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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbinder-Anordnungen und -Verfahren
für optische
Fasern und betrifft insbesondere derartige Anordnungen und Verfahren,
die Federn aufweisen, um die Kontaktkraft an der Kontaktfläche in Faser-Faser-Verbindungen zu
erhöhen,
um außergewöhnliche
optische Verbindungen zu bewirken.
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Herkömmliche
faseroptische Verbinder setzen typischerweise Präzisionsendhülsen ein, die mit Hülsen ausgerichtet
sind, um Ausrichtung bei optischen Faser-Faser-Verbindungen bereitzustellen. Enden
optischer Fasern, die optisch zu verbinden sind, sind jeweils mit
einer Endhülse
ausgestattet. Die Endhülsen
sind typischerweise zylindrisch mit einem inneren, in Längsrichtung
verlaufenden zylindrischen Hohlraum, um ein einzelnes Ende einer
optischen Faser mit minimaler Toleranz aufzunehmen. Das Ende der
optischen Faser füllt
den zylindrischen Hohlraum der Endhülse und wird in der Endhülse durch
einen Klebstoff oder andere Mittel sicher an Ort und Stelle gehalten.
Die Hülse
weist einen Hohlraum zum Aufnehmen und Festhalten von Endhülsen, beispielsweise
zwei Endhülsen,
in bestimmter Ausrichtung auf. Weil die Endhülsen die Enden optischer Fasern
aufnehmen, sind die Endflächen
optischer Fasern zur optischen Verbindbarkeit selektiv ausrichtbar,
indem die Endhülsen
in Bezug zueinander selektiv positioniert werden. Beispielsweise
können
zwei Endhülsen
innerhalb der Hülse
Ende an Ende positioniert werden, um die optischen Fasern, die von
den Endhülsen
beinhaltet sind, Endfläche
an Endfläche
in optischer Ausrichtung und Verbindung zu positionieren.
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Endhülsen, die
Enden optischer Fasern enthalten, können federbelastet sein, um
die Endhülsen und
somit die optischen Fasern zu zwingen, für eine stabile optische Verbindung
wünschenswerten
Endflächenkontakt
beizubehalten. Bei derartigem Kontakt verformen sich die Faserendflächen elastisch, um
eine wünschenswerte
Faseroptik-Faseroptik-Verbindung herzustellen. Die Faser- und Endhülsen-Endflächen sind
präzise
poliert, um den Faserüberstand
aus der Endhülse
zu kontrollieren, beispielsweise um den Überstand innerhalb von Toleranzen
von +50 Nanometern zu kontrollieren.
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Zu
den Nachteilen von Endhülsen-Hülsen-Verbindern
für optische
Fasern zählen
die Kosten der Komponenten, die von den Komponenten benötigte Genauigkeit
und der komplexe Installationsprozess. Relativ zu den Kosten für Kupferverbindungen
haben diese Nachteile die Kosten für faseroptische Verbindungen
erhöht
und in vielen Fällen
die Verwendung von Faseroptik statt Kupferkabeln wirtschaftlich
undurchführbar
gemacht.
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Manchmal
wird bei faseroptischen Verbindern herkömmliches Immersionsgel eingesetzt.
Bei Verbinderkonstruktionen, die das Gel einsetzen, minimiert das
Gel die Reflexion, um gute optische Verbindung bereitzustellen.
Die Verwendung von Immersionsgel in faseroptischen Verbindungen
unterliegt jedoch gewissen Einschränkungen. Außerdem sind Immersionsgels
teuer. Deren Verwendung mit herkömmlichen
Verbindungs-Anordnungen trägt
weiter zu den höheren
Kosten herkömmlicher
faseroptischer Verbindungen relativ zu Kupferleitungen bei.
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US-A-4
045 121 beschreibt einen Verbinder für optische Fasern, der eine
Kupplung und einen Stecker umfasst, der in die Kupplung einsetzbar
ist, zum Kontaktieren des ersten Satzes Fasern mit einem zweiten
Satz Fasern. Die Fasern eines dieser beiden Fasersätze erstrecken
sich über
einen Stift und sind geführte
V-förmige
Nuten eines Führungselements.
Der Stift und das Führungselement
sind derart angeordnet, dass die Fasern des einen Satzes Fasern
mit dem oberhalb der gebogenen Fasern angeordneten Führungselement
und dem unterhalb angeordneten Stift gebogen werden.
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Darüber hinaus
beschreibt EP-A-0 640 857 einen optischen Schalter, der eine erste
optische Faser und eine zweite optische Faser aufweist. Die relative
Stellung der ersten und zweiten optischen Fasern kann von einem
Ausrichtungs-Zustand in einen Nicht-Ausrichtungs-Zustand und umgekehrt
umgeschaltet werden. Im Ausrichtungs-Zustand werden alle der ersten
und zweiten optischen Fasern in eine Ausrichtungsnut gedrückt, in
der sich die andere optische Faser befindet. Das Drücken der
einen optischen Faser in die Ausrichtungsnut erfolgt durch eine Blattfeder.
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Zu
anderen herkömmlichen
faseroptischen Verbindungen zählen
Anordnungen, die mit Faserausrichtungsnuten gebildet sind. Ein Beispiel
derartiger Anwendungen ist in US-A-6 086 263 oder WO-A-97/23791
beschrieben. Bei derartigen Anordnungen werden Verbindungen optischer
Fasern in den Nuten hergestellt, die beispielsweise V-förmige Nuten sind. Enden zu
verbindender optischer Fasern werden in die Nut gelegt, und jedes
Ende schreitet entlang der Nut fort, bis die Endfläche an einer
Endfläche
eines anderen Endes einer optischen Faser liegt. Optische Fasern
in den Nuten können
zur Ausrichtung derart positioniert sein, dass die Endflächen der
optischen Fasern in Kontakt sind, wobei optische Verbindungen geschaffen
werden. Die Nuten können beispielsweise
durch Spritzgießen
gängiger
technischer thermoplastischer Werkstoffe mithilfe standardmäßiger Spritzgießverfahren
gebildet sein. Derartige Spritzgusskomponenten sind typischerweise weniger
teuer als die Endhülsen-
und Hülsenkomponenten
und stellen andere Vorteile bereit.
