DE69938519T2 - Faseroptische Steckereinheit - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf optische Verbinder und insbesondere auf einen Verbinder und eine Aufnahmeanordnung mit einer minimalen Anzahl von Komponenten.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gegenwärtige Telekommunikationstechniken verwenden in zunehmendem Umfang optische Fasern zur Signalübertragung. Die Verwendung von optischen Fasern wiederum erfordert zahlreiche zusätzliche Komponenten, die besonders angepasst sind, um die Licht- oder Optikübertragung zu handhaben, und umfassen Optikfaserverbinder, die wesentlich für praktisch alle Optikfasersysteme sind. Verbinder können verwendet werden, um Fasersegmente miteinander zu verbinden, um längere Längen zu erzeugen; um eine Faser oder mehrere Fasern mit aktiven Vorrichtungen zu verbinden, die einen Teil des Kommunikationssystems bilden, wie z. B. Strahlungsquellen, Detektoren, Verstärker, Repeater oder ähnliches; oder um die Faser mit verschiedenen Typen von passiven Vorrichtungen zu verbinden, wie z. B. Schaltern, Teilern oder Dämpfern. Es ist höchst wünschenswert, wenn nicht notwendig, dass die Verbinder ihre Funktion mit einem Minimum an Signalverlust ausführen, und dass die Herstellung einer Verbindung so einfach und so schnell wie möglich erreicht wird. Die zentrale Funktion eines Optikfaserverbinders oder mehrerer Verbinder, die am häufigsten in angrenzender Beziehung sind, ist das Positionieren und die Beibehaltung von zwei Optikfaserenden so, dass ihre zentralen Kerne ausgerichtet und in Kontakt miteinander sind, wodurch eine maximale Übertragung von optischen Signalen von einer Faser zu der anderen sichergestellt wird. Das Erreichen dieses Wunschzustands ist eine besonders heraus fordernde Aufgabe, insofern, als die Licht schwebende Region (der Kern) einer optischen Faser relativ klein ist, im Bereich von acht Mikrometern (8 μm) Durchmesser für eine Einmodenfaser. Eine andere Funktion eines Optikfaserverbinders ist es, eine mechanische Stabilität und einen Schutz der tatsächlichen Verbindung in der Arbeitsumgebung zu liefern. Das Erreichen einer maximalen Signalübertragung (minimaler Einfügungsverlust) ist eine Funktion der Ausrichtung der Faserkerne, der Breite des Zwischenraums zwischen den Faserenden und des Oberflächenzustands der Faserendflächen. Stabilität und Übergangsschutz sind im Allgemeinen Funktionen des Verbinderentwurfs, die das verwendete Material umfassen. Zum Beispiel umfasst ein Verbinder im Allgemeinen einen Glas- oder Keramikzylinder, der die Faser enthält, die verbunden werden soll, und deren Endfläche entworfen ist, um gegen die Endfläche eines ähnlichen Zylinders in dem dazu passenden Verbinder anzugrenzen. Ein solcher Zylinder wird üblicherweise eine Hülse genannt und funktioniert nicht nur, um den Kern der Faser auszurichten, sondern seine Endfläche ist ferner ausreichend glatt und flach, um ein einheitliches Angrenzen gegen die Endfläche der dazu passenden Hülse sicherzustellen.
  • Es werden gegenwärtig viele unterschiedliche Verbindertypen verwendet, wobei alle derselben darauf abzielen, einen niedrigen Einfügungsverlust innerhalb der Verbindung und eine Stabilität zu erreichen. Ein solcher Verbinder ist in dem U.S.-Patent 4,934,785 von Mathis u. a. gezeigt und weist eine zylindrische Hülse, ein Basisbauglied, das die Hülse hält, eine Kompressionsfeder und ein Gehäuse auf, das die Hülse und die Feder umgibt. Die Hülse wird starr in dem Gehäuse durch ein geeignetes Haftmittel gehalten, und die Kompressionsfeder übt eine axiale Kraft auf die Hülse und das Gehäuse aus, so dass die Endfläche der Hülse in Kontakt mit der dazu passenden Hülse des zweiten Verbinders beibehalten wird. Obwohl ein solcher Verbinder seine Funktion gut ausführt, weist er eine hohe Teileanzahl auf, die in einer relativ komplexen Anordnung aufgebaut sind. Eine hohe Anzahl von Teilen bedeutet einen teureren Verbinder und ferner das Risiko von verlorengehenden Teilen während der Montage, insbesondere auf dem Gebiet. Mit der zunehmenden Verwendung von Optikfasern als Übertragungsmedium erster Wahl besteht ein Bedarf nach Hochdichte-Verbindungsanordnungen, also erhöhen teure Verbinder mit einer großen Anzahl von Teilen die Kosten solcher Verbindungsanordnungen unverhältnismäßig.
  • Ein anderer Verbindertyp ist in dem U.S.-Patent 5,481,634 von Anderson u. a. gezeigt und weist eine zylindrische Keramikhülse auf, die in einem Kunststoffbasisbauglied enthalten ist, um die Faserhaltestruktur zu bilden. Die Faserhaltestruktur ist innerhalb eines zylindrischen Gehäuses befestigt, das eine Öffnung darin aufweist, durch die die Hülse hervorsteht. Eine zylindrische Feder umgibt das Basisbauglied und tritt mit einer Innenoberfläche des Gehäuses in Wechselwirkung, um die Hülse axial auswärts von der Gehäuseöffnung zu drängen. Das Gehäuse weist eine Federeinrastung vom frei schwebenden Typ auf, die an einer Außenseite des Verbinders angeordnet ist, der manuell wirksam ist und der mit einer Schulter innerhalb der Aufnahmeeinrichtung zusammenpasst, um den Verbinder darin einrasten zu lassen. Während dieser bestimmte Verbindertyp ohne weiteres für eine Miniaturisierung geeignet ist, weist er eine relativ hohe Teileanzahl auf und unterliegt daher denselben Einschränkungen wie der Verbinder von Mathis u. a. Zusätzlich dazu ist die Kompressionsfeder im Wesentlichen ein lockeres Teil und kann daher ohne weiteres falsch platziert werden oder während der Montage des Verbinders verlorengehen.
