DE69802496T2

DE69802496T2 - Verbinder für optische Fasern aus Kunststoff

Info

Publication number: DE69802496T2
Application number: DE69802496T
Authority: DE
Inventors: Jerry Max Anderson; Arthur Wallace Carlisle; Gary J. Grimes; Norman Roger Lampert; Charles Joseph Sherman
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: EP0928978A1; US5923805A; DE69802496D1; CN1132036C; CA2254709A1; JPH11242134A; CN1221117A; JP3545957B2; CA2254709C; EP0928978B1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft Verbinder und insbesondere einen vereinfachten Verbinder mit einer minimalen Anzahl von Teilen.

Allgemeiner Stand der Technik

Optische Verbinder sind ein wesentlicher Teil von jeglichem optischem Faserkommunikationssystem.
Derartige Verbinder können beispielsweise dazu verwendet werden, Fasersegmente zu größeren Längen zu verbinden, optische Fasern an aktive Vorrichtungen wie Strahlungsquellen und Detektoren anzuschließen oder optische Fasern an passive Vorrichtungen wie Schalter und Dämpfer anzuschließen. Die zentrale Funktion eines optischen Verbinders ist die Halterung von zwei optischen Faserenden, so daß der Kern einer der Fasern axial zum Kern der anderen Faser ausgerichtet ist und folglich alles Licht aus einer Faser in die andere Faser gekoppelt wird. Dies ist eine besonders schwierige Aufgabe, wenn der lichtführende Bereich (Kern) einer optischen Faser recht klein ist. Bei optischen Monomode-Fasern beträgt der Kerndurchmesser beispielsweise nur etwa 9 Mikrometer. Weniger anspruchsvoll, obwohl dennoch schwierig, sind Multimodefasern, die aus Glas gefertigt sind und Faserkerndurchmesser aufweisen, die typischerweise 50 oder 62,5 Mikrometer betragen.
Eine weitere Funktion des optischen Verbinders besteht darin, für mechanische Stabilität und Schutz für die Verbindungsstelle in ihrer Arbeitsumgebung zu sorgen. Das Erzielen eines niedrigen Einleitungsverlustes beim Koppeln zweier Fasern ist im allgemeinen eine Funktion der Ausrichtung der Faserenden, der Weite der Lücke zwischen den Enden und des Zustands der optischen Oberfläche einer oder beider Enden. Stabilität und Verbindungsstellenschutz ist im allgemeinen eine Funktion der Verbindergestaltung (z. B. Minimierung der verschiedenen Wärmeausdehnungs- und mechanischen Bewegungseffekte).
Im Stand der Technik sind verschiedene optische Faserverbinder bekannt und eine Erläuterung darüber ist auf den Seiten 301-325 des Lehrbuches mit dem Titel Optical Fiber Telecommunications II enthalten, das von S. E. Miller und I. P. Kaminow, Academic Press (1988), herausgegeben wurde. Optische Faserverbinder werden typischerweise unter Verwendung einer Muffe zusammengesetzt, die ein fester Zylinder mit einem engen Durchgang ist, der sich längs seiner Mittelachse erstreckt, durch den eine optische Glas- oder Kunststoffaser gefädelt wird. Die Muffe weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei der Durchgang präzise in seiner Mitte positioniert ist; eine derartige Präzision erfordert Aufwand. Das Einfädeln der Faser wird normalerweise durch spezielle Geräte am Fertigungsort oder vor Ort durch einen erfahrenen Techniker bewerkstelligt. Zudem sind Klebstoffmaterialien erforderlich, um die Faser in dem Durchgang der Muffe zu halten, und so ist die Verwendung derartiger Muffen sowohl umständlich als auch teuer.
Optische Verbinder verwenden eine Muffe zur Ausrichtung und zur Halterung der Faser, sei sie aus Glas oder Kunststoff gefertigt. Ein typisches Beispiel eines optischen Faserverbinders, der eine Glasfaser in einer Muffe verwendet, ist in dem US-Patent 4.934.785 gezeigt. Beispiele von optischen Faserverbindern, die eine Kunststoffaser in einer Muffe verwenden, umfassen:
(i) das F07 Duplex Plastic Fiber System von AMP,
(ii) der SMI (Small Multi-media Interface) Connector von Sony Corporation, und
(iii) die HFBR-Serie von Kunststoffaserverbindern von Hewlett Packard.
Das US-Patent Nr. 5.719.977 (EP-A-0 803 750) offenbart einen optischen Verbinder mit einer unbeweglichen Muffe, der die Kosten und die Komplexität derartiger Verbinder erheblich vermindert. Er verwendet jedoch noch immer eine Muffe und erfordert immer noch einen erfahrenen Techniker, um Installationen vor Ort auszuführen.
