DE8215017U1

DE8215017U1 - Lichtleiterkupplung

Info

Publication number: DE8215017U1
Application number: DE19828215017U
Authority: DE
Original assignee: Thomas and Betts Corp
Current assignee: ABB Installation Products Inc
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1982-05-19
Publication date: 1983-02-03
Also published as: IT8248445A0; CA1179538A; AU8360582A; AU534194B2; JPS57198422A; FR2506468A1; GB2100465B; DE3219374A1; SE8203088L; GB2100465A; FR2506468B1; IT1147980B

Description

Lichtleiterkupplung und Verfahren zu deren Herstellung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die optische Kupplung von Lichtleiterelementen und optischen Vorrichtungen und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum optischen Ankuppeln eines Lichtleiterelementes an eine optische Vorrichtung unter Verwendung eines Kupplungsgliedes der Nichtberührungs-Bauart, so daß die Stirnseiten des Lichtleiterelementes und der optischen Vorrichtung axial in einem Abstand voneinander liegen. In diesem Zusammenhang schließt der Ausdruck "optische Vorrichtung", wie er in der vorliegenden Erfindung ver- '. wendet wird, Lichtleiter wie auch Lichtquellen, Detektoren, Mi- · scher, Filter und andere Vorrichtungen ein, die im sichtbaren, / infraroten oder ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums arbeiten und bei denen die optische Ankupplung eines ^! Lichtleiterelementes zur übertragung von elektromagnetischer Energie zwischen ihnen erwünscht sein könnte. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum physischen und/oder optischen Herabsetzen des Spaltes zwischen der Stirnseite eines Lichtleiterelementes und der Stirnseite einer optischen Vorrichtung, wenn diese mit einem Kupplungsglied der Nichtberührungs-Bauart miteinander verbunden sind, um damit die Ubertragungsverluste zwischen dem Lichtleiterelement und der optischen Vorrichtung herabzusetzen.

Nachrichtenübermittlungssysteme, bei denen Fasern zum Transport von voneinander getrennten Informationskanälen verwendet werden, 39/182 verlangen einen hohen Wirkungsgrad aufweisende Verbindungsein-

, richtungen zum Anschließen der einzelnen Pasern und anderer Vorrichtungen, so daß das Licht oder andere, die Information enthaltenden Signale übertragen werden können. Dies schließt die Verbindung von Licht]eiterelementen nicht nur mit anderen Lichtleiterelementen, sondern auch mit Licht- oder Signalquellen, Detektoren oder verschiedenen anderen Arten von Vorrichtungen, wie : Mischern und auch Filtern, ein.

Ks leuchtet ein und ist auch bekannt, daß beim Auftreten von ι übermäßigen Verlusten an dem zum Anschließen der Lichtleiterelemente an die optischen Vorrichtungen verwendeten Verbindungsglied das gesamte System unbrauchbar wird. Die Höhe des Ubertragungswirkungsgrades der Verbindungsglieder ist damit für das ' Problem der Entwicklung praktischer Lichtleiter-Verbindungsglieder von wesentlicher Bedeutung. Verschiedene Faktoren, zu denen

auch die Trennung an der Berührungsstelle und eine seitliche : Trennung oder axiale Fehlausrichtung gehören, gehören zu uen den. Wirkungsgrad der Lichtübertragung eines Verbindungsgliedes berührenden Faktoren. In dieser Hinsicht und wie es im Stand der Technik bekannt ist, führt eine seitliche oder axiale Fehlausrichtung im allgemeinen zu wesentlich niedrigeren Ankopplungs-Wirkungsgraden, was zu höheren Verlusten führt, als der axiale ^; Abstand zwischen miteinander ausgerichteten Lichtleiterelementen; . oder zwischen einem Lichtleiterelement und einer mit diesem aus-, . gerichteten optischen Vorrichtung. !

Zum optischen Ankupplen von Lichtleiterelementen an optische Vorrichtungen sind zahlreiche Verfahren und Anordnungen bekannt. Deren Zweck liegt in einer Minimierung der Ubertragungsverluste. Eine im Stand der Technik bekannte Technik schließt die Verwendung von Verbindungsgliedern ein, mit denen die Enden der Lichtleiterelemente und der optischen Vorrichtungen zusammengedrückt werden, so daß die Stirnseiten des Lichtleiterelementes und der optischen Vorrichtung miteinander in Kontakt stehen. Beispiele für Verbindungsanordnungen mit direktem Kontakt werden zum Beispiel in den US-PS 3 734 594, 3 861 781 und 4 158 476 gegeben. Diese Anordnungen führen zu einer Verminderung der Ubertragungs-39/182 Verluste als Ergebnis des axialen Abstandes zwischen den Stirn-

■seiten des Lichtleiterelementes und der optischen Vorrichtung. , «In bezug auf seitliche oder axiale Fehlausrichtung haben sie je-ι ,doch zu wesentlichen Problemen geführt. Zum Ausbilden von feh- ! ilerfreien Stirnseiten verlangen die Systeme mit direktem Kontakt ι auch komplizierte Polier- und Brechvorgänge. Diese Systeme mit ,einem direkten Kontakt haben weiter auch zu einem Kratzen oder 'Scheuern der Stirnseiten der Lichtleiter oder Vorrichtungen in ; solchen Systemen geführt, die für ein wiederholtes Entkuppeln ; und Kuppeln der Lichtleiter und Vorrichtungen entworfen waren. ,Das heißt, daß in Systemen mit direktem Kontakt oder direkter Be+· ^!rührung die Enden der Lichtleiter oder Vorrichtungen, die oft in f\ direktem Kontakt lagen, während der sich wiederholenden Arbeits-^: j zyklen häufig zerkratzt oder gescheuert wurden, was zu einer übermäßigen Lichtstreuung und damit zu vergrößerten Verlusten an den Berührungs-Grenzflächen führte. Solche Systeme mit direktem Kontakt können auch wegen der hohen Kontaktdrücke, die beim Verbringen der sich gegenüberliegenden Enden der Lichtleiter oder Vorrichtunfcgen in direkten Kontakt auftreten, zu Beschädigungen führen.

Eine weitere bekannte Technik, die verwendet wurde und die einige der abträglichen Auswirkungen der Kupplungen mit direktem Kontakt minimiert, sieht für die Lichtleiter und/oder Vorrichtungen eine Kupplung ohne Kontakt vor, bei der die gekuppelten ! i Lichtleiterelemente und/oder Vorrichtungen sehr präzise und ge- ' ! nau seitlich oder axial ausgerichtet werden, bei der aber die ί Enden der Lichtleiter oder Vorrichtungen axial einen kleinen Ab-! I stand voneinander aufweisen, so daß zwischen ihnen ein Spalt verbleibt. Auf die US-PS 4 119 362, 4 186 998, 3 963 323 und 3 984 174 sei zum Beispiel verwiesen. Eine solche Technik ohne Kontakt vermeidet einige der Probleme der Verschlechterung oder ^: Beschädigung der Stirnseiten der wiederholenden Arbeitszyklen ausgesetzten Lichtleiterelemente oder Vorrichtungen. Hier sollte^: wieder bemerkt werden, daß die sich aus der axialen Trennung der Stirnseiten ergebenden Übertragungsverluste im allgemeinen geringer als diejenigen Verluste iind, die durch die axiale oder seitliche Fehlausrichtung der Enden des Lichtleiters entstehen, 39/182 und damit werden doch noch annehmbare Kupplungsanordnungen zur

« · *- · * ί ■ ί * lit·

- 4 Verfügung gestellt.

. Insbesondere werden noch bei vielen dieser Kupplungsanordnungen ι der Bauart ohne Kontakt die Enden der optisch zu kuppelnden ' Lichtleiter oder optischen Vorrichtungen durch ein Kupplungsglied abgestützt, das Stützflächen oder -einrichtungen aufweist, j die die äußeren Umfangskanten der Lichtleiter oder Vorrichtungen ' so erfassen, daß die Stirnseite des Lichtleiters oder der anderen Vorrichtung nicht zerkratzt oder gescheuert wird und doch ί eine genaue seitliche oder axiale Ausrichtung der Achsen der zu

· kuppelnden Lichtleiterelemente oder Vorrichtungen erfolgt. Bei

f Q ' den bekannten Systemen der US-PS 4 119 362 und 4 186 998 zum ' Beispiel weisen die Verbinderglieder sich nach innen verjüngen-■ de Öffnungen auf, in die die Lichtleiter oder Vorrichtungen einj; I geführt und axial aufeinandergepreßt werden. Bei diesen Anordnungen geraten die Endecken oder -kanten der Lichtleiterelemente oder Vorrichtungen (das heißt die Kante zwischen der Stirnseite und der Außenumfangsflache des Lichtleiters oder der Vorrichtung) mit den konisch zulaufenden Wänden der Öffnungen in

j Anlage und richten die Lichtleiter und Vorrichtungen aus und ' bringen ihre Stirnseiten in enge gegenseitige Nachbarschaft. Die • konisch zulaufenden Stützflächen führen zu einem Selbstzentrie-, rungseffekt für die Achse der Lichtleiterelemente oder Vorrich-N j tungen, so daß die Lichtleiter oder Vorrichtungen ausgerichtete parallele Achsen aufweisen. Ein den Index ausgleichendes Medium ' kann zwischen den Stirnseiten der optisch gekuppelten Lichtleiter oder Vorrichtungen (wie bei der US-PS 4 186 998) vorgesehen , werden,oder eine Linsenoberfläche wird eingebracht (wie bei der US-PS 4 119 362) .