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Bei
den Spritzgussverbindern, die Nuten für die faseroptische Verbindung
bereitstellen, wird die Genauigkeit für die Ausrichtung von Faserkern-Endflächen dadurch
erreicht, dass die Faserenden in den Nuten mit Endflächen der
Faserenden aneinander liegend angeordnet werden. Darüber hinaus
kann auf jedes der Faserenden Kraft ausgeübt werden, die derart gerichtet
ist, dass die aneinander liegenden Endflächen zusammengezwungen werden.
Die Kraft auf die Faserenden kann durch Biegen einer der Fasern
erreicht werden, wenn sie auf eine andere Faser in der Nut zu gedrückt wird.
Die Biegekraft auf die Faserenden verbessert den Endflächen-Endflächen-Eingriff
und somit die optischen Eigenschaften der Verbindung. Das Biegen
der optischen Fasern in dieser Art und Weise trägt auch durch Veränderungen
beim Spritzgießen
bedingten oder durch Zusammenbau und Installation des Verbinders
im Feld bedingten Toleranzen Rechnung und stellt dadurch einen Bereich
brauchbarer Positionen entlang der Nut für den Faser-Endflächen-Endflächen-Eingriff
bereit.
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Ein
Nachteil des Biegens der optischen Faser, um Endflächen-Endflächen-Eingriff
optischer Fasern in einer Nut, beispielsweise einer V-förmigen Nut,
zu erreichen, ist, dass das Biegen in einer Kraft nur geringen Betrages
am Ende-an-Ende-Übergang der
Fasern resultiert. Dies ist so, weil die jeweilige Kraft auf das
Ausmaß der
Biegespannung der gebogenen optischen Faser begrenzt ist. Es wäre ein Vorteil,
Verbinder bereitzustellen, die den Betrag der Kraft erhöhen, die
auf den Ende-an-Ende-Übergang optischer
Fasern ausgeübt
wird, die in der Nut verbunden sind.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Systeme und Verfahren
zur Erhöhung
der Kraft bereitzustellen, die auf den Endflächen-Übergang optischer Fasern ausgeübt wird,
die in Verbindern verbunden sind, die Nuten aufweisen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch einen Verbinder für optische Fasern nach Anspruch
1 und ein Verfahren, wie in Anspruch 7 definiert, gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
betreffen einzelne Ausführungsformen
der Erfindung.
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung stellen dementsprechend Systeme und Verfahren
zur Erhöhung
der Kraft bereit, die ausgeübt wird,
um optische Fasern in Eingriff zu bringen, die in einer Faserausrichtungsnut
verbunden sind, wie z.B. einer V-förmigen Nut.
Die Systeme und Verfahren stellen Vorteile erhöhter Kraft für die Verbindung, besserer
optischer Eigenschaften der Verbindung wegen der erhöhten Kraft
und niedrigerer Kosten relativ zu vielen der herkömmlichen
faseroptischen Verbinder bereit. Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung stellen die erhöhte Übergangskraft
bereit und behalten die Vorzüge
der Verwendung standardmäßiger Spritzgusskomponenten
bei. Die Erfindung überwindet
viele der Nachteile und Probleme der bisherigen herkömmlichen
Techniken und Anordnungen.
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Zu
diesem Zweck ist eine Ausführungsform der
Erfindung ein Verbinder für
optische Fasern zum optischen Verbinden einer ersten optischen Faser und
einer zweiten optischen Faser. Der Verbinder für optische Fasern weist einen
Stecker, der zum Halten und selektiven Ausrichten der ersten optischen
Faser geeignet ist, eine Kupplung, die zum Halten und selektiven
Ausrichten der zweiten optischen Faser geeignet ist, wobei der Stecker
in die Kupplung einsetzbar ist, die die erste optische Faser mit
der zweiten optischen Faser in Kontakt bringt, und rückstellfähige Mittel
auf, um die erste optische Faser in Kontakt mit der zweiten optischen
Faser zu zwingen, wie nach Anspruch 1.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nachstehend
wird die Erfindung ausführlicher
unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
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1 eine
perspektivische Ansicht eines herkömmlichen V-förmigen faseroptischen
Verbinders mit Faserausrichtungsnuten ist, der einen Stecker und
eine Kupplung aufweist, wobei ein Teilschnitt gebogene Fasern im
Inneren des Steckers und den Übergang
optischer Fasern in einer V-förmigen
Faserausrichtungsnut der Kupplung enthüllt.
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2 eine
perspektivische Ansicht eines faseroptischen Steckers gemäß Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung ist.