  • Beide der oben erwähnten Verbinder sind darstellend für Typen vom Stand der Technik, die praktisch alle Spulenfedern verwenden, um die Kontaktierungskraft auszuüben. Bei vielen Verbindern kompensieren die Federn ferner ein Überlaufen. Das heißt, wenn eine Verbindung mit einem LC-Typ-Verbinder hergestellt wird (Anderson u. a.), sitzt die Hülse erst auf der optischen Schnittstelle der dazu passenden Hülse (oder aktiven Vorrichtung). Es ist dann notwendig, dass das Steckgehäuse weiter weiterbewegt wird, bis die frei schwebende Einrastung die Einrastschulter an der Aufnahmeeinrichtung oder dem Adapter freigibt. Die Feder absorbiert diesen zusätzlichen axialen Vorschub, und sobald die Einrastung in Eingriff ist, übt die Feder, die komprimiert ist, weiter eine axiale Kraft zwischen der Einrastung und dem Steckerkörper aus, um einen engen Kontakt an der Schnittstelle beizubehalten.
  • Es gab Verbinderanordnungen, die auf das Reduzieren der Anzahl von Teilen bei der Verbinderanordnung abzielen. Zum Beispiel ist in dem U.S.-Patent 5,719,977 von Lampert u. a. ein Verbinder mit einem einstückig geformten Kunststoffgehäuse mit einer äußeren frei schwebenden Einrastung offenbart. Der Verbinder weist eine zylindrische Struktur auf, die sich hin zu dem Vorderende des Gehäuses erstreckt, das einen axialen Durchgang darin zum Aufnehmen einer Optikfaser aufweist. Das zylindrische Bauglied wird starr innerhalb des Gehäuses gehalten und vermeidet die Verwendung einer Feder zum Ausüben einer Kontakierungskraft, und der Verbinder ist angepasst, um mit einem herkömmlichen Verbinder innerhalb eines Adapters zusammenzupassen, wobei der herkömmliche Verbinder eine Feder zum Ausüben der axialen Kontakierungskraft aufweist. Somit weist der Verbinder dieser Anwendung eine sehr niedrige Teileanzahl auf, ist jedoch von dem dazu passenden Verbinder abhängig, um die notwendige axiale Kontakierungskraft zu liefern.
  • Optische Glasfasern wurden vordem primär verwendet, um optische Signale zu Teilnehmergelände zu bringen, wo sie in elektrische Signale transformiert zur Verteilung über das Gelände werden. Es fand jedoch eine Bewegung hin zu einer Erweiterung der optischen Signale in das und hindurch durch das Teilnehmergelände statt, aufgrund der Entwicklung von optischen Kunststofffasern (POF; plastic optical fiber). POF hat viele Vorteile gegenüber optischen Glasfasern (GOF; glass optical fiber) für eine solche Verwendung. POF ist nicht so spröde wie GOF und erfordert keine extreme Sorgfalt in der Handhabung. POF ist weniger teuer als GOF, wodurch es attraktiv für eine lokale Verwendung gemacht wird. Ferner erfordert POF normalerweise nicht die Ausrichtungspräzision, die durch GOF erforderlich ist. Andererseits weist POF einen höheren Signalverlust auf und weist nicht die optische Durchlasszahl von GOF auf, und wird somit vorzugsweise bei kürzeren Übertragungsspannen verwendet, wie z. B. innerhalb des Teilnehmergeländes. Es wird erwartet, dass verschiedene Verbindungen zu den verschiedenen Vorrichtungstypen durch den Teilnehmer oder Kunden hergestellt werden, somit werden die Verbindungen durch weniger komplizierte oder nicht so hochentwickelte Verbinder ermöglicht. Solche Verbindungen können mit VCRs, Fernsehgeräten, Camcordern und anderen Typen einer Heimausrüstung sowie mit Telefonen, Computern und ähnlichem hergestellt werden.
  • Was benötigt wird und was auf dem Stand der Technik noch zu fehlen scheint, ist ein optischer Verbinder mit einer niedrigen Teileanzahl, reduzierter Größe und der ohne weiteres in eine zugeordnete Aufnahmeeinrichtung einfügbar und aus derselben entfernbar ist, ohne ein Werkzeug oder den Bedarf zum Greifen der gegenüberliegenden Seiten desselben, was schwierig auszuführen ist, wenn eine Anzahl von Verbindungen zusammengedrängt ist, während sichergestellt wird, dass ein positiver optischer Kontakt mit dem dazu passenden Verbinder oder Ausrüstungsanschluss hergestellt ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Verbinder der vorliegenden Erfindung und sein zugeordneter Adapter werden zum Abschließen einer optischen Faser verwendet, insbesondere einer POF, während ein positiver optischer Kontakt für eine optimale Signalübertragung sichergestellt wird. Der Verbinderstecker der Erfindung weist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel derselben ein einzeln geformtes Kunststoffteil mit einem Durchgang auf, der sich axial dadurch erstreckt. Der Durchgang weist eine Faserhalteeinrichtung und einen verjüngten Abschnitt auf, der sich von der Halteeinrichtung zu dem Rückende des Steckers erstreckt. Bei POF ist die isolierende und schützende Umhüllung, die die Faser umgibt, mit der Faser verbunden. Somit, wenn die Faser in dem Verbinder befestigt ist, wird sie fest angebracht an den Verbinder gehalten.
  • Eine frei schwebende Einrastung ist an dem Stecker benachbart zu dem Vorderende desselben befestigt (oder einstückig mit demselben) und erstreckt sich aufwärts und rückwärts von demselben. Ein frei schwebendes Auslöserbauglied ist an dem Stecker benachbart zu dem Rückende desselben befestigt und erstreckt sich aufwärts und vorwärts von dem Stecker und das Vorderende des Auslösers überlagert das freie Ende der frei schwebenden Einrastung. Auf der oberen Oberfläche des frei schwebenden Einrastarms ungefähr in der Mitte zwischen den Enden desselben liegt eine Verriegelungslasche zum Verriegeln der Einrastung und somit des Steckers in axialer Position gegen rückwärts gerichtete axiale Kräfte. Auf jeder Seite des frei schwebenden Einrastarms ist eine abgerundete Klemmnase, die sich aufwärts erstreckt und ungefähr in der Mitte zwischen den zwei Enden des frei schwebenden Einrastarms positioniert ist.
  • Die Aufnahmeeinrichtung oder der Adapter weisen eine Öffnung darin und eine sich intern erstreckende Bohrung auf, die geformt ist, um den Stecker und die frei schwebende Einrastung aufzunehmen. Die Abmessungen der Bohrung sind derart, dass, wenn der Stecker in den Adapter eingefügt ist, der frei schwebende Einrastarm niedergedrückt wird, bis die Verriegelungslasche eine Schulter in der Bohrung passiert, wobei an diesem Punkt die Elastizität des Arms verursacht, dass die Verriegelungslasche aufwärts springt, um gegen die Schulter zu tragen und den Stecker gegen eine Rückwärtsspannung zu sichern. Auf jeder Seite der Schulter und sich davon erstreckend in einer Vorwärtsrichtung sind eine erste und eine zweite schräge oder geneigte Oberfläche, die aufwärts hin zu dem wirksamen Ende des Adapters geneigt sind und gegen die die abgerundeten Klemmnasen angepasst sind, zu tragen, wenn der Stecker in den Adapter eingefügt ist. Die natürliche Elastizität des frei schwebenden Einrastarms zwingt die Nasen in Kontakt mit den geneigten Oberflächen, mit einer daraus resultierenden Abwärts- und Vorwärtskraft, die durch die Nasen auf den Stecker ausgeübt wird. Somit neigen die Nasen dazu, sich die Steigung hinauf zu bewegen, und das Hülsenbauglied wird vorwärts in Kontakt mit dem dazu passenden Koppler oder Faserende bewegt. Die Federung oder Elastizität des frei schwebenden Einrastarms liefert dadurch die gewünschte axiale Kontakierungskraft. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Schulter an der Basis der geneigten Oberflächen gebildet und die Klemmnasen sind angepasst, um gegen die Schulter zu tragen, um rückwärts ziehenden Kräften zu widerstehen. Bei dieser Anordnung werden die Einrastlaschen und die Schulter nicht benötigt.
  • Die Verbinderanordnung der Erfindung weist somit sehr wenige Teile auf, ist wirtschaftlich herzustellen und ist so einfach zu bedienen wie eine Standardtelefonbuchse und macht die Verwendung einer Optikfaser innerhalb des Teilnehmergeländes plausibel.
  • Die zahlreichen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind besser aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen wird.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Draufsicht eines LC-Typ-Verbinders gemäß dem Stand der Technik, wie er zum Verbinden von Optikfasern verwendet wird;
  • 2 ist eine Querschnittsansicht des Verbinders entlang der Linie I-I aus 1;
  • 3 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des Verbinders aus 1 und 2;
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht des Verbinders aus 1, 2 und 3, wie aufgebaut;
  • 5 ist eine Draufsicht des Verbinders der Erfindung, eingefügt in den Adapter oder die Aufnahmeeinrichtung;
  • 6 ist eine Seitenaufrissansicht der Anordnung aus 5;
  • 7 ist eine Endansicht des wirksamen oder dazu passenden Endes (Gegenendes) der Anordnung aus 5 und 6;
  • 8 ist eine Endansicht des Rück- oder Kabel-(oder Faser-)Eintrittsendes der Anordnung aus 5 und 6;
  • 9 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Verbinder- und Adapteranordnung aus 5 und 6;
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht der Verbinder-Adapter-Anordnung, wie aufgebaut;
  • 11 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung der Erfindung entlang der Linie II-II aus 6;
  • 12 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung der Erfindung entlang der Linie III-III aus 5, die eine Zwischenposition des Verbinders innerhalb des Adapters darstellt;
  • 13 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung der Erfindung entlang der Linie III-III aus 5, die die eingerastete Position des Verbinders innerhalb des Adapters darstellt;
  • 14 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung der Erfindung entlang der Linie IV-IV aus 6;
  • 15 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung der Erfindung entlang der Linie V-V aus 6;
  • 16 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung der Erfindung entlang der Linie VI-VI aus 5, die den Verbinder teilweise eingefügt in die Aufnahmeeinrichtung oder den Adapter zeigt;
  • 17 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung der Erfindung entlang der Linie VI-VI aus 5, die den Verbinder in seiner eingerasteten Position innerhalb des Adapters zeigt;
  • 18 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung der Erfindung entlang der Linie VI-VI aus 5, die den Verbinder in seiner vorwärts vorgespannten Position innerhalb des Adapters zeigt;
  • 19 ist eine Detailansicht, die aus 18 entnommen ist;
  • 20 ist ein Detail aus 19, das die Kräfte auf den Verbinder zeigt, wenn er innerhalb des Adapters angeordnet ist;
  • 21 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verbinders;
  • 22 ist eine Querschnittsansicht der Verbinder- und Adapteranordnung aus 21; und
  • 23 ist eine detaillierte Ansicht eines Teils der Verbinder- und Adapteranordnung aus 21 und 22.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 ist eine Draufsicht eines LC-Verbinders 11 gemäß dem Stand der Technik und 2 ist ein Querschnitt desselben entlang der Linie I-I aus 1. Zusätzlich dazu ist 3 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines LC-Verbinders und 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Details desselben.
  • Der Verbinder 11, der, wie in den verschiedenen Ansichten gezeigt ist, eine im Allgemeinen rechteckige Konfiguration aufweist, weist ein gebohrtes Gehäusebauglied 12 auf, das innerhalb einer Bohrung 15 und darin axial ausgerichtet eine Hülse 13 und ein Fassungsbauglied 14 aufweist, an dem die Hülse 13 befestigt ist. Das Fassungsbauglied 14 weist einen vergrößerten Abschnitt oder Flansch 16 auf, der eine Schulter bildet, gegen die ein Ende einer gewickelten Feder 17 trägt, die die Fassung umgibt. Das andere Ende der Feder 17 drückt gegen eine Schulter, die in der Bohrung 15 innerhalb des Gehäuses 12 gebildet ist. Folglich weist die Hülsen- und Fassungsanordnung eine Vorwärtsvorspannung relativ zu dem Gehäuse 12 auf, die, wie hierin vorangehend erörtert wurde, einen gegenüberstehenden Kontakt der Hülsenendfläche 18 mit der Hülsenendfläche eines Gegen-Verbinders oder einer -Ausrüstung (nicht gezeigt) sicherstellt. Eine Optikfaser 19, die locker in eine Umhüllung 21 mit Kevlar-Festigkeit-Baugliedern eingehüllt ist, tritt in den Verbinder 11 durch eine Zugentlastungshülle 22 und ein Basisbauglied 23 ein, das Einrastungen 24 zum Befestigen an dem Gehäuse 12 an der Rückseite desselben aufweist. Die Rückseite des Basisbauglieds 23 weist einen gerillten Abschnitt 26 auf, der sich radial von demselben erstreckt, auf dem die Umhüllung 21 oder die Zugentlastungsbauglieder festgehakt werden. Dies wird durch die Tatsache möglich gemacht, dass die optische Glasfaser 19 locker von einer Umhüllung 21 umgeben ist, so dass die Umhüllung 21 gezogen werden kann, ohne die Faser 19 zu beeinflussen. In 3 und 4 ist ein schützender Endstecker 27 gezeigt, der die Endfläche 18 der Hülse 13 während der Handhabung schützt. Der Endstecker 27 wird natürlich vor der Installation des Verbinders entfernt.
  • Eine Außenoberfläche des Gehäuses 12, wie in 2, 3 und 4 gezeigt, die obere Oberfläche, weist sich erstreckend von derselben einen frei schwebenden Einrastarm oder ein Bauglied 28 auf, das ein Ende 29 aufweist, das an dem Gehäuse 12 befestigt ist, und ein freies distales Ende 31, wie gezeigt ist. Das Einrastbauglied 28 weist eine erste und zweite Nase oder Schulter 32 und 33 auf, die angepasst sind, um Einrastschultern in der Verbinderaufnahmeeinrichtung oder dem Adapter in Eingriff zu nehmen (nicht gezeigt). Wenn der Verbinder 12 in einen Adapter oder eine Aufnahmeeinrichtung eingefügt ist, wird der Einrastarm 28 zusammengedrückt, wenn der Verbinder vorwärts bewegt wird, bis ein Spielraum innerhalb des Adapters ermöglicht, dass die Nasen 32, 33 in einen Einrasteingriff mit den Schultern schnappen, die innerhalb des Adapters gebildet sind. Wenn erwünscht ist, den Verbinder aus dem Adapter zu entfernen, gibt die Vertiefung des freien Endes 31 des Einrastarms 28 die Nasen aus den Schultern frei und der Verbinder kann herausgezogen werden. Wie am besten in 2 ersichtlich ist (in 3 und 4 nicht gezeigt), weist ein frei schwebendes Auslöserbauglied 34, das ein Ende 36 aufweist, das an dem Gehäuse 12 befestigt ist, oder das an dem Basisbau glied 23 befestigt sein kann, sein freies Ende 37 derart auf, dass es das freie Ende 31 des Einrastarms 28 überlagert. Wenn ein Benutzer wünscht, den Verbinder aus seinem zugeordneten Adapter oder seiner Aufnahmeeinrichtung zu entfernen, kann er oder sie den Einrastarm niederdrücken, durch Niederdrücken des freien Endes 37 des Auslöserbauglieds 34. In einem beengten Bereich, oder wo eine Anzahl von eng benachbarten Verbindern vorliegt, ermöglicht das Auslöserbauglied 34 den Prozess einer Verbinder-Entfernung oder -Trennung ohne ein physisches Greifen der Seiten des Verbinders zu erfordern.
  • Der LC-Typ-Verbinder weist eine Teileanzahl auf, die unerwünscht hoch ist, bis zu 17 separate Teile bei einer Dualinstallation z. B. Somit, obwohl es ein relativ einfacher Verbindertyp ist und sich ohne weiteres für eine Größenreduzierung eignet, fehlt ihm die erforderliche niedrige Teileanzahl, um eine Heimanwendung mit der POF vollständig durchführbar zu machen. Der Rest der Beschreibung befasst sich mit Modifikationen an dem LC-Typ-Verbinder, um diese erwünschten Ziele zu erreichen, obwohl die Erfindung in keiner Weise auf einen LC-Typ-Verbinder beschränkt ist.
  • 5 und 9 sind eine Draufsicht und eine Seitenaufriss- und eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Verbinder- und Adapteranordnung der vorliegenden Erfindung. Die Anordnung weist ein Aufnahme- oder Adapterbauglied 38 mit einer Bohrung 39 auf, die sich durch dasselbe zum Aufnehmen eines Verbindungsbauglieds 41 erstreckt, wie hierin nachfolgend umfassender erörtert wird. Ein Auslöserhalterungsbauglied 42 mit einem frei schwebenden Auslöser 43, der an einem Ende desselben befestigt ist, ist an dem Verbinder 41 durch die Einrasteinrichtung 44 an dem Bauglied 42 und Rillen 46 an dem Verbinder 41 eingerastet. Das Auslöserhalterungsbauglied 42 ist als ein Duplexbauglied gezeigt, d. h. es weist zwei Öffnungen 47 zum Aufnehmen von Verbindern 41 auf. Der Adapter 38 ist jedoch als ein einzelnes Verbinderaufnahmebauglied gezeigt, obwohl er eben falls eine Duplexanordnung sein kann. Ferner kann das Auslöserhalterungsbauglied 42 einstückig mit dem Verbinder 41 hergestellt sein oder anderweitig an demselben befestigt sein. Der Verbinder 41 weist einen frei schwebenden Einrastarm 48 auf, der an seinem proximalen Ende 49 an dem Verbinder 41 befestigt ist. Der Arm 48 ist vorzugsweise mit dem Verbinder 41 geformt, entweder in einer Einfach- oder Dualversion, aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, und ist somit einstückig mit demselben. Auf der oberen Oberfläche des Arms 48 ungefähr in der Mitte zwischen dem distalen und dem proximalen Ende desselben befindet sich ein Einrastvorsprung oder eine Nase 51, und auf jeder Seite davon eine abgerundete Klemmnase 52, wobei nur eine derselben gezeigt ist. Wie am besten in 6 gezeigt ist, überlagert das distale Ende des Auslöserarms 43 das distale Ende des Einrastarms 48 für eine Betätigung, wie hierin vorangehend beschrieben wurde. Wie in den verbleibenden Figuren deutlicher gezeigt ist, ist die Bohrung 39 in dem Adapter 38 rechteckig zum Aufnehmen eines Rechteckverbinders 41 und öffnet sich in einen ersten Kanal 53, der sich seinerseits in einen zweiten Kanal 54 öffnet. Der erste Kanal 53 ist breit genug, um beide Klemmnasen 52 unterzubringen, und der zweite Kanal 54 ist breit genug, um den frei schwebenden Einrastarm 48 unterzubringen. Der Adapter 38 selbst kann an einer Ausrüstung oder an einer Verbinderplatte oder anderswo durch eine geeignete Einrichtung befestigt sein, was nicht gezeigt ist. Ein besseres Verständnis des Aufbaus und der funktionalen Beziehung des Verbinders 41 und des Adapters 38 ergibt sich Bezug nehmend auf 11 bis 20.
  • 11, die eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus 6 ist, zeigt die Konfiguration und Beziehung von drei Basisteilen der Verbinder-Adapter-Anordnung der vorliegenden Erfindung. Der Verbinder 41 weist ein Kabel- oder Faseraufnahmeende 56 zum Aufnehmen einer optischen Kunststofffaser 57 auf und seine Umhüllung 58 ist damit verbunden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das operative Ende 59 des Verbinders 41 eine Wiederein trittskonstruktion auf, die eine röhrenförmige Hülse 61 bildet, und eine Bohrung 62 erstreckt sich von dem Vorderende 59 des Verbinders 41 zu dem Hinterende 56. Die Bohrung 62 weist einen intern mit einem Gewinde versehenen, vergrößerten Abschnitt 63 auf, der ungefähr in der Mitte zwischen den Enden 56 und 59 des Verbinders 41 beginnt und sich eine kurze Distanz hin zu dem Ende 56 erstreckt, wie gezeigt ist. Eine nach außen hin verjüngter Abschnitt 64 erstreckt sich von dem Hinterende des Gewindeabschnitts 63 zu dem Ende 56. Der verjüngte Abschnitt 64 ermöglicht eine Einfügung der umhüllten Faser in den Verbinder 41, wobei bei einer Länge der Faser die Umhüllung abgestreift ist. Wenn die umhüllte Faser den Gewindeabschnitt 63 erreicht, wird sie weiter durch Schrauben der weichen elastischen Umhüllung in den Gewindeabschnitt 63 vorgeschoben. Einer der Unterschiede zwischen GOF und POF ist, dass bei GOF die Glasfaser locker innerhalb der Umhüllung ist, wohingegen die Kunststofffaser innerhalb der Umhüllung fest ist. Somit können die externen Rillen des standardmäßigen LC-Verbinders, wie in 4 gezeigt ist, z. B. nicht verwendet werden, um die Umhüllung an dem Verbinder zu befestigen. Aus diesem Grund wird der interne Gewindeabschnitt 63 verwendet, um die Umhüllung 58 und die Faser 57 innerhalb des Verbinders zu befestigen. Ferner ist für POF die Ausrichtungspräzision, die für GOF erforderlich ist, die eine keramische, metallische oder Glas-Hülse erfordert, nicht erforderlich und die Hülse 61 kann einstückig mit dem Verbinder 41 geformt sein und dient primär als ein Träger für die Faser 57 und nicht als eine Präzisionsausrichtungsvorrichtung. Auf ähnliche Weise weist der Adapter 38 einen Wiedereintrittsabschnitt 66 auf, der einstückig mit demselben gebildet ist und ein Rohr 65 zum Aufnehmen und Ausrichten der Hülse 61 bildet, was der standardmäßige LC-Verbinder nicht aufweist. Das Auslöserhalterungsbauglied 42 ist in 11 derart gezeigt, dass es vor Ort durch eine Einrasteinrichtung 44 und Einrastrillen 46 eingerastet ist. Somit, soweit beschrieben wurde, weist die Einzelfaser-Verbinder-Adapter-Anordnung drei separate Teile auf; den Verbinder 41, den Adapter 38 und das Auslöserhalterungsbauglied 42, obwohl das Bauteil 42 einstückig mit dem Verbinder 41 sein kann, wobei in diesem Fall nur zwei Teile vorliegen, im Gegensatz zu zumindest sechs Teilen für den standardmäßigen LC-Verbinder.
  • 12 zeigt den Verbinder 41, wie er in den Adapter 38 eingefügt ist, und stellt dar, wie die Einrastlasche 51 an dem frei schwebenden Einrastarm 48 in die Einrastposition einschnappt. Die obere Oberfläche des zweiten Kanals 54 weist einen geneigten Abschnitt 67 auf, der in den Adapter 38 führt, der, wenn sich der Verbinder in der Richtung des Pfeils bewegt, die Lasche abwärts drängt. (Wie hierin nachfolgend erklärt wird, führen auch Klemmnasen 52 diese Funktion aus.) Die Lasche 51 und der Arm 48 bleiben gedrückt, bis die Lasche 51 eine Öffnung 68 in dem Adapter 38 antrifft, die eine Schulter 69 innerhalb des zweiten Kanals 54 bildet. Die Elastizität des Arms 48 verursacht, dass die Einrastlasche 51 aufwärts in die Öffnung 68 einschnappt, und somit, wenn eine Kraft entgegen der Richtung des Pfeils auf den Verbinder 41 ausgeübt wird, grenzt die Lasche 51 gegen die Schulter 69 an und verhindert, dass der Verbinder 41 herausgezogen wird, wie in 13 und 14 gezeigt ist.
  • 15, 16, 17 und 18 zeigen die Aktion der Klemmnasen 52 während und nach der Einfügung des Verbinders 41 in den Adapter 38. Der Einfachheit halber wurde das Bauglied 42 aus 16 weggelassen. Wie am besten in 15 gezeigt ist, ist der erste Kanal 53 etwas breiter als der Einrastarm 48 mit den zwei Klemmnasen 52 an jeder Seite desselben, so dass der Arm 48 sich frei in einer Längs- oder Axialrichtung darin bewegen kann. Die obere Oberfläche des Kanals 53 ist durch den zweiten Kanal 54 unterbrochen, der, da er schmaler ist als der Kanal 53, die erste und zweite schmale Klemmoberfläche 72 und 73 bildet. Wie am besten in 16, 17 und 18 gezeigt ist, weisen die Oberflächen 72 und 73 eine leichte Abwärtsneigung von der Rückseite des Adapters 38 hin zu der Vorderseite auf, gegen die die Klemmnasen 52 gleiten, wenn der Verbinder 51 in den Adapter 38 eingefügt und vorwärts gedrückt wird. Diese Abwärtsneigung funktioniert, um den Einrastarm 48 abwärts zu drängen, wenn der Verbinder vorwärts bewegt wird. Eine Einkerbung 74 ist in jeder der Klemmoberflächen 72 und 73 gebildet, die eine geneigte Klemmrampe 76 aufweist, die von einem Punkt etwas vorwärts von der Schulter 69 beginnt und aufwärts von hinten nach vorne in einem Winkel θ geneigt ist, der vorzugsweise in einem Bereich von 20° bis 45° liegt, wobei 27,3° ein optimaler Wert ist. Wenn der Verbinder 41 in den Adapter 38 eingefügt ist, wird der Einrastarm 48 niedergedrückt, wie in 16 gezeigt ist, als Ergebnis der Klemmaktion der geneigten Klemmoberflächen 72 und 73, bis die Klemmnasen 52 in die Einkerbung 74 eintreten und beginnen, aufwärts und vorwärts auf der geneigten Klemmoberfläche 76 zu gleiten. Diese Aufwärts- und Vorwärtsbewegung ist am besten verständlich Bezug nehmend auf 19 und 20. 19 zeigt eine Klemmnase 52 auf der Oberfläche 76 und 20 zeigt die Kräfte darauf, die aus der inhärenten Fedrigkeit des Einrastarms 48 resultieren. Diese Kräfte existieren sogar in Abwesenheit einer externen Kraft, und es gibt, wie in 20 gezeigt ist, eine resultierende Abwärts- und Vorwärtskraft, die mit P gekennzeichnet ist. Diese Vorwärtskraft ist die Entsprechung der Kontakierungskraft, die durch die Spulenfeder in dem standardmäßigen LC-Verbinder geliefert wird. Wenn sich die Einrastlasche 51 vorbei an der Schulter 69 bewegt, verursacht die Federkraft, die durch den Einrastarm 48 ausgeübt wird, dass sie aufwärts in die Öffnung 68 schnappt, wie in 17 gezeigt ist, was dadurch möglich gemacht wird, dass jede der Klemmnasen 52 gegen die geneigte Oberfläche innerhalb der Einkerbung 74 drückt, wodurch eine Aufwärtsbewegung des Einrastarms 48 ermöglicht wird. Wenn der Verbinder 41 somit in dem Adapter 38 eingesetzt und gesichert ist, muss keine weitere Kraft durch den Installateur oder die Bedienperson ausgeübt werden, um die Verbindung herzustellen. Es wird jedoch immer noch eine Vorwärtskraft ausgeübt, da die Federkraft des Einrastarms 48 die Klemmnasen 52 gegen ihre entspre chenden Neigungen 76 drängt, und diese Kraft stellt eine ordnungsgemäße Stoßineingriffnahme der Fläche der Hülse und der Optikfaser sicher, die darin enthalten ist, mit einem dazu passenden Koppler oder einer Verbindung. Die resultierende Konfiguration ist in 18 gezeigt.
  • Die Verbinder-Adapter-Anordnung, wie in 18 gezeigt ist, kompensiert einen Überlauf auf die Weise der Spulenfeder, wie hierin vorangehend erörtert wurde, und stellt sicher, dass immer eine positive Kontraktionskraft auf die Fläche der Hülse ausgeübt wird. Um dieses Ziel sicherzustellen, muss der Winkel θ der Neigungsoberfläche 76 ausgewählt sein, um eine variable Positionierung des Steckers oder Verbinders 41 zu ermöglichen, um Toleranzen an den Positionssteuerungsmerkmalen an dem Verbinder oder. Stecker und dem Adapter zu kompensieren. Zusätzlich dazu muss der Winkel θ derart sein, dass der Verbinder immer eine Vorwärtsaxialbelastung aufweist. Somit muss die Vorwärtsaxialkraft größer sein als die Reibungswiderstandskraft, d. h. der Winkel θ der Rampe 76 muss größer sein als der Reibungswinkel. Bezug nehmend auf 20 werden folgende Beziehungen beobachtet: N = Pcos θ (1) F = Psin θ (2) f = Reibungswiderstand = Ntan ∅ (3)wobei ∅ der Reibungswinkel ist und tan θ > tan ∅ (4)
  • Die Ungleichheit (4) stellt sicher, dass eine Endflächenkontaktierungskraft an der optischen Schnittstelle vorliegt. Die Abmessung A, gezeigt in 12, die die Distanz von der Tragefläche 77 der Einrastlasche 51 zu der optischen Schnittstelle 78 der Hülse 61 ist, wird durch Polieren der Tragefläche 77 gesteuert, um sicherzustellen, dass die Einrastposition, die in 13 gezeigt ist, etwas weniger ist als die Anstoßposition der Schnittstelle 78. Die Wechselwirkung der Klemmnase 52 mit der Rampe 76 stellt dann sicher, dass eine Vorwärtsvorspannungskraft die Schnittstelle 78 in eine ordnungsgemäße Anstoßposition bewegt, gezeigt in 12 und 18. Wenn, nachdem der Stecker oder Verbinder 41 in den Adapter 38 eingesetzt ist und die Schnittstelle 78 gegen eine dazu passende Faserschnittstelle drückt, eine Rückwärtsziehkraft auf das Kabel oder die Faser 57 ausgeübt wird, die die Vorwärtsvorspannung oder Last überschreitet, die durch den Einrastarm 48 ausgeübt wird, dann bewegt sich der Stecker oder Verbinder 41 rückwärts, bis die Tragefläche 77 der Einrastlasche 51 gegen die Schulter 69 stößt, wie z. B. in 13 gezeigt ist. Der Stecker 41 bleibt in dieser Position, bis die Rückwärtslast beseitigt wird, wobei zu dieser Zeit die Vorwärtsfederkraft, die durch Klemmnasen 52 auf Rampen 76 erzeugt wird, und die Federaktion des Arms 48, den Stecker 41 in die Gegen- oder Gleichgewichts-Position in Kontakt mit einem Gegenverbinder oder einer anderen Ausrüstung zurückbringt.
  • In 21, 22 und 23 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem die Klemmnasen 52 eine Einrastfunktion sowie eine Vorwärtsvorspannungsfunktion ausführen, wodurch der Bedarf nach Einrastlasche 51, Öffnung 68 und Schulter 69 beseitigt wird. Der Konsistenz halber tragen jene Elemente aus 21, 22 und 23, die unverändert von jenen der vorangehenden Figuren sind, dieselben Bezugszeichen wie in den vorangehenden Figuren.
  • In dem in 23 gezeigten Detail ist ersichtlich, dass das untere Ende der Neigungsrampe 76 an einer vertikalen (relativ zu der Achse) Schulter 81 endet, gegen die Nasen 52 in der eingerasteten Position drücken, wie in 21 gezeigt ist, wodurch jegliche axialen Ziehkräfte überwunden werden, die auftreten können. Wenn der Verbinder 41 in den Adapter 38 eingefügt ist, werden die Klemmnasen durch die obere Oberfläche 71 des Kanals 53 niedergehalten, bis sie die Einkerbung 74 erreichen, wobei sie zu dieser Zeit aufwärts in die Einkerbung 74 schnappen und verhindern, dass der Verbinder 41 rückwärts bewegt wird.
  • Der Verbinder und Adapter der vorliegenden Erfindung, wie hierin vorangehend detailliert beschrieben wurde, weisen eine extrem niedrige Teilezahl auf. Wie ersichtlich ist, gibt es nur zwei Hauptteile für die Anordnung, die dieselben oder ähnlichen Ergebnisse für die POF erreicht wie der standardmäßige LC-Verbinder und -Adapter es für GOF mit einer relativ großen Teilezahl tun. Das Anordnen der POF an dem Verbinder und Einfügen des Verbinders in den Adapter sind bei den vorliegenden Erfindungen Operationen, die praktisch von jedem ausgeführt werden können, und der ganze Prozess kann in einer minimalen Zeitspanne ausgeführt werden. Die Einfachheit der. Anordnung ermöglicht dem Benutzer, Ausrüstung so einfach ein- und auszustecken, wie er es bereits für seine oder ihre Telefonausrüstung kennt.
  • Bei der Zusammenfassung der detaillierten Beschreibung sollte darauf hingewiesen werden, dass es für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich ist, dass viele Änderungen und Modifikationen an dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden können, wie es vorangehend detailliert ausgeführt wurde, ohne wesentlich von den Prinzipien der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es ist beabsichtigt, dass alle solche Abänderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung umfasst sind, wie in den Ansprüchen ausgeführt wird. Ferner sollen in den nachfolgenden Ansprüchen die entsprechenden Strukturen, Materialien, Handlungen und Entsprechungen aller Vorrichtungs- und Verfahrenselemente jegliche Struktur, Material oder Handlungen zum Ausführen der Funktionen mit anderen Elementen umfassen, wie spezifisch beansprucht wird.

Claims (24)

  1. Eine Optikfaserverbinderanordnung, die, in Kombination, folgende Merkmale aufweist: einen optischen Verbinder (41), der einen länglichen Körper mit einer Bohrung, die sich axial durch denselben hindurch erstreckt, aufweist; wobei der Körper ein Schnittstellenende und ein Fasereintrittsende aufweist; eine Einrichtung zum Verankern einer umhüllten Faser an dem Körper; einen Einrastarm (48) mit einem proximalen Ende, das an dem Körper befestigt ist, und einem freien distalen Ende; zumindest eine Klemmnase (52), die an dem Einrastarm angeordnet ist; wobei die Anordnung ferner ein Adapterbauteil (38) zum Aufnehmen des Verbinders aufweist, wobei das Adapterbauteil einen Körper mit einer sich axial durch denselben hindurch erstreckenden Bohrung und einem Schnittstellenende und einem Verbinderaufnahmeende aufweist; eine Klemmeinrichtung (67) in dem Adapter, zum Drücken gegen die die Klemmnase angepasst ist, zum Ausüben einer vorwärts gerichteten Vorspannkraft auf den Verbinder in dem Adapter; und eine Einrichtung (69) in dem Adapter, die eine Einrastschulter für den Einrastarm bildet.
  2. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 1, bei der das Schnittstellenende einen Wiedereintrittsabschnitt an dem Ende des Verbinders aufweist.
  3. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 1, bei der das Schnittstellenende des Adapterbauteils einen Wiedereintrittsabschnitt aufweist, der ein Rohr zum Aufnehmen des Wiedereintrittsabschnitts des Verbinders bildet.
  4. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 1, bei der der Einrastarm eine obere Oberfläche aufweist, von der eine Einrastlasche vorsteht, die angepasst ist, um die Einrastschulter in Eingriff zu nehmen.
  5. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 1, die ferner eine zweite Klemmnase an dem Einrastarm, die von der einen Klemmnase beabstandet ist, umfasst.
  6. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 5, bei der jede der Klemmnasen eine abgerundete Klemmoberfläche aufweist.
  7. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 5, bei der die Bohrung in dem Adapter sich in einen ersten Kanal öffnet, der eine obere Oberfläche aufweist und eine Breite aufweist, die ausreichend ist, um die Klemmnasen unterzubringen.
  8. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 5, bei der sich der erste Kanal in einen zweiten Kanal öffnet, der eine obere Oberfläche aufweist und eine Breite aufweist, die ausreichend ist, um den Einrastarm unterzubringen.
  9. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 8, bei der der zweite Kanal schmaler ist als der erste Kanal, wodurch eine erste und eine zweite Klemmoberfläche auf der oberen Oberfläche in dem ersten Kanal gebildet werden, zum Drücken gegen die die Klemmnasen angepasst sind.
  10. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 9, bei der die Einrichtung in dem ersten Kanal zum Ausüben einer vorwärts gerichteten Vorspannkraft eine Einkerbung aufweist, die in der oberen Oberfläche des ersten Kanals gebildet ist, und die eine sich nach oben und nach vorne neigende Rampe in jeder der ersten und der zweiten Klemmoberfläche aufweist.
  11. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 10, bei der der Winkel der sich neigenden Rampen relativ zu der Achse des Adapters in dem Bereich von 20° bis 45° liegt.
  12. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 11, bei der der Winkel der Rampen etwa 27,3° beträgt.
  13. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 8, bei der die Einrichtung, die eine Einrastschulter bildet, eine Öffnung in der oberen Oberfläche des zweiten Kanals aufweist.
  14. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 1, die ferner ein Auslöserbauteil zum Niederdrücken des distalen Endes des Einrastarms aufweist.
  15. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 14, bei der das Auslöserbauteil ein frei schwebender Arm ist, der ein proximales Ende aufweist, das benachbart zu dem Fasereintrittsende des Körpers befestigt ist, und sich von demselben nach vorne und nach oben zu einem distalen Ende erstreckt.
  16. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 15, bei der das distale Ende des Auslöserbauteils über dem distalen Ende des Einrastarms liegt.
  17. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 16, bei der das Auslöserbauteil an einem Auslöserhalterungsbauteil befestigt ist.
  18. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 17, bei der das Auslöserbauteil an dem länglichen Körper des Verbinders benachbart zu dem Fasereintrittsende desselben befestigt ist.
  19. Eine Optikfaserverbinderanordnung gemäß Anspruch 18, die ferner eine Einrichtung zum Anbringen des Auslöserhalterungsbauteils an dem länglichen Körper umfasst.
  20. Zur Verwendung in einer Optikfaserverbinderanordnung mit einem Adapter zum Aufnehmen eines Verbinders, ein Verbinderbauteil mit einem länglichen Körper mit einer Bohrung, die sich längs und axial durch denselben hindurch erstreckt, und mit einem Schnittstellenende und einem Fasereintrittsende und einer Außenoberfläche; einem frei schwebenden Einrastarm, der ein proximales Ende aufweist, das an dem länglichen Körper angebracht ist, und sich in einem Winkel von der Oberfläche weg in Richtung des Schnittstellenendes zu einem distalen Ende erstreckt; einer Einrastlasche, die sich von dem Einrastarm in einer Richtung weg von dem länglichen Körper erstreckt; und einer ersten und einer zweiten Klemmnase auf beiden Seiten des Einrastarms, die sich von demselben nach außen erstrecken.
  21. Das Verbinderbauteil gemäß Anspruch 20, bei dem das Schnittstellenende einen Wiedereintrittsabschnitt aufweist, der eine Hülse bildet.
  22. Zur Verwendung in einer Optikfaserverbinderanordnung mit einem Verbinder, der einen Einrastarm und eine erste und eine zweite Nase, die sich von dem Einrastarm erstrecken, aufweist, ein Adapter mit einem Körper mit einer sich axial von demselben erstreckenden Bohrung zum Aufnehmen des Verbinders und einem Schnittstellenende und einem Verbinderaufnahmeende; wobei der Adapter eine Einrichtung in demselben zum Ineingriffnehmen des Einrastarms des Verbinders aufweist; und einer Klemmeinrichtung in dem Adapter zum Übertragen einer Bewegung an den Verbinder durch eine Ineingriffnahme mit den Klemmlaschen an dem Verbinder.
  23. Ein Adapter gemäß Anspruch 22, bei dem sich die Bohrung in einen ersten Kanal öffnet und die Einrichtung zum Übertragen eine Klemmrampe in dem zweiten Kanal aufweist.
  24. Ein Adapter gemäß Anspruch 23, bei dem sich die Rampe in einer Längsrichtung erstreckt und ein vorderes und ein rückwärtiges Ende aufweist und die Einrichtung zum Ineingriffnehmen des Einrastarms des Verbinders eine Schulter aufweist, die an dem Ende der Rampe am nächsten an dem Verbinderaufnahmeende gebildet ist.
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