Eine noch andere Kupplungsanordnung der Bauart ohne Kontakt wird noch in der DE-OS 3 107 553 der Anmelderin offenbart. In dieser Offenlegungsschrift wird eine Kupplungsanordnung der Bauart ohne Berührung offenbart, bei der eine Vielzahl von sphärischen Kugeln oder spitz zulaufenden Kegeln verwendet wird, die miteinander in Anlage liegen und eine erste und eine zweite Vielzahl von diskontinuierlichen Flächen begrenzen, die Abstände voneinander 39/182 aufweisen oder in einer Kreisbahn angeordnet sind., und wobei je-

ι · · t ■ · ι · t «■ ir

[ t · · I·· V · ■ I

de Kreisbahn einen Durchmesser aufweist, der nicht größer als der Durchmesser des Lichtleiters oder der Vorrichtung ist, die dadurch abgestützt oder abgeschlossen werden soll. Die sphärischen Kugeln oder spitz zulaufenden Kegel umschließen auch einen durch sie durchtretenden optischen Kanal, der mit den Mittelpunkten der Kreisbahnen ausgerichtet ist, die ihrerseits durch die erste und zweite Vielzahl der diskontinuierlichen Flächen Gestimmt werden. Bei dieser Anordnung liegen die äußeren Eckkanten des Lichtleiter mit der ersten Vielzahl der diskontinuierlichen Flächen in Anlage und werden von diesen abgestützt, so daß die Achse des Lichtleiters mit dem optischen Kanal ausgerichtet ist und so,dass die axiale Stirnseite des Lichtleiters in einem geringen axialen Abstand von der Stirnseite der an ihn anzukuppelnden optischen Vorrichtung liegt, wobei diese in ähnlicher Weise durch die zweite Vielzahl der diskontinuierlichen Flächen abgestützt wird, die in der auf der anderen Seite des optischen Durchganges befindlichen Kreisbahn liegen. Auf diese Weise dienen die diskontinuierlichen Oberflächen der Kugeln oder Kegel zum genauen Ausrichten der sich gegenüberliegenden Lichtleiter oder Vorrichtungen, um deren Stirnseite in enge Nachbarschaft zueinander zu bringen.

Bei diesen Systemen zum Abstützen der Stirnseiten der Lichtlei- * ter oder Vorrichtungen in axial auseinanderliegender Ausrichtung leuchtet es ein, daß der Axialabstand oder der Spalt zwischen den Stirnseiten der gekuppelten Lichtleiter und optischen Vorrichtungen gegenüber dem Durchmesser des Lichtleiters oder der Vorrichtung sehr empfindlich ist. Das heißt, bei einer Zunahme des Durchmessers des Lichtleiters oder einer anderen optischen Vorrichtung zum Beispiel als Folge von Herstellungstoleranzen nimmt auch der Abstand oder der axiale Spalt zwischen den Stirnseiten zu. Diese Zunahme des axialen Abstandes erhöht wiederum die sich durch die Kupplung einstellenden Ubertragungsverluste und beeinflußt daher den Wirkungsgrad der Kupplung ganzi beträchtlich. Während sich aus dem Axialabstand ergebende über- : tragungsverluste im allgemeinen unter den sich aus einer seitlichen oder axialen Fehlausrichtung ergebenden Ubertragungsverlu-39/182 sten liegen, ist es doch erwünscht, sämtliche Ursachen von Uber-

j \

\ tragungsverlusten zu minimieren.

i Eine weitere, den Wirkungsgrad der optischen Kupplung von Lichtleitervorrichtungen komplizierende Angelegenheit ist die Tatsa- , ! ehe, daß die Außenfläche der Lichtieiterelemente bei einigen be-^: ; kannten Systemen zum Schutz vor der Umgebung und zum Verhindern : ; eines mechanischen Zusammenbruches mit einem geeigneten Material', wie zum Beispiel einem Kunststoff, überzo jen ist. Vor der Ver- ! '■· wendung wird das Ende des überzogenen Lichtleiters im allgemeinen geschnitten und poliert, und der Schutzüberzug bildet dann eine Kontaktfläche zur Anlage an der Stützfläche des Verbinders;, f~\ so daß es der Schutzüberzug und nicht der Kern oder die Abdek- ', kung des Lichtleiters ist, die mit der Stützfläche des Kupplungsgliedes in Anlage liegt. Ein solcher äußerer Schutzüberzug,¹ da sich der überzug auf der Umfangsflache der Faser an deren gespaltenem Ende befindet, hat einen bedeutsamen Einfluß auf den Axialabstand zwischen den Stirnflächen des Lichtleiters und auf ^; die Steuerung der Verluste zwischen den zu kuppelnden optischen Vorrichtungen.

!

Die vorliegende Erfindung überwindet diese und andere Nachteile ■ des Standes der Technik mit einer Anordnung und einem Verfahren zum Ankuppeln eines Lichtleiterelementes an eine optische Vorrichtung in einer Anschlußanordnung, so daß der axiale Abstand zwischen den Stirnseiten oder -flächen des Lichtleiterelementes und der optischen Vorrichtung ohne abträgliche Beeinflussung der Ausrichteigenschaften oder anderer Vorteile dieser Systeme phy- §

sikalisch oder optisch reduziert oc?er minimiert wird. Insbeson- ^m dere ist gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Lichtleiteranschlu3anordnung mit einem Lichtleiter vorgesehen, mit Einrichtungen zum Anschließen des Lichtleiters in einer erfaßten Beziehung und mit Einrichtungen zum Abstützen des Lichtleiters in der erfaßten Beziehung. Der Lichtleiter weist eine Stirnseite und eine Außenoberfläche auf, die einen Außendurchmesser an einer von der Stirnseite entfernt liegenden axialen Stelle festlegen. Der Lichtleiter enthält eine Kontaktfläche zwischen der Außenoberfläche und der Stirnseite, wobei die-39/182 se Kontaktfläche einen unter dem Durchmesser der Außenoberflä-

· ■··· m t ·

■·*■*

j ehe liegenden Durchmesser aufweist. Die Anschlußeinrichtung ent- ! hält eine Stützfläche zur Anlage mit der Kontaktfläche des ; Lichtleiters. Die Abstützeinrichtung ist zum Abstützen des ' Lichtleiters in Anlage mit der Stützfläche der Anschlußanord-' nung vorgesehen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist der Lichtleiter einen Kern und ein optisches Glied auf der Lichtleiternstirnseite auf, das das Ende des Kernes im wesentlichen ab- ! deckt. Das optische Glied weist einen vorgegebenen Brechungsin- ; dex auf. Bei Anlage auf der Stützfläche bildet der Lichtleiter zusammen mit dieser Stützfläche eine an einer Oberfläche des optischen Gliedes befindliche Ausnehmung aus. In dieser Ausnehmung befindet sich ein optisches Medium in Kontakt mit der einen Oberfläche des optischen Gliedes, wobei der Brechungsindex des optischen Gliedes wesentlich über dem Brechungsindex des optischen Mediums liegt.

Gemäß einem Verfahren zum Anschließen eines Lichtleiters wird dieser, der eine Stirnseite und eine Kontaktoberfläche aufweist, mit der Stützfläche der Anschlußeinrichtung in Kontakt gebracht. , In einer besonderen Ausführungsform kann der Lichtleiter mit einem kontinuierlichen optischen Material mit vorbestimmtem Brechungsindex auf der Außenoberfläche, der Kontaktoberfläche und der Stirnseite überzogen sein.

Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ins einzelne gehenden Beschreibung, in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen ist, die bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutern.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 ein Schnitt durch eine Lichtleiterkupplungsanordnung zum optischen Kuppeln von zwei Lichtleiterelementen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er-C 39/182 findung,

_ ₈ .

, Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Lichtleiterelement.es in Anlage mit einem Kupplungsglied der Bauart ohne Berührung, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann,

!

t i Fig. 3 eine schematische Seitenansicht zur Darstellung einer bekannten Kupplungsanordnung zum optischen Kuppeln von

Ι | zwei Lichtleiterelementen mit dem Kupplungsglied von Fig.. 2 der Bauart ohne Kontakt,

;! Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Kupplungpanordnung

Β Λ gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der der Schutzüber-

■? zug des Lichtleiterelementes so geformt ist, daß dessen

Kontaktabschnitt eine Oberfläche mit einem Durchmesser bildet, der unter dem des Durchmessers des Überzuges an einer axialen Stelle in einem Abstand von der Stirnseite des Lichtleiters liegt,

Fig. 5 eine vergrößerte schematische Seitenansicht entsprechend einem Abschnitt der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Kupplungsanordnungen zur Darstellung des Unterschiedes in den Lagen, in denen ein Lichtleiterelement gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß dem Stand der Technik abgestützt wird, wobei das Ende eines Lichtleiterslementes mit einem äußeren Schutzüberzug gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung in vollen Linien und das Ende eines Lichtleiterelementes mit einem äußeren Schutzüberzug gemäß dem Stand der Technik in gestrichelten Linien dargestellt ist,

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht zur Darstellung, wie das Licht an der Stirnseite eines einen überzug aufweisenden Lichtleiterelementes gebrochen wird, wobei der überzug einen wesentlich größeren Brechungsindex als das Medium aufweist, das sich zwischen den Stirnseiten der unter Einhaltung eines axialen Abstandes zusammengekuppelten Lichtleiterelementen befindet, und T 39/182

• « « I · fc M <■ «·4 ·

■ Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform des für die Stirnseite eines Kernes eines Lichtieiterelementes vorgesehenen Überzuges, wobei das Überzugsmaterial einen höheren Brechungsindex als das Medium aufweist, das sich zwischen den Stirnseiten der zusammengekuppelten optischen Elemente befindet.

