse 38 und einen Spannungsentlastungsschuh 40 (in Fig. 2 und. 3 nicht gezeigt). Sämtliche dieser Komponenten außer den Kompressionsfedern bestehen vorzugsweise aus einem dauerhaften, für den Spritzguß geeigneten Polymer wie z. B. Polyethersulfon (PES), Polycarbonat (im Handel als LEXAN bekannt), Po lyacrylsulfon (von Amoco unter der Markenbezeichnung RADEL vertrieben), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid (PEI), Flüssigkristallpolymeren oder Acrylnitril-Butadien-Styrol. Diese Teile können in der in Fig. 4 gezeigten Abfolge zusammengefügt werden. Die Faserschutzvorrichtung 22 gleitet in den und aus dem Steckerkörper 34 und wird durch eine Feder 24 zu dem vorderen Ende der Steckervorrichtung 14, d. h. zu der Aufnahme 12, vorgespannt. Erhebungen oder Vorsprünge 42 stehen von der Einfassung der Faserschutzvorrichtung 22 derart vor, daß sie in Schlitze 44 eingreifen, die an den Seiten des Steckerkörpers 34 ausgebildet sind, um zu verhindern, daß die Schutzvorrichtung 22 vollständig aus dem Steckerkörper 34 entweicht, und um ein Drehen der Schutzvorrichtung 22 zu verhindern. Das vordere Ende der Faserschutzvorrichtung 22 weist eine Wand mit einem Loch auf, das konzentrisch mit dem Außendurchmesser des vorderen Endes ist, und das ungefähr 0,05 mm (0,002") größer ist als der Durchmesser der Faser. Das abschließende Ende der Faser 18 gleitet durch dieses Loch und wird präzise positioniert, wenn sich bei der Einführung der Steckervorrichtung 14 in die Aufnahme 12 die Schutzvorrichtung 22 in den Steckerkörper 34 bewegt. Das enge Ausrichten des Endes der bloßen Faser mit dem Eintrittsmerkmal an dem Klemmelement verhindert eine Beschädigung des bloßen Endes der Faser während des Einführens. Während des Abziehens des Steckers gewährleistet die auf die Schutzvorrichtung einwirkende Kraft ein volles Zurückziehen des bloßen Endes der Faser in die Schutzvorrichtung, bevor ein Zurückziehen der Schutzvorrichtung aus dem Behälter erfolgt, wodurch das bloße Ende der Faser geschützt wird.
Die 250-um-Faser wird in dem 3-Klauen-Kragen 26 geklemmt, der in ein Kragengehäuse 28 paßt. Der Kragen 26 und das Kragengehäuse 28 können sich axial um ungefähr 1,3 mm (0,050") innerhalb des Steckerkörpers 34 bewegen, wobei die Feder 32 zu dem vorderen Ende der Steckervorrichtung hin eine Vorbelastung von ungefähr 0,9 N (0,2 lbs.) auf die Kragenvorrichtung ausübt. Das Steckergehäuse 38 gelangt in Schnappsitz auf die Außenseite des Steckerkörpers 34 und gleitet relativ zu dem Steckerkörper 34 gegen die andere Vorspannungsfeder 36. Der Schuh 40 ermöglicht eine Biegespannungsentlastung für den aus dem hinteren Ende des Steckers austretenden Faserpuffer.
Die Steckervorrichtung 16 enthält eine ähnliche Faserschutzvorrichtung 46, eine Schutzvorrichtungsfeder 48, einen Steckerkörper 50, eine Steckerkörperfeder 52, einen Kragen 54, ein Steckergehäuse 56 und einen weiteren Spannungsentlastungsschuh 58 (in Fig. 2 und 3 nicht gezeigt). Auch sämtliche dieser Komponenten (wiederum ohne die Kompressionsfedern) bestehen vorzugsweise aus einem für den Spritzguß geeigneten Polymer. Wie bei der Steckervorrichtung 14 wird die Faserschutzvorrichtung 46 durch außen abstehende Schnappvorrichtungen in dem Steckerkörper gehalten und kann herausgleiten, kann sich jedoch nicht drehen. Die Feder 48 spannt die Schutzvorrichtung 46 zu dem vorderen Ende der 900-um-Steckervorrichtung vor, d. h. zu der Aufnahme 12 hin. Der Kragen 54 paßt in den Steckerkörper 50 und klemmt sich auf den 900-um-Faserpuffer, wenn der Kragen seinen vollen axialen Sitz im Rückbereich des Steckergehäuses 50 einnimmt. Das Steckergehäuse 56 schnappt ebenfalls auf den Steckerkörper 50 auf, um eine beschränkte Gleitbewegung zu erzielen, und die Feder 52 erzeugt eine Vorspannung zwischen dem Steckergehäuse 56 und dem Steckerkörper 50.
Die Steckerkörper sind an zusammenpassenden inneren Komponenten mit Merkmalen versehen, mittels derer die Steckereinheiten vollständig im Werk zusammengefügt werden können, um die Anzahl der vor Ort handzuhabenden Teile zu reduzieren und die Installation maximal zu erleichtern. Aufgrund dieser Merkmale kann der Installierer einfach das Faserende in der vorgeschriebenen Weise vorbereiten und es in die Steckervorrichtung einführen und mittels eines kleinen Werkzeugs die Schutzvorrichtung voll zurückziehen, was den Kragen aktiviert und die Faser an der Schutzvorrichtung sichert, so daß diese Faser zwecks Verbindung angeschlossen wird. Im Falle eines Brechens der Faser bilden diese Merkmale Einrichtungen, um den Anschluß zu deaktivieren, indem der Kragen in einem Montagewerkzeug verlagert wird und ein Entfernen der Faser ermöglicht wird. Das Faserende kann dann wieder vorbereitet und reinstalliert werden, wie bereits erwähnt wurde.