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3 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des Steckers aus 2 mit
entfernter Stecker-Abdeckkappe ist, die eine Feder zum Ausüben von
Kraft auf Bögen
optischer Fasern zeigt, die bei Verwendung über den Stecker mit einer Steckerkupplung
verbunden sind, gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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4 eine
seitliche, teilweise aufgeschnittene Ansicht eines Längsschnitts
des Steckers aus 2 ist, der in eine Steckerkupplung
eingesetzt ist, um Verbindung gebogener optischer Fasern mit Kraft zu
bewirken, die auf den Faser-Faser-Übergang durch die Feder ausgeübt wird,
gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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5 eine
teilweise, perspektivische Ansicht mit teilweisem Ausschnitt des
Längsschnitts
des Steckers und der Kupplung aus 4 aus einem
gegenüber 4 unterschiedlichen
Winkel ist, gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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6 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Gehäuses, eines Faserhalters und
eines Unterstücks
der Kupplung aus 4 und 5 ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Bezug
nehmend auf 1 weist ein herkömmlicher
faseroptischer Verbinder 10 einen Stecker 12 und
eine Kupplung 14 auf. Der Stecker 12 weist einen
Faserhalter 18 auf, der aus zwei Blöcken 20 und 22 gebildet
ist. Der Block 20 befindet sich oben auf dem Block 22.
Der Stecker 12 weist außerdem eine Abdeckkappe 24 auf,
die am Faserhalter 18 angebracht ist. Der Faserhalter 18 weist
faseraufnehmende Nuten 34 auf, beispielsweise V-förmige Faserausrichtungsnuten,
die in den benachbarten Flächen
der Blöcke 20 und 22 gebildet
sind. Der Faserhalter 18 kann eine (nicht gezeigte) Erweiterung
aufweisen. Die Erweiterung kann in einer Tülle 38 untergebracht
sein, die mit dem Faserhalter 18 verbunden ist. Eine Klinke 40 ist
einstückig
auf eine Seite der Abdeckkappe 24 angegossen. An einem
vorderen Ende 52 der Abdeckkappe 24 ist in die
Abdeckkappe 52 ein Paar Schlitze 54 und 56 integriert.
Eine Klappe 58 ist gleitend am vorderen Ende 52 angebracht.
Die Klappe 58 weist zwei Holme 60 und 62 auf.
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Die
Kupplung 14 des faseroptischen Steckverbinders 10 nimmt
den Stecker 12 auf und hält ihn fest. Die Kupplung weist
ein Gehäuse 70 auf.
Das Gehäuse 70 weist
eine (nicht im Detail gezeigte) Öffnung
auf, die ausreichend ist, das vordere Ende 52 des Steckers 12 aufzunehmen,
wenn der Stecker 12 in die Kupplung 14 eingeführt ist.
Ein Faserhalter 72 ist schwenkbar mit dem Gehäuse 70 verbunden
und befindet sich innerhalb desselben. Der Faserhalter 72 weist
Finger 82 und 84 auf, die mit Faserausrichtungsnuten
gebildet sind, wie z.B. V-förmigen
Faserausrichtungsnuten. Die Finger 82 und 84 sind
geformt, um in die Schlitze 54 bzw. 56 der Abdeckkappe 24 zu
ragen, wenn der Stecker 12 vollständig in die Kupplung 14 eingeführt ist.
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Im
Betrieb sind die optischen Fasern 30 und 32 in
den faseraufnehmenden Nuten platziert und treten durch den Halter 18 hindurch
und in das hohle Innere der Abdeckkappe 24 hinein. Eine
optische Faser 78 ist in die Faserausrichtungsnut des Fingers 82 eingesetzt,
und eine (nicht gezeigte) andere optische Faser ist in die Faserausrichtungsnut
des Fingers 84 eingesetzt. Die optische Faser 78 und
die andere optische Faser sind in den Faserausrichtungsnuten der Finger 82 bzw. 84 in
einer derartigen Weise positioniert, dass die optischen Fasern 30 und 32 sich, wenn
der Stecker 12 in die Kupplung 14 eingeführt ist,
in die Faserausrichtungsnuten der Finger 82 bzw. 84 erstrecken
und die optische Faser 78 bzw. die andere optische Faser
an Übergängen berühren (gezeigt
ist nur der Übergang 183 der
optischen Fasern 30 und 78). Wenn die optische
Faser 30 die optische Faser 78 in der Faserausrichtungsnut
von Finger 82 berührt,
verursacht überschüssige Länge der
optischen Faser 30, dass die optische Faser 30 sich
innerhalb der Abdeckkappe 24 biegt 30a. Auch die
optische Faser 32 weist einen ähnlichen Bogen auf (nicht gezeigt).
Wie weiter vorn erwähnt,
erhöht
der Bogen 30a der optischen Faser 32 wegen der
Biegespannung der optischen Faser 32 die Kraft, die am Übergang 183 der
optischen Faser 32 und der optischen Faser 78 ausgeübt wird.
Die Kraft erhöht
den Kontakteingriff der optischen Fasern 32 und 78 an der
Verbindungsstelle 83, wodurch die optischen Eigenschaften
der Verbindung verbessert werden.
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Weitere
Einzelheiten zum faseroptischen Verbinder 10 und zu dessen
Betrieb sind in US-A-6 086 263 bereitgestellt. Die hierin verwendeten
Bezugszeichen entsprechen den Bezugszeichen in US-A-6 086 263, und
die Beschreibung darin bezüglich
der Bezugszeichen und der zugehörigen
Elemente wird hierin angewendet.
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Bezug
nehmend auf 2 weist ein Stecker 112 gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung eine Abdeckkappe 124 und einen
Faserhalter 118 auf. Eine Klappe 158 ist gleitend
am vorderen Ende 152 der Klappe 124 angebracht.
In die Klappe 158 sind Schlitze 154 und 156 integriert.
Die Klappe 158 weist zwei Holme 160 und 162 auf.
Die Klappe 158 weist nockenähnliche Flächen 196 und 198 auf. Vertiefungen 104 und 106 sind
in die Abdeckkappe 124 integriert. Die Abdeckkappe 124 weist
auch eine Ausnehmung 128 auf. Der Faserhalter 188 ist
aus einem unteren Block 120 und einem oberen Block 122 gebildet.