Unter nunmehrigem Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen für gleiche Elemente gelten, wird in Fig. 1 eine Lichtleiter-Verbinderanordnung 10 gezeigt, die eine erfindungsgemäß ausgebildete Lichtleiterelement-Kupplungsanordnung auf-

r weist. Die in Fig. 1 gezeigte besondere Lichtleiter-Kupplungsanordnung 10 ist derjenigen ähnlich, die in der parallellaufenden Patentanmeldung P 31 07 553 der Armelderin beschrieben und gezeigt ist. Da die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung und das zugehörige Verfahren besonders bei der in der parallellaufenden Patentanmeldung P 31 07 553 gezeigten Kupplungsanordnung 10 der Bauart ohne Kontakt nutzbringend ist, wird die vorliegende Erfindung im nachstehenden unter Bezug auf eine solche KupplungsT ; anordnung beschrieben. Es sollte jedoch klar sein, daß die er- ■ fihdungsgemäße Lichtleiterelement-Kupplungsanordnung und das zu-j gehörige Verfahren auch bei anderen Verbinderbauarten der Bauart ohne Kontakt verwendet werden können, bei denen die Enden , der zu kuppelnden Lichtleiterelemente oder Vorrichtungen 12, 12"

^ in axialem Abstand abgestützt werden (das heißt so, daß die Stirnseiten 14 der miteinander zu kuppelnden Lichtleiterelemente oder Vorrichtungen 12, 12' keinen Kontakt miteinander haben). Wie oben ausgeführt wurde, werden solche Kupplungsanordnungen ι der Bauart ohne Kontakt bevorzugt, damit ein mögliches mechanisches Versagen oder eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften der Lichtleiterelemente oder Vorrichtungen 12, 12' minimiert wird, was sich sonst aus einem Verkratzen der Oberfläche ergeben könnte infolge einer Berührung, Einritzens oder Aufrauhens als Folge eines sich wiederholenden Einschiebens der Glasfaserelemente 12, 12' in die Verbinderanordnung 10.

In der folgenden Beschreibung werden die erfindungsgemäße Kupp-39/182 lungsanordnung und das zugehörige Verfahren in bezug auf das

■ - 10 -

ί optische Kuppeln eines Lichtleiterelementes 12 mit einem zweiten Lichtleiterelement 12' zur übertragung von Licht oder anderen optischen Signalen zwischen diesen beschrieben. Fachleute erkennen jedoch, daß die Kupplungsanordnung und das zugehörige Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auch für das Ankuppeln eines Lichtleiterelementes 12 an eine andere Bauart einer optischen Vorrichtung, zum Beispiel eine optische Quelle, einen optischen Detektor, Mischer, Filter oder andere Vorrichtungen verwendet werden können, die beim Ankuppeln an das Lichtleiterelement Lichtsignale zwischen sich übertragen werden. Zusätzlich [ kann die Erfindung auch zum Ausbilden von Anschlüssen an einzelnen Lichtleitern verwendet werden, wobei sich dieses Ausbilden

j

von Anschlüssen zum Beispiel an das Ankuppeln des Lichtleiters an eine aktive Vorrichtung oder an eine "tot-endende" (Abschluß) Vorrichtung bezieht, um damit Lichtreflexionen zu verhindern. Folglich sollte die Beschreibung der bevorzugten Ausführungs-. form, bei der ein Lichtleiterelement 12 optisch an ein anderes Lichtleiterelement 12" angekuppelt wird, nicht als begrenzend empfunden werden, sondern vielmehr nur als eine Erläuterung der vorliegenden Erfindung verstanden werden.

Die in Fig. 1 gezeigte besondere Kupplungsanordnung 10 ist zum j Abstützen von zwei Lichtleiterkabeln 16, 16' konventioneller ' Konstruktion in einer solchen Weise bestimmt, daß die sich ge- ' genüberliegenden Stirnseiten 14 der Lichtleiterelemente 12, 12' ! mit axialem Abstand aufeinander ausgerichtet sind, so daß die ! ! Achsen 18, 18' der betreffenden Lichtleiterelemente 12, 12' ' axial miteinander ausgerichtet sind, wobei aber die Stirnseiten , 14 in einem geringen Abstand voneinander angeordnet sind. In

■ dieser Hinsicht und wie es bekannt ist, sind die mit dem axia- ^! len Abstand von zwei optischen Vorrichtungen oder Lichtleitern verbundenen Ubertragungsverluste im allgemeinen cferlnger als '. diejenigen, die sich aus einer seitlichen oder axialen Versetzung der betreffenden Lichtleiterelemente 12, 12' ergeben. Selbsjt

! wenn die sich aus einem axialen Spalt oder Abstand zwischen den j

Stirnseiten 14 der Elmente 12, 12' ergebenden Verluste in bezug auf die irgendeiner bestimmten Verbinderanordnung 10 zuzuschrei-* 39/182 benden Verluste von geringerer Bedeutung sind* leuchtet es na-

türlich ein, daß jede Anordnung zum Minimieren der axialen Fehlausrichtung, die auch den axialen Abstand minimiert, zum Vergrößern des Wirkungsgrades der Verbinderanordnung 10 dient. Vorteilhafterweise sind die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung und das zugehörige Verfahren so ausgebildet, daß der effektive Abstand zwischen den Enden der Lichtleiterelemente oder Vorrichtungen 12, 12' herabgesetzt wird, während gleichzeitig noch die Vorteile der jeweiligen Kupplungsanordnung 10 erreicht werden, was zu einer sehr genauen axialen Ausrichtung der Lichtleiterelemente oder Vorrichtungen 12, 12' führt.

Die in Fig. 1 gezeigte besondere Kupplungsanordnung 10 wird in der parallellaufenden Patentanmeldung P 31 07 553 eingehender beschrieben,und für ein vollständiges Verständnis der Konstruktion und Funktion der Verbinderanordnung 10 sollte daher auf ι diese Bezug genommen werden. Grundsätzlich gesprochen verwendet ; die Kupplungsanordnung 10 zwei Kabeluntergruppen 20» 20' zum ^: Abstützen von zwei Lichtleiterkabeln 16, 16' und ein langge-' strecktes Kupplungsgehäuse 22 zum Anschließen und Miteinander- ! Verbinden der Kabeluntergruppen 20, 20'. Nach konventioneller j Bauart enthalten die Lichtleiterkabel 16, 16" beide ein mit ei- ' nem Puffermaterial oder (nicht gezeigten) Mantel typischer-weise : aus Kunststoff umgebenes Lichtleiterelement 12, mehrere (nicht . , i gezeigte) Verstärkungsglieder, wie längs des Kabels 16 verlau-, fende Glas- ader Kunststofflitzen, und einen aus einem Kunstj stffmaterial hergestellten Außenmantel 24, 24', um damit dem ι Lichtleiterelement 12 über seiner gesamten Länge Schutz zu ge-• ben. Wie es bekannt ist, enthalten die Lichtleiterelemente 12, 12' der Lichtleiterkabel 16, 16' im allgemeinen ein optisches Kerngebiet 26, 26', das von einem Überzugsmaterial 28, 28' (sie- ' he Fig. 3) umschlossen wird.

■ Bei der Vormontage der Kabel 16, 16' zum Anschließen von deren Lichtleiterelementen 12, 12' werden der Kabelmantel 24, die Ver-' Stärkungsglieder und das Puffermaterial von den zu kuppelnden ι Enden entfernt. Eine Hülse 30 kann über das Ende des Lichtleiterelementes 12 geschoben und in Anlage mit dem Endabschnitt des 39/182 auf dem Lichtleiterelement 12 verbleibenden Puffermaterials zum

- 12 -

, Beispiel durch Krempen in seiner Lage fixiert werden, so daß es sich in einem Abstand von der Stirnseite 14 des zu kuppelnden Ί l Lichtleiterelementes 12 befindet. Das Kabel 16 wird dann in ein ; j langgestrecktes Gehäuse 32 der Kabeluntergruppe 20 eingeschoi' !

ben. Das Gehäuse 32 enthält einen in diesem dauerhaft befestig-■ ten Haltering 34 mit einer Öffnung, durch die das Ende des Lichtleiuerelementes 12 durchtreten kann. Der Haltering 34 enthält auch noch eine mit dieser Öffnung im wesentlichen konzentrisch ausgebildete Öffnung 36 zur Aufnahme der aufgedrückten Hülse 30. i| Eine geschlitzte Mantelhülse 38, vorzugsweise mit abgeschrägten Kanten, und eine Andrückmutter 40 mit Außengewinde sind eben-. \ falls noch auf dem Kabelmantel 24 vorgesehen. Die Andrückmuttsr 40 ist auf das Ende des Gehäuses 32 aufgeschraubt und drückt da- h mit die Hülse 3R zwischen sich und dem Haltering 34 zusammen,

«Ι um damit das Kabel 16 im Ende der Kabeluntergruppe 20 sicher zu ; halten. Das Untergruppengehäuse 32 stützt auch eine Lichtleiterführung 42 mit einer konisch verlaufenden Endfläche 44 und einer zentrisch angeordneten Öffnung 46 ab, durch die das frei- ; liegende Ende des Lichtleiterelernentes 12 eingeschoben wird. Die Lichtleiterführung 42 ist so angeordnet, daß sie unter der Einwirkung einer Druckvorrichtung in der Form einer Feder 48 axial im Gehäuse 32 bewegt wird. Auf dem Ende der Kabeluntergruppe 20 ist auch noch eine Kupplungsmutter 50 zum Verbinden der Untergruppe 20 mit dem Kupplungsgehäuse 22 vorgesehen.