Demzufolge besteht Bedarf für einen einfacheren und weniger teuren optischen Verbinder, der die obigen Begrenzungen überwindet und der bequem vor Ort von einer unerfahrenen Person an einem optischen Kabel installiert werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Verbinder der vorliegenden Erfindung wird als Abschluß eines optischen Kabels verwendet, das zumindest eine optische Faser umfaßt, die von einer Hülle umgeben ist. Der Verbinder umfaßt ein Gehäuse mit einem äußeren Schnappschloß, das ihn an einer zugehörigen Steckbuchse befestigt. Das Schnappschloß ist als freitragender Arm konstruiert, dessen festliegendes Ende zu einem Vorderende des Gehäuses hin positioniert ist. Das Gehäuse umfaßt einen Längsdurchgang zur Aufnahme des optischen Kabels in seinem Inneren und er erstreckt sich von einem Hinterende des Gehäuses zu seinem Vorderende. Der Verbinder umfaßt außerdem eine Kabelhaltestruktur zur Anbringung an der Hülle des optischen Kabels auf solche Weise, daß die optische Kunststoffaser an einer zugehörigen optischen Vorrichtung ohne Verwendung einer Muffe angeschlossen werden kann.
Die Kabelhaltestruktur umfaßt ein Führungsrohr, das aus Metall hergestellt ist und in das Hinterende eines Kunststoffgehäuses gepreßt wird oder beim Ausformen als Einsatz eingefügt wird. Ein Teil des Führungsrohrs steht aus dem Hinterende des Gehäuses vor und ist auf das optische Kabel aufgequetscht. Das optische Kabel ist somit unbeweglich an dem Gehäuse angebracht.
In einer veranschaulichenden Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Kabelhaltestruktur eine Streckkappe, eine Feder und ein zylindrisches Rohr mit einem vergrößerten Durchmesser an einem Ende. Die Feder umgibt das Rohr und drückt gegen das vergrößerte Ende. Die Feder drückt auch gegen die Innenfläche der Streckkappe, die in das Hinterende des Gehäuses eingesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform ist das optische Kabel beweglich an dem Gehäuse angebracht.
In einer weiteren veranschaulichenden Ausführungsform der Erfindung wird ein Paar der oben beschriebenen Verbinder an den Enden eines optischen Kabels angebracht, um ein Verbindungskabel zu bilden.
Die vorliegenden Erfindung erkennt, daß, obwohl optische Kunststoffaser einen größeren Verlust und eine kleinere Bandbreite als optische Glasfaser aufweist, es dennoch genügt, um bei Kurzstreckenkommunikationssystemen den meisten Kommunikationserfordernissen jetzt und in absehbarer Zukunft zu genügen. Die vorliegende Erfindung zieht Nutzen aus dem Umstand, daß optische Kunststoffasern derzeit nicht den sehr kleinen Kern (lichtführenden Bereich) aufweisen, der für eine Übertragung mit großer Bandbreite erforderlich ist, und daß die Präzision der Ausrichtung gegen eine konstruktive Einfachheit eingetauscht wird. Das Konstruktion ist in der Tat so einfach, daß die Verbinder der vorliegenden Erfindung von nahezu jedermann an ein optisches Kabel montiert werden können. Zudem stellte es sich heraus, daß durch eine Verminderung der Zahl der Teilen, die zum Bau des vorliegenden Verbinders benötigt werden, die Gesamtkosten und die Größe erheblich reduziert werden können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung und ihre Arbeitsweise wird durch die folgende ausführliche Beschreibung deutlicher verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit der folgenden beigefügten Zeichnung gelesen wird:
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines eine optische Kunststoffaser enthaltenden Kabels;
Fig. 2 ist eine Perspektivansicht eines Paares optischer Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung vor der Verbindung über einen Duplexadapter;
Fig. 3 ist eine Perspektivansicht eines Paars optischer Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung vor der Verbindung durch einen Simplexadapter;
Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines federbelasteten optischen Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines federbelasteten optischen Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Viertel seines Gehäuses und eine biegungsbegrenzende Schutzhülle entfernt sind, um Einzelheiten seines Aufbaus zu zeigen;
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht eines federbelasteten optischen Verbinders (auf der linken Seite), der mit einem nicht federbelasteten optischen Verbinder über einen Adapter verbunden ist; und
Fig. 7 ist ein Verbindungskabel mit einem optischen Kabel mit einer Kunststoffaser und einem optischen Verbinder an jedem Ende.

