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DE2555232A1 - Connector for glass fibre conductors - has rotationally symmetric rubber body to force optical fibres together in extended axial channel - Google Patents

Connector for glass fibre conductors - has rotationally symmetric rubber body to force optical fibres together in extended axial channel

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Publication number
DE2555232A1
DE2555232A1 DE19752555232 DE2555232A DE2555232A1 DE 2555232 A1 DE2555232 A1 DE 2555232A1 DE 19752555232 DE19752555232 DE 19752555232 DE 2555232 A DE2555232 A DE 2555232A DE 2555232 A1 DE2555232 A1 DE 2555232A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
connector
fiber
rotationally symmetric
elastic body
glass fibre
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Withdrawn
Application number
DE19752555232
Other languages
German (de)
Inventor
Ernst Prof Dr Neumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Original Assignee
Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Felten and Guilleaume Carlswerk AG filed Critical Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority to DE19752555232 priority Critical patent/DE2555232A1/en
Publication of DE2555232A1 publication Critical patent/DE2555232A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3801Permanent connections, i.e. wherein fibres are kept aligned by mechanical means
    • G02B6/3806Semi-permanent connections, i.e. wherein the mechanical means keeping the fibres aligned allow for removal of the fibres

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

The glass fibre conductor connector comprises a rotationally symmetric rubber elastic body (1) with a hollow channel (2) in the axial direction to retain the two light fibres. In one embodiment of the connector an external unit is provided which has an annular chamber filled with a liquid and a screw pressurising device. In another embodiment of the invention an annular member with a conical inner profile (7) is placed over the rubber elastic body and is compressed by a screwed nut (9) and bush (10) which when tightened together force the conical member (7) onto the rubber elastic body (1) to cause the optical light fibres together.

Description

Stecker zum Verbinden von Glasfaser-LichtleitungenConnector for connecting fiber optic light lines

Die vorliegende Erfindllng bezieht sich auf einen Stecker zum Verbinden von Glasfaser-Lichtungen. Mit Hilfe eines derartigen Steckers werden Glasfaser-Lichtleitungen optisch und mechanisch miteinander verbunden.The present invention relates to a connector for connection of fiber optic clearings. With the help of such a connector, fiber optic light lines are created optically and mechanically connected to each other.

Um zwei Glasfaser-l,-chtleitungen u verbinden, werden zunächst durch kontrolliertes Brechen der Fasern oder durch Schleifen und Polieren der Faserenden Endflächen präpariert, die möglichst eben und möglichst senkrecht z der Richtung der Achse der Faser sind.In order to connect two fiber optic cables, u are first through controlled breaking of the fibers or by grinding and polishing the fiber ends End faces prepared that are as flat as possible and as perpendicular as possible z the direction are the axis of the fiber.

Danach werden die Faserenden stumpf gegeneirander gesetzt, so daß der Fall einer nicht unterbrochenen Faser möglichst gut angenähert wird. Die optischen IJbertragungsverluste, die durch einen Spalt zwischen den Endflächen, durch Achsversatz oder durch einen endlichen Winkel zwischen den beide Faserachsen verursacht werden, sind theoretisch und experimentell an Fasern sowie an Fasermodellen untersucht worden.Then the fiber ends are butted against each other so that the case of an uninterrupted fiber is approximated as closely as possible. The optical Transmission losses caused by a gap between the end faces due to misalignment or caused by a finite angle between the two fiber axes, have been investigated theoretically and experimentally on fibers as well as on fiber models.

Bei der praktischen Verwirklichung des beschriebenen Kopplungsprintin ergeben sich Schwierigkeiten wegen der geforderten Justiergen@tigkeit: damit die Übertragungsverluste bei Monomode-Fasern in ver@retbarem Rahmen (bis 10°) bleiben, muß der Spalt kürter als zur i<r Achsversatz kleiner als Bruchteile eines Mikrometers und der Winkel zwischen den Faserachsen kleiner als etwa 2° bleiben. Bei Multimode-Fasern sind die Anforderungen an die Justierung weniger scharf. Für 5 % Leistungsverlust kann der Achsversatz bis zu 10µm und der Faserabstand bis zu 25µm betragen.In the practical implementation of the described coupling print difficulties arise because of the required adjustment capability: so that the Transmission losses with single-mode fibers remain within a reasonable range (up to 10 °), the gap must be shorter than the axial offset smaller than a fraction of a micrometer and the angle between the fiber axes remain less than about 2 °. With multimode fibers the requirements for the adjustment are less strict. For 5% loss of performance the axial offset can be up to 10 µm and the fiber spacing up to 25 µm.