Der Stecker 112 ist dem Stecker 12 (in 1 gezeigt)
in Funktion und Betrieb in gewisser Weise ähnlich, jedoch gibt es einige
signifikante Unterschiede, die im Verlauf dieser Beschreibung vollständiger erwähnt sind.
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Bezug
nehmend auf 3 in Verbindung mit 4 enthüllt der
Stecker 112 mit der entfernten Abdeckkappe 124 den
Faserhalter 118 des Steckers 112. Der Faserhalter 118 weist
den unteren Block 120, den oberen Block 122 und
eine Feder 300 auf. Der untere Block 120 ist mit
Faserführungspfosten 210a, 210b und 210c gebildet.
In den Faserhalter 118 sind außerdem faseraufnehmende Nuten 134 zum
Aufnehmen und Halten von optischen Fasern 130 und 132 integriert
(gezeigt in 4). Die Faserführungspfosten 210a und 210c sind
derart konfiguriert, dass sie verursachen, dass die optischen Fasern 130 bzw. 132 seitlich
auf den Faserführungspfosten 210b zu
gerichtet werden. Der Faserführungspfosten 210b ist
derart konfiguriert, dass er verursacht, dass die optischen Fasern 130 und 132 seitlich
auf die Faserführungspfosten 210a und 210c zu gerichtet
werden. Die Faserführungspfosten 210a, 210b und 210c dienen
dazu, die Fasern 130 und 132 innerhalb der Abdeckkappe 124 in
sachgerechte Positionen zur Anordnung in den Faserausrichtungsnuten
von Fingern 182 und 184 (gezeigt in 4)
der Kupplung 114 (gezeigt in 4) zu führen, wenn
der Stecker 112 (gezeigt in 2) in der
Kupplung 114 platziert wird. Obgleich eine bestimmte Konfiguration der
Faserführungspfosten 210a, 210b und 210c in 3 gezeigt
ist, sind alternative Konfigurationen möglich, wie der Fachmann wissen
und verstehen wird, die dieselbe Funktion des Führens der optischen Fasern 130 und 132 in
jeweilige Faserausrichtungsnuten von Fingern der Kupplung 114 wahrnehmen,
wie später
vollständiger
beschrieben.
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Der
untere Block 120 des Faserhalters 118 ist außerdem mit
einer Öffnung 138 und
einer Klinke 140 ausgestattet. Die Öffnung 138 nimmt faseroptische
Leitungen auf (gezeigt in 4). Die
Klinke 140 dient dazu, den Faserhalter 118 in
wünschenswerter Weise
festzuhalten und ihn von der Kupplung 114 zu lösen. Rippen 141 oben
auf jeder Seite des unteren Blocks 120 in Richtung des
rückwärtigen Abschnitts 232 dienen
zum Aufnehmen und Festhalten des oberen Blocks 122 an Ort
und Stelle oben auf dem unteren Block 120. Ein Pfostenloch 144,
das sich im Allgemeinen in einem mittleren Abschnitt des unteren Blocks 120 befindet,
dient dazu, einen Pfosten 146 des oberen Blocks 122 zu
dem Zweck aufzunehmen, den oberen Block 122 vor dem Verschieben
zu schützen,
wenn er sich an Ort und Stelle oben auf dem unteren Block 120 befindet.
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Der
untere Block 120 weist außerdem innere Nuten 142 auf,
die von der Öffnung 138 fort
führen. Die
inneren Nuten 142 weisen an einem rückwärtigen Abschnitt 232 des
unteren Blocks 120 innere Rippen 142a auf. Die
inneren Nuten 142 sind ausreichend, um herkömmliche äußere Ummantelungen
faseroptischer Leitungen (nicht gezeigt) aufzunehmen, die in die
inneren Nuten 142 eingelegt sind und die optischen Fasern 130 und 132 zuführen, und
die inneren Rippen 142a binden die äußere Ummantelung, um die Leitungen
in den inneren Nuten 142 festzuhalten. Die inneren Nuten 142 können sich
mit dem Fortschreiten der inneren Nuten 142 vom hinteren
Abschnitt 232 auf einen vorderen Abschnitt 234 des
unteren Block 122 zu verschmälern und mit den faseraufnehmenden
Nuten 134 verbinden. Die Verschmälerung der inneren Nuten 142 dient
dazu, die optischen Fasern 130 und 132 der faseroptischen
Leitungen in die faseraufnehmenden Nuten 134 zu führen.
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Der
obere Block 122 des Faserhalters 118 ist oben
auf dem unteren Block 120 angebracht. Der obere Block 122 ist
speziell konfiguriert, um gewisse Vorteile von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Insbesondere weist der
obere Block 122 einen dicken Abschnitt 122a an
einem vorderen Ende 121 und einen dünne Abschnitt 122b an
einem hintere Ende 123 des oberen Blocks 122 auf.
Der obere Block 122 weist eine gefaste Kante 124 an
einem vorderen Ende 121 des oberen Blocks 122 auf.
Eine Federvertiefung 200 ist im dicken Abschnitt 122a oben
im oberen Block 122 gebildet. Die Federvertiefung 200 erstreckt
sich im Wesentlichen über
die Breite des Blocks 122 und weist zwei nach vorn gerichtete
Ausschnitte 200a und 200b auf, die sich von einem
mittlere Abschnitt 200c der Federvertiefung 200 auf
das vordere Ende 121 des oberen Blocks 122 zu
und durch dieses hindurch erstrecken. Die Federvertiefung 200 weist
eine Tiefe von im Wesentlichen der Dicke des dicken Abschnitts 122a auf, erstreckt
sich aber nicht gänzlich
dort hindurch. Die Maße
der Federvertiefung 200 sind angemessen, um eine Feder 300 aufzunehmen,
wie nachstehend vollständiger
beschrieben. Der obere Block 122 weist gerundete Kanten 126 auf,
um das Positionieren des Faserhalters 118 in der Abdeckkappe 124 (gezeigt
in 2) zu unterstützen.