Ausführliche Beschreibung

Bekannte optische Verbinder wie die ST, SC, FC und bikonischen Verbinder verwenden viele Teile - ein Minimum umfaßt: (i) Kabelschutzhülle, (ii) Zylinder, (iii) Muffe, (iv) Feder und (v) Steckergehäuse. Es können auch zusätzliche Teile erforderlich sein wie beispielsweise, Unterlegscheiben, Halteklammern, eine Kappe zum Zurückhalten der Feder, Quetschbuchsen und verschiedene Einsätze. Es wurde festgestellt, daß eine erhebliche Vereinfachung der Konstruktion eines optischen Steckverbinders erreicht werden kann, indem die Muffe weggelassen wird, die herkömmlicher Weise das Endteil der optischen Faser hält, und indem nur der Verbinder dazu verwendet wird, ein Endteil der optischen Faser zu halten und eine Befestigung an einer zugehörigen Steckbuchse vorzunehmen. Optische Fasern, die aus Glas hergestellt sind, sind im allgemeinen zu dünn und besitzen einen Kerndurchmesser, der zu klein ist (etwa 9 Mikrometer für Monomode-Fasern, wobei 1 Mikrometer = 10&supmin;&sup6; Meter), um ohne eine Präzisionsmuffe und eine Ausrichtbuchse erfolgreich zu einer anderen Glasfaser ausgerichtet zu werden. Wenn der Kerndurchmesser jedoch etwa 300 Mikrometer (um) überschreitet, fällt die Notwendigkeit einer Präzisionsmuffe und einer Ausrichtbuchse im wesentlichen weg. In dieser Situation muß nur der Verbindungsstecker das Endteil der optischen Faser halten und seine Konstruktion kann soweit vereinfacht werden, daß er von nahezu jedermann vor Ort installiert werden kann. Und während die Präparation der Stirnfläche einer optischen Glasfaser etwas aufwendig ist, ist die Präparation der Stirnfläche einer optischen Kunststoffaser vergleichsweise einfach.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines eine optische Kunststoffaser 11 enthaltenden Kabels 10, das von einer schützenden Hülle 12 umgeben ist. Die optische Faser 11 weist einen transparenten Kern 111 und eine Mantelschicht 112 auf, und um das Licht durch die Faser zu leiten, muß der Kern einen größeren Brechungsindex aufweisen, als der Mantel. Die optische Faser weist beispielsweise einen Außendurchmesser (d) auf, der bei der bevorzugten Ausführungsform etwa einen (1,0) Millimeter beträgt, während der Mantel eine dünne Schicht eine Fluoropolymers umfaßt, dessen Dicke weniger als etwa fünfundzwanzig (25) Mikrometer beträgt. Der Kern 111 ist aus Polymethylmetacrylat gefertigt. Kunststoffasern dieser Art weisen solch ein Brechungsindexprofil auf, daß sie einen Brechungsindex in dem Kern 111 und einen anderen Brechungsindex in dem Mantel 112 aufweisen. Dies ist als "Stufenindex"-Profil bekannt, und Kunststoffasern dieser Art sind allgemein in den US-Patenten Nr. 4.681.400, 4.762.392 und 4.768.860 offenbart. Optische Kunststoffasern können zudem so aufgebaut sein, daß sie einen vergleichsweise hohen Brechungsindex in der Kernmitte aufweisen, der allmählich mit zunehmendem Abstand von der Mitte abnimmt. Dies ist als "Gradientenindex"-Profil bekannt. Es sind mittlerweile verbesserte Kunststoffe verfügbar, um optische Fasern mit Gradientenindex herzustellen, die einen geringen Verlust und eine hohe Bandbreite ohne ernsthafte Absorptionsverluste über den sich vom Sichtbaren bis zu 1300 Nanometern erstreckenden Wellenlängenbereich aufweisen. Derartige Kunststoffe sind allgemein in den US-Patenten Nr. 4.897.457 und 4.910.276 offenbart:
Die Schutzhülle 12 weist beispielsweise eine Dicke von etwa 0,5 mm auf und ist aus einem Material wie beispielsweise Nylon gefertigt, um für Festigkeit und Abriebsbeständigkeit während der Handhabung zu sorgen. Zusätzlich ist die Schutzhülle 12 opak, so daß Umgebungslicht die Lichtwellensignale, die sich in dem Kern 111 der Kunststoffaser 11 ausbreiten, nicht stören wird.
Es wird nun Bezug auf Fig. 2 genommen, die eine Perspektivansicht eines federbelasteten optischen Verbinders 20 zeigt, der gerade über einen Duplexadapter 32 mit einem nicht federbelasteten optischen Verbinder 40 verbunden wird. Der optische Verbinder 20 hält ein Endteil eines optischen Kabels 10 auf solche Weise, daß die Kunststoffaser 11 sich über das Vorderende des Verbinders 20 hinaus erstreckt. Auf ähnliche Weise hält der optische Verbinder 40 ein Endteil eines anderen optischen Kabels 10 auf solche Weise, daß die Kunststoffaser 11 sich über das Vorderende des Verbinders 40 hinaus erstreckt. Im Unterschied zu früheren optischen Verbindern, ist die optische Faser 11 nicht ein einer Muffe installiert und dies vereinfacht den Aufbau der vorliegenden Verbinder deutlich.