Die Aufnahme 12 weist eine Basis 60, eine Kappe 62, ein inneres Führungsrohr 64 und ein Klemmelement 66 auf. Die Basis 60 und die Kappe 62 bilden zusammen einen Außenteil des Behälters und können aus jedem dauerhaften, für den Spritzguß geeigneten Polymer hergestellt sein. Das Führungsrohr 64 kann ebenfalls aus einem derartigen für den Spritzguß geeigneten Material gebildet sein, Das Führungsrohr 64 schnappt auf die Mitte der Behälter-Basis 60 auf und hat kreisförmige Durchlässe, die mit der V-Nut in dem Klemmelement 66 ausgerichtet sind, wenn das Element in dem Führungsrohr 64 installiert ist.
Das Klemmelement 66 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material gestanzt und für das Element wird eine V-Nut-Technik ähnlich der in U. S.-Patent Nr. 5,189,717 gezeigten verwendet. Das Klemmelement 66 weist zwei generell flache Platten auf, die entlang ihres langen Randes durch ein elastisches Scharnier befestigt sind. Die Platten sollten normalerweise geringfügig um die Scharnierachse herum geöffnet sein, vorzugsweise um einen Winkel von ungefähr 1 bis 8 Grad. Die Innenfläche einer der Platten weist eine Faserausrichtungs-V-Nut und die Hälfte der Fasereinführung (einer trichterförmigen Vertiefung) auf, die an jedem Ende der V-Nut positioniert ist, wo sie aus dem Außenrand der Platte austritt, und zwar in einem Abstand von ungefähr 1/4 der Breite der Platte. Die V-Nut verläuft parallel zu der Platte. Die Innenfläche der anderen Platte ist generell flach, mit Ausnahme der anderen Hälfte des Fasereinführungstrichters, die mit den Einführungs-Merkmalen in der gegenüberliegenden Platte ausgerichtet ist. Die Fasereinfüh rungsbereiche gewährleisten, daß die Faser glatt in die V-Nut in dem Element gleitet, wenn die Stopfenvorrichtungen 14 und 16 in die Konnektor-Aufnahme eingeführt werden.
Die Faser-Ausricht- und Klemm-V-Nut ist bis in eine derartige Tiefe in die Element-Platte eingedrückt, daß die Außenfläche der Faser um ungefähr 20% ihres Durchmessers aus der V-Nut herausragt. Somit ist, wenn sich die Platten oder Schenkel des Elements in ihrer offenen oder gespreizten Position befinden, genug Raum zwischen der flachen Fläche einer der Platten und den Seiten der V-Nut in der anderen Platte, um eine Faser in die Enden der V-Nut einführen zu können und sie ohne signifikanten Widerstand in der V-Nut entlanggleiten zulassen. Die. Anpassung zwischen der V-Nut und der gegenüberliegenden Plattenfläche ist jedoch nicht groß genug bemessen, um zuzulassen, daß die Faser aus der V-Nut herausgelangt oder daß zwei abgeschrägte Fasern einander überlappen, wenn sie von gegenüberliegenden Enden der V-Nut eingeführt werden. Wenn die dem Scharnier gegenüberliegenden oberen Ränder der beiden Platten zusammengedrückt werden, wird die Beabstandung zwischen der gegenüberliegenden Platte und der V-Nut kleiner. In ihrem entspannten (unbetätigtem) Zustand sind die beiden Schenkel des Elements weit genug voneinander abgespreizt, um ein derartiges Einführen einer optischen Faser in die gegenüberliegenden Enden der V-Nut zu ermöglichen, daß sich die Verbindung zwischen den Fasern im wesentlichen im der Mitte des Elements befindet. Wenn das Element (wie oben erläutert) betätigt oder geschlossen wird, werden die Schenkel des Elements um das elastische Scharnier zusammengedrückt, und die Fasern werden in der V-Nut geklemmt. Es kann auch ein Element vorgesehen sein, bei dem Faseraufnahmenuten in beiden Platten ausgebildet sind. Es kann vorteilhaft sein, diese Nuten vorzuformen, indem im Werk eine einzelne Faser zwischen diese geklemmt wird, um eine gleichförmigere Endbeschaffenheit der Nutenoberfläche und eine gleichförmigere Ausrichtung der Fasern zu erzielen. Es können mehrere Nuten zwecks Verwendung mit Faser-Band ausgebildet werden.
Das Faser-Ausricht- und Klemm-Element 66 gemäß Fig. 4 ist derart konzipiert worden, daß es aus einer einzigen Bahn aus metallischem oder polymeren Material hergestellt werden kann, z. B. durch Stanz-, Schneid- und Faltvorgänge. Das Element ist dem in der Fibrlok-Optikspleißung verwendeten Element sehr ähnlich. Es können jedoch auch andere Designs vorgesehen sein, z. B. ein Element, das zwei separate Platten aufweist, welche durch ein Federrohr befestigt sind, was im folgenden detailliert erläutert wird und Gegenstand der Ansprüche ist.
Das Klemmelement 66 paßt in eine Tasche 68 in der Oberseite des Führungsrohrs 64. An jeder Seite der Tasche 68 sind flexible, scharnierbefestigte Laschen vorgesehen, die an ihren oberen Außenrändern Nockenflächen 70 und 72 aufweisen. Die Nockenflächen kontaktieren beim Eindrücken der Stecker in die Aufnahme entsprechende Nockenflächen an Betätigungsfingern 74 und 76, die von den Vorderenden der Steckergehäuse 14 bzw. 16 abstehen. Die Nockenflächen an den Steckerfingern 70 und 72 kontaktieren die Außenseite der Element-Nockenlaschen 70 und 72 und drücken die Laschen zusammen, wenn beide Steckervorrichtungen 14 und 16 voll in die Aufnahme 12 eingeführt sind.
