-
Die vorliegende Erfindung betrifft
Verbinder zum Halten optischer Fasern und insbesondere einen Verbinder,
der es erlaubt, daß zwei
optische Fasern wiederholbar optisch gekoppelt, entkoppelt und wieder
gekoppelt werden, ohne daß eine
erhebliche Änderung
der optischen Leistungsfähigkeit
auftritt.
-
Bei vielen optischen Anwendungen
wird elektromagnetische Strahlung (beispielsweise Laserstrahlung)
entlang optischen Fasern übertragen
und muß daher
an einem Ende in die optische Faser eingekoppelt werden.
-
Ein Problem, das beim Einkoppeln
von Strahlung in eine optische Faser auftritt, besteht darin, daß es erforderlich
ist, das Ende der optischen Faser mit einem hohen Genauigkeitsgrad
auszurichten, falls die Übertragungsverluste
minimiert werden sollen. Dies liegt an der geringen Größe optischer
Fasern, was bedeutet, daß selbst
kleine Fehler bei der Positionierung des Endes einer optischen Faser
zu großen
Energieverlusten führen
können,
wenn die Strahlung in das Ende der optischen Faser gekoppelt wird.
-
Dieses Problem wird verstärkt, wenn
das Faserende mit Staub oder Schmutz verunreinigt wird, was geschehen
könnte,
wenn die Faser in einer unsauberen Umgebung verwendet wird. Eine
solche Verunreinigung bewirkt große Energieverluste und kann
zu einer nicht funktionsfähigen
Kopplung mit der Faser führen.
-
Um dabei zu helfen, das vorstehende
Problem zu verringern, wird häufig
eine Linse verwendet, um die einfallende Strahlung auf das Ende
der optischen Faser zu fokussieren. Die Linse vergrößert im Effekt
das Ende der optischen Faser, wodurch ihre effektive Größe erhöht wird.
Hierdurch wird die Empfindlichkeit der Kopplung gegenüber einem
linearen Versatz zwischen dem Faserende und dem einfallenden Strahl
und gegenüber
einer Verunreinigung des Faserendes verringert. Eine solche Anordnung,
bei der eine Linse verwendet wird, um ein optisches Faserende zu
vergrößern, wird
häufig
als eine "Strahlaufweitungsanordnung" bezeichnet.
-
Typischerweise sind das Ende der
optischen Faser und die Linse in einem langgestreckten zylindrischen
Rohr angebracht, das die Linse und die Faser in einer festen bestimmten
Positionsbeziehung zueinander hält.
Dies hilft dabei, Verluste infolge einer Fehlausrichtung zwischen
der Linse und der Faser beim Gebrauch zu verhindern. Diese Baugruppe
ist gewöhnlich
als ein Linsenzylinder oder ein Linsenrohr bekannt. Das Linsenrohr
wird häufig
so angeordnet, daß ein
austretender Strahl eine bestimmte Ausrichtung in bezug auf eine
Datumsfläche
in der Art der Außenfläche in Längsrichtung
des Linsenrohrs aufweist (beispielsweise zentriert ist).
-
Eine solche Strahlaufweitungsanordnung weist
jedoch eine erhöhte
Empfindlichkeit gegenüber einer
Winkelfehlausrichtung (also einer relativen Neigung) zwischen der
optischen Achse der Faser und der optischen Achse des einfallenden
Strahls, der in die Faser eingekoppelt wird, auf, weil jede solche Fehlausrichtung
dazu führt,
daß die
Linse den einfallenden Strahl nicht mehr genau auf die optische
Achse der Faser fokussiert. Vielmehr wird der fokussierte Strahl über die
Faserendfläche
versetzt, wodurch sich Übertragungsverluste
ergeben. Bei einer Strahlaufweitungsanordnung sind solche Verluste
infolge der relativen Neigung zwischen der optischen Achse der Faser
und dem einfallenden Strahl ausgeprägter als alle Verluste infolge
eines seitlichen Versatzes zwischen der optischen Achse der Faser
und dem einfallenden Strahl. Selbst wenn daher ein Linsenrohr verwendet
wird, muß jeder
Kopplungsverbinder eine gute Winkelausrichtung zwischen dem Linsenrohr
und dem einfallenden Lichtstrahl gewährleisten.
-
Ein Weg, dies zu erreichen, besteht
darin, einen Verbinder bereitzustellen, der eine Durchgangsbohrung
aufweist, die so bemessen ist, daß sie sehr eng anliegend um
das Linsenrohr paßt,
so daß das Linsenrohr,
wenn es in die Durchgangsbohrung eingeführt wird, nicht in bezug auf
die Durchgangsbohrung geneigt werden kann. Durch Gewährleisten
der richtigen Ausrichtung der Durchgangsbohrung des Verbinders mit
dem einfallenden Strahl kann eine Fehlausrichtung vermieden werden.
Diese Anordnung erfordert jedoch eine genaue Konstruktion des Verbinders,
was sich nur schwer und kostspielig erreichen läßt. Es kann weiterhin schwer
sein, das Linsenrohr in die Durchgangsbohrung einzuführen, weil der
notwendigerweise enge Sitz bedeutet, daß jede leichte Fehlausrichtung
beim Einführen
des Rohrs dazu führen
kann, daß das
Rohr in der Bohrung steckenbleibt. Weiterhin stört jeglicher Schmutz oder Staub
innerhalb der Durchgangsbohrung des Verbinders oder auf dem Linsenrohr
den Sitz und die Arbeitsweise des Verbinders.
-
Diese Anordnung ist daher nicht wirklich
zur Verwendung in unsauberen oder rauheren Umgebungen geeignet.
-
Alternative Verfahren zum Erreichen
einer guten Ausrichtung beruhen auf dem Einstellen oder Manipulieren
der relativen Position der Faser innerhalb des Verbinders, sobald
sie darin eingeführt
wurde. Diese Einstellung kann jedoch in der Praxis schwierig sein
und komplexere Verbinderkonstruktionen erfordern. In vielen Situationen
ist es erwünscht, Strahlung
in eine optische Faser einkoppeln zu können, ohne daß es erforderlich
wäre, jegliche
Einstellungen vorzunehmen. Es ist beispielsweise häufig erforderlich,
eine optische Faser wiederholt zu koppeln und zu entkoppeln, beispielsweise
wenn Bauteile eingestellt oder Einrichtungen bewegt werden. Es ist nicht
erwünscht,
daß die
Position der Faser innerhalb eines Verbinders jedesmal eingestellt
werden muß, wenn
sie verwendet werden soll.
-
In der Druckschrift US-A-4 146 300
ist ein faseroptischer Verbinder aus dem Stand der Technik beschrieben.