; Zwei Verbinderuntergruppen 20, 20', an denen die Kabel 16, 16' ε befestigt sind, werden dann in die sich gegenüberliegenden Enden

'i des Kupplungsgehäuses 22 eingeschoben und in diesen mit den Kupplungsmuttern 50 gesichert. Insbesondere enthält das Kupplungsgehäuse 22 zur Aufnahme der Kupplungs-Untergruppen 20, 20" in seinen beiden Enden axial miteinander ausgerichtete Eintrittsöffnungen 52. Die Kabeluntergruppen 20, 20' werden dann durch Einführen ihrer Faserführungen 42 in die Eintrittsöffnungen 52 j und Aufschrauben der Kupplungsmuttern 50 auf das Außengewinde des Kupplungsgehäuses 22 montiert. Während des Aufschraubens der ^: Kupplungsmuttern 50 werden die Gehäuse 32 nach innen in Richtung

auf das Kupplungsgehäuse 22 und die Lichtleiterführungen 42 jet 39/182 der der Untergruppen 20, 20' einwärts in Richtung auf eine

- 13 -

tialem Kontakt, das heißt, daß die Kugeln so angeordnet sind,

sich
daß/ihre Mittelpunkte 66 auf einer gemeinsamen (mit der gestri-

Ir 39/182 chelten Linie 68 angezeigten) Ebene befinden, die im allgemeinen¹

j Lichtleifcor-Anschlageinheit 54 gezogen, die fest in der Mittel- > j bohrung im Kupplungsgehäuse 22 abgestützt wird. Ein erster Sitz ! ! 56 ist in der Lichtleiter-Anschlageinheit 54 zur Aufnahme des spitz zulaufenden Endes 44 von einer der Lichtleiterführungen 42 vorgesehen (das heißt für die in Fig. 1 rechts gezeigte Ka- ' beluntergruppe 20'), und ein zweiter Sitz 58 wird für die ande- j re Lichtleiterführung 42 gebildet (das heißt für die in Fig. 1 .

links gezeigte Kabeluntergruppe 20). Dies alles erfolgt mit dem 1

M auf der Innenseite konisch verlaufenden Abschnitt des Kupplungs- |

gehäuses 22. Beim Einsetzen der Lichtleiterführungen 42 in die |

jeweiligen Sitze 56, 58 uncl fortgesetztem Aufschrauben der Kupp- *

lungsmuttern 50 erstrecken sich die Lichtleiterelemente 12,12' ;

in den jeweiligen Führungen 42 durch die Führungsöffnungen 46, |

während die Federn 48 zusammengedrückt werden. j

Die Verbinderanordnung 40 ist so konstruiert, daß bei Eingriff J der Gehäuse 32 der Kabeluntergruppen 20, 20' mit dem Kupplungsgehäuse 22 die betreffenden Lichtleiterelemente 12, 12' auf ' J beiden Seiten an der Anschlageinheit 54 anschlagen. Die An- J schlageinheit 54 enthält einen äußeren Laufring 60 mit mehreren in diesem angeordneten Kugeln, die jeweils durch das Bezugszei- ; chen 62 angezeigt werden, und einen Haltering 64 zum Sichern der Kugeln 62 in dem äußeren Laufring 60. Die Funktion der An- ^: schlageinheit 54 liegt darin, die Lichtleiterelemente 12, 12' in jeder der jeweiligen Kabeluntergruppen 20, 20' axial auszurichten, so daß sie in präziser axialer Ausrichtung miteinander liegen. Im folgenden wird dies noch eingehend beschrieben und erläutert.

Die Figuren 2 und 3 zeigen, wie die (mit 12a und 12a¹ bezeichneten) Lichtleiterelemente im allgemeinen mit der Anschlageinheit 54 ausgerichtet und abgestützt werden sollen. Der äußere Laufring 60 der Einheit 54 hat allgemein Kreisbahnform und befindet sich an einer gemeinsamen axialen Stelle mit den Außen- ! | flächen von zahlreichen in ihm gehaltenen Kugeln 62 in tangen- ! |

• I I I 1*1

-U-

lotrecht auf der Achse 18 der dadurch anzukuppelnden Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ steht. In dem gezeigten besonderen Beispiel sind in dem äußerenLaufring 60 vier Kugeln 62 vorgesehen, obgleich auch drei Kugeln oder eine größere Anzahl von Kugeln I verwendet werden könnte. Die Kugeln 62 können auch so angeord- ! net werden, daß zwischen ihnen ein mit den Achsen 13, 18' der J Lichtleiter 12a, 12a' ausgerichteter Zwischenraum oder eine öff-

! nung 70 freibliebe, so daß damit dadurch Λη optischer Kanal für? die ausgerichteten Glasfaserelemente 12a, 12a' entsteht. Die

, Oberflächen der Kugeln 62 bilden Stützflächen 72 zum Abstützen |

der Enden der Glasfaserelemente 12a, 12a¹, wobei diese Stützflä- Γ) ' chen 72 in Richtung auf den optischen Kanal oder die öffnung 70

' zusammenlaufen. Das heißt, daß der Durchmesser der Stützflächen 72 auf jeder Seite der Anschlageinheit 54 in Richtung auf den axialen Mittelpunkt der Anschlageinheit 54 (das heißt in Richtung auf die Ebene 68) konvergiert oder abfällt.

Die Stirnseiten 14a, 14a¹ der optisch miteinander zu kuppelnden Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ werden so angeordnet, daß sie an im wesentlichen Punktflächen 73 auf den Stützflächen 72 der Ku-¹ geln 62 auf beiden Seiten der Anschlageinheit 54 aneinandersto- ! Ben, wobei die Punktflächen 73 für jedes Lichtleiterelement 12a, ; 12a¹ mit der Ebene der Stirnseiten 14a, 14a¹ der Lichtleiterele- . mente 12a, 12a¹ zusammenfallen. Dieses Anliegen der Lichtleiter-ί elemente 12a, 12a¹ an den Punktflächen 73 der Kugeln 62 wird durch eine Vorauswahl der Größe der öffnung oder des optischen Durchganges 70 zwischen den Kugeln 62 dergestalt sichergestellt, daß sie unter dem Außendurchmesser eines Lichtleiterelementes liegt, so daß diese Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ nicht durch die öffnung durchtreten können. Hier sollte auch bemerkt werden, daß sich der Ausdruck "Anstoßen" auf die Berührung zwischen der Umfangskantenflache 74 der Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ mit den Kugeln 62 der Anschlageinheit 54 bezieht.

Die die zahlreichen Kugeln 62 enthaltende Anordnung stellt damit eine Anlage- oder Stützeinrichtung dar, die wechselseitig diskontinuierliche Stützeflächen 72 bildet, die an den Punktflä-39/182 chen 73 von Abschnitten der Stirnseiten 14a, 14a¹ der Lichtlei-

λ ar· ·*·«

· I MM IS % * · » C- * ··« t S

- 15 -

terelemente 12a, 12a¹ berührt werden, wobei die diskontinuierli-, chen Punktflächen 73 mit gegenseitigem Abstand auf einer Kreisbahn mit einem Durchmesser angeordnet sind, der gleich oder ; kleiner als der Durchmesser der Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ ist. Wie in der parallellaufenden Patentanmeldung P 31 07 553 mehr im einzelnen beschrieben wird, ergibt diese Art einer Stützanordnung eine Selbstzentrierung der Lichtleiterelemente 12a, 12a¹, wobei deren Längsachsen 18, 18' mit dem Mittelpunkt der Gesamtheit, der in dem äußeren Laufring 60 gehaltenen Kugeln 62 zusammenfällt,.

Aufgrund der Einfachheit ihrer Herstellung und Montage sind die Kugeln 62 die für solche Stütz/Ausrichtkörper gewünschte Form. Für die Stützeinrichtung könnten jedoch auch andere Formen verwendet werden, wie zum Beispiel spitz zulaufende Kegel, die in einem Laufring angeordnet werden und die spitz zulaufende Flächen darstellen uad damit wechselseitig diskontinuierliche Anstoß-Punktflächen 'in eine Achse darstellen, die mit der Achse der anzuschließenden Lichtleiter zusammenfällt. Bei der Verwendung von Konen würden deren Oberflächen so ausgewählt, daß der Durchmesser der Kreisbahn der Anstoß-Punktflächen nicne größer als der Durchmesser der anzuschließenden Glasfaserelemente ist, damit sichergestellt wird, daß die Glasfaserelemente nicht durch den Zwischenraum zwischen den Oberflächen der Konen durchtreten.

Wie oben bereits erwähnt wurde, werden bei einer solchen Anordnung zum Abstützen der Stirnseiten 14 der miteinander zu kuppelnden Lichtleiterelemente oder optischen Vorrichtungen 12a, 12a¹, obgleich sich eine sehr genaue axiale Konzentrische Ausrichtung ergibt, die Stirnseiten 14 der zu kuppelnden Lichtleiter oder Vorrichtungen 12a, 12a¹ axial auseinandergehalten. In diesem Zu-¹ sammenhang wurde bei dieser Bauart von Verbindungssystemen gefunden, daß der axiale Abstand oder die Größe des Spaltes G

zwischen den Stirnseiten 14a, 14a¹ der Lichtleiterelemente oder ; Vorrichtungen 12a, 12a' gegenüber dem Durchmesser des zu kup- ' pelnden Lichtleiterelementes oder der Vorrichtungen 12a, 12a¹ sehr empfindlich ist. Das heißt, daß eine sehr kleine Änderung im Leiterdurchmesser zu einer sehr großen Änderung in dem Axial-

it*
t ·
1 r ·

* r t · t j · ·■· ■

• fr j · ι « i li« C· It » J I *·

- 16 -

abstand G^ zwischen den Stirnseiten 14a führen kann und damit j zu einer beträchtlichen Änderung der Übertragungsverluste an

B · j

; der Zwischenverbindung führt.