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Der
obere Block 122 weist außerdem den Pfosten 146 auf,
der sich von einer Unterseite des oberen Blocks 122 erstreckt.
Das Pfostenloch 144 des unteren Blocks 120 nimmt
den Pfosten 146 auf und positioniert den oberen Block 122 in
Bezug auf den unteren Block 120, wenn der obere Block 122 oben
auf dem unteren Block 120 in Position platziert wird. Auf
jeder Seite des oberen Blocks 122 befinden sich entlang
der Unterseite des dünnen
Abschnitts 122b Lippen 148. Die Lippen 148 dienen
dazu, mit den Rippen 141 des unteren Blocks 120 zu
dem Zweck zusammenzupassen, den oberen Block 122 an Ort
und Stelle oben auf dem unteren Block 120 sicher zu halten.
Oben auf dem oberen Block 122 befindet sich am vorderen
Ende 121 ein Haltehöcker 150.
Der Haltehöcker 150 dient
dazu, den Faserhalter 118 in der Abdeckkappe 124 (gezeigt
in 2) durch Unterbringen des Haltehöckers 150 in
der Ausnehmung 128 (gezeigt in 2) der Abdeckkappe 124 festzuhalten.
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Die
Feder 300 weist einen gemeinsamen Abschnitt 310 auf,
der näherungsweise
von der Größe des mittleren
Abschnitts 200c der Federvertiefung 200 des oberen
Blocks 122 ist. Vom gemeinsamen Abschnitt 310 erstrecken
sich zwei erweiterte Finger 312a und 312b. Etwa
auf halbem Weg entlang der erweiterten Finger 312a und 312b sind
die erweiterten Finger 312a und 312b in der Mitte
gefaltet, um gewölbte,
aufwärts
gebogene V-Nut-Abschnitte 314a bzw. 314b zu
bilden. Die gebogenen Abschnitte 314a und 314b halten
Bögen der
optischen Fasern 130 und 132 aufrecht. Die erweiterten
Finger 312a und 312b enden in Bogenhaltecrimps 316a bzw. 316b. Der
gemeinsame Abschnitt 310 der Feder 300 ist im mittleren
Abschnitt 200c der Federvertiefung 200 des oberen
Blocks 122 einlegbar. Die erweiterten Finger 312a und 312b sind
von ausreichender Länge,
dass, wenn der gemeinsame Abschnitt 310 derart eingelegt
ist, sich die Abschnitte 314a und 314b und die Bogenhaltecrimps 316a und 316b in
der Nachbarschaft der Bögen
der optischen Fasern 130 und 132 befinden (gezeigt
in 4). Die Bogenhaltecrimps 316a und 316b sind
gewölbt,
um V-förmige Nuten
zu bilden, und weisen nach unten gerichtete Flügel zum Enthalten der jeweiligen
Bögen 130a und 132a der optischen
Fasern 130 und 132 auf.
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Bezug
nehmend in Verbindung auf 4 und 5 ist,
wenn der Faserhalter 118 in der Abdeckkappe 124 platziert
ist, der Stecker 112 gebildet. Der Stecker 112 passt mit
der Kupplung 114 zusammen. 4 zeigt
dem Stecker 112 benachbart eine herkömmliche Tülle 151, um in herkömmlicher
Weise Verschleiß der
Ummantelung optischer Faserleitungen zu verhindern, die in den Stecker 112 zugeführt werden.
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Die
Kupplung 114 weist ein Gehäuse 170, einen Faserhalter 172 und
ein Unterstück 187 auf.
Das Gehäuse 170 weist
eine Öffnung 174 einer
Größe und Form
auf, die dem vorderen Ende 152 des Steckers 112 entspricht.
Das Gehäuse 170 weist
außerdem
einen Klinkenarm 176 auf, der es gestattet, dass das Gehäuse 170 lösbar an
einem (nicht gezeigten) Schott befestigt wird. Diese Befestigung
ist im Wesentlichen wie in der verwandten Anmeldung gezeigt, auf
die oben verwiesen wird. Optische Fasern 178 und 180 der
Kupplung 114 werden im Gehäuse 170 durch die
Faserhalter 172 festgehalten. Der Faserhalter 172 weist
eine Basis 173, Klemmplatten 181 und eine Abdeckung 179 auf.
Der Faserhalter 172 ist derart ausgeführt, dass er die optischen
Fasern 178 und 180 an einem ersten Ende der Kupplung 114 greift.
Anschlussenden der optischen Fasern 178 und 180 erstrecken
sich in Faserausrichtungsnuten, beispielsweise V-förmigen,
gerundeten oder anders geformten Nuten, die in Fingern 182 und 184 des
Gehäuses 170 gebildet
sind. Faserniederhalter 186a und 186b (gezeigt
in 5) des Basisstücks 187 dienen
dazu, die optische Fasern 178 fest in den Faserausrichtungsnuten
der Finger 182 bzw. 184 zu halten. Die optischen
Fasern 178 und 180 erstrecken sich nicht ganz
bis in de Spitzen der Finger 182 bzw. 184, sondern
enden in einem ausreichenden Abstand von den Spitzen, um das Halten
der optischen Fasern 130 und 132 zu gestatten,
wenn der Stecker 112 sich an Ort und Stelle in der Kupplung 114 befindet.