Der optische Verbinder 20 umfaßt Kunststoffgehäuseteile 21, 22, die an einer biegungsbegrenzenden Schutzhülle 51 am Hinterende einer Streckkappe 21 angebracht sind, um das optische Kabel 10 vor übermäßig starken Biegungen zu schützen, die einen hochgradigen optischen Signalverlust bewirken können. Die Außenfläche der Verbinders 20 umfaßt ein bewegliches Federschnappschloß 201, da dazu verwendet wird, den Verbinder an einer zugehörigen Steckbuchse (z. B. dem Duplexadapter 32) zu befestigen, um ein unbeabsichtigtes Entkoppeln zwischen den zweien zu verhindern. Der Verbinder und das Schnappschloß sind aus einem thermoplastischen Gebrauchsartikelkunststoff geformt, vorzugsweise aus Polykarbonat, um ein kostengünstiges, leichtgewichtiges Gehäuse zu erzielen. Das Federschnappschloß 201 ist in dem Gehäuse ausgeformt und umfaßt ein Scharniergelenk, daß es ihm ermöglicht, nach oben und unten in einer Richtung senkrecht zu einer Mittelachse des Verbinders 20 bewegt zu werden. Das Schnappschloß 20 mit freitragendem Arm ist annähernd 2,3 mm breit, 9,0 mm lang und weist eine Mindestdicke von etwa 0,65 mm auf. Das Schnappschloß 201 umfaßt ein Paar von Schultern 202, die auf seinen gegenüberliegenden Seiten positioniert sind. Diese Schultern werden während des Einsetzens in den Hohlraum 325 des Adapters 32 automatisch nach unten ausgelenkt.
Der optische Verbinder 40 umfaßt ein Kunststoffgehäuse, das an einer biegungsbegrenzenden Schutzhülle 50 am Hinterende des Gehäuses angebracht ist, um das optische Kabel 10 vor übermäßig starken Biegungen zu schützen, die einen hochgradigen optischen Signalverlust bewirken können. Die Außenfläche der Verbinders 40 umfaßt ein bewegliches Federschnappschloß 401, das dazu verwendet wird, den Verbinder an einer zugehörigen Steckbuchse (z. B. dem Duplexadapter 32) zu befestigen, um ein unbeabsichtigtes Entkoppeln zwischen den zweien zu verhindern. Der Verbinder und das Schnappschloß sind aus einem thermoplastischen Gebrauchsartikelkunststoff geformt, vorzugsweise aus Polykarbonat, um ein kostengünstiges, leichtgewichtiges Gehäuse zu erzielen. Das Federschnappschloß 401 ist auf dem Gehäuse ausgeformt und umfaßt ein Scharniergelenk, daß es ihm ermöglicht, nach oben und unten in einer Richtung senkrecht zu einer Mittelachse des Verbinders 40 bewegt zu werden. Das Schnappschloß 401 mit freitragendem Arm umfaßt eine Schulter 402, die mit einer schnappschloßhaltenden Wand in einem Hohlraum in der gegenüberliegenden Seite des Adapters 32 verrastet. Diese schnappschloßhaltenden Wände werden während des Ausformens des. Adapters 32 durch Formwerkzeugkerne erzeugt, die sich durch Öffnungen 322 und um die Plattenschnappschlösser 321 in das Innere des Adapters erstrecken. Die Flansche 326, 327 sind in dem Adapter 32 ausgeformt und wirken mit den Plattenschnappschlösser 321 zusammen, um den Adapter in einer rechtwinkligen Öffnung einer Platte zu halten.
Fig. 3 zeigt eine gegenüber Fig. 2 entgegengesetzte Perspektivansicht des federbelasteten optischen Verbinders 20, der gerade über einen Simplexadapter 31 mit einem nicht federbelasteten optischen Verbinder 40 verbunden wird. Ein wichtiger Unterschied zwischen dem Hohlraum 325 (siehe Fig. 2) und dem Hohlraum 315 ist das Vorhandensein einer Keilnut 313, die einen Keil 413 aufnimmt, der auf der Unterseite des Verbinders 40 positioniert ist. Man beachte, daß der Keil 413 den Verbinder 40 daran hindert, in den Hohlraum 325 (siehe Fig. 2) eingeführt zu werden. Dadurch können optische Verbinder 40, die nicht mit einer Feder vorgespannt sind, nicht miteinander verbunden werden. Eine solche Verbindung könnte eine Schädigung der Stirnflächen der optischen Kunststoffasern 11 zur Folge haben, oder die Stirnflächen könnten einander nicht berühren und der optische Signalverlust zwischen Fasern wäre zu groß. Andererseits beinhalten federbelastete Verbinder 20 keinen ähnlichen Keil und können miteinander oder mit jeder beliebigen anderen optischen Vorrichtung verbunden werden. Schließlich entsprechen die Plattenschnappschlösser 311, die Flansche 316, 317 und die Öffnungen 306, die mit dem Simplexadapter 31 verknüpft sind, funktionell den Plattenschnappschlössern 321, den Flanschen 326, 327 und den Öffnungen 322, die mit dem in Fig. 2 gezeigten Duplexadapter 32 verknüpft sind.