Es gilt bereits eine Heihe von Verfahren und Vorrichtungen zur Verbindung von Glasfaser-Lichtleitungen. Bei der Herstellung einer Verbindung sind zwei Vorgänge zu unterscheiden: 1. Die Herstellung der optischen Verbindung durch Ausrichten der Faserenden auf mir. malen Faserabstand, minimalen Achsversatz und minimalen Winkel zwischen den Faserachsen, bzw. auf minimalen Übertragungsverlust, 2. die Herstellung der mechanischen Verbindung durch Festlegen der Faserenden in der optimalen Lage.A number of methods and devices for connection already apply of fiber optic light lines. There are two processes involved in establishing a connection to distinguish: 1. The establishment of the optical connection by aligning the Fiber ends on me. paint fiber spacing, minimal misalignment and minimal angle between the fiber axes, or for minimal transmission loss, 2. the production the mechanical connection by fixing the fiber ends in the optimal position.

Die verschiedenen Verfahren und Vorrichtungen unterscheiden sich bezüglich der Ausrichtung und der Festlegung der Fasern. Zum Ausrichten der Faserenden werden z.B. Mikromanipulatoren, exzentrisch gelagerte, drehbare und axial verschiebbare Hülsen in Bohrungen, Paßstifte aus Glas fUr Fasern mit flüssigem Kern, Glaskapillaren, hexagonale Führungen und kreis- oder V-förmige R-llen in verschiedenen Materialien oder inter axialem Druck stehende Zylinder aus Elastomer verwendet. Zum Fixieren in der günstigsten Lage werden die Faserenden verschmolzen, mit Klebstoff festgelegt oder durch Schrauben oder Federkrfte festgehalten.The various methods and devices differ in terms of how they are used the alignment and definition of the fibers. Used to align the fiber ends e.g. micromanipulators, eccentrically mounted, rotatable and axially displaceable Sleeves in bores, dowel pins made of glass for fibers with a liquid core, glass capillaries, hexagonal guides and circular or V-shaped wheels in various materials or elastomer cylinders under axial pressure. For fixing In the most favorable position, the fiber ends are fused and fixed with glue or held in place by screws or spring forces.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben den Nachteil, daß entweder die Ausrichtung schwierig ist oder daß die Verbindungsvorrichtungen voluminös in Vergleich zu den Abmessungen der Glasfasern (typischer Außendurchmesser 100µm) sind.The known methods and devices have the disadvantage that either alignment is difficult or the connection devices are bulky compared to the dimensions of the glass fibers (typical outer diameter 100 µm) are.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einrache, wirtschaftliche und lösbare Verbindung zwischen zwei Olasfaser-Lichtleitungen zu schaffen, die eine einfache Ausrichtung und ein schnelles Fixieren der Faserenden, möglichst ohne Beobachtung des transmlttierten Signals ermöglicht und sich durch eine geringe Abmessung und ein geringes Gewicht auszeichnet.The present invention is based on the object of a clear, economical and detachable connection between two Olas fiber light cables create a simple alignment and quick fixation of the fiber ends, If possible, without observing the transmitted signal made possible and through characterized by small dimensions and light weight.

Dabei soll weiterhin die Möglichkeit gegeben sein, die Verbindung ohne Beschädigung der Faser lösen zu können und weiterhin soll der erfindungsgemäße Stecker fUr Monomode- und Multimode-Fasern geeignet sein.The connection should continue to be available to be able to solve without damaging the fiber and furthermore the invention Plugs for single-mode and multimode fibers are suitable.

Errindungsgemäß wird dies durch einen Stecker erreicht, der einen rotationssymmetrischen gummielastischen Körper mit einem in axialer Richtung mittig verlaufenden Hohlkanal zur Aufnahme der zu verbindenden Faserenden und einen in Höhe der Faserverbindungsstelle auf den Körper in radialer Richtung einwirkendes Druckteil aufweist. Die wesentliche Komponente des erfindungsgemäßen Steckers ist der rotationssymmetrische, bzw. zylindrische Körper aus gummielastischem Material, in den zur Herstellung der Verbindung die nach bekannten Verfahren präparierten Fasermoden von beiden 9eiten eingefUhrt werden, bis sie etwa in der Mitte des Zylinders aneinander stoßen. Darauf werden rotationssymmetrische radiale Kräfte in der Mitte des Zylinders zum Angreifen gebracht, wodurch sich der Durchmesser des Kanals verringert und die Achsen der Glasfasermäntel selbsttätig zur Deckung gebracht werden, sowie die Glasfaserenden eingeklemmt werden. Die Achsen der zu verbindenden Faserkerne fallen also praktisch zusammen, so daß für Multimode-Fasern nur sehr kleine Ubertragungsverluste durch Achsversatz zu erwarten sind. Bei höchster Konzentrizität von Kern und Mantel kann der erfindungsgemäße Stecker sogar bei Monomode-Fasern eingesetzt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Stecker können sogar Glasfasern mit unterschiedlichem Manteldurchmesser wegen der rotationssymmetrischen Kontrakttondes Kanals zur Deckung gebracht werden.According to the invention this is achieved by a plug that has a rotationally symmetrical rubber-elastic body with a center in the axial direction running hollow channel for receiving the fiber ends to be connected and an in Height of the fiber connection point acting on the body in the radial direction Has printing part. The essential component of the connector according to the invention is the rotationally symmetrical or cylindrical body made of rubber-elastic material, in those prepared by known processes for the preparation of the compound Fiber modes are introduced from both sides until they are approximately in the middle of the cylinder bump into each other. Then there are rotationally symmetrical radial forces in the middle of the cylinder to engage, reducing the diameter of the channel and the axes of the fiberglass jackets are automatically brought into congruence, as well as the fiber ends are pinched. The axes of the fiber cores to be connected so practically coincide, so that only very small transmission losses for multimode fibers are to be expected due to misalignment. With the highest concentricity of core and jacket the connector according to the invention can even be used with single-mode fibers. With the connector according to the invention can even use glass fibers with different sheath diameters due to the rotationally symmetrical contract tone of the canal are brought to congruence.