In ihrer offenen Position ist genug Platz zwischen den Laschen für das Element, um von Seite zu Seite zu schwenken oder zu schaukeln, vorzugsweise über einen Winkel von ungefähr 5 bis 10 Grad. Falls nur eine Steckervorrichtung eingeführt wird, drückt der Betätigungsfinger von dem Steckergehäuse die entsprechende Nockenlasche zu der Mittellinie der Tasche 68 hin, aber da die andere Lasche nichts kontaktiert, schwingt das Element 66 zu einer Seite der Tasche 68, und somit schließt sich das Element 66 nicht gegen die Faser oder klemmt sie in die V-Nut. Wenn jedoch der andere Stecker eingeführt wird, drückt sein Betätigungsfinger die gegenüberliegende Nockenla sche zurück zu der Mittellinie der Tasche 68 hin, und da das Element nun zwangsweise gegen beide Nockenlaschen anliegt, schließen sich die Element-Platten und klemmen die in der V- Nut befindliche Faser. Somit werden sämtliche erforderlichen Schutz-, Führungs-, Zentrierungs- und Klemmoperationen für die Faser während des Stecker-Einführungs- und Entfernungs-Vorgangs durchgeführt. Mittels Verriegelungsmerkmalen an der Außenseite der Aufnahme-Basis 60 und der Stecker-Gehäuse 38 und 56 werden die Steckervorrichtungen 14 und 16 abnehmbar an der Aufnahme gesichert. Durch das Einführen der Konnektor-Stecker in die Aufnahme wird veranlaßt, daß die Laschen an den Seiten jedes Stecker-Gehäuses 38 und 56 unter die Laschenteile der Daumenfreigabe-Verriegelungsteile gleiten. Wenn die Laschen aus den Verriegelungsteilen ausrücken, bewegen sie sich wieder zusammen und halten die Konnektor-Steckergehäuse in Position innerhalb der Aufnahme. Zum Lösen jedes. Konnektor-Steckers werden die Daumenlaschen zu dem Konnektor-Steckerkörper hin gepreßt, wobei sie die Verriegelungsteile aus den Laschen an den Stecker-Gehäusen ausrücken lassen und zulassen, daß sich die Gehäuse und die Konnektor-Steckerkörper aus der Konnektor- Aufnahme zurückbewegen.
Die Aufnahme-Kappe 62 schnappt auf die Aufnahme-Basis 60 mittels Verriegelungsfingern 78 auf, die das Element 66 und das Rohr 64 in der Basis 60 erfassen und die Konnektor-Aufnahmevorrichtung vervollständigen. Die Kappe 62 weist auch Oberflächen- und Wandstrukturen 80 auf, die die flache, nicht mit Nocken versehene gegenüberliegende Seite der Betätigungsfinger 74 und 76 abstützen, um die Finger daran zu hindern, sich von der Kraft des Kontaktierens und der Nockenbetätigung, die zum Schließendes Klemmelements 66 vorgesehen ist, auswärts wegzubiegen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Kappe abgenommen werden, um das Klemmelement 66 neu zu plazieren, falls z. B. eine Faser in ihm abbricht oder eine Kontamination durch. Schmutz in dem Element auftritt. Es kann ein kleines Werkzeug erforderlich sein, um die Verriegelungsfinger 78 zu sammenzudrücken, so daß sie aus ihren angepaßten Löchern in der Basis 60 ausrücken können, um die Kappe 62 freizugeben. Die Aufnahme 12 und der Stecker 14 können mit Erhebungen 82 bzw. 84 (Fig. 1) versehen sein, um eine bessere Greifaktion für den Daumen und die Finger zu ermöglichen.
Fig. 5, auf die nun eingegangen wird, zeigt ein neuartiges Design für ein Klemmelement 90 gemäß der vorliegenden Erfindung, das mehrere Vorteile gegenüber dem einstückigen Element 66 bietet, primär weil das Element 90 aus einer größeren Vielfalt von Materialien ausgebildet sein kann, insbesondere Materialien mit einer größeren Abriebfestigkeit und Härte als das einstückige gefaltete Element 66. Das neue Element 90 weist generell zwei im wesentlichen flache rechteckige Platten 92 und 94 auf, die entlang eines Randes 96,98 leicht abgeschrägt sind. Diese Ränder sind zueinander bündig gezeigt, und, obwohl dies bevorzugt ist, ist es nicht nötig, daß sie perfekt ausgerichtet sind, sondern es genügt, daß wirksame Ränder der Platten aneinander anliegen und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. In diesem abgeschrägten Bereich an jeder Platte sind V-Nuten 100 und 102 niedriger Tiefe ausgebildet. An der hinteren flachen Seite der Element-Platten und an dem schrägverlaufenden Ende sind tiefere Nuten 104 und 106 geringfügig näher zu dem Rand des abgeschrägten Endes des Elements ausgebildet. Eine der flachen Element-Platten 92 weist eine V-förmige Faser-Positionierungs- und Klemmnut 108 mit einer V-förmigen Einlaßöffnung an jedem Ende der V-Nut auf. Die gegenüberliegende Element-Platte 94 ist mit einem Paar dazu passender halbkegelförmiger Fasereinführungsnuten 110 versehen. Die Platten 92 und 94 werden mittels einer gespaltenen Rohrfeder 112 zusammengehalten, deren Schenkel in Nuten 104 und 106 an der Rückseite der Platten 92 und 94 passen. Wie oben in Verbindung mit dem Element 66 erwähnt, können zwei Nuten, und zwar eine in jeder Platte, anstelle nur einer einzigen Nut mit einer flachen Stützfläche ausgebildet sein. Die Rohrfeder 112 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material, z. B. Beryl liumkupfer oder Edelstahl, gefertigt, und wird leicht offengehalten, damit sie über die Element-Platten und in die Positionierungsnuten paßt. Dieses Design bewirkt das Auftreten eines Vorspannungszustandes mit geringer Kraft zwischen den Platten 92 und 94.