Der Übergang 183 zeigt
eine beispielhafte Positionierung des Abschlusses der optischen
Faser 178 an, an der sie die optische Faser 130 in
der Faserausrichtungsnut des Fingers 182 berührt. Die
optischen Fasern 180 und 132 weisen einen Übergang an ähnlicher Position
in der Faserausrichtungsnut des Fingers 184 auf.
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Die
Finger 182 und 184 sind geformt, um in die Schlitze 154 bzw. 156 (gezeigt
in 2) der Abdeckkappe 124 zu ragen, wenn
der Stecker 112 vollständig
in die Kupplung 114 eingeführt ist. Die Finger 182 und 184 treten
unter einem schiefen Winkel (ungleich null) in Bezug auf die Achse
des Steckers 112 in die Abdeckkappe 124 ein, d.h.
die Achse, die durch eine der Steckerfasern 130 oder 132 definiert
ist, wenn sie sich gerade innerhalb der Abdeckkappe 124 erstrecken.
Dieser Winkel ist vorzugsweise etwa 42°, obgleich auch andere Winkel
möglich
sind. Der Faserhalter 172 ist durch Pfosten 171 am
ersten Ende des Faserhalters 172 schwenkbar am Gehäuse 170 angebracht.
Die Pfosten 171 rasten in Haken 188 ein, die an
einem Ende des Gehäuses 170 gebildet
sind. Der Faserhalter 172 schwenkt, wenn die Haken 188 über die
Pfosten 171 mit ihm in Eingriff stehen, an Ort und Stelle
unter das Gehäuse 170. Wenn
der Faserhalter 172 derart geschwenkt und unter dem Gehäuse 170 positioniert
ist, werden die optischen Fasern 178 und 180 durch
Faserführungen 177 in
die und entlang der Faserausrichtungsnuten der Finger 182 bzw. 184 geführt.
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Die
Kupplung 114 weist eine Kupplungsklappe 190 auf,
um das Eindringen von Verunreinigungen durch die Öffnung 174 zu
minimieren. Die Kupplungsklappe 190 wirkt mit der Klappe 158 des
Steckers 112 zusammen, um die Klappe 158 zwischen geschlossenen
und geöffneten
Zuständen
zu betätigen,
wenn der Stecker 112 in die Kupplung 114 eingeführt bzw.
aus dieser entfernt wird. Insbesondere weist die Kupplungsklappe 190 nockenähnlich Flächen auf
(nicht gezeigt, aber in der verwandten Anmeldung beschrieben und
gezeigt), die mit den nockenähnlichen
Flächen 196 und 198 der
Klappe 158 zusammenwirken. Die Kupplungsklappe 190 ist
entlang einer Kante schwenkbar gelagert, und die Kupplungsklappe
ist vorgespannt, beides wie in der verwandten Anmeldung beschrieben.
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Wenn
der Stecker 112 in die Kupplung 114 eingeführt wird,
drücken
das vordere Ende 152 und die Klappe 158 des Steckers 112 gegen
die Kupplungsklappe 190, wobei sie sie anheben und öffnen. Dann
beginnt eine der nockenähnlichen
Flächen
der Kupplungsklappe 190 zwangsweise an der nockenähnlichen
Fläche 198 der
Klappe 158 des Steckers 112 anzuliegen, wobei
sie die Klappe 158 zur Seite schiebt, um die Schlitze 154 und 156 freizulegen. Wird
der Stecker 112 danach aus der Kupplung 114 entfernt,
drückt
die andere der nockenähnlichen
Flächen
der Kupplungsklappe 190 in ähnlicher Weise gegen die nockenähnliche
Fläche 196 des
Steckers 112, wenn der Stecker entfernt wird, wodurch sie
die Klappe 158 zurück
in ihre geschlossene Stellung schiebt. Die Abdeckkappe 124 weist
die Vertiefungen 104 und 106 auf, um die nockenähnlichen
Flächen der
Kupplungsklappe 190 aufzunehmen, wenn sich der Stecker 112 in
der Kupplung 114 befindet. Es sei auf die verwandte Anmeldung
verwiesen, die auch Merkmale und Betätigung der Klappe 158 und
Kupplungsklappe 190 sowie gewisse Alternativen detailliert.
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Wenn
der Stecker 112 vollständig
in die Kupplung 114 eingeführt ist, zwingt die Feder 300 die Bögen 130a und 132a der
optischen Fasern 130 und 132 in der Figur nach
unten, um die Kraft zu erhöhen, die
am Übergang 183 der
optischen Faser 130 und der optischen Faser 178 und
am (nicht gezeigten) Übergang
der optischen Faser 132 und der optischen Faser 180 ausgeübt wird,
wenn der Stecker 112 vollständig in die Kupplung 114 eingeführt ist.
Der gemeinsame Abschnitt 310 der Feder 300 befindet
sich in der Federvertiefung 200 des oberen Blocks 122. Die
erweiterten Finger 312a und 312b der Feder 300 erstrecken
sich vom gemeinsamen Abschnitt 310 auf die Kupplung 114 zu.
Die Bögen 130a und 132a der optischen
Fasern 130 bzw. 132 liegen in den jeweiligen V-förmigen (oder
anders geformten) Wölbungen der
Abschnitte 314a bzw. 314b und den Bogenhaltecrimps 316a bzw. 316b am
Ende der erweiterten Finger 312a bzw. 312b.