Anspruch 1 ist gegenüber
diesem Dokument abgegrenzt. In den Druckschriften US-A-4 215 913,
US-A-4 296 999 und DE-A-2 602 662 sind andere optische Faserverbinder
aus dem Stand der Technik beschrieben.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein Verbinder zum Koppeln zweier optischer Faserbaugruppen vorgesehen,
der aufweist:
einen Hohlkörper
mit einer Durchgangsbohrung, die dafür ausgelegt ist, beim Gebrauch
eine optische Faserbaugruppe an jedem Ende entfernbar aufzunehmen,
eine
Mehrzahl von diskreten Eingriffseinrichtungen, die sich an in Umfangsrichtung
beabstandeten Positionen innerhalb der Durchgangsbohrung des Hohlkörpers befinden,
und
eine oder mehrere elastische Vorbelastungseinrichtungen,
die beim Gebrauch gegen die eingeführten optischen Faserbaugruppen
in Eingriff gebracht sind, um die Baugruppen elastisch gegen die
Eingriffseinrichtungen und dadurch gegen den Hohlkörper zu drücken,
wobei
die Eingriffseinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie sich
im wesentlichen nicht verformen, wenn eine optische Faserbaugruppe
gegen sie gedrückt wird,
dadurch
gekennzeichnet, daß
sich
die Eingriffseinrichtungen an wenigstens drei beabstandeten Intervallen
entlang der Durchgangsbohrung befinden und so eingerichtet sind,
daß wenn zwei
optische Faserbaugruppen in den Verbinder eingeführt werden, jede eingeführte optische
Faserbaugruppe so angeordnet werden kann, daß sie in in Längsrichtung
und in Umfangsrichtung beabstandete Eingriffseinrichtungen eingreifen
kann, und
daß die
Vorbelastungseinrichtung und die Eingriffseinrichtung so angeordnet
sind, daß die
Vorbelastungseinrichtung in Eingriff mit der eingeführten optischen
Faserbaugruppe gebracht werden kann, wenn sie so eingeführt ist,
so daß jede
optische Faserbaugruppe nur in eine Vorbelastungseinrichtung und
Eingriffseinrichtung eingreift und in einer solchen Anordnung von
der Innenfläche
der Durchgangsbohrung des Hohlkörpers
beabstandet ist und so von der Vorbelastungs- und Eingriffseinrichtung
gehalten wird, daß ihre
Längsachse
im wesentlichen parallel zu der Längsachse der Durchgangsbohrung
des Hohlkörpers
verläuft.
-
Der Verbinder der vorliegenden Erfindung weist
eine Durchgangsbohrung mit diskreten Eingriffseinrichtungen auf,
gegen die eine eingeführte optische
Faserbaugruppe so gedrückt
werden kann, daß die
Baugruppe nur über
die Eingriffseinrichtung (und die Vorbelastungseinrichtung) in den
Körper
des Verbinders eingreift. Dies bedeutet, daß stets dafür gesorgt werden kann, daß eine optische
Faserbaugruppe in die gleichen Teile des Verbinders (also die Eingriffseinrichtung)
eingreifen kann, so daß ihre Längsachse
innerhalb der Durchgangsbohrung immer dann die gleiche Orientierung
aufweist, wenn sie in den Verbinder eingeführt wird. Eine optische Faserbaugruppe
kann dadurch wiederholt neu in dem Verbinder angeordnet werden,
wobei ihre Längsachse
die gleiche Orientierung aufweist, ohne daß eine Ausrichtungsanpassung
erforderlich wäre,
nachdem die Baugruppe in den Verbinder eingeführt worden ist. Wie vorstehend
erwähnt
wurde, ist dies wichtig, weil eine Neigung einer Baugruppe innerhalb
eines Verbinders zu Übertragungsverlusten
führen
kann. Es ist auch nicht erforderlich, daß der Verbinder die Baugruppe
eng anliegend aufnimmt, um eine zuverlässig wiederholbare Orientierung
zu gewährleisten.
-
Der Verbinder der vorliegenden Erfindung kann
weiterhin gewährleisten,
daß eine
eingeführte optische
Faserbaugruppe nur in die diskrete Eingriffseinrichtung und die
Vorbelastungseinrichtung eingreift und beim Gebrauch von der Haupt-Innenfläche der
Durchgangsbohrung des Verbinders beabstandet gehalten wird. Hierdurch
wird der Verbinder weniger empfindlich gegenüber einer Beeinträchtigung,
die durch Schmutz oder Verunreinigungen innerhalb des Verbinderkörpers oder
auf der optischen Faserbaugruppe hervorgerufen wird, und er ist
daher besonders zur Verwendung in rauheren, nicht sauberen Umgebungen
geeignet.
-
Beispielsweise könnten gemäß diesem Aspekt der vorliegenden
Erfindung Verunreinigungen nur dann ein Problem sein, wenn sie auf
den verhältnismäßig kleinen
Kontaktflächen
der Eingriffseinrichtung, der Vorbelastungseinrichtung und entsprechenden
Bereichen der Baugruppe auftreten (was mit Anordnungen zu vergleichen
ist, bei denen die Baugruppe einen Verbinder im wesentlichen über seine
gesamte Außenfläche berühren, wobei
jegliche Verunreinigungen fast immer ein Problem darstellen). Weiterhin
neigt jegliches Gleiten zwischen den Oberflächen, wenn eine Baugruppe eingeführt wird,
dazu, die Oberflächen
zu reinigen und den Schmutz in den Zwischenraum zwischen der Eingriffseinrichtung
und der Innenfläche
der Durchgangsbohrung zu schieben. Weiterhin bedeuten die verhältnismäßig kleinen Kontaktflächen zwischen
der Baugruppe und dem Verbinder beim Gebrauch, daß eine verhältnismäßig hohe
Belastung an den Kontaktpunkten auftritt, die dazu neigt, Staub
und Schmutz zwischen den Flächen
herauszudrücken.
Weil die Baugruppe von der Oberfläche der Durchgangsbohrung beabstandet
ist, gibt es Raum, in den sich der Schmutz bewegen kann, wo er das
Halten der Baugruppe nicht stört, was
im Gegensatz zu engeren Einpaßsystemen steht,
bei denen jeder bewegte Schmutz dazu neigt, anderswo ein Problem
hervorzurufen.
-
Der Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung
ist für
jede Art einer optischen Faserbaugruppe in der Art der vor stehend
erörterten
Linsenrohre oder -zylinder, eines Rohrs oder eines Zylinders, woran eine
optische Faser allein angebracht ist, eines Rohrs oder eines Zylinders,
woran eine optische Faser und eine andere optische Komponente oder
ein anderes optisches Element (in der Art einer Linse) (vorzugsweise
in einer festen Beziehung) angebracht ist, oder selbst für eine optische
Faser an sich geeignet.
-
Der Verbinder ist dafür eingerichtet,
an jedem Ende eine optische Faserbaugruppe aufzunehmen, so daß er zwei
optische Faserbaugruppen koppeln kann. Der Verbinder weist Vorbelastungs-
und Eingriffseinrichtungen auf, die so angeordnet sind, daß sie in
geeigneter Weise in jede Baugruppe eingreifen. Vorzugsweise gibt
es zwei getrennte Sätze von
Vorbelastungseinrichtungen und Eingriffseinrichtungen, wobei ein
Satz für
jede optische Faserbaugruppe vorgesehen ist, wenngleich dies nicht
wesentlich ist und die zwei Baugruppen, falls dies erwünscht ist,
in die gleiche Vorbelastungs- und Eingriffseinrichtung eingreifen
können.
-
Die vorliegende Erfindung ist besonders
geeignet als ein Verbinder zum Koppeln von zwei optischen Faserbaugruppen,
die so vorausgerichtet sind, daß die
Achse ihres austretenden Lichtstrahls zu der äußeren Längsfläche der Baugruppe parallel,
beispielsweise dazu zentriert ist, weil unter Verwendung identisch
angeordneter Eingriffs- und Vorbelastungseinrichtungen eine parallele
Orientierung der optischen Achsen der Baugruppen gewährleistet
werden kann, ohne daß die
sorgfältige
Einstellung der Positionen der Baugruppen im Verbinder erforderlich
wäre.
-
Diese Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist besonders vorteilhaft, weil eine Neigung zwischen zwei optischen
Faserbaugruppen im Verbinder erheblich verringert oder sogar beseitigt
werden kann, indem einfach eine gleichmäßige Durchmessereingriffseinrichtung
und ein Hohlkörper
mit einer gleichmäßigen Bohrung
verwendet werden. Der tatsächliche
Durchmesser der Eingriffseinrichtung oder der Durchgangsbohrung
des Hohlkörpers
ist nicht so entscheidend, weil ein relativer linearer Versatz zwischen
den beiden optischen Faserbaugruppen nicht so erhebliche Verluste
hervorruft wie eine Neigungsfehlausrichtung. Eine Gleichmäßigkeit
läßt sich
leichter erreichen als die absolute Genauigkeit.
-
Die Eingriffseinrichtungen können jede
beliebige geeignete Einrichtung sein, die diskrete Eingriffsflächen für eine optische
Faserbaugruppe mit der Durchgangsbohrung des Verbinders liefern
können
und die Baugruppe von der Innenfläche der Durchgangsbohrung beabstanden
können.
Sie könnten
beispielsweise Grate oder diskrete Vorsprünge aufweisen, die sich radial
von der Innenfläche
der Durchgangsbohrung zur Längsachse
der Durchgangsbohrung erstrecken. Sie könnten mit der Innenfläche der
Durchgangsbohrung integriert oder permanent daran befestigt sein
oder getrennte, diskrete Komponenten sein. Im letztgenannten Fall
sollte die Anordnung derart sein, daß beim Gebrauch, wenn die Baugruppe
gegen die Eingriffseinrichtungen gedrückt wird, sie selbst in geeigneter
Weise gegen den Hohlkörper
vorbelastet wird. Die Eingriffseinrichtungen verformen sich im wesentlichen
nicht, wenn eine optische Faserbaugruppe gegen sie gedrückt wird.
-
Die Eingriffseinrichtungen sind vorzugsweise so
ausgelegt und angeordnet, daß sie
in eine eingeführte
optische Faserbaugruppe und/oder die Durchgangsbohrung (falls geeignet)
an diskreten Punkten, statt über
einen ausgedehnten Bereich, eingreifen. Dies hilft dabei, einen
zuverlässig
wiederholbaren Eingriff zu gewährleisten.
Die Eingriffseinrichtungen könnten
beispielsweise kugelförmige
oder halbkugelförmige
Kontaktflächen
aufweisen.
-
Die Eingriffseinrichtungen sind vorzugsweise so
angeordnet, daß sie
beim Gebrauch eine eingeführte
optische Faserbaugruppe im wesentlichen gleichmäßig von der Innenfläche der
Durchgangsbohrung entlang der gesamten Länge der Baugruppe beabstanden.
Demgemäß sind alle
Eingriffseinrichtungen vorzugsweise so angeordnet, daß sie sich
im wesentlichen über
die gleiche Strecke von der Innenfläche der Durchgangsbohrung radial
zu der Achse der Durchgangsbohrung erstrecken, wenn eine eingeführte Baugruppe
gegen sie gedrückt
wird. Sie könnten
beispielsweise alle im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen.
Dies kann dabei helfen zu gewährleisten,
daß die
Längsachsen
der Durchgangsbohrung und der optischen Faserbaugruppe oder der
optischen Faserbaugruppen parallel sind.
-
Eingriffseinrichtungen befinden sich
in Abstandsintervallen entlang der Länge der Durchgangsbohrung sowie
in Abstandsintervallen um den Umfang der Durchgangsbohrung, so daß eine geeignet eingeführte optische
Faserbaugruppe beim Gebrauch in in Längsrichtung und in Umfangsrichtung beabstandete
Eingriffseinrichtungen eingreift. Dies hilft weiter dabei, eine
eingeführte
optische Faserbaugruppe gegen ein Neigen und eine Bewegung in alle
Richtungen festzustellen und auf diese Weise die Konsistenz und
Wiederholbarkeit ihrer Orientierung innerhalb des Verbinders zu
gewährleisten.
Vorzugsweise ist die Anordnung der Eingriffseinrichtungen um eine
Ebene symmetrisch, die die Längsachse
des Hohlkörpers
enthält,
oder um eine Ebene symmetrisch, die senkrecht zu der Längsachse
des Hohlkörpers
steht, oder dies ist vorzugsweise beides der Fall. Die Eingriffseinrichtungen
sollten vorzugsweise im allgemeinen zu einer Seite der Durchgangsbohrung hin
und im allgemeinen der Vorbelastungseinrichtung entgegengesetzt
angeordnet sein.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
gibt es vier Eingriffseinrichtungen, die in zwei Paaren angeordnet
sind, die entlang der Längsachse
der Durchgangsbohrung beabstandet sind, wobei sich die einzelnen
Eingriffseinrichtungen jedes Paars an derselben Längsposition
in der Durchgangsbohrung befinden, jedoch für jede optische Faserbaugruppe um
den Umfang der Bohrung voneinander beabstandet sind. Es gibt daher
vorzugsweise acht Eingriffseinrichtungen, die in umfänglich beabstandeten
Paaren an vier beabstandeten Orten entlang der Längsachse der Durchgangsbohrung
angeordnet sind, so daß zwei
Paare für
jede Baugruppe vorgesehen sind. Der Abstand der Eingriffseinrichtungen
sollte so festgelegt werden, daß dafür gesorgt
werden kann, daß eine
einzige optische Faserbaugruppe gleichzeitig unterhalb von zwei
in Längsrichtung
beabstandeten Paaren von Eingriffseinrichtungen liegt. Es können zusätzliche
in Längsrichtung
beabstandete Paare bereitgestellt werden, falls dies erwünscht ist.
-
Die Eingriffseinrichtungen sollten
einer Längsbewegung
widerstehen können
und vorzugsweise dagegen gesichert sein, wenn eine optische Faserbaugruppe
eingeführt
oder entfernt wird. Sie können
sich jedoch vorzugsweise frei drehen, wenn eine Baugruppe an ihnen
vorbeibewegt wird. Eine solche Drehung kann es erleichtern, eine
Baugruppe einzuführen
oder zu entfernen. Dies ermöglicht
es weiterhin, daß verschiedene
Teile der Oberflächen der
Eingriffseinrichtungen für
jede gegebene Einführung
in eine optische Faserbaugruppe eingreifen. Eine solche Drehung
liefert im Effekt eine erneuerbare Oberfläche für das Eingreifen einer Baugruppe und
neigt dazu, jegliche Abnutzungen der Oberflächen der Eingriffseinrichtungen
auszugleichen, weil eine Drehung der Eingriffseinrichtungen einen
neuen Teil ihrer Oberfläche
in Kontakt mit der Baugruppe bringt. Die Drehung bedeutet auch,
daß das
Einführen
und Entfernen einer Baugruppe dazu neigt, eine Selbstreinigung zu
bewirken, weil die Oberflächen zueinander
gleiten, wodurch der Verbinder sogar noch geeigneter für eine Verwendung
in rauhen, nicht sauberen Umgebungen wird.
-
Die Eingriffseinrichtungen weisen
demgemäß vorzugsweise
drehbare Elemente in der Art geeignet angebrachter Kugeln oder drehbarer
Rollen oder Zylinder auf.
-
Die Eingriffseinrichtungen könnten direkt
an dem Hohlkörper
des Verbinders angebracht oder von diesem getragen werden. Bei einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
weist der Verbinder jedoch eine hohle Hülse auf, die koaxial innerhalb
der Durchgangsbohrung des Verbinderkörpers angebracht ist und dafür ausgelegt
ist, die optische Faserbaugruppe aufzunehmen, wodurch die Eingriffseinrichtungen
so getragen werden, daß sie
sich frei drehen können. Die
Hülse könnte beispielsweise
eine Mehrzahl an Löchern
aufweisen, die sich in geeigneter Weise in ihrer Längsfläche befinden,
wobei sich eine Eingriffseinrichtung so in jedem Loch befindet,
daß sie
sich frei drehen kann. Dies ist eine besonders zweckmäßige Art,
um die Eingriffseinrichtungen drehbar zu machen. Wenn die Eingriffseinrichtungen
beispielsweise Kugeln sind, könnten
sie einfach in den Löchern
angeordnet werden. Alternativ könnten
die Löcher
konfiguriert werden, um Achsbolzen, beispielsweise von drehbaren
Rollen, zu tragen. Die Eingriffseinrichtungen sollten vorzugsweise
so bemessen und angeordnet sein, daß sie über jede Längsfläche der Hülse gleichzeitig vorstehen
können,
weil hierdurch ermöglicht
wird, daß sie
gleichzeitig in die Innenfläche
der Durchgangsbohrung und die optische Faserbaugruppe eingreifen,
so daß die
Baugruppe nicht über
den Kontakt mit der Hülse
in den Verbinderkörper
eingreifen muß.
Sie können
sich vorzugsweise wenigstens über
eine kleine Strecke frei radial zu der Hülse bewegen.
-
Die Eingriffseinrichtungen sollten
vorzugsweise so angeordnet werden, daß sie selbst dann in der Durchgangsbohrung
gehalten werden, wenn keine optische Faserbaugruppe eingeführt ist.
Hierdurch wird verhindert, daß die
Eingriffseinrichtungen aus dem Verbinder herausfallen, wenn keine
Baugruppe eingeführt
ist. Wenn eine Hülse
verwendet wird, sind die Löcher
in der Hülse
vorzugsweise so bemessen, daß die
Eingriffseinrichtungen durch die Löcher in die Bohrung der Hülse vorstehen
können, jedoch
nicht vollständig über die
Löcher
hinauslaufen können.
-
Die Vorbelastungseinrichtungen können beliebige
geeignete Einrichtungen sein, die eine eingeführte optische Faserbaugruppe
gegen die Eingriffseinrichtungen und damit gegen die Innenfläche der Durchgangsbohrung
des Verbinderkörpers
drücken können. Sie
könnten
beispielsweise eine in dem Hohlkörper
angebrachte Schraube umfassen, welche in die Durchgangsbohrung geschraubt
werden kann, um die optische Faserbaugruppe in Eingriff zu bringen.
Die Vorbelastungseinrichtungen könnten
so eingerichtet sein, daß sie
ihre Vorbelastungskraft immer dann automatisch ausüben, wenn
eine optische Faserbaugruppe eingeführt wird, oder daß die Vorbelastungskraft
selektiv von einem Benutzer angewendet werden kann.
-
Die Kraft, die beim Gebrauch von
den Vorbelastungseinrichtungen auf jede Eingriffseinrichtung ausgeübt wird,
ist vorzugsweise im wesentlichen gleich. Die Vorbelastungseinrichtungen
sind daher vorzugsweise an im wesentlichen entgegengesetzten Orten
zu den Eingriffseinrichtungen um den Umfang der Durchgangsbohrung
angeordnet. Die Anordnung der Vorbelastungseinrichtungen und der Eingriffseinrichtungen
ist vorzugsweise um eine Ebene symmetrisch, die die Längsachse
der Durchgangsbohrung enthält.
-
Die Vorbelastungseinrichtungen müssen nicht
im wesentlichen an der gleichen Längsposition entlang der Durchgangsbohrung
wie jede der Eingriffseinrichtungen wirken, dies ist jedoch vorzugsweise
der Fall, weil hierdurch dabei geholfen werden kann, daß ein Biegen
der optischen Faserbaugruppe beim Gebrauch vermieden wird. Es könnte beispielsweise
an jeder Längsposition
einer Eingriffseinrichtung eine getrennte Vorbelastungseinrichtung
vorhanden sein. Vorzugsweise gibt es jedoch eine einzige Vorbelastungseinrichtung
für jede
optische Faserbaugruppe, die so angeordnet ist, daß sie ihre
Vorbelastungskraft an jeder Längsposition
einer Eingriffseinrichtung ausübt,
die in die Baugruppe eingreift, auf die die Vorbelastungseinrichtung
beim Gebrauch einwirkt. Dies hilft dabei zu gewährleisten, daß jede Eingriffseinrichtung
beim Gebrauch mit der gleichen Kraft in eine optische Faserbaugruppe
eingreift.
-
Die Vorbelastungseinrichtungen könnten beispielsweise
eine langgestreckte Platte oder einen Streifen umfassen, die oder
der sich entlang der Durchgangsbohrung erstreckt und zu der Längsachse
der Durchgangsbohrung und von dieser fort beweglich ist, woran eine
Kontakteinrichtung angebracht ist, um beim Gebrauch an den gleichen
Längspositionen
wie die Eingriffseinrichtungen in Kontakt mit der optischen Faserbaugruppe
zu gelangen. Wenn zwei beabstandete Paare von Eingriffseinrichtungen
verwendet werden, sind daher vorzugsweise zwei Kontakteinrichtungen
in Längsrichtung
entlang der Platte im gleichen Längsabstand
wie die Eingriffseinrichtungen angeordnet. Wenn eine Vorbelastungskraft
auf die Platte ausgeübt
wird, erfolgt dies vorzugsweise in gleichem Abstand von der Kontakteinrichtung,
um wiederum dabei zu helfen, beim Gebrauch gleiche Kontaktkräfte zu gewährleisten.
-
Die Vorbelastungseinrichtungen greifen
vorzugsweise, aus den gleichen Gründen, aus denen dies die Eingriffseinrichtungen
vorzugsweise tun, an diskreten Punkten, statt über einen ausgedehnten Bereich,
in eine eingeführte
optische Faserbaugruppe ein. Daher weist sie oder weisen sie vorzugsweise Kontakteinrichtungen
auf, die dafür
ausgelegt sind, beim Gebrauch im Punktkontakt in eine optische Faserbaugruppe
einzugreifen. Die Kontakteinrichtung könnte beispielsweise kugelförmige oder
halbkugelförmige
Kontaktflächen
aufweisen. Die Kontakteinrichtung könnte auch die Form drehbarer
Elemente annehmen, falls dies erwünscht sein sollte.
-
Die elastischen Vorbelastungseinrichtungen drücken eine
optische Faserbaugruppe beim Gebrauch elastisch gegen die Eingriffseinrichtungen. Durch
den Gebrauch der elastischen Vorbelastungseinrichtungen wird ermöglicht,
daß die
Baugruppe eingeführt
und entfernt wird, ohne daß ein
sicheres Einstellen der Position der Vorbelastungseinrichtungen
erforderlich wäre
(weil sie sich elastisch bewegen können, um zu ermöglichen,
daß die
Baugruppe eingeführt
und entfernt wird). Die elastischen Vorbelastungseinrichtungen könnten beispielsweise
eine Feder oder Federn oder Magnete umfassen, die dafür eingerichtet
sind, in geeigneter Weise auf eine eingeführte optische Faserbaugruppe
einzuwirken.
-
Ein weiterer Vorteil der elastischen
Vorbelastungseinrichtung besteht darin, daß die auf die optische Faserbaugruppe
ausgeübte
Vorbelastungskraft zuverlässiger
und beständiger
ausgeübt
werden kann als beispielsweise bei Verwendung einer Schraube, die
direkt auf die Baugruppe einwirkt, um sie gegen die Eingriffseinrichtungen
vorzubelasten. Es ist schwieriger, die Vorbelastungskraft mit einer nichtelastischen
Vorbelastungseinrichtung zuverlässig
zu wiederholen. Hierdurch kann es schwieriger werden, die Position
der Baugruppe in dem Verbinder genau zu wiederholen. Die Verwendung
einer nichtelastischen Kraft erhöht
auch das Risiko, daß die ausgeübte Kraft
zu groß ist,
wodurch die Baugruppe oder der Verbinder beschädigt werden könnte und auch
die Wiederholbarkeit der Verbindung verringert wird.
-
Wenn eine Hülse in der Durchgangsbohrung des
Verbinders angebracht ist, sollte sie natürlich so eingerichtet werden,
daß sie
die Vorbelastungseinrichtung aufnimmt. Sie könnte beispielsweise Löcher aufweisen,
die sich in ihrem Umfang befinden, um zu ermöglichen, daß die Vorbelastungseinrichtungen
in die Bohrung eindringen und in eine eingeführte optische Faserbaugruppe
eingreifen.
-
Die Kontaktflächen der Eingriffseinrichtungen
und der Vorbelastungseinrichtungen bestehen vorzugsweise aus harten
Materialien, so daß die
Abnutzung beim Gebrauch verringert ist.
-
Es sei bemerkt, daß eine wiederholte
Verwendung des Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung
mit einer gegebenen optischen Faserbaugruppe, also ein wiederholtes
Entfernen und Wiedereinführen
der Baugruppe (wofür
sie besonders geeignet ist) bedeuten könnte, daß eine Abnutzung auftritt,
die in einem Fall, in dem in Längsrichtung
beabstandete Eingriffseinrichtungen vorhanden sind, gewöhnlich an
dem Ende der optischen Faserbaugruppe, das beim Gebrauch an beiden
Sätzen
von Eingriffseinrichtungen vorbeigeschoben werden muß, größer ist
als am entgegengesetzten Ende, das nur an einem Satz von Eingriffseinrichtungen
vorbeiläuft, wenn
die Baugruppe eingeführt
oder entfernt wird. Durch eine solche ungleichmäßige Abnutzung könnte eine
Neigung hervorgerufen werden, die, wie vorstehend erwähnt wurde,
bei einer Strahlaufweitungsanordnung besonders unerwünscht ist.
-
Um dieses Problem einer ungleichmäßigen Abnutzung
zu vermeiden, werden die Vorbelastungseinrichtungen vorzugsweise
so angeordnet, daß die Vorbelastungskraft
nur dann ausgeübt
wird, wenn die optische Faserbaugruppe an alle Eingriffseinrichtungen
angrenzt, in die sie beim Gebrauch eingreifen soll, wenn sie beispielsweise
beim Gebrauch nur in zwei in Längsrichtung
beabstandete Sätze
von Eingriffseinrichtungen eingreifen soll, wenn sie mit dem inneren
zweiten Satz von Eingriffseinrichtungen abschließt oder diesem benachbart ist.
-
Die Vorbelastungseinrichtungen könnten beispielsweise
so angeordnet werden, daß die
Vorbelastungskraft erst ausgeübt
wird, wenn die optische Faserbaugruppe im wesentlichen vollständig in den
Verbinder eingeführt
worden ist oder um eine vorbestimmte Strecke in den Verbinder eingeführt worden
ist, oder daß die
Vorbelastungskraft selektiv von einem Benutzer ausgeübt werden
kann. Bei einer elastischen Vorbelastungseinrichtung könnte diese
letztgenannte Anordnung beispielsweise erreicht werden, indem eine
Betätigungseinrichtung
bereitgestellt wird, die in ihrem betätigten Zustand bewirkt, daß die elastischen
Vorbelastungseinrichtungen in eine eingeführte optische Faserbaugruppe
eingreifen, die jedoch in einen nicht betätigten Zustand zurückgeführt werden
kann, um die elastische Vorbelastungskraft zu entfernen oder nicht
auszuüben. Beispielsweise
könnte
ein manuell betätigbarer
Lösestift
bereitgestellt werden, der, wenn er heruntergedrückt wird, eine elastische Vorbelastungseinrichtung (beispielsweise
eine Feder) in eine Position drängt,
in der sie in eine eingeführte
optische Faserbaugruppe eingreift. Bei dieser Anordnung ist der
Verbinder vorzugsweise mit einer Verriegelungseinrichtung in Form
einer Verriegelungszwinge versehen, um die Vorbelastungseinrichtung
in ihrem betätigten
Zustand zu halten.
-
Ein solches System erfordert jedoch
eine zusätzliche
Tätigkeit
eines Benutzers, um die Vorbelastungseinrichtung zu betätigen, und
es erfordert auch einen Zugang (direkt oder indirekt) eines Benutzers auf
die Vorbelastungseinrichtung, wodurch die Verbinderkonstruktion
komplizierter werden würde
und sie auch schwieriger gegen die Umgebung zu dichten wäre, in der
sie verwendet wird (so daß sie
beispielsweise empfindlicher für
das Eindringen von Schmutz oder Wasser wird).
-
Demgemäß ist die Vorbelastungseinrichtung bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform so
angeordnet, daß sie
erst dann eine Vorbelastungskraft auf eine eingeführte optische
Faserbaugruppe ausübt,
wenn eine eingeführte
Baugruppe alle Paare von Eingriffseinrichtungen überlappt, in die sie beim Gebrauch
eingreifen soll, oder vollständig eingeführt wird
und die Vorbelastungskraft dann automatisch immer dann ausübt, wenn
die Baugruppe alle diese Eingriffseinrichtungen überlappt. Wenn beispielsweise
zwei in Längsrichtung
beabstandete Paare von Eingriffseinrichtungen für jede optische Faserbaugruppe
vorgesehen sind, ist die Vorbelastungseinrichtung vorzugsweise so
angeordnet, daß sie
ihre Vorbelastungskraft automatisch ausübt, sobald eine eingeführte Baugruppe
beide in Längsrichtung
beabstandeten Paare von Eingriffseinrichtungen überlappt, jedoch nicht vorher.
Diese Anordnung ist besonders geeignet für eine Verwendung mit einer elastischen
Vorbelastungseinrichtung, weil sie bedeutet, daß die Vorbelastungskraft nur
dann ausgeübt
wird, wenn die optische Faserbaugruppe das letzte (beispielsweise
zweite) Paar von Eingriffseinrichtungen erreicht hat, in die sie
beim Gebrauch eingreifen soll, so daß Enden der optischen Faserbaugruppe
die gleiche Belastung (und damit die gleiche Abnutzung) erfahren,
wenn sie beim Einführen
oder Herausziehen an den Eingriffseinrichtungen vorbeibewegt wird.
Demgemäß ist jede
Abnutzung infolge des Einführens
oder Entfernens der Baugruppe nun entlang der Baugruppe ähnlich,
so daß die
Baugruppe durch jede solche Abnutzung, die auftritt, lediglich verschoben
statt geneigt wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, bewirkt eine lineare
Verschiebung weniger Verluste als ein Neigen.
-
Bei dieser Ausführungsform könnte sich
die Vorbelastungseinrichtung beispielsweise in Längsrichtung innerhalb der Durchgangsbohrung
erstrecken und so innerhalb der Durchgangsbohrung angeordnet sein,
daß sie
in Längsrichtung
gedreht werden kann (in der Art einer Wippschaukel). Diese Anordnung
bedeutet, daß wenn
eine optische Faserbaugruppe in das proximale Ende der Vorbelastungseinrichtung
eingeführt
wird und darin eingreift, die Vorbelastungseinrichtung so weggedreht
werden kann, daß im
wesentlichen keine Kraft ausgeübt
wird, bevor die Baugruppe in das distale Ende der Vorbelastungseinrichtung
eingreift, wobei die Vorbelastungseinrichtung an diesem Punkt so
geschoben wird, daß sie
in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, wodurch eine Kraft
gleichzeitig auf beide Enden der Baugruppe ausgeübt wird.
-
Die Vorbelastungseinrichtung könnte vorzugsweise
eine Konfiguration aufweisen, die geeignet ist, um den Drehvorgang
zu unterstützen.
Sie könnte
beispielsweise einen im wesentlichen planaren, langgestreckten Streifen
umfassen, der an einem geeigneten Drehgelenk, vorzugsweise an dem Längsmittelpunkt,
gehalten wird. Diese Anordnung der Vorbelastungseinrichtung ist
besonders geeignet für
eine elastische Vorbelastungseinrichtung, die beispielsweise eine
sich in Längsrichtung
erstreckende Federplatte aufweist, die um ihren Mittelpunkt gedreht
wird. Eine Kontakteinrichtung zum Eingreifen in die optische Faserbaugruppe
kann an jedem Längsende
der Vorbelastungseinrichtung bereitgestellt werden, falls dies erwünscht ist,
und so geformt und angeordnet werden, daß der Dreh vorgang unterstützt wird.
Sie könnte
beispielsweise an der Oberfläche
der Vorbelastungseinrichtung angebrachte Halbkugeln aufweisen.
-
Der Verbinder kann eine Verriegelungseinrichtung,
wie bspw. eine Verriegelungszwinge, aufweisen, um eine eingeführte optische
Faserbaugruppe in dem Verbinder zu halten. Diese Verriegelungseinrichtung
könnte
auch zum Verriegeln der Vorbelastungseinrichtung in ihrer betätigten Position
verwendet werden, falls dies geeignet und erwünscht ist. Es könnten auch
Anschläge
in der Durchgangsbohrung des Hohlkörpers bereitgestellt werden,
um zu verhindern, daß eine
optische Faserbaugruppe über einen
bestimmten Punkt hinaus eingeführt
wird.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann der Verbinder so angeordnet werden,
daß eine
optische Faserbaugruppe nur in einer bestimmten Orientierung in
bezug auf die Drehung um die Längsachse
der Durchgangsbohrung des Verbinderkörpers in den Verbinder eingeführt werden
kann. Eine solche feste Drehausrichtung kann bei manchen optischen
Systemen notwendig und erwünscht
sein. Ein Beispiel hiervon wäre dort
gegeben, wo es wichtig ist, die Polarisation von Laserstrahlung
aufrechtzuerhalten und die Polarisation aufrechterhaltende optische
Fasern verwendet werden. Ein weiteres Beispiel wäre dort gegeben, wo eine Mehrzahl
von in einer optischen Faserbaugruppe Seite an Seite verlaufenden
Fasern auszurichten sind. Es gibt häufig nur eine Drehorientierung,
wenn alle Fasern richtig mit der optischen Komponente (den optischen
Komponenten) ausgerichtet sind, mit denen sie zu koppeln sind. Durch
eine geeignete Drehbefestigung der optischen Faserbaugruppe in bezug
auf den Verbinder kann die richtige Drehausrichtung erreicht und
gewährleistet
werden.
-
Ein Weg, um dies zu erreichen, würde beispielsweise
darin bestehen, die Drehrichtungen anzugeben, die an der optischen
Faserbaugruppe und dem Verbinder auszurichten sind, so daß sie beim Gebrauch
in geeigneter Weise ausgerichtet sein können. Diese Anordnung ist jedoch
nicht unbedingt wünschenswert,
weil es jedesmal dann, wenn die optische Faserbaugruppe von dem
Verbinder entfernt wurde, erforderlich wäre, sie beim Neueinführen wieder
auszurichten.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
weist der Verbinder daher weiterhin eine trennbare Zwinge auf, die
in einer festen Orientierung in bezug auf eine Drehung um die Längsachse
der Durchgangsbohrung des Verbinders zum Verbinderkörper paßt, wobei
die Zwinge beim Gebrauch an einer optischen Faserbaugruppe befestigt
werden kann.
-
Bei dieser Anordnung kann die optische
Faserbaugruppe in den Verbinder eingeführt werden und dann nach Wunsch
drehend ausgerichtet werden, und die Zwinge kann dann an der optischen
Faserbaugruppe befestigt werden, während die Drehausrichtung zwischen
der Zwinge und der optischen Faserbaugruppe aufrechterhalten wird.
Die optische Faserbaugruppe und die daran befestigte Zwinge können dann
nachfolgend entfernt und wieder in den Verbinder eingeführt werden,
wobei gewährleistet
ist, daß sich
die optische Faserbaugruppe in der richtigen Drehorientierung befindet,
wenn die Zwinge richtig in den Verbinder eingepaßt ist. Diese Anordnung gewährleistet,
daß die
optische Faserbaugruppe, ohne die Drehausrichtung zu verlieren, entfernt
und wieder in den Verbinder eingeführt werden kann.
-
Demgemäß kann die optische Faserbaugruppe
von dem Verbinder entfernt und wieder darin eingeführt werden,
ohne daß die
Polarisationsausrichtung verlorengeht oder eine nachfolgende Drehausrichtung
erforderlich wäre.
-
Die Zwinge kann durch beliebige geeignete Mittel,
beispielsweise Feststellschrauben, an der optischen Faserbaugruppe
befestigt werden. Sie kann so angeordnet werden, daß sie durch
geeignete Mittel in einer vorbestimmten Drehausrichtung zu dem Verbinderkörper paßt, wobei
der Verbinderkörper oder
die Zwinge beispielsweise einen Stift aufweist, der in einen Schlitz
oder ein Loch in der Zwinge bzw. im Verbinderkörper eingreift.
-
Die Zwinge kann auch verwendet werden, um
die Position der optischen Faserbaugruppe entlang der Längsachse
der Durchgangsbohrung des Verbinders festzustellen, indem sie an
einem geeigneten Punkt in Längsrichtung
an der optischen Faserbaugruppe befestigt wird.
-
Eine Anzahl bevorzugter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird nun nur als Beispiel und mit Bezug
auf die anliegende Zeichnung beschrieben.
-
1 zeigt
eine seitliche Schnittansicht eines optischen Faserverbinders gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
2 zeigt
eine schematische Schnittansicht des optischen Faserverbinders aus 1.
-
3 zeigt
eine seitliche Schnittansicht eines optischen Faserverbinders gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
4 zeigt
eine schematische Schnittansicht des optischen Faserverbinders aus 3.
-
5 zeigt
eine seitliche Schnittansicht des optischen Faserverbinders aus 1, der weiterhin eine Zwinge
zum Feststellen der Drehorientierung der optischen Faserbaugruppe
aufweist.
-
6 zeigt
eine schematische End-Schnittansicht des Verbinders aus 5.,
-
7 zeigt
eine seitliche Schnittansicht des optischen Faserverbinders aus 3, der weiterhin eine Zwinge
zum Feststellen der Drehorientierung der optischen Faserbaugruppe
aufweist.
-
8 zeigt
eine schematische End-Schnittansicht des Verbinders aus 7.
-
Der optische Faserverbinder gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist einen zylindrischen Hohlkörper 2 auf,
der eine Durchgangsbohrung 3 mit einer Innenfläche 4 aufweist.
Eine hohle Hülse
oder ein Träger 6 in
Form eines zylindrischen Rohrs mit einer Durchgangsbohrung 8 paßt eng anliegend
in eine Durchgangsbohrung 3 des Hohlkörpers 3. Die Hülse 6 kann
ein Paar optischer Faserbaugruppen 11 (eine an jedem Ende) aufnehmen
und abnehmbar festhalten, wobei die optischen Faserbaugruppen durch
einen Verbinder optisch miteinander zu koppeln sind.
-
Wenngleich der äußere Körper, die Hülse und die optischen Faserbaugruppen
in Form zylindrischer Rohre ausgebildet dargestellt sind, ist zu
verstehen, daß sie,
falls gewünscht,
auch andere Geometrien aufweisen können.
-
Die optischen Faserbaugruppen 11 sind
in dieser Ausführungsform
als Linsenrohre dargestellt, die eine optische Faser und eine Linse
tragen. Die optische Faserbaugruppe ist jedoch nicht auf diese Anordnungen
beschränkt.
Sie könnte
beispielsweise einen Zylinder, der ein anderes optisches Element und
eine optische Faser aufnimmt, einen Zylinder, der eine optische
Faser allein aufnimmt, oder einfach die optische Faser selbst umfassen.
-
Die Hülse 6 nimmt eine Mehrzahl
an diskreten, einzelnen Eingriffseinrichtungen in Form von Kugeln 10,
die in Löchern
um ihren Umfang angeordnet sind, auf. Die Anordnung ist derart,
daß die
Kugeln 10 in in Umfangsrichtung beabstandeten Paaren in
Abstandsintervallen entlang der Längsachse der Verbinder-Durchgangsbohrung
angeordnet sind. Ihr Längsabstand
ist derart, daß jede
optische Faserbaugruppe in zwei Kugelpaare eingreift, wenn sie richtig
in den Verbinder eingeführt
ist.
-
Wenngleich der Verbinder gemäß dieser Ausführungsform
als einen acht Kugeln aufnehmenden Träger aufweisend dargestellt
ist, ist der Verbinder nicht darauf beschränkt, daß er diese Anzahl von Kugeln
aufnimmt.
-
Die Kugeln 10 stehen durch
die Löcher
in der Hülse
in die Durchgangsbohrung 3 vor. Sie werden in der Hülse 6 lose
an ihrem Ort gehalten, so daß sie sich
nicht in Längsrichtung
entlang der Hülse
bewegen können,
sich jedoch frei drehen können,
wenn sich eine optische Faserbaugruppe an ihnen vorbei bewegt, und
sich radial in bezug auf die Hülse
bewegen können.
Die Löcher
sind so bemessen, daß die Kugeln
nicht aus der Hülse
herausfallen können, wenn
die optischen Faserbaugruppen entfernt werden.
-
Die Durchmesser aller Kugeln 10 sind
im wesentlichen identisch, und der Durchmesser der Durchgangsbohrung 3 ist
entlang ihrer Länge
gleichmäßig. Dies
hilft dabei, eine relative Neigung zwischen den zwei eingeführten optischen
Faserbaugruppen zu verhindern. Die tatsächlichen Durchmesser der Kugeln
und der Durchgangsbohrung sind nicht so kritisch, weil, wie vorstehend
erwähnt
wurde, die Energieverluste, die durch eine Neigungsfehlausrichtung
hervorgerufen werden, größer sind
als die Energieverluste, die durch einen linearen Versatz zwischen
den Enden der optischen Faserbaugruppen hervorgerufen werden. Eine
Gleichmäßigkeit läßt sich
leichter erreichen als die absolute Genauigkeit.
-
Die optischen Faserbaugruppen 11 werden durch
Einrichtungen zum elastischen Vorbelasten in Form von Federanordnungen 14 gegen
die Kugeln 10 und damit gegen die Innenfläche des
Verbinderkörpers
gedrückt.
Jede Federanordnung 14 weist eine langgestreckte elastische
Streifenfederplatte mit zwei Kontakteinrichtungen in Form von Halbkugeln 16 an
der Fläche
auf, die der optischen Faserbaugruppe beim Gebrauch gegenübersteht.
Die Hülse 6 weist
in ihrem Umfang geeignete Löcher
auf, um zu ermöglichen,
daß die
Halbkugeln durch die Hülse vorstehen.
-
Die Federanordnungen 14 weisen
manuelle Betätigungseinrichtungen
in Form eines Stifts 17 auf, der mit dem Mittelpunkt der
Federplatte verbunden ist und sich durch die Wand des Verbinderkörpers senkrecht
zu der Längsachse
des Verbinderkörpers
nach außen
erstreckt.
-
Vor der Einführung einer optischen Faserbaugruppe
in den Verbinder befindet sich die Federanordnung 14 in
einem unbetätigten
Zustand, wobei sich der Stift 17 in seiner äußersten
Position befindet. Sobald die Baugruppe 11 vollständig in
ihre Verwendungsposition eingeführt
worden ist, kann der Stift 17 nach innen gedrückt werden,
um zu bewirken, daß die
Federanordnung 14 eine Kraft auf die Baugruppe ausübt. Die
Baugruppe wird dann gegen die Kugeln 10 gedrückt, die
wiederum gegen die Innenfläche 4 des
Verbinderkörpers 2 gedrückt werden.
-
Um die Feder 14 in ihrem
betätigten
Zustand zu halten, ist der Verbinder mit einer Verriegelungseinrichtung
in Form einer verschiebbaren Verriegelungszwinge 18 versehen.
Die Querschnittsform der Zwingen stimmt mit derjenigen des Verbinderkörpers überein,
und jede Zwinge ist entlang dem Verbinder zwischen einer Position,
in der sie einen Stift 17 abdeckt, um die Federanordnung 14 in
einem betätigten Zustand
zu halten, und einer Position, in der der Stift 17 freigelegt
ist (und daher durch die elastische Kraft der Federplatte in seine
unbetätigte
Position zurückgeführt werden
kann) verschiebbar.
-
Diese Anordnung ermöglicht es,
daß eine optische
Faserbaugruppe in den Verbinder eingeführt und aus diesem entfernt
wird, ohne daß die
Vorbelastungskraft ausgeübt
wird. Auf diese Weise kann eine erhebliche Abnutzung an einer Baugruppe, wenn
sie eingeführt
oder entfernt wird, vermieden werden.
-
Der Verbinder kann auch eine trennbare Zwinge
(nicht dargestellt) aufweisen, die in einer einzigen Orientierung
in bezug auf die Drehung um die Längsachse der Durchgangsbohrung
des Verbinders zum Hauptkörper
des Verbinders paßt.
Um dies zu erreichen, kann die Zwinge einen Stift aufweisen, der in
einen entsprechenden Schlitz an dem Verbinderkörper eingreift. Die Zwinge
kann weiterhin eine Einrichtung, wie bspw. eine Anzahl von Gewindeschrauben,
aufweisen, um zu ermöglichen,
daß sie
an einer optischen Faserbaugruppe befestigt wird. Die Zwinge ermöglicht das
Feststellen der Drehorientierung einer eingeführten optischen Faserbaugruppe
in bezug auf den Verbinder. Die optische Faserbaugruppe kann beispielsweise
um ihre Längsachse
innerhalb des Verbinders gedreht werden, bis die gewünschte Drehorientierung
erreicht wurde, beispielsweise wenn die Polarisationsachsen ausgerichtet
sind. Sobald diese Orientierung erreicht wurde, kann die Zwinge
an der optischen Faserbaugruppe festgestellt werden, wodurch die
richtige Drehausrichtung der optischen Faserbaugruppe in bezug auf
den Verbinder gewährleistet
wird, wenn die Zwinge danach richtig an den Verbinderkörper angepaßt wird.
-
Beim Gebrauch würde eine optische Faserbaugruppe
in jedes Ende des Verbinders eingeführt werden, wobei, sobald jede
Baugruppe richtig eingeführt
wurde, der entsprechende Stift 17 heruntergedrückt wird,
um die Baugruppe gegen die Kugeln 10 und damit gegen den
Hohlkörper 2 des
Verbinders zu drücken.
Es sei bemerkt, daß der
Eingriff mit der Baugruppe wegen der sphärischen Flächen der Kugeln 10 und
der Kontakteinrichtungen 16 durch Punktkontakte erfolgt,
so daß er
entsprechend dem kinematischen Prinzip hergestellt wird.
-
Zum Entfernen der Baugruppen werden
die Stufte 17 gelöst, um
die Vorbelastungskraft zu entfernen, und die Baugruppen können dann
leicht entfernt werden.
-
Während
des Einführungsvorgangs
neigt die Außenfläche einer
optischen Faserbaugruppe dazu, über
die Oberflächen
der Kugeln und die Kontaktflächen
der Vorbelastungseinrichtung zu gleiten. Dieser Gleit- bzw. Verschiebungsvorgang
neigt dazu, die Oberflächen
zu reinigen. Die verhältnismäßig hohe Belastung
an dem Kontaktpunkt zwischen der Außenfläche der optischen Faserbaugruppe
und den Kugeln und zwischen der Innenfläche 4 des Außenrohrs 2 und
den Kugeln neigt dazu, jeglichen Staub oder Schmutz zwischen den
einander berührenden Flächen herauszudrücken, was
wiederum dabei hilft, jegliche schädlichen Wirkungen infolge von
Verunreinigungen oder Schmutz zu verhindern.
-
Es ist auch wahrscheinlich, daß sich die
im Träger
untergebrachten Kugeln drehen, wenn eine Baugruppe eingeführt oder
entfernt wird, und es wird daher ein neuer Abschnitt jeder Kugel
freigelegt, um Kontakt mit der optischen Faserbaugruppe herzustellen.
Demgemäß besteht
die Tendenz, daß sich
die Abnutzung bei allen Kugeln ausgleicht. Diese Drehung hilft auch
dabei zu gewährleisten,
daß stets saubere
Oberflächen
in Kontakt sind.
-
3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei die Vorbelastungseinrichtung alternativ
angeordnet ist.
-
Bei dieser Ausführungsform weisen die Federanordnungen 14,
anstatt daß sie
durch von einem Benutzer gedrückte
Stifte betätigt
werden, langgestreckte elastische Streifen 15 auf, die
durch Drehgelenke 20, die in die Innenfläche 4 der Durchgangsbohrung 3 eingreifen,
um ihre Mittelpunkte gedreht werden. Wenn bei dieser Anordnung eine
optische Faserbaugruppe 10 in den Träger 6 eingeführt wird, verhindert
die Drehwirkung der Feder, daß eine
Kraft von der Feder auf die Baugruppe ausgeübt wird, bis ein erstes Ende 21 und
ein zweites Ende 22 der Baugruppe in Kontakt mit einem
distalen Ende 23 bzw. einem proximalen Ende 24 der
Feder stehen.
-
Wenn eine Baugruppe eingeführt wird, drückt die
Baugruppe das Ende 24 der Feder herunter, und das distale
Ende 23 bewegt sich entsprechend nach oben, während sich
die Federplatte um das Drehgelenk 20 dreht, wenn das erste
Ende 21 der optischen Faserbaugruppe das proximale Ende 24 der
Federanordnung 14 erreicht. Wenn die optische Faserbaugruppe
weiter eingeführt
wird und ihr erstes Ende 21 in Kontakt mit dem distalen
Ende 24 der Federanordnung gelangt, drückt das erste Ende 21 der
Baugruppe das distale Ende 23 der Feder herunter, und das
proximale Ende 24 der Feder bewegt sich nach oben, wenn
sich die Federanordnung wieder in entgegengesetzter Richtung um
das Drehgelenk 20 dreht. Beide Enden der Federanordnung
sind dann in Kontakt mit der optischen Faserbaugruppe, so daß eine Last
auf die Baugruppe angewendet wird, um sie gegen die Kugeln 10 zu
drücken.
Die Drehwirkung bewirkt, daß die
gleiche Last auf das erste und das zweite Ende der Baugruppe ausgeübt wird.
-
Weil bei dieser Anordnung keine Kraft
auf die optische Faserbaugruppe angewendet wird, bevor das erste
und das zweite Ende der Baugruppe in Kontakt mit dem proximalen
bzw. dem distalen Ende der Feder stehen, nutzen sich beide Enden
der Baugruppe mit der gleichen Geschwindigkeit ab. Ohne eine solche
Anordnung würde
ein wiederholtes Einführen der
Baugruppe 11 an der permanent elastischen Eingriffs-Vorbelastungseinrichtung
vorbei bewirken, daß das
erste Ende 21 der Baugruppe schneller abgenutzt wird als
das zweite Ende 22, weil das zweite Ende bei jedem Einführen nur
an einem Satz von Kugeln 10 vorbeiläuft, während das erste Ende (gemäß der dargestellten
Ausführungsform)
an zwei Sätzen
vorbeiläuft.
Eine solche gleichmäßige Abnutzung
der Baugruppe bewirkt nur eine gleichmäßige lineare Verschiebung der
optischen Faserbaugruppe, während
im Fall einer ungleichmäßigen Abnutzung
des ersten und des zweiten Endes der Baugruppe eine Neigung der
Längsachse
der Baugruppe in bezug auf die Mittelachse des Verbinders hervorgerufen
werden könnte.
Wie vorstehend erwähnt wurde,
bewirkt eine Neigung einen größeren Strahlungsenergieverlust
als eine lineare Verschiebung.
-
In den 5 und 6 sowie 7 und 8 sind
Modifikationen an der ersten bzw. der zweiten Ausführungsform
dargestellt, um das Feststellen einer Drehorientierung der eingeführten optischen
Faserbaugruppe zu ermöglichen.
Bei diesen Anordnungen sind Zwingen 30 bereitgestellt,
die jeweils einen Stift 31 aufweisen, der in einen entsprechenden
Schlitz 32 in der Hülse 6 eingreift.
Die Zwingen können
durch Gewindeschrauben 33 an der optischen Faserbaugruppe 11 befestigt
werden. Die Anordnungen des Stifts 31 und des Schlitzes 32 bedeuten,
daß die Zwingen 30 und
die Hülsen 6 nur
in einer einzigen Drehorientierung passen. Demgemäß kann durch Feststellen
der Zwinge an der Baugruppe 11 ihre Drehorientierung beim
Einführen
festgestellt und zuverlässig
wiederholt werden.