Wahlweise kann ein Ausrichtungs- und Schwenkdraht 114 in passende V-Nuten 100 und 102 eingeführt werden, die in einem dickeren Abschnitt des sich verjüngenden Bereiches der Element-Platten angeordnet sind. Der Draht 114 funktioniert als ein Schwenk- oder Gelenk-Scharnier und hält die beiden Platten 92 und 94 korrekt ausgerichtet, wenn die Außenränder der den sich verjüngenden Abschnitten gegenüberliegenden Platten während des Klemmens der Faser zusammengedrückt werden. In ihrem offenen Zustand drückt die Rohrfeder gegen die Außenseite jeder Platte und zwingt die Platten in Kontakt mit dem Scharnier-Draht 114 und an den Rändern des dünnen Teils des sich verjüngenden Abschnitts jeder Platte. In der offenen Position sind die Innenränder der Platten 92 und 94 vorzugsweise unter einem Winkel von ungefähr 5 Grad relativ zueinander angeordnet. Dieses Maß des Öffnens ist groß genug, um von einander gegenüberliegenden Rändern der Platten her ein leichtes Einführen optischer Fasern von 125 um in die Faserpositionierungs-V-Nut 108 zu ermöglichen. Die Fasern haben eine Toleranz von ungefähr 15 bis 25 um zwischen den beiden Seiten der V-Nut und der zugehörigen flachen Fläche der gegenüberliegenden Platte. Dieses Maß an Toleranz gewährleistet, daß die Faserendflächen (insbesondere abgeschrägte Endflächen) in Kontakt mit der V-Nut gelangen, ohne daß sich die Fasern während des Einführens in der Mitte der V-Nut aneinander vorbei bewegen können. Die halbtrichterförmigen Fasereinführungsvorrichtungen den Element-Platten gewährleisten, daß die Fasern während des Einführungsvorgangs leicht in die V-Nut eintreten.
Die gespaltenen und abgeschrägten Fasern werden bei Verwendung in dem Konnektor 10 von gegenüberliegenden Enden des Elements 90 her eingeführt, und ihre Endflächen kontaktieren einander ungefähr an der Mitte des Elements. Die Fasern werden vorzugsweise mit einer längsgerichteten Last von ungefähr 0,9 N (0,2 lbs.) zueinander hin geschoben, wodurch die mit reduziertem Bereich ausgebildeten gespaltenen Faserendflächen elastisch in flache gegenseitig Anlage gelangen, wodurch Einführungsverluste und Rückstrahlung verhindert werden. Zum Klemmen der Fasern in der V-Nut werden die nicht verjüngt ausgebildeten Ränder der Element-Platten zueinander gedrückt (wie bei dem Element 66), so daß die Platten 92 und 94 anfangs um den Schwenkdraht geschwenkt werden und die sich verjüngenden Ränder der Elemente außer Kontakt bewegt werden. An einem Punkt während der Bewegung der Element-Platten aufeinander hin wird der Raum zwischen der Faserklemm-V-Nut und den Fasern reduziert, und die Fasern werden geklemmt. Ein weiteres Schließen der Oberseiten der Element-Platten bringt die Platten schließlich in vollen Kontakt mit der Faser und bewegt sie außer Kontakt mit dem Scharnierdraht. Die Klemmkraft in der Rohrfeder steuert nun präzise die auf die Fasern einwirkenden Klemmkräfte. Theoretisch kann jeder Betrag an Klemmkraft präzise auf die Fasern aufgebracht werden, indem die Rohrfeder derart bemessen wird, daß sie diese Kraft erzeugt; bevorzugt wird eine Kraft von ungefähr 44,5 N (10 lbs.). Falls die Fasern einen leicht unterschiedlichen Durchmesser haben, verformt sich die Rohrfeder vorteilhafterweise an einem Ende etwas mehr als an dem anderen, um die Ungleichheit der Faserdurchmesser auszugleichen. Somit ist das Element 90 besonders nützlich bei Faserkonnektoren wie gemäß der vorliegenden Erfindung, bei denen axial vorbelastete gespaltene und abgeschrägte Fasern verwendet werden.