X ; j

'' Unter Bezug auf Fig. 3 wird dies noch einfacher verstanden. Aus ■ j ; Fig. 3 ergibt sich ohne weiteres, daß bei einem Zunehmen des · Durchmessers der Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ der Axialabstand ; =- j oder die Größe des Spaltes G in gleicher Weise zunimmt und da- ·' \i mit bedingt, daß die Stirnseiten 14a, 14a¹ der Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ axial auseinandergeschoben oder um eine größere ί ; Entfernung auseinandergerückt werden. Bei einer Zunahme des % i~\ : Durchmessers der Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ wird die Eckkante : j 74, die durch die Stirnseiten 14a und die zylindrische Außenfläche 76 der Lichtleiterelemente 12a jedes Lichtleiterelementes 12a bestimmt wird, die Oberflächen 72 der Kugeln 62 in größeren Abständen von der Längsachse 18 der Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ berühren, wobei die Kontaktpunkte 73 ihrerseits in einem größeren Abstand von der Ebene 68 der Mittelpunkte der Kugeln 62 angeordnet sind. Dies wird in einem stark vergrößerten Maßstab in dem gestrichelten Umriß in Fig. 3 gezeigt, wobei es ersichtlich ist, daß bei einer Zunahme des Durchmessers der Lichtleiterelemente 12b, 12b¹ der Abstand zwischen den Stirnseiten 14b und 14b' in gleicher Weise zunimmt.

Bei den bekannten Techniken ist der Durchmesser der Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ am Kontaktpunkt genauso wie der Durchmesser der Lichtleiterelemente 12a» 12a¹ selbst. Insbesondere ist es bei einer bekannten Technik zum Vorbereiten der Lichtleiterelemente 12a, 12a¹ für das optische Kuppeln allgemeine Praxis gewesen, das Ende des Lichtleiterelementes 12a einfach abzuspalten, um damit eine zu der Längsachse 18 des Lichtleiterelementes 12a senkrechte und sehr ebene glatte Stirnseite 14a zu erzielen. Man erkennt, daß sich mit dieser Technik eine sehr scharfe Um-

;■ . fangskante 74 zwischen der Stirnseite 14a und der zylindrischen , ■ Außen- oder Umfangsflache 76 des Lichtleiterelementes 12a ausbilden läßt,und es ist diese Umfangskante 74, die die Kugeln 62 der Anschlageinheit 54 berührt.

T 39=182 ^:

III »

I ·

• ft» « ftf · · ·Η I | ·Ι t ·

- 17 -

Bei den bekannten Anordnungen, bei denen ein harter oder undurchlässiger Schutzüberzug 78 die äußere Zylinderoberfläche 76 des Lichtleiterelementes 12a bildet, ist dies auch der Fall. Insbesondere ist es im Stand der Technik bekannt, daß aus Glas oder Kunststoff hergestellte Lichtleiterelemente 12a sehr zerbrechlich sind. Falls solche Lichtleiterelemente 12a einem wie- j derholten Kuppeln und Entkuppeln unterworfen werden, besteht j die Möglichkeit der Beschädigung oder Verschlechterung der \

Stirnseite 14a des Lichtleiters, was dann zu optischen Verzerrungen und Verlusten führen kann, wenn sie in der Verbinderan- ; Ordnung 1O gekuppelt werden. Folglich wird bei einigen bekann- |

/· ten Kupplungsanordnungen ein dünner, harter und undurchlässiger | Schutsüberzug 78 auf der Zylinderfläche 76 des Lichtleiterele- \ mentes 12a in dem Bestreben angebrach⁴" . die Möglichkeit einer j; solchen Verschlechterung der Stirnseite 14a zu minimieren. Im , allgemeinen liegt die Stärke des aufgebrachten Schutzüberzuges bei Lichtleiterelementen 12a mit einem Durchmesser von 120 bis 150 Mikron in der Größenordnung von 1 bis 10 Mikron. Durch einen Tauchvorgang wird ein solch harter Schutzüberzug 78 auf das Ende des Lichtleiterelemantes 12a aufgebracht. Dies führt zu einem sehr dünnen gleichförmigen Überzug, der den Umfang des Lichtleiterelementes 12a vollständig umschließt. Anschließend nach einem gleichförmigen Aushärten des Überzuges wird daB Lichtleiterelement 12a gespalten, so daß wieder eine quadratför-

^ mige Ecke oder eine Kante 74 zwischen der Stirnseite 14a und der Zylinderfläche 76 des überzogenen Lichtleiterelementes 12a entsteht. Bei dieser Anordnung ist es der AußendurchmeLser des Überzuges 78, der den Durchmesser des Lichtleiterelementes 12a [ bestimmt,und damit ist es die Ecke oder ümfangskante 74 des äußeren Schutzüberi;uges 78, der die Kugeln 62 berührt. Der axiale

Spalt G₌ zwischen den Stirnseiten der Lichtleiterelemente 12a, a

12a¹ hängt von dem Durchmesser dieser Lichtleiterelemente ab. Weiter sind Änderungen in der Spaltgröße sehr empfindlich gegenüber Änderungen im Durchmesser der Lichtleiterelemente. Zum Beispiel ist bei typischen, xm Handel erhältlichen Lichtleiter- \ elementen 12a mit einem Durchmesser von 125 Mikron die Toleranz j in der Größe des Durchmessers der Lichtleiterelemente 12a {das j 3?=182 heißt der Durchmesser des Lichtleiterelementes 12a mit einem auf \

* I · » I t it

* I«· til

· («lit Il

J · C « I I · I

· r « (Ii

Cllti II

- 18 -

ihm befindlichen überzug 78) typisch in der Größenordnung von - 5 Mikron.

Bei einem zur Aufnahme von Glasfaserelementen mit einem Durchmesser von 125 Mikron entworfenen Verbinder mit vier Kugeln kann gezeigt werden, daß eine Änderung im Außendurchmesser des Glasfaserelementes 12a von 10 Mikron zu einer Änderung von annähernd 50 Mikron in der Größe des Endspaltes G₌ führt.

Zum Herabsetzen der Größe des axialen Spaltes G bei gegebenen Lichtleiterdurchmessern werden gemäß einem Gesichtspunkt der ,, vorliegenden Erfindung, wie er in den Figuren 4 und 5 gezeigt wird, die Lichtleiterelemente 12, 12' so vorbereitet, daß der auf ihnen vorgesehene Schutzüberzug 80 eine solche Form hat, daß der Durchmesser der Kontaktflächen 82 auf dem Schutzüberzug (das heißt die Flächen 82, die die Stützfläche 72 der Verbinderkugeln 62 in den Punktflächen 83 berühren) niedriger als der Durchmesser des Überzuges 80 an einer Stelle längs der axialen Erstreckung des Lichtleiterelementes 12 ist, die sich in einem Abstand von der Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 befindet. Diese Anordnung hat die Auswirkung einer Herabsetzung des Durchmessers der Lichtleiterelemente 12, 12' an der Kontaktstelle mit der Stützfläche 72 der Verbinderanordnung 10, das heißt den punktförmigen Gebieten 83 der Kugeln 62, so daß die ( Stirnseiten 14, 14' der Lichtleiterelemente 12, 12' der Ebene 68 der Mittelpunkte 66 der Kugeln 62 näher gebracht werden, so daß dadurch die Größe des Endspaltes G zwischen den Stirnseiten 74 der Lichtleiterelemente 12, 1?-' herabgesetzt wird. Damit läßt sich feststellen, daß bei der oben beschriebenen Bauart der Verbinderanordnüng 10 infolge der durch die Anschlageinheit 54 bewirkten sehr genauen seitlichen oder axialen Ausrichtung der Endspalt-Abstand G ganz beträchtlich zu der Verminderung der . Übertragungsverluste beigetragen hat. Folglich wird bei einer Herabsetzung der Größe des axialen Spaltes G auch der Verlust für die jeweilige Verbinderanordnung 10 herabgesetzt.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung 39/182 wird der Schutzüberzug 80, der so geformt ist, daß er eine Kon-

• * · u» till t · 11

» · · · 111)

·· · ♦ ·· ··t ti } ι ι ι

- 19 -

taktfläche 82 mit einem Durchmesser bildet, der unter dem Außendurchmesser des Schutzüberzuges 80 an einer längs des Lichtleitere lenient es 12 axial abgelegenen Stelle liegt» durch anfängliches Abspalten des Endes eines nicht überzogenen Lichtleiterelementes erreicht, ähnlich dem beim Stand der Technik verwendeten Spaltverfahren, und anschließend wird ein Uberzugsmaterial 80 auf das geschnittene Ende des Lichtleiterelementes 12 aufgebracht und dieses gehärtet, so daß die für den Schutzüberzug 80 | gewünschte Form entsteht. Mit Vorteil wird der überzug 80 durch Eintauchen des gespaltenen Endes des noch nicht überzogenen Lichtleiterelementes in eine geeignete Uberzugslösung und deren () anschließendes Herausziehen zum Härten oder Trocknen des Überzuges 80 auf dem Ende des Lichtleiterelementes 12 gebildet. Das Phänomen der Oberflächenspannung tendiert dazu, sicherzustellen, daß sich auf dem gesamten Ende des Lichtleiterelementes 12 eine gleichmäßige Stärke des Überzuges 80 einstellt und damit die Konsentrizität des Kernes 26 und der Abdeckung 28 des Lichtlei- ! , terelementes 12 in dem überzug 80 beibehalten wird, was bei der ■ gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung! verwendeten besonderen Ausrichttechnik wichtig ist. ι

j Zusätzlich bedeckt der überzug 80 auf dem Umfang des Lich'^leij terelementes 12 die Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 .ab und bildet einen kleinen Radius an der Kante 82, die damit