In Ausgestaltung der Erfindung kann es zum Erzeugen der rotationssymmetrisch angreifenden radialen Kräfte zweckmäßig sein, wenn das Druckteil aus einer im Körper angeordneten mit FlUssigkeit gerüllten Ringkammer besteht, in die von außen eine Schraube dichtend eindrehbar ist. Durch Eindrehen der Schraube kann die in der Ringkammer befindliche Flüsslgkeit unter Druck gesetzt und auf diese Weise die gewUnschte Kraftverteilung erzeugt werden. Dabei bewirkt die DruckausUbung durch die Flüsslgkeit eine außerordentlich gleichmäßige Kraftverteilung.In an embodiment of the invention, it can be used to generate the rotationally symmetrical attacking radial forces be useful if the printed part consists of an annular chamber arranged in the body and filled with liquid, in which can be screwed in a screw from the outside in a sealing manner. By screwing in the screw can put the liquid located in the annular chamber under pressure and on this Way the desired force distribution can be generated. In doing so, the pressure exertion causes due to the liquid an extremely even distribution of force.

Erfindungsgemäß kann es ebenfalls zweckmäßig sein, um die radialen Kräfte zu erzeugen, wenn der Körper in Höhe der Faserverbindungsstelle konisch ausgestaltet und dort von einem entsprechend ausgestalteten Konusring umgeben ist, der mit Hilfe einer ihn einschließenden Schraubhülse in axialer Richtung verschiebbar ist.According to the invention, it can also be useful to use the radial To generate forces when the body is conical at the level of the fiber connection point and there is surrounded by a correspondingly designed conical ring, which with the help a screw sleeve enclosing it is displaceable in the axial direction.

Dabei besteht die SchraubhUlse zweckmäßigerweise aus einer Uberwurfmutter, die auf einen auf den Konusring axial wirkenden Druckkörper schraubbar ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden die radialen Kräfte durch den Konusring erzeugt, indenldleser in axialer Richtung auf den konischen Körper geschoben wird.The screw sleeve expediently consists of a union nut, which can be screwed onto a pressure body acting axially on the conical ring. at In this embodiment according to the invention, the radial forces are generated by the conical ring generated, indenldleser is pushed in the axial direction on the conical body.

Erfindungsgemäß kann es weiterhin zweckmäßig sein, wenn die beiden Enden des Hohlkanals trichterförmig aufgeweitet sind, wodurch das EinfUhren der Faserenden in den Hohlkanal erleichtert wird.According to the invention, it can also be useful if the two Ends of the hollow channel are widened in a funnel shape, whereby the introduction of the Fiber ends in the hollow channel is facilitated.

Der Hohlkanal in dem gummielastischen Körper läßt sich durch Bohren herstellen oder auch dadurch, daß ein geeigneter Kunststoff um einen Draht mit passendem Durchmesser gegossen wird und der Draht nach der Polymerisation aus dem Material herausgezogen wird. Wird der Hohlkanal vor dem Einführen der Faserenden mit einer TmmersionsflUssigkeit, deren Brechungsindex möglichst gut mit dem des verwendeten Glases Ubereinstimmt, gefUllt, so lassen sich die Verluste durch Fresnel-Reflexion verringern.The hollow channel in the rubber-elastic body can be drilled produce or by putting a suitable plastic around a wire with a matching Diameter is poured and the wire after polymerization from the material is pulled out. If the hollow channel is opened with a TmmersionsflUssigkeit, whose refractive index as closely as possible with that of the used