Das Klemmelement 90 weist mehrere Vorteile gegenüber dem existierenden Ganzaluminium-Element auf, besonders bei Anwendungsfällen mit bloßen Fasern. Bei dem derzeitigen Fibrlok- Element sind das Scharnier und das Element einstückig ausgebildet und bestehen aus dem gleichen Material. Das Ausbilden dieses Scharniers bei dem derzeitigen Element erfordert, daß das Material des Elements anfangs sehr leitfähig ist und dann in der Lage ist, sich während der Bearbeitung zu erhärten, um die Eigenschaften des elastischen Scharniers über einen sehr kurzen Bewegungsbereich zu erzeugen. Dies begrenzt die Anzahl von Materialien, die zur Herstellung des Elements mit diesem Design zur Verfügung stehen. Bei dem neuen Zwei-Platten-Element-Design mit der Rohrfeder und dem Scharnierdraht kann das Material der Element-Platten auf der Basis der für die Herstellung am meisten gewünschten Eigenschaften dahingehend gewählt werden, daß Oberflächen-Partikeln beseitigt werden, Abriebfestigkeit und Härte erzielt werden, um Faser-Eindrücke im Bereich der V-Nut zu vermeiden, und daß ein leichtes Reinigen, ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (weniger als 12 · 10&supmin; &sup6; Inch/Inch/ºF) und Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Attacken erzielt werden. Aufgrund dieser Freiheit beim Design kann ein sehr viel weiterer Bereich von Element-Materialien in Betracht gezogen werden. Zu den Materialien, die für das Element 90 wünschenswerte Eigenschaften bieten, zählen Edelstahl, Titan, Keramik, Glas und möglicherweise einige Polymere mit niedrigem CTE und hoher Steifigkeit. Das Element 90 kann leichter herstellbar sein als das existierende Element, da der erforderliche Scharnier-Formungs- und -Faltvorgang entfällt, da während des Formungsvorgangs weniger Material verlagert werden muß und da die flachen Bereiche des Elements robuster und leichter zu reinigen sind. Es läßt sich erwarten, daß die separate Rohrfeder auch dann gleichförmiger Faserklemmkräfte erzeugt, wenn die Platten über einen weiter bemessenen Verlagerungsbereich geschlossen werden. Die Rohrfeder 112 ist in der Lage, die gewünschten Faserklemmkräfte selbst dann auf die Faser aufzubringen, wenn das Element weiter als erforderlich geschlossen wird. Bei dem herkömmlichen Element-Design kann ein übermäßiges Schließen des Element dazu führen, daß das Scharnier sich dehnt oder verzieht, was anfangs sehr hohe Faserklemmkräfte erzeugt. Bei nachfolgenden Schließungen kann das verzogene Scharnier keine adäquaten Kräfte zum Klemmen der Fasern in der V-Nut aufbringen.
Obwohl das neue Element-Konzept primär für Verbindungs-Anwendungsfälle konzipiert worden ist, ist es auch für Spleiß-Anwendungsfälle verwendbar, d. h. zur dauerhaften gegenseitigen Verbindung optischer Fasern. Das herkömmliche Aluminium-Element in der Fibrlok-Spleißung verändert seine Länge bei Temperaturschwankungen. Es wird angenommen, daß dies bewirkt, daß sich die Faserendflächen voneinander weg und wieder zueinander hin bewegen, wenn das Element während des Temperaturzyklus seine Länge verändert. Ferner wird angenommen, daß die Vor- und Rückbewegung der Faserendflächen das bei den Spleißungen verwendete Index-Anpassungs-Gel um die Enden der Fasern herum fließen läßt, und möglicherweise Luftblasen verursacht oder Schmutzpartikel in dem Gel zwischen den Fasernkernen mitführt und einiges übertragene Licht blockiert. Somit wäre ein Element-Material mit sehr niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten vorteilhaft zum Beseitigen des Potentials für Gel-Bewegung und der damit einhergehenden Bildung von Gasblasen oder der Bewegung von Schmutzpartikeln zwischen den Faserendflächen am Kernbereich der Fasern. Es sind sogar Fällen aufgetreten, in denen die Anfangs-Ausbeute zusammengefügter herkömmlicher Spleißungen reduziert wurde, weil bei der Herstellung Schmutz oder Verunreinigungen in der Faserklemm-V-Nut des Aluminium- Elements auftraten. Ein Element, wie etwa das Element 90, das aus einem Material hergestellt ist, welches einen massiveren Reinigungsvorgang ohne Beschädigung der V-Nut aushalten könnte, würde die Anfangs-Zusammenfügungsausbeute oder den Prozentanteil hergestellter Spleißungen mit niedrigem Verlust erhören. Aufgrund des weiten Bereiches von Elementplatten-Materialien, die bei dem Element mit dem neuen Design möglich sind, kann erwartet werden, daß ein "saubereres" Element zum Spleißen zur Verfügung steht.
Der oben beschriebene Konnektor kann für viele unterschiedliche Anwendungsfälle verwendet werden. Fig. 1-4 zeigen einen Konnektor 10, der für Anwendungsfälle mit Befestigung in einem Fach geeignet ist, bei denen beide Faser-Stecker in die Enden des Behälters gesteckt werden. Bei dieser Ausführungsform hat die Konnektor-Aufnahme 12 keinen außen abstehenden Befestigungsflansch, sondern enthält statt dessen einen inneren Hohlraum, der auf einen Befestigungsstift 116 an einer flachen Platte aufschnappt, wie er sich z. B. am Boden eines Konnektorunterbringungs-/Faserhandhabungsfachs 118 gemäß Fig. 6 findet. Die äußere Form dieser Konnektor-Ausführungsform mit Befestigung in einem Fach ist so klein wie möglich gehalten worden, so daß Konnektoren nebeneinander positioniert werden können und das geringstmögliche Maß an Volumen einnehmen. Das Fach 118 kann bis zu 4 Konnektoren enthalten. Die Stifte 116 sind hohl, so daß ein stiftartiges Werkzeug durch den hohlen Abschnitt eingeführt werden kann, um den Konnektor von dem Stift und aus dem Fach heraus abzuheben, um einen leichten Zugang zu einem einzelnen Konnektor zu ermöglichen. Dieses System ist besonders geeignet für Faser-zu-Haus-Anwendungsfälle. Beidem Design gemäß Fig. 1-4 und 6 ist der 250-um-Stecker federvorgespannt, aber die Faser in dem 900-um-Stecker ist fest in dem Stecker angeordnet und ist nicht federbelastet. Obwohl die beiden Stecker gemäß Fig. 1-4 ein unterschiedliches Design haben, können sie auch das gleiche Design haben, sofern mindestens ein Stecker eine Einrichtung aufweist, um eine Faser gegen die andere vorzubelasten. Die Einrichtung setzt die Anschluß-Endflächen der Faser vorzugsweise einer kompressiven Last von mindestens 0,09 N aus. Das Innere des Fachs 118 kann mit einer oder mehreren Spulen zur Aufnahme eines übermäßigen Faser-Überschusses versehen sein. Es können sehr dünne Spulen vorgesehen sein, die auf einem dem Fach-Boden angeformten gemeinsamen Stift (nicht gezeigt) gestapelt sind, so daß einzelne Fasern separat auf die Spulen gewickelt werden können und später auf diese Fasern zugegriffen werden kann, indem die Spulen über der gewünschten Faser entfernt werden, ohne die anderen einzelnen Fasern zu handhaben (und möglicherweise zu beschädigen).