Kabelhaltestrukturen

Im folgenden werden verschiedene Kabelhaltestrukturen erläutert, die bei der vorliegenden Erfindung in Betracht kommen. Diese Kabelhaltestrukturen sind durch drei Merkmale gekennzeichnet: (1) die Struktur sorgt für die Befestigung an der Hülle eines optischen Kabels, so daß an dem Kabel anliegende Zugkräfte auf die Struktur und letztlich auf das Gehäuse übertragen werden, (2) die Struktur hält das Kabel auf solche Weise, daß die optische Kunststoffaser sich ohne die Hülle über die Struktur hinaus zum Vorderende des Gehäuses erstreckt, und (3) die Struktur beinhaltet keine Muffe.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform einer Kabelhaltestruktur. Bei dieser Ausführungsform ist die Kunststoffaser innerhalb des federbelasteten optischen Verbinders 20 in Längsrichtung beweglich. Die Kabelhaltestruktur umfaßt eine Streckkappe 21, eine Feder 60 und ein Führungsrohr 15, das an seinem proximalen Ende 16 vergrößert ist. Es ist offensichtlich, daß dieser einfache Verbinder zur schnellen und einfachen Anbringung an einem der beiden Enden eines eine optische Kunststoffaser enthaltenden optischen Kabels geeignet ist. (Im einfachsten Fall wird der Stecker in der Fabrik vorab zusammengebaut, indem die Streckkappe 21, die Feder 60, das Führungsrohr 15, der Steckerkörper 22 axial ausgerichtet werden und diese Teile fest zusammengedrückt werden. Die Streckkappe 21 umfaßt einen oder mehrere Keile 216, die in eine oder mehrere der Öffnungen 206 in dem Gehäuse 22 hineinpassen und damit verrasten.) Das optische Kabel 10 wird vorbereitet, indem seine Hülle 12 (siehe Fig. 1) von einem Endteil des Kabels entfernt und die optische Kunststoffaser 11 ohne eine Muffe völlig freiliegend belassen wird. Falls eine biegungsbegrenzende Schutzhülle verwendet wird, wird sie zuerst an dem optischen Kabel 10 befestigt. Das Führungsrohr ist vorzugsweise aus Aluminium oder mit Nickel beschichtetem Messing gefertigt; in diesem Fall wird die Befestigung ohne weiteres durch Deformation (Quetschen) des Führungsrohres an seinem distalen Ende 17 bewerkstelligt, nachdem der Verbinder 20 über dem vorbereiteten Kabel positioniert ist. Auf jeden Fall besitzt das Führungsrohr 15 einen Innendurchmesser, der geringfügig größer als der Außendurchmesser des optischen Kabel s 10 ist. Zusätzlich besitzt das vergrößerte proximale Ende 16 des Rohres einen Durchmesser, der die Feder 60 daran hindert, sich über das proximale Ende hinaus zu bewegen. Die Vergrößerung wird vorteilhafterweise durch Ausbauchung des proximalen Endes 16 erzeugt. Sobald sie zusammengesetzt ist, steht die optische Kunststoffaser 11 durch die Öffnung 205 am Vorderende des Gehäuses 22 vor.
Es sei angemerkt, daß das optische Kabel ein Paar optischer Kunststoffasern umfassen kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In diesem Fall wird die Hülle von den Endabschnitten beider Kunststoffasern entfernt. Zudem würde das Innere des Führungsrohrs 15 so geformt sein, daß es die äußere Form des Doppelfaserkabels aufnimmt. Aus Gründen der Einfachheit und Klarheit wird jedoch nur das optische Einzelfaserkabel erläutert.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform einer Kabelhaltestruktur. Bei dieser Ausführungsform ist die Kunststoffaser in dem optischen Verbinder 40 nicht beweglich. In dieser Figur ist ein Viertel des Gehäuses und der biegungsbegrenzenden Schutzhülle 50 entfernt, um mehr Einzelheiten bezüglich der Aufbaus und der Montage bereitzustellen. Die Schutzhülle ist aus einem geeignet passenden Material gefertigt, so daß ihr rückseitiger Teil in einer Richtung gebogen werden kann, die senkrecht zu ihrer Längsachse ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die