' ί

, die Kontaktfläche 82 des Schutzüberzuges 80 bestimmt. Dies Kann deutlich in den Figuren 4 und 5 gesehen werden. Die Anordnung : diese-; Radius an der Umfangsecke oder -kante 82 des Lichtleiterelementes 12 ist für das Ausbilden der gewünschten Form des Überzuges 80 wichtig, wobei der Außendurchmesser der Kontaktfläche 82 (das heißt derjenige Abschnitt des Schutzüberzuges, der die Kugeln 82 berührt) kleiner als der Außendurchmesser des Überzuges 80 entlang der axialen Erstreckung des Elementes 12 an dessen Ende ist. Da der Außendurchmesser des Schutzüberzuges 80 an den Punktkontakten 83 unter dem Durchmesser des Lichtleiterelementes 12 liegt, stellt sich die Wirkung ein, daß die Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 nach vorne in Richtung auf die Ebene 68 der Mittelpunkte 66 der Kugeln 62 bewegt = 182 und damit der axiale Endspalfc G zwischen den Stirnseiten. 14 der

- 20 -

; Lichtleiterelemente 12, 12', die zusammengekuppelt sind, herab-

: gesetzt wird. Diese Wirkung läßt sich am deutlichsten in Fig. 5 ^: erkennen, die die Unterschiede zwischen den Stellungen der

', Stirnseiten 14 der Lichtleiterelemente 12, 12', die eine (in vollen Linien gezeigte) abgerundete Ecke aufweisen, und der Stirnseiten 14a der Lichtleiterelemente 12^a 12a¹, die eine (in

! gestrichelten Linien gezeigte) quadratische Umfangskante 74 aufweisen.

! Hier sollte festgestellt werden, daß sich der an der Umfangskan- J₁ I te 82 des Lichtleiterelementes 12 ergebende kleir.d Radius natur^s f\ ; gemäß oder zwangsläufig dann einstellt, wenn der Schutzüberzug

i
J 80 durch Tauchen des Endes eines gespaltenen, nicht überzogenen

* ! Lichtleiterelem^ntes in eine geeignete Uberzugslösung und dessen j. I anschließendes Herausziehen aus der Uberzugslösung und das Trocknen oder Aushärten des Überzugsmaterials 80 einstellt. j Selbstverständlich muß jedoch beachtet weiden, daß sich ver-' schiedene Formen des Schutzüberzuges 80 durch einfaches steuern , des Anwende- und Trocken- oder Härtverfahrens in bekannter Weise: ι erreichen lassen, wie zum Beispiel durch die Verwendung von , I Trocknungsdüsen, durch mechanische Einrichtungen oder durch Be- ι I wegen des überzogenen Jeiters 12 auf eine bestimmte Weise wäh- '* j rend des Aushärtens der Überzugslösung 80. Geeignete Formgebungs^

i I

! verfahren könnten auch auf dem Ende des Lichtleiterelemenres 12 ι ^ ;

j nach dem Auftragen und Aushärten des Überzuges 80 ausgeführt

werden, um damit den Durchmesser der Kontaktflächen 82 des i Lichtleiterelementes 12 herabzusetzen.

Der Schutzüberzug 80 könnte auch durch eine sehr dünne Hülle aus geeignetem Material gebildet werden, die auf das Ende des Lichtleiterelementes 12 aufgeschoben würde und die dann zum Einschließen des Endes des Lichtleiterelementes 12 dienen würde. Die Hülle könnte eine geschlossene Bodenfläche aufweisen, wobei die Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 an dieser anliegt. Ebenso könnte die Hülle auch einfach einen offenen Boden aufweisen. Die Hülle würde die Kontaktfläche 82 zur Anlage an der Stützfläche 72 der Kugeln 62 bilden und würde dann gemäß der Γ 39=182 vorliegenden Erfindung eine Fläche 82 mit einem Außendurchmes-

: ι

ser ergeban, der unter dem Außendurchmesser der Hülle an einem | j längs des Lichtleiterelementes 12 axial entfernten Ort läge. j

i Hier sollte bemerkt werden, daß sich die Vorteile der physikali-i sehen Herabsetzung der Größe des axialen Spaltes G auch dann er-i reichen lassen, falls auf dem Lichtleiterelement 12 kein Schutzüberzug 80 vorhanden ist. Diese ergäben sich dann durch Verfor- ' men des Endes des Lichtleiterelementes unter Bildung einer Kontaktfläche, die von einer geringeren Dimension als der Durchmesser des Lichtleiterelementes 12 an einer von der Stirnseite 14 axial abgelegenen Stelle wäre, zum Beispiel durch Verformen des ~- Endes des Überzuges 28. Insgesamt gesehen läßt sich sagen, daß zum Erreichen der Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung der Kontaktabschnitt oder die -abschnitte 82 des Lichtleiterelementes 12, die die Stützfläche 72 der Verbinderanordnung 10 beruh- · ren, so geformt oder gestaltet werden, daß sie an der Stirnseite I4 des Lichtleiterelementes 12 einen Durchmesser ausbilden, ■ der unter dem Außendurchmesser des Lichtleiterelementes 12 an einer Stelle liegt, die längs des Lichtleiterelementes 12 an dessen Ende in einem axialen Abstand befindlich ist. Auf diese Weise wird die Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 nach vorne geschoben, wenn sie die Stützfläche 72 der Anschlageinheit: 54 berührt. '

C ' Hier sollte darauf hingewiesen werden, daß sich in Experimenten herausgestellt hat, daß die Technik gemäß der bevorzugten Aus- ; führungsform dieser Erfindung, bei der ein gespaltenes Lichtlei-' ■■ terelement mit einem geeigneten Uberzugsmaterial 80 überzogen und dann ohne Ausführen irgendwelcher äußerer Formgebungevorgänge einfach getrocknet oder ausgehärtet wird (und ddamit an der Umfangskante 82 des Lichtleiterelementes 12 zwangsläufig ein kleiner Krümmungsradius gebildet wird), beständig eine Herabsetzung in dem axialen Endspalt G in der Größenordnung von 80 bis 20 Mikron bei einem Lichtleiterelement 12 mit einer nominellen Stärke von 125 Mikron geführt hat unter Verwendung einer Anordnung mit vier Kugeln, die für einen 125-Mikron-Leiter optimiert wurde. Eine solche Reduktion wurde im Vergleich zu den

39=182 konventionellen Techniken erreicht, bei denen das Ende eines

j - 22 -

j Lichtleiters 12a zuerst überzogen und dann unter Ausbildung einer quadratischen Stirnseite 14 einfach gespalten wurde. Diese

• Experimente zeigen damit, daß der geringe Radius für die Kon- ! taktfläche 82 des Schutzüberzuges 80, der angenommenermaßen ! zwangsläufig durch eine einfache Tauchtechnik nach dem Spalten ■

• erzielt wird, zum Erzielen einer bemerkenswerten Herabsetzung in· der Größe des Endspaltes G ausreicht. Für andere Bauarten von j Anordnungen mag es jedoch erwünscht sein, eine größere Herabset-.

zung im Durchmesser zu erreichen. In diesem Fall könnte für den '■ , Schutzüberzug eine andere Form vorgesehen werden, wie zum Beispiel eine abgeschrägte Kante oder eine konkave Kante.

Die Experimente haben auch gezeigt, daß die Technik gemäß der vorliegenden Erfindung den Verlust eines vier Kugeln aufweisenden Verbinders 10 in einem typischen Fall um 0,2 db gegenüber demjenigen Verlust herabsetzt, der bei Verwendung von Lichtleiterenden entsteht, die unter Anwendung der konventionellen Tech-* nik durch einfaches überziehen der Enden der Lichtleiterelemente 12a und deren anschlieeßendes Abspalten zum Erzielen einer im wesentlichen quadratischen Stirnfläche 14a vorbereitet werden. Hier sollte vermerkt werden, daß bei Kupplungsanordnungen der

! Bauart ohne Kontakt, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung

verwendet werden, der Abstand des Endspaltes G der Hauptbeitra-, gende zu dem Verlust ist, da die axiale oder seitliche Ausrich-

^! tung des Glasfaserelementes 12 sehr genau ist. Folglich können Verbesserungen in der Größenordnung von 0,2 db gegenüber den konventionellen Techniken bei solchen Lichtleiter-Verbinderanordnungen 10 von besonderer Wichtigkeit bei Lichtleiter-Übertra-

\ gungssystemen für den Langwelienbereich von Hochsilikatfasern sein und zu einer Vergrößerung der Abstände der Ve^tärker von vielen hundert Metern führen. Wie man sieht, kann dies die Wirtschaftlichkeit solcher Systeme beträchtlich erhöhen.

Vorzugsweise ist die Stärke der auf dem Ende des Lichtleiterelementes 12 vorgesehenen Schutzschicht 80 sehr klein, zum Beispiel in der Größenordnung von 1 bis 10 Mikron bei L-ichtleiterelementen 12 mit einem nominellen Durchmesser (einschließlich 39=182 des Überzuges 80) von 125 Mikron. Ein überzug 80 mit einer solch

• ι ·

• I t

■ ■11(1 ■

geringen Stärke ist alles, was zum Schützen des Endes des Licht-* leiterelementes 12 bei dessen Einbau in die Verbinderanordnung > 10 benötigt wird. Stärkere Überzüge 80 könnten jedoch auch verwendet und angewendet werden unter Verwendung eines einzigen Tauchvorganges oder selbst eines Mehrfach-Tauchvorganges,und : doch noch die Vorteile der vorliegenden Erfindung erbringen. In I diesem Zusammenhang sollte die Stärke des Überzuges auf der ; Stirnseite im allgemeinen nicht größer als die Stärke des die ^! optische Verkleidung 28 umgebenden Puffermaterials sein.