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform 120 des Konnektors, die mit einem außen abstehenden Befestigungsflansch 122 versehen ist, der Befestigungslöcher aufweist. Der Konnektor 120 ist an einer (nicht gezeigten) Konnektorplatte befestigt, die Teil der Faserverteilungsvorrichtung ist. Der an der Platte befestigte Konnektor 120 kann an Mitten-Abstandsteilen positioniert werden, die einen leichten Finger-Zugriff auf individuelle Konnektoren ermöglichen, ohne benachbarte Konnektoren oder deren Fasern zu stören.
Fig. 1-4 und 6 zeigen Designs, mittels derer diskrete Fasern verbunden werden können, welche in einzelnen Konnektor-Steckern befestigt sind. Fig. 8 zeigt ein weiteres Design, bei dem zwei diskrete Konnektoren, die dem Konnektor 10 gleichen, miteinander kombiniert worden sind, um einen Duplex-Faserkonnektor 130 zu bilden. Die Konnektor-Stecker 132 und 134 in dem Duplex-Konnektor 130 enthalten doppelte federvorgespannte Faserschutzvorrichtungen, Faservorspanneinrichtungen (Federn) und Faserklemmeinrichtungen (Kragen). Das Duplex-Konnektor-Gehäuse- oder Aufnahmeteil 136 enthält zwei Ausrichtelemente und zwei Sets von Einrittsdurchlässen für die inneren Faserführungsabschnitte der Duplex-Konnektorstecker. Die Faser-Beabstandung bei diesem Konnektor-Design ist vorzugsweise ungefähr 8 mm.
Die Designs gemäß Fig. 1-4 und 6-8 sind PLUG-HOUSING-PLUG- Designs; es kann auch ein Konnektor gemäß der vorliegenden Erfindung konzipiert werden, bei dem die gleichen Verbindungsverfahren verwendet werden wie bei dem PLUG-HOUSING-PLUG-Design, bei dem jedoch einer der Stecker dauerhaft in das zentrale Gehäuse integriert ist. Diese Art des Konnektors 140 wird als PLUG-AND-SOCKET-Design bezeichnet und weist gemäß Fig. 9 generell einen einzelnen Stecker 142, der dem Stecker 14 oder 16 ähnlich ist, und eine Fassung 144 auf, die ein Klemm- und Ausrichtelement 90 und funktionale Teile des anderen Steckers enthält, die sämtlich zu einer einzigen Einheit kombiniert sind. Der Konnektor 140 ist besonders zweckmäßig für diejenigen Anwendungsfälle, bei denen ein Neuanordnen von Fasern nur an einer Seite des Konnektors erfolgt (z. B. an der Vorderseite der Platte). Die Faser an der anderen Seite des Konnektors (hinter der Platte) ist dauerhaft und wird nicht neu angeordnet. Durch Kombinieren eines der Stecker mit dem Ausricht-Gehäuse zwecks Bildung eines Konnektors werden die Anzahl der Konnektorteile, die Größe des Konnektors und möglicherweise die Kosten des Konnektors reduziert. In der Verwendung in den Ansprüchen umfaßt der Ausdruck "Aufnahme" die Doppel-Stecker-Aufnahme 12 sowie die Doppel-Stecker-Fassung 114.
Die Verwendung eines jeden der vorstehend beschriebenen Konnektoren ist unkompliziert. Wenn die Fasern abgeschrägt, gereinigt und inspiziert worden sind, werden sie in den Konnektor-Steckern installiert. Das Abschrägen kann z. B. mittels der Werkzeuge durchgeführt werden, die in U. S. Patent Application Serial No. 08,122,755 beschrieben sind. Dies erfolgt, indem zuerst einer der voll zusammengefügten leeren Konnektor-Stecker (der keinen Schuh enthält) in einem kleinen Betätigungswerkzeug oder einer Betätigungsinstallation installiert wird. Diese (nicht gezeigte) Werkzeug dient 1) zum Führen der vorbereiteten Faser in den Konnektor-Stecker, 2) bildet einen Längen-Stopper für das Ende der Faser, so daß sich das korrekte Maß der bloßen Glasfaser im Inneren des Konnektor-Steckers befindet, und 3) betätigt den Kragen innerhalb des Konnektor- Steckers, um den Faserpuffer zu klemmen und die Faser ohne Verwendung von Klebern oder Crimp-Werkzeugen in dem Konnektor- Stecker zu sichern. Die vorbereitete Faser wird durch den Faserbiegespannungs-Entlastungsschuh eingeführt, und der Schuh wird gleitend an der Faser entlang und aus dem Weg bewegt. Dann wird ein voll zusammengefügter Konnektor-Stecker in dem Installationswerkzeug plaziert, und das gespaltene und abgeschrägte Ende der Faser wird in das hintere Ende des Konnektor-Steckers eingeführt. Die Faser wird zu dem Faserschutzvor richtungsende des Konnektors hin gedrückt, bis das abgeschrägte Endteil der Faser einen Anschlag kontaktiert, das vor der leicht zurückgezogenen Faserschutzvorrichtung angeordnet ist. Wenn sich die Faser in der gewünschten Position befindet, betätigt die Bedienungsperson einen Griff an dem Installationswerkzeug, das den Kragen axial in das Kragengehäuse zwingt und den Faserpuffer dauerhaft in dem Konnektor-Steckerkörper oder in der federvorgespannten Kragenvorrichtung klemmt, je nachdem, welche Art von Stecker gerade zusammengefügt wird.