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Die
Feder 300 ist aus einem Werkstoff gebildet, der elastisch
genug ist, um sich (in der Figur) nach oben zu biegen, wenn die
Bögen 130a und 132a gegen
die V-förmigen Nuten
der Abschnitte 314a bzw. 314b und die Bogenhaltecrimps 316a bzw. 316b gezwungen
werden, der aber ausreichend steif ist, dass die Finger 312a und 312b eine
Kraft (in der Figur) nach unten gegen die Bögen 130a bzw. 132a aufrechterhalten,
um zu verursachen, dass die optischen Fasern 130 und 132 wünschenswerte
Kraft am Übergang 183 mit
der optischen Faser 178 und am (nicht gezeigten) Übergang
mit der optischen Faser 180 ausüben. Ein geeigneter Werkstoff
für die
Feder 300 ist ein Metall, wie z.B. ein dünnes Edelstahlblech, oder
ein anderer Werkstoff, der ausreichend steif und doch flexibel ist,
um gewünschte
Kraft gegen die Bögen 130a und 132a bereitzustellen,
beispielsweise eine Kraft, die 5 Gramm oder mehr entspricht.
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Bezug
nehmend auf 6 bildet die Verbindung des
Gehäuses 170,
des Faserhalters 172 und des Unterstücks 187 die Kupplung 114.
Der Faserhalter 172 weist die Basis 173, die Klemmplatten 181 und
die Abdeckung 179 auf. Die Basis 173 ist mit den Haken 188 und
mit Durchtritten durch gegenüberliegende
Wände zum
Durchtritt der optischen Fasern 178 und 180 durch
diese gebildet. Innerhalb der Basis 173 erstrecken sich
mehrere Erhöhungen 173a von
der Basis 173. Die Erhöhungen 173a sind
selektiv in einem Abstand angeordnet, um die Klemmplatten 181 aufzunehmen.
Die Klemmplatten 181 sind jeweils aus einem verformbaren
Werkstoff, beispielsweise einem verformbaren Aluminiummetall, in
einer irgendwie gearteten U-Form gebildet. Die Klemmplatten 181 halten
jede jeweilige der optischen Fasern 178 und 180 innerhalb
der U-Form. Weil die Klemmplatten 181 verformbar sind,
können
Sie gecrimpt werden, um in die jeweiligen der optischen Fasern 178 und 180 einzugreifen.
Wenn sie derart gecrimpt sind, halten die Klemmplatten 181,
wenn sie sich zwischen jeweiligen Sätzen der Erhöhungen 173a befinden,
die optischen Fasern 178 und 180 an der Basis 173.
Die Abdeckung 179 weist Einsätze auf, die mit Ausnehmungen
der Basis 173 zusammenpassen, um die Abdeckung 179 auf
der Basis 173 zu halten, wenn die Einsätze und Ausnehmungen in gewissen
Ausführungsformen
im Eingriff stehen, wobei das Drücken
der Abdeckung 179 auf die Basis 173, um die Einsätze und
Ausnehmungen in Eingriff zu bringen, dazu dienen kann, das Crimpen der
Klemmplatten 181 zu verursachen, das zum Festhalten der
optischen Fasern 178 und 180 notwendig ist.
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Der
Faserhalter 172, der mit der Basis 173, den Klemmplatten 181 mit
den optischen Fasern 178 und 180 darin und der
Abdeckung 179 gemeinsam wie beschrieben verbunden ist,
ist über
die Haken 188 an den Pfosten 171 des Gehäuses 170 angebracht.
Die Haken 188 rasten auf den Pfosten 171 ein,
und der Faserhalter 172 schwenkt an Ort und Stelle gegen
die Unterseite des Gehäuses 170.
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Mit
in dieser Weise an Ort und Stelle befindlichem Faserhalter 172 rasten äußere Haken 189 des Unterstücks 187 außerhalb
der Haken 188 auf den Pfosten 171 ein. Das Unterstück 187,
derart über
die äußeren Haken 189 mit
den Pfosten 171 im Eingriff stehend, schwenkt an Ort und
Stelle gegen das Gehäuse 170.
Das Unterstück 187 weist
nach oben gerichtete Erweiterungen 252 auf. Diese nach
oben gerichteten Erweiterungen weisen Löcher 254 auf. Das Gehäuse 170 weist
Rasten 250 auf. Die Löcher 254 passen
mit den Rasten 250 zusammen, wenn das Unterstück 187 beispielsweise
durch Handkraft gegen das Gehäuse 170 gedrückt wird.
Wenn die Löcher 254 und
die Rasten 250 derart zusammengefügt sind, bleiben das Gehäuse 170,
der Faserhalter 172 und das Unterstück 187 im Eingriff,
wobei sie die Kupplung 114 bilden.
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Im
Betrieb ist die Kupplung 114 des Verbinders auf dem Schott
montiert. Die optischen Fasern 178 und 180 werden
durch den Faserhalter 172 der Kupplung 114 in
den Faserausrichtungsnuten der Finger 182 bzw. 184 gehalten.
Die optischen Fasern 130 und 132 werden durch
den Faserhalter 118 des Steckers 112 gehalten
und werden durch die Faserführungspfosten 210a, 210b und 210c im
hohlen Inneren der Abdeckkappe 124 geführt. Wenn begonnen wird, den
Stecker 112 in die Öffnung
des Gehäuses 170 der
Kupplung 114 einzuführen,
gleitet die Klappe 158 beiseite und gestattet den Fingern 182 und 184,
in die Schlitze 154 bzw. 156 einzudringen. Wenn
die Finger 182 und 184 in die Schlitze 154 bzw. 156 eindringen,
greifen die optischen Fasern 130 bzw. 132 in die
jeweiligen Faserausrichtungsnuten der Finger 182 bzw. 184 ein
und gleiten diese entlang auf den Übergang 183 und den
anderen Übergang zu.
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Sobald
die optischen Fasern 130 und 132 die optischen
Fasern 178 bzw. 180 der Kupplung 114 berühren, berühren sich
Enden der optischen Fasern 130 und 178 und berühren sich
Enden der optischen Fasern 132 und 180. Wenn der
Stecker 112 weiter in die Kupplung 114 gedrückt wird,
erhöht
sich die Kraft an den Berührpunkten
der optischen Fasern 130 und 178 und der optischen
Fasern 132 und 180 (d.h., am Übergang 183 und am
anderen Übergang).