Da auch die Stirnfläche 14 des Lichtleiterelementes 12 in der bevorzugten Ausführungsform überzogen ist, muß der Überzug 80 aus einem transparenten Material bestehen, um den Durchgang der Lichtsignale zu ermöglichen. Typische Beispiele für Überzugsmaterialien, die zum Ausbilden eines dünnen Schutzüberzuges 80 auf der» Lichtleiterelement 12 verwendet werden können und die transparent sind, schließen verschiedene Kunstharze und polymere Mischungen sin wie zum Beispiel Eastman 398-3. Dies ist ein Cellulose-Acetatlack mit einem Brechungsindex von etwa 1,475.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung läßt sich das Betriebsverhalten der Kupplungsanordnung weiter durch Ausbilden eines Überzuges auf der Stirnfläche 14 des Lichtleiterelementes oder der Vorrichtung 12 verbessern, der einen wesentlich größeren Brechungsindex als das Medium zwischen den Enden der Lichtleiterelemente oder Vorrichtungen 12, 12a aufweist. Dadurch wird die Stirnseite 14 der Lichtleiterelemente 12, 12' effektiv optisch in Richtung auf den Mittelpunkt der Verbinderanordnung 10 bewegt, das heißt in Richtung auf die Ebene 68, in der die Mittelpunkte 66 der Kugeln 62 angeordnet sind.

39/182

Insbesondere und nach Maßgabe der Kupplungsanordnungen der Bauart ohne Kontakt, mit denen die vorliegende Erfindung befaßt ist, wird ein Spalt oder ein Raum C zwischen den Stirnflächen 14 der miteinander zu kuppelnden Glasfaserelemente 12, 12' geschaffen. Der Brechungsindex des Mediums zwischen den Stirnseiten 14 der Lichtleiterelemente 12, 12' ist entweder gleich dem von Luft (falls kein weiteres Material in den Spalt G eingelei-

- 24 -

j tet wird, wie bei der vorstehend erwähnten Patentanmeldung • P 31 07 553/ oder gleich dem eines Fluidums oder anderen Mate- < rials, das körperlich zwischen den Stirnseiten 14 der Glasfaserielemente 12, 12' angeordnet ist /wie bei den US-PS 4 186 998 und S 4 119 362}. Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung j ist der Brechungsindex des Überzuges 80 auf den Stirnseiten 14, j 14" der Glasfaserelemente 12, 12' wesentlich größer als der Bre-I chungsindex des Mediums. Unter wesentlich größer wird verstanden, ^: daß der Brechungsindex mindestens 20 % über dem Brechungsindex des Mediums liegt.

f Λ Obwohl mit dem folgenden nicht beabsichtigt ist, damit an die Theorie dieses Gesichtspunktes der vorliegenden Erfindung gebun-J¹ . den zu sein, wird angenommen, daß dar den wesentlich höheren Brechungsindex als das Medium aufweisende Überzug 80 dazu dient, die wirksame Stirnfläche der Lichtfaserelemente 12, 12' optisch näher zusammenzurücken. Insbesondere zeigt Fig. 6 in stark vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch ein Lichtleiterelement 12 mit einem auf ihm vorgesehenen überzug 80, der auf der Stirnseite 14 des Kerngebietes 26 des Lichtleiterelementes 12 aufliegt. In dieser Figur geht der Kegel 90, der durch den begrenzenden Lichtstrahl 92 für den Durchgang des Lichtes durch das Lichtleiterelement 12 gebildet wird, unter einem Winkel φ* gegenüber der Normalen, vom Kerngebiet 26 des Lichtleiterelementes 12 aus und bildet einen Kegel 94 in dem Überzugsgebiet 80, in dem der Lichtstrahl 96 unter einem Winkel φ~ gegenüber der , Normalen '/erläuft, wobei der Winkel ^₂ kleiner als der Winkel φ, ist. Bei Verlassen des Überzugsgebietes 80 wird der den Kegel 100 bildende Lichtstrahl 98 von der Normalen unter einem Winkel 0_ weggebogen. Dies ist das Ergebnis davon, daß der Bre-' chungsindex des Überzuges 80 größer als der Brechungsindex des Mediums 102 ist, in das er eintritt, das heißt des Mediums 102 ^! in dem Spalt zwischen den Stirnseiten 14 der Lichtleiterelemenj te 12, 12'. Damit scheint der Kegel 100 des aus dem überzug 80 ' austretenden Lichtes aus dem Lichtleiterelement 12 an einer neuen effektiven Stirnseite 104 auszutreten, die durch die Projektion der den Kegel 100 bildenden gebrochenen Strahlen 98 nach T39/182 hinten entlang einer geraden Linie bestimmt wird zum Festlegen

des Schnittpunktes, das heißt der Stelle P in Fig. 6. Diese neue effektive Stirnseite 104 des Lichtleiterelementes 12 entspricht der Ebene des virtuellen Bildes des aus dem Kerngebiet 28 des Lichtleiterelementes 12 austretenden Lichtkegels 90. Damit scheint die Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 optisch sehr viel näher zu liegen oder in Richtung auf die Mittelebene 68 der Verbinderanordnung 10 bewegt worden zu sein. Diese Erscheinung ist der Erscheinung der Betrachtung eines unter Wasser befindlichen Gegenstandes ähnlich, bei der die Entfernung des Gegenstandes von der Wasseroberfläche viel kleiner als der tatsächliche Abstand des Gegenstandes unter der Wasseroberfläche ζ' ist. Dabei leuchtet ein, daß bei einem Größerwerden der Unterschiede zwischen dem Brechungsindex des Überzuges und des trennenden Mediums 102 der durch diesen Aspekt der vorliegenden Erfindung bewirkte Effekt umso vorteilhafter ist, das heißt, daß die wirksame Stirnseite 104 des Lichtleiterelementes 12 der Mit~ telebene 68 der Verbinderanordnung 10 und damit der Stirnseite 14 des (nicht gezeigten) gegenüberliegenden Lichtleiterelementes umso näher zu sein scheint.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsoform der vorliegenden Erfindung kann der überzug 80 auf der Stirnseite 14 des Kerngebietes 26 des Lichtleiterelementes 12 vorteilhafterweise durch geeigne-

₍ te Auswahl eines geeigneten Materials, das einen höheren Brechungsindex als das Medium 102 aufweist, für den Schutzüberzug 80 vorgesehen werden, welchem auf das Ende des Lichtleiterelementes 12 nach Maßgabe des ersten Aspektes der vorliegenden Frfindung aufgebracht wird (das heißt unter Ausbildung eines Schutzumfanges 80 mit einer solchen Form, daß der Durchmesser der Kontaktfläche 82 des Schutzüberzuges 80 unter dem Durchmesser des Schutzüberzuges 80 auf der Fläche 76 des Lichtleiterelementes 12 an einer Stelle liegt, die axial von der Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 abgelegen ist). Auf diese Weise bewirkt der überzug 80 nicht nur das Merkmal der optischen Her- ! anbewegung der Stirnseite 14 der Lichtleiterelemente 12, 12' an den Mittelpunkt der Verbinderanordnung 10, sondern bewirkt zur gleichen Zeit auch noch einen geringeren Durchmesser für die

39/182 Kontaktfläche 82. Dies ist vorteilhaft, da die beiden Merkmale

# * M I I I I I I » I · · *

I ft I · · I I i

♦ ♦ · · I · 1*4«

- 26 ι

des optischen und physikalischen Herabsetzens des axialen Spaltes G zwischen den Stirnseiten 14 der Lichtleiterelemente 12,

; 12· durch einfaches überziehen des Endes des Lichtleiterelementes 12 in einem einzigen Vorgang bewirkt werden können.

Zum Erzielen einer merkbaren Einwirkung auf die Verlusteigen-

, schäften der Kupplungsanordnung sollten die Unterschiede zwischen den Brechungsindizes des Überzuges und des Mediums in der Größenordnung von mindestens 20 % liegen. In diesem Zusammenhang sei gesagt, daß, falls das Trennmedium 102 aus Luft besteht, die einen Brechungsindex von etwa 1,0 aufweist, der Bre- ζ-\ chungsindex des Überzuges 80 in der Größenordnung von 1,20 oder größer sein sollte. Die meisten transparenten Werkstoffe haben

: einen Brechungsindex von oberhalb 1,35,und damit können praktisch alle solchen Werkstoffe für den Überzug 80 verwendet werden. Hier sollte vermerkt werden, daß der Brechungsindex des '

j Überzuges 80 auf der Stirnseite 14 des Kerngebietes 26 größer als der Brechungsindex des Kerngebietes 26 ( der im allgemeinen in der Größenordnung von 1,45 bis 1,5 liegt) sein kann oder auch!

' kleiner als der des Kernes 26 und doch noch gemäß der vorliegen-! den Erfindung vorteilhafte Auswirkungen ergibt. In der bevorzugten Ausführungsform kann das bestimmte„ für den Schutzüberzug

; verwendete Material, wie dies oben ausgeführt wurde, jedes ge-

eignete transparente Material sein, wie es die meisten Kunst-/ i
- ι harze oder polymeren Mischungen sind, die Brechungsindizes im Gebiet zwischen etwa 1,35 und 1,60 aufweisen.