Vorzugsweise werden die Konnektoren der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit optischen Fasern verwendet, deren Endflächen abgeschrägt worden sind. Der Schrägungswinkel beträgt 45º, d. h. es liegt ein eingeschlossener Winkel von ungefähr 90º vor, obwohl der eingeschlossene Winkel im Bereich von 30º-160º liegen, kann. Das Abschrägen hinterläßt einen flachen Mittelbereich an der Endfläche der Faser, der vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 20 und 120 um hat. Der mittlere Abschnitt kann abgewinkelt sein, d. h. nicht senkrecht zu der Achse der Faser verlaufen, um Rückstrahlung zu reduzieren.
Der Konnektor-Stecker wird von dem Werkzeug entfernt, und sämtliche Verstärkungsteile (Kevlar-Lagen) können mittels Standard-Crimp-Ringen direkt an dem Stecker-Körper des Konnektor-Steckers des 900-um-Typs befestigt werden. Das 250-um-Konnektor-Stecker-Design kann auch mit verstärkten Kabel-Typen verwendet werden, wobei jedoch der Stecker-Körper derart verlängert werden müßte, daß eine Biegung der Faser zwischen der Stelle, an der sie in dem federbelasteten Kragen geklemmt wird, und dem hinteren Ende des Konnektors ermöglicht wird. Dieser Faserbiegebereich ist erforderlich, da der federbelastete Kragen in dem Konnektor-Körper gegen die Vorpannfeder von 0,9 N (0,20 lbs.) zurückgedrückt wird, um das gewünschte Maß kompressiver Vorbelastung der Faserenden zu erzeugen. Ein (nicht gezeigter) längerer Stecker-Körper müßte genug Innenraum bieten, um die zusätzliche Faserlänge als Faser-Bogen aufzunehmen, wenn die Faser am hinteren Bereich des Konnektor- Steckers fest angeklemmt wird und dann während des Einführens des Steckers in das Gehäuse zurück in den Konnektor gedrückt wird. Der letzte Schritt in dem Faserinstallationsvorgang besteht darin, daß der Spannungsentlastungsschuh gleitend zurück an der Faser entlang geführt wird und auf einen hohlen Stift gedrückt wird, durch den die gepufferte Faser sich in den hinteren Bereich des Konnektor-Steckerkörpers bewegt. Wie oben erwähnt, können die Pufferkragenklemmen gelöst werden und die Fasern entfernt werden, falls eine Faser innerhalb des Konnektors bricht und ersetzt sowie neu gespalten und abgeschrägt werden müssen.
Die Konnektor-Stecker sind dann bereit zur Einführung in eine Konnektor-Aufnahme oder -Fassung. Der erste Stecker (z. B. 14) wird in die Aufnahme eingeführt, bis die Faserschutzvorrichtung in die Fassung im Führungsrohr 64 eintritt und am Boden austritt. Eine fortgesetzte Bewegung des Steckers bewirkt, daß die Faserschutzvorrichtung gegen die Kompressionsfeder zurück in den Stecker-Körper gleitet und die gespaltene und abgeschrägte Faser in die V-Nut in dem Element eintritt. Ein weiteres Drücken des Steckers in das Gehäuse resultiert darin, daß die Faser weiter in das Element hineingleitet, bis sich das Ende der Faser geringfügig über die Mitte des Elements bewegt hat. An diesem Punkt bewegt sich der Konnektor-Steckerkörper bündig gegen die Vorderfläche der Ausrichtungs-Aufnahme. Durch weiteres Drücken der Konnektor-Steckerkappe bewegt der Nockenfinger an der Vorderseite der. Kappe die Elementbetätigungslasche zu dem Element hin und versucht das Element an der Faser zu schließen. Falls der andere Stecker nicht an der gegenüberliegenden Seite der Aufnahme installiert ist, kippt das Faserklemmelement nur zu einer Seite in der Tasche 68, und die mit dem abgeschrägten Ende versehene Glasfaser in dem Element wird nicht geklemmt. Das Stecker-Gehäuse (z. B. 38) wird zu der Aufnahme hin gedrückt, bis die Verriegelung an der Aufnah me mit den Laschen an den Seiten des Stecker-Gehäuses zusammengreift und es dabei in Position verriegelt.
Wenn der andere Stecker (z. B. 16) in das gegenüberliegende Ende der Aufnahme eingeführt wird, tritt die Faserschutzvorrichtung am Boden aus und führt die Faser in das Ende des Elements 90. Durch weitere Bewegung des gegenüberliegenden Steckers in das Gehäuse wird seine Faser entlang der V-Nut in dem Element zu dem Ende der anderen Faser hin gedrückt. Wenn die beiden Faserenden einander in der V-Nut kontaktieren, beginnt sich die gegen den gleitenden Faserkragen in einem der Stecker angeordnete Kompressionsfeder zu komprimieren, und das Faserende wird auf die gewünschte Belastung vorbeaufschlagt. Das Vorspannen der Fasern wird fortgesetzt, bis sich der Stecker- Körper des verbleibenden Konnektor-Körpers bündig gegen sein Ende der Ausrichtungs-Aufnahme bewegt hat. An diesem Punkt sind die Fasern in der V-Nut des Elements gegeneinander vorgespannt, jedoch nicht geklemmt. Das Stecker-Gehäuse des anderen Steckers setzt nun seine Bewegung fort, so daß sich sein Betätigungsfinger in die Mitte des Gehäuses bewegt und durch Nockenwirkung das Element auf die vorgespannten, stationären Fasern schließt. Wenn die Verriegelung für den anderen Stecker in Eingriff gelangt, ist die Verbindung zwischen den Fasern komplett.