Wenn sich die Kraft erhöht,
biegt die Spannung die optischen Fasern 130 und 132 und
verursacht die Bögen 130a bzw. 132a.
Wenn die Bögen 130a und 132a anwachsen,
wenn der Stecker 112 weiter in die Kupplung 114 bis
zur vollständig
eingeführten
Stellung eingeführt
wird, berühren
die Bögen 130a und 132a die Abschnitte 314a bzw. 314b und
die Bogenhaltecrimps 316a bzw. 316b und liegen
in den V-förmigen gewölbten Nuten
derselben. Der Biegung der optischen Fasern 130 und 132 wirkt
die Rückfederung der
Feder 300 entgegen. Dies richtet die Biegekräfte der
optischen Fasern 130 und 132 auf die optischen Fasern 178 bzw. 180 am Übergang 183 bzw.
am anderen Übergang
zu. Die erhöhte
Kraft am Übergang 183 und
am anderen Übergang
verbessert den Kontakt der optischen Fasern 130 und 132 des
Steckers 112 mit den optischen Fasern 178 bzw. 180 der Kupplung,
wobei die optische Stabilität
und die optischen Eigenschaften der Verbindung verbessert werden.
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Veränderungen
des Vorstehenden sind möglich.
Beispielsweise kann die bestimmte Kraft an den Übergängen der optischen Fasern durch
die Wahl des Werkstoffs der Feder verändert werden. Ist größere Kraft
gewünscht,
ist eine steifere Feder erforderlich und umgekehrt. Außerdem kann
die Federkonfiguration derart verändert werden, dass sie durch
Ultraschall oder Verkerben am Stecker montiert und mechanisch an
Ort und Stelle gesichert wird. Auch kann die Feder derart hergestellt
und an den Stecker montiert werden, dass eine Vorspannung auf die
Feder angewendet wird, falls gewünscht.
Eine andere Möglichkeit
ist die, dass die Feder als Teil des Faserhalters oder in anderer
Weise als Teil des Steckers eingeformt wird. Obwohl sich die Feder
der bestimmten vorstehenden Ausführungsformen
vom Faserhalter erstreckt, könnte
sich die Feder alternativ oder zusätzlich von der Abdeckkappe,
der Kupplung oder irgendeiner anderen Komponente erstrecken. Die
Feder könnte
alternativ oder zusätzlich
ein Schaum- oder anderes ähnlich
rückstellfähiges Stück aufweisen,
das im Inneren am Dach der Abdeckkappe des Steckers angebracht ist.
Auch kann alternativ oder zusätzlich
es sich bei der Feder um Rohre oder Beschichtungen handeln, die
die optischen Fasern vom Stecker einhüllen, wobei die Rohre oder
Beschichtungen die Steifigkeit der optischen Fasern selbst in der
Nachbarschaft der dargestellten Bögen der optischen Fasern erhöhen.
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Außerdem kann
die Faserverbindungsnut ein Führungselement
für optische
Fasern sein, beispielsweise eine Endhülse mit einem inneren, in Längsrichtung
verlaufenden zylindrischen Hohlraum oder anderes.
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Es
ist auch möglich,
dass andere Arten von Verbindungen optischer Fasern hergestellt
werden können,
die ähnliche
Federprinzipien einsetzen, wie z.B. Stecker-Kupplung-Stecker-Verbindungen. In jenem
Fall würde
die Kupplung lediglich Einsätze
sowohl für
Stecker als auch gemeinsame Nuten oder andere Führungselemente (wie z.B. Endhülsen) bereitstellen,
um optische Fasern von den jeweiligen Steckern aufzunehmen und zu
führen
und zu verursachen, dass jene optische Fasern sich an Endflächen derselben
berühren.
In einem derartigen Fall können
die optischen Fasern eines oder beider Stecker beim Bereitstellen
gewünschter
Endflächen-Berührungen
gebogen werden. Federn sind gemäß denselben
Prinzipien einsetzbar, die hierin für alle gebogenen Fasern beschrieben
sind. In anderen Alternativen kann der Verbinder einschließlich Stecker(n) und
Kupplung(en) ausgeführt
sein, um Endflächen optischer
Fasern zu verbinden, bei denen es sich um hartpolymerbeschichtete
Mehrmoden- oder Einfachmoden-Fasern, Glasfasern, Kunststofffasern
oder andere Fasern handelt. Im Fall von Glasfasern wird Beschichtung
auf den Fasern, die sich vom Stecker erstrecken, vorzugsweise über den
Abschnitt des Bogens der Fasern in Berührung mir der Feder auf den Fasern
gehalten. Dies trägt
zum Schutz vor Beschädigung
der standardmäßigen Glasfasern
durch Berührung
mit der Feder bei. Natürlich
sind zahlreiche Änderungen
an den Führungen
für optische
Fasern im Stecker möglich.
Stecker und Kupplungen können konstruiert
sein, um weniger oder mehr Verbindungen für optische Fasern aufzunehmen.
Der Mechanismus zum Verriegeln des Steckers mit der Kupplung könnte auch
in vielfältiger
Weise verändert
werden.
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Obgleich
anschauliche Ausführungsformen der
Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, wurde ein weiter
Bereich von Modifikationen in der vorstehenden Beschreibung in Erwägung gezogen. Dementsprechend
ist es angebracht, das die angehängten
Ansprüche
weit und in einer Art und Weise ausgelegt werden, die mit dem Umfang
der Erfindung übereinstimmt.