biegungsbegrenzende Schutzhülle aus einem thermoplastischen Gummi gefertigt, wie beispielsweise dem Elastomer Santoprene®, das von Advanced Elastomer Systems, LP handelsüblich erhältlich ist. Die Schutzhülle paßt ohne weiteres über eine Lippe 418 am rückseitigen Ende des Verbinders 40 (Lippe 418 umfaßt eine Fase 419 und das Vorderende der Schutzhülle 50 umfaßt ebenso eine Fase 556). Eine Nut 555 in der Schutzhülle ist so geformt, daß sie zur Lippe 418 paßt, so daß die Schutzhülle während normaler Handhabung an dem Verbinder angebracht bleibt.
Bei dieser zweiten Ausführungsform einer Kabelhaltestruktur ist das Führungsrohr 45 eine hohles Metallrohr, daß in das Hinterende des Verbinders 40 durch Druck eingepaßt wird, obschon der Verbinder, der aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist, auf das Führungsrohr aufgeformt werden kann. Das Metallführungsrohr 45 muß sich über das Hinterende des Verbinders 40 erstrecken, so daß es ohne weiteres auf das optische Kabel 10 gequetscht werden kann.
Eine weitere Ausführungsform einer Kabelhaltestruktur kann zur Anbringung des Verbinders 40 an dem Kabel 10 verwendet werden. Obschon in Fig. 5 nicht gezeigt, können eine oder mehrere Seitenwände des Kunststoffverbinders 40 ein freitragendes Armteil umfassen, das nach innen in den axialen Durchgang ausgelenkt wird, der das optische Kabel hält. Jedes freitragende Armteil ist mit einer innenseitigen Kante ausgebildet, die sich in die Hülle des optischen Kabels eingräbt und diese hält. Zudem ist jedes freitragende Armteil so ausgebildet, daß es in seinem ausgelenkten Zustand blockiert. Ein komplett aus Kunststoff bestehender Verbinder kann somit als ein einzelnes Teil ausgeformt werden, das ohne Quetschung oder Klebstoffe an dem optischen Kabel angebracht wird.
Bei allen der obigen Ausführungsformen wird die Hülle von einem Endabschnitt des optischen Kabels 10 entfernt, um ein Stück der optischen Kunststoffaser 11 freizulegen. Das optische Kabel wird dann in dem Führungsrohr installiert und durch irgendeine der oben beschriebenen Techniken daran befestigt. Die Stirnfläche der optischen Kunststoffaser 11 wird durch einen Poliervorgang präpariert, in dem sie mit einer Schleiffläche poliert wird oder indem die Stirnfläche gegen eine erhitzte Fläche gepreßt wird. In jedem Fall ist eine glatte Stirnfläche erwünscht, die im großen und ganzen plan und senkrecht zur Längsachse der Faser ist. Eine vorbestimmte Länge der Kunststoffaser 11 steht über das Vorderende des Verbinders durch eine Öffnung 405 vor, um den Stirnflächenkontakt zu gewährleisten.
Fig. 6 offenbart eine nahezu symmetrische Verbindung zwischen einem Paar optischer Kunststoffasern, die sich in einer optischen Ebene 80 treffen. Obschon ein Verbinder-zu-Verbinder-Beispiel gezeigt ist, versteht es sich, daß ein Verbinder mit anderen optischen Vorrichtungen verbunden werden kann. Die optischen Fasern 11-1, 11-2 sind koaxial ausgerichtet wenn sie in die Tülle 360 eingesetzt werden, die sich zwischen den Hohlräumen erstreckt, die die Verbinder 20, 40 enthalten. Ein Abschrägung 365 unterstützt das Eintreten der optischen Kunststoffasern in die Tülle. Und weil diese Verbindungsanordnung wenig Präzision benötigt, bedarf es keiner gesonderten Ausrichtbuchse, die normalerweise in der Tülle 360 eingebaut ist. Eine Druckfeder 60 umgibt das Führungsrohr 15 und drängt die optische Kunststoffaser 11-1 zur Anlage an der optischen Kunststoffaser 11-2. Es sei angemerkt, daß nur einer der Verbinder (d. h. Verbinder 20) mit einer Feder vorgespannt sein muß, um sicher zu stellen, daß die Stirnflächen der Kunststoffasern 11-1, 11-2 nicht durch einen Luftspalt getrennt sind.
Wenn der Verbinder 20 in die linke Seite des Adapters 31 eingesetzt wird, überragt seine Kunststoffaser 11-1 die optische Ebene (querverlaufende Mittellinie) 80. Wenn der Verbinder 40 danach in die rechte Seite des Adapters 31 eingesetzt wird, wird der Kontakt zwischen den Stirnflächen der zwei Kunststoffasern 11-1, 11-2 hergestellt und die Kunststoffaser 11-1 rückwärts geschoben, während die Druckfeder 60 einen konstanten, vorbestimmten Druck auf die Faserstirnflächen aufrechterhält. Wenn der Verbinder 40 zuerst installiert wird, wie es typischerweise der Fall ist, dann treffen sich die Fasern 11-1, 11-2 in der optischen Ebene 80, wenn der Verbinder 20 in den Adapter eingesetzt wird, und das Gehäuse 22 bewegt sich in einen vorübergehenden Zustand eines Überstehens und drückt die Feder 60 zusammen, wodurch es dem Verbinder 20 möglich wird einzurasten. Die Schnappschlösser 201 und 401 weisen Schultern 202 und 402 auf, die mit den schnappschloßhaltenden Wänden 302 beziehungsweise 303 verrasten.
Der Adapter 31 umfaßt Bauteile 311, 312 zur Arretierung in einer Platte, die mit Flanschen 316, 317 zusammenwirken, um eine Kante der Platte 800 zwischen sich einzuschließen. Die rechte Seite von Fig. 6 umfaßt beispielsweise Verbindungen, die als "innere Verdrahtung" bezeichnet werden, weil sie sich hinter der Platte 800 befinden und während der normalen Verwendung nicht ohne weiteres zugänglich sind. Auf ähnliche Weise umfaßt die linke Seite von Fig. 6 Verbindungen, die als "äußere Verdrahtung" bezeichnet werden, weil sie sich auf der Seite der Platte 800 befinden, auf die während der normalen Verwendung zugegriffen wird. In der Tat ist es besonders zweckdienlich, ausschließlich optische Verbinder 40 zu verwenden, die keine federbelasteten Verbinder auf der "inneren Verdrahtungseite" eines Gerätefachs oder dergleichen aufweisen. Auf diese Weise kann man sicher sein, daß niemals zwei ohne eine Feder vorgespannte Verbinder 40 verbunden werden. Dennoch ist der Verbinder 40 mit einem Keil 413 gezeigt, der es ihm ermöglicht, nur in einen Adapter mit einer passenden Keilnut 313 eingesetzt zu werden. Fig. 6 veranschaulicht nützlicherweise die Einfachheit eines nicht federbelasteten Verbinders 40, indem er an einen federbelasteten "Verbinder 20 angrenzend plaziert wird. Man beachte, daß das optische Kabel 10 in das metallische Führungsrohr 45 paßt, das auf es aufgequetscht ist.
Fig. 7 zeigt ein Verbindungskabel mit einem optischen Kabel 10, das einen an jedem Ende angebrachten, federbelasteten Verbinder 20 aufweist. Eine optische Kunststoffaser 11 steht aus dem Vorderende jedes Verbinders vor und eine biegungsbegrenzende Schutzhülle 51 ist am Hinterende jedes Verbinders angebracht. Derartige Verbindungskabel können vorteilhafterweise ohne weiteres vor Ort durch unerfahrene Personen zusammengesetzt werden, wodurch es ermöglicht wird, individuelle Kabellängen anzufertigen. Obschon verschieden besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, sind Modifizierungen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche möglich. Diese Modifizierungen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, die Verwendung verschiedener Materialien beim Bau des Verbinders und die Verwendung mehrfacher optischer Kunststoffasern in dem Verbinder. Obwohl ummantelte optische Kunststoffasern mit einem Stufenindexprofil gezeigt sind, ist es möglich, Kunststoffasern mit einem Gradientenindexprofil zu verwenden. Und obschon eine Kunststoffaser mit einem Nenndurchmesser von 1,0 mm angezeigt ist, kommt bei der vorliegenden Erfindung die Verwendung mit allen optischen Kunststoffasern in Betracht, deren Durchmesser größer als etwa 300 mm ist.

Claims

1. Verbinder (20, 40) zur Anbringung an einem optischen Kabel (10), das zumindest eine optische Faser (11) umfaßt, die von einer Hülle (12) umgeben ist, wobei der Verbinder ein Gehäuse mit einem Schnappschloß (201) zu seiner Befestigung an einer zugehörigen Steckbuchse (31) umfaßt, wobei das Gehäuse einen einstückigen ausgeformten Steckerkörper (22) mit einem Längsdurchgang umfaßt, der sich von einem Hinterende des Gehäuses zu seinem Vorderende erstreckt, wobei der Durchgang so bemessen ist, daß er das optische Kabel aufnimmt, wobei das Schnappschloß einen einzelnen freitragenden Arm aufweist, der auf der Außenseite des Steckerkörpers angeordnet ist, wobei der freitragende Arm ein fest angebrachtes Ende aufweist, das zum Vorderende des Gehäuses hin positioniert ist, und ein freies Ende, das zum Hinterende des Gehäuses hin positioniert ist, gekennzeichnet durch ein metallisches Führungsrohr (15, 45), das in dem Längsdurchgang des Steckerkörpers angeordnet ist und einen Endteil des optischen Kabels aufnimmt, ein distales Ende (17) des Führungsrohrs, das aus dem Hinterende des Steckerkörpers hervorsteht und so angeordnet ist, daß es auf die Hülle des Kabels aufgequetscht ist, und wobei ein Teil des Kabels sich über das Vorderende (16) des Führungsrohrs und das Vorderende des Gehäuses hinaus erstreckt, an dem die Hülle entfernt wird, um die Faser freizulegen, wobei die Faser eine optische Kunststoffaser ist und einen Kern (111) besitzt, dessen Durchmesser 300 Mikrometer überschreitet.

2. Verbinder (20,40) nach Anspruch 1, wobei die Kabelhaltestruktur außerdem eine Streckkappe (21) aufweist, die sich in das Hinterende des Gehäuses einfügt.

3. Verbinder (40) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse außerdem einen Keil (413) umfaßt, der es daran hindert, in eine Hüllensteckbuchse (31) eingesetzt zu werden, die keine passende Keilnut (313) umfaßt.

4. Verbinder (20, 40) nach Anspruch 1, wobei der Verbinder ein thermoplastisches Gehäuse umfaßt, das auf das Führungsrohr (15) aufgeformt ist.

5. Verbinder (20, 40) nach Anspruch 1, wobei der Verbinder ein Kunststoffgehäuse umfaßt und wobei das Führungsrohr (15) auf dessen Hinterende aufgeschrumpft ist.

6. Verbinder (20, 40) nach Anspruch 1, wobei die Kabelhaltestruktur außerdem ein Federteil (60) umfaßt, das das Führungsrohr (15) umgibt.

7. Verbinder (20, 40) nach Anspruch 1 in Kombination mit einem optischen Kabel (10), wobei das optische Kabel (10) eine transparente optische Kunststoffaser (11) umfaßt, die von einer undurchsichtigen Hülle (12) umgeben ist, wobei die optische Kunststoffaser einen Durchmesser aufweist, der 300 Mikrometer überschreitet.

8. Verbinder (20, 40) nach Anspruch 7, wobei die optische Kunststoffaser (11) einen Durchmesser von etwa 1,0 Millimetern besitzt.

9. Verbinder (20, 40) nach Anspruch 1 in Kombination mit einem optischen Kabel (10), wobei das optische Kabel (10) eine transparente optische Kunststoffaser (11) umfaßt, die von einer undurchsichtigen Hülle (12) umgeben ist, wobei die optische Kunststoffaser einen Durchmesser aufweist, der 300 Mikrometer überschreitet, wobei das Führungsrohr (15) einen Außendurchmesser aufweist, der geringfügig größer als der Außendurchmesser des optischen Kabels ist und wobei das optische Kabel mittels eines Klebstoffs dicht an das Führungsrohr angekoppelt ist.