Der 900-um-Stecker 16 kann wahlweise mit einem Zugsicherungsmerkmal versehen sein, das zwischen den Fingern an dem Stecker-Körper 50 und dem Führungsrohr 64 wirkt. Diese Komponenten weisen einander angepaßte flexible Finger auf, die miteinander zusammengreifen, wenn der Stecker-Körper voll in das 900-um- Ende der Aufnahme eintritt. Diese Finger verriegeln den Stecker-Körper an der Ausrichtungs-Aufnahme und machen das 900-um- Stecker-Ende zugsicher. Dieses Zugsicherungsmerkmal könnte auch an dem anderen Ende des Konnektors vorgesehen sein, wobei jedoch der Stecker-Körper verlängert werden müßte, um eine Biegung der Faser zwischen dem federbelasteten Kragen sowie der Vorbelastungsvorrichtung und dem hinteren Ende des Konnektor-Steckers aufzunehmen.
Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit bestimmten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist diese Beschreibung nicht im Sinne einer Einschränkung zu verstehen. Fachleuten auf dem Gebiet werden anhand der Beschreibung der Erfindung zahlreiche Modifikationen der offenbarten Ausführungsform ersichtlich sein. Somit ist zu beachten, daß diese Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem in den zugehörigen Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Vorrichtung (90) zum Ausrichten und Sichern von Anschlußenden zweier optischer Fasern (18, 20), mit einem ersten Plattenteil (92), das eine Faserkontaktfläche und einen Rand (96) aufweist, gekennzeichnet durch:

ein von dem ersten Plattenteil getrenntes zweites Plattenteil (94) mit einer Faserkontaktfläche und einem Rand (98);

wobei in mindestens einer der Faserkontaktflächen eine Faseraufnahmenut (108) ausgebildet ist, wobei die Faserkontaktfläche des ersten Plattenteils (92) derart angeordnet ist, daß sie im wesentlichen gegenüber der Faserkontaktfläche des zweiten Plattenteils (94) positioniert ist und dabei der Rand (96) des ersten Plattenteils an den Rand (98) des zweiten Plattenteils angrenzt und im wesentlichen parallel zu diesem angeordnet ist; und

eine Vorrichtung (112), um die Plattenteile (92, 94) in Längsrichtung entlang deren benachbarter Ränder (96, 98) zusammenzuklemmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

das erste Plattenteil (92) eine dessen Faserkontaktfläche abgewandte Außenfläche aufweist, in der eine Nut (104) ausgebildet ist, die sich in Längsrichtung nahe dem Rand (96) des ersten Plattenteils erstreckt;

das zweite Plattenteil (94) eine dessen Faserkontaktfläche abgewandte Außenfläche aufweist, in der eine Nut (106) ausgebildet ist, die sich in Längsrichtung nahe dem Rand (98) des zweiten Plattenteils erstreckt; und

die Klemmvorrichtung eine als geschlitzte Hülse ausgebildete Feder (112) mit einem ersten und einem zweiten Rand aufweist, die in die Nuten (104, 106) an den Außenflächen des ersten bzw. des zweiten Plattenteils (92, 94) eingreifen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Plattenteile (92, 94) zu seinem Rand hin (96, 98) mit abnehmender Dicke ausgebildet ist, und die den Rändern (96, 98) abgewandten Enden der Plattenteile (92, 94) mittels der Klemmvorrichtung (112) auseinandergehalten werden, wenn keine optischen Fasern zwischen den Plattenteilen (92, 94) gesichert sind und die Platten nicht durch von außen aufgebrachte Kräfte zusammengedrückt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Plattenteile (92, 94) mit einer länglichen Drehachsenvorrichtung (114) versehen ist, die ein Schwenken der Platten (92, 94) entlang einer im wesentlichen parallel zu der Faseraufnahmenut (108) verlaufenden Achse erlauben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Plattenteile (92, 94) ein Material aufweist, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient weniger als 12 · 10&supmin;&sup6; Inches/ºF beträgt (1 Inch = 2,54 cm; 1ºc = 1,8ºF).

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (112) eine präzise gesteuerte Last entlang den Rändern (96, 98) erzeugt, wodurch bei Gebrauch die den Rändern (96, 98) abgewandten Enden der Plattenteile mittels einer zum Überwinden der Klemmvorrichtung (112) hinreichenden Kraft zusammengeklemmt werden können.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Plattenteile (92, 94) einen seinem Rand (96, 98) abgewandten zweiten Rand aufweist, und die zweiten Ränder mit gegenseitigem Abstand unter einem Winkel im Bereich von 1º bis 8º geöffnet sind, wenn die Ränder (96, 98) der Plattenteile (92, 94) vollständig aneinander anliegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, daß:

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Plattenteile einen seinem Rand abgewandten zweiten Rand aufweist, und die zweiten Ränder der Plattenteile (92, 94) mit gegenseitigem Abstand unter einem Winkel im Bereich von 1º bis 8º geöffnet sind, wenn die Ränder (96, 98) der Plattenteile (92, 94) vollständig aneinander anliegen, und daß die Faseraufnahmenut (108) zur Ermöglichung einer hinreichenden Toleranz bemessen und beabstandet ist, um eine Faser in sie einzuführen, wenn die Enden der Plattenteile in dieser Weise mit gegenseitigem Abstand geöffnet sind, wobei die Toleranz der Faseraufnahmenut (108) jedoch klein genug ist, um zu verhindern, daß die Stirnflächen zweier abgeschrägter Fasern sich innerhalb der Nut (108) aneinander vorbeibewegen.