Obwohl in der bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegen- : den Erfindung der auf dem Ende des Lichtleiterelementes 12 vorgesehene Schutzüberzug 80 nicht nur zum physikalischen Herabsetzen der Größe des Spaltes G zwischen den Stirnseiten 14 der ! Lichtleiterelemente 12, 12', sondern auch zum optischen Herabsetzen der Stärke des Spaltes G dient, leuchtet es natürlich ' ι ein, daß es nicht erforderlich ist, daß sich der Schutzüberzug ' 80 vollständig über die Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 erstreckt, um die vorteilhafte Auswirkung der physikalischen Herabsetzung der Größe des axialen Spaltes G zu erreichen. 39=182 ' Statt dessen könnte der axiale Spalt G physikalisch mit einer

- 27 -

Anordnung vermindert werden, bei der nur die Umfangseckkanten 82' des Lichtleiterelementes 12" auf sich einen Überzug 80» zur Anlage an den Stützflächen 72 der Kugeln 62 aufweisen, wie es zum Beispiel in Fig. 7 gezeigt wird. Dann konnte ein zweites Uberzugsmaterial 106 über dem Kerngebiet 26 vorgesehen werden

' mit einem gewünschten und vom Brechungsindex des Schutzüberzuges 80' abweichenden Brechungsindex. In Fig. 7 dient der Überzug 106 auf der Stirnseite 14 des Kerngebietes 28 zum optischen Herabsetzen des Spaltes G zwischen den Stirnseiten 14 der Lichtleiterelemente 12, 12' (durch Aufweisen eines Brechungsindex, der _: wesentlich größer als der Brechungsindex des in dem Spalt G befindlichen Mediums 102 ist), während der auf dem Umfang des Lichtleiterelementes 12" vorgesehene Schutzüberzug 80' die gewünschte Form (das heißt Radius) zum Herabsetzen des Außendurchmessers der Kontaktabschnitte 82' ergibt, die die Kugeln 62 der Verbinderanordnung 10 berühren. In diesem Fall könnte

^: der Schutzüberzug Sü^! jeden beliebigen Brechungsindex aufweisen.

Obwohl in der bevorzugten Ausführungsform eine bestimmte Verbin- ! deranordnung 10 gezeigt wurde, die eine Vielzahl von sphärischen

Kugeln oder Elementen 62 enthält, die die Stützflächen 72 für ^: das Lichtle-iterelement 12 bilden, sei darauf verwiesen, Caß auch eine kontinuierliche kegelstumpfförmige oder konisch zulaufende Fläche zum Ausbilden der Stützfläche für die Umfangskanten des \ '. Lichtleiterelementes verwendet werden könnte, wie es zum Beispiel durch die in den US-PS 4 186 998 und 4 119 362 gezeigten Kupplungsglieder erfolgt.

In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind daher ein Lichtleiterkupplungssystem und ein Ver- ' fahren zum Ankuppeln einer optischen Vorrichtung 12' mit einer Stirnseite 14' an ein Lichtleiterelement 12 mit einer Stirnseite 14 vorgesehen. Das Lichtleiterelement 12 weist entlang eines¹ ^; Teiles seiner axialen Länge an seiner Stirnseite 14 einen äuße-j ren Schutzüberzug 80 auf, der an einer von der Stirnseite 14 ; des Lichtleiterelementes 12 axial abgelegenen Stelle eine erste Abmessung aufweist. Das Lichtleiterelement 12 kann von einem 139/182 Kupplungsglied 10 der Bauart ohne Kontakt abgestützt werden zum

- 28 -

optischen Ankuppeln des Lichtleiterelementes 12 an die optische Vorrichtung 12'. Das Kupplungsglied 10 dient zum Abstützen der '; Stirnfläche 14 der optischen Vorrichtung 12' in einer ersten vorgegebenen Stellung und enthält weiter eine Stützfläche 72 zum Abstützen eines Kontaktabschnittes 82 des Schutzüberzuges 80 des Lichtleiterelementes 12 in einer zweiten vorgegebenen Stellung, die in einem axialen Abstand von der ersten vorgegebenen Stellung liegt. Der Schutzüberzug 80 des Lichtleiterelemen- \ , tes 12 hat eine solche Form, daß der Kontaktabschnitt 82 des ; Schutzüberzuges 80 eine Oberfläche begrenzt, deren Außendurch- [ messer kleiner als die erste Abmessung ist. Auf diese Weise kön-Λ nen der axiale Spalt oder der Raum G zwischen den Stirnseiten 14 ! ^: des Lichtleiterelementes 12 und der optischen Vorrichtung 12'

minimiert werden,und damit wird ein Verbindersystem mit einem ;i; : hohen Ubertrajungswirkungsgrad für Lichtsignale geschaffen.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthält das Lichtleiterelement 12 einen Kern 28 und einen überzug 80 auf der Stirnfläche 14 des Kernes 26, der das Ende des • Kernes 26 im wesentlichen bedeckt. Der Überzug 80 auf der Stirnfläche 14 des Kernes 26 hat einen vorgegebenen Brechungsindex. Kupplungsanordnungen 10 sind vorgesehen zum Abstützen des Lichtleiterelementes 12 und einer optischen Vorrichtung 12' in Ausj richtung miteinander, wobei sich die Stirnseite 14 des Lichtlei-

J terelementes 12 in einem axialen Abstand von der Stirnseite 14'

der optischen Vorrichtung 12' befindet. Die Kupplungsanordnung I 10 bildet ein Medium zwischen der Stirnseite 14 des Lichtleiter ' elementes 12 und der Stirnseite 14' der optischen Vorrichtung j 12' mit einem Brechungsindex, der wesentlich unter dem vorgege-■ benen Brechungsindex des Überzuges 80 liegt. Auf diese Weise wird die effektive Stirnseite 104 des Lichtleiterelementes 12 optisch enger an die Stirnseite 14 der optischen Vorrichtung 12' herangerückt und dient damit zum Herabsetzen oder Minimieren der übertragungsverlusta des Kupplungssystemes.

Vorteilhafterweise kann der Überzug auf der Stirnseite 14 des Kernes 26 und der Schutzüberzug auf dem Lichtleiterelement 12 Γ 39/182 gemäß der vorliegenden Erfindung durch Aufbringen eines schüt-

• *·■ · t ι c

* · · · I δ IC C 19»** · C « · I C

- 29 -

, zenden übarzugsmaterials 80 auf das Ende des Lichtleiterelementes 12 einschließlich dessen Stirnseite 14 vorgesehen werden und anschließendes Aushärten des Schutzüberzuges 80 unter Bildung einer Form, bei der der Kontaktabschnitt 82 des Schutzüberzuges 80 zur Anlage an der Stützfläche 72 der Kupplungsvorrichtung 10 einen Durchmesser aufweist, der unter dem Durchmesser des Schutzüberzuges 80 an einer von der Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 axial abgelegenen Stelle liegt, wobei der Brechungsindex des Überzuges 8O wesentlich größer als der Brechungsindex des Mediums zwischen der Stirnseite 14 des Lichtleiterelementes 12 und der Stirnseite 14 der optischen Vorrichtung ζ- 12« ist.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, leuchtet es ein, daß diese nur zur Erläuterung dienen und daß Änderungen ohne Abweichen vom Umfang der Erfindung, wie diese beansprucht wird, möglich sind.

• «III

• «II

• I

• I • * » til

Claims

Köln, den 16. November 1982 vA.

Aktenzeichen: G 82 15 017.6

Anmelderin: Thomas & Betts Corporation

Mein Zeichen: T 39/182

Schutzsnsprüche

1. Lichtleiter-Kupplung, gekennzeichnet durch die folgenden \ Merkmale:

ein Lichtleiter (12) mit einer Stirnseite (14), mit einer! Außenfläche, die an einer von der Stirnseite (14) axial abgelegenen stelle einen Außendurchmesser bestimmt, und mit einer Kontaktfläche (82) zwischen der Außenfläche und der Stirnsei-j te mit einem unter dem Außendurchmesser liegenden Durchmesser^

Anlagekörper (62) mit Stützflächen (72) zur Anlage an der! Kontaktfläche (82) des Lichtleiters (12) in anstoßender Bezief hung zu diesem und ;

eine Führungsvorrichtung (42) zum Abstützen des Lichtlei-j ters (12) in dieser anstoßenden Beziehung mit den Stützflächen (72) der Anlagekörper (62).

2. Lichtleiter-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (72) der Anlagekörper (§2) wechselweise ! diskontinuierliche Flächen bilden, die in Abständen voneinan-j

der in einer Ebene im wesentlichen parallel zu der Stirnseite! (14) in einer Kreisbahn mit einem Durchmesser nnter dem Durch+· messer der Kontaktfläche (82) des Lichtleiters (12) liegen.

3. Lichtleiter-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,] daß die Kontaktfläche (82) des Lichtleiters (12) eine ümfangsl kante ist, die um den Umfang des Lichtleiters (12) gebogen j ist.

Lichtleiter-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,»

ι daß der Lichtleiter (12) einen Kern und ein optisches Glied j auf der Stirnseite des Lichtleiters aufweist, das das Ende I des Kernes im wesentlichen abdeckt, wobei das optische Glied j einen vorgegebenen Brechungsindex aufweist; der Lichtleiter j (12) sich weiter mit der Stützfläche in einer Anlagebeziehungi befindet und mit dieser an einer Oberfläche des optischen j Gliedes eine Ausnehmung umschließt; und weiter einschließlich eines optischen Mediums in der Ausnehmung in Kontakt mit der j einen Oberfläche des optischen Gliedes, wobei der Brechungsindex des optischen Gliedes wesentlich größer als ciar Brechungsindex des optischen Mediums ist.

dadurch
Lichtleiter-Kupplung nach Anspruch 4,/gekennzeichnet, daß das optische Glied ein transparenter Überzug ist.

6. Lichtleiter-Kupplung nach Anspruch 4, daß das optische Medium Luft ist.

dadurch gekennzeichnet,

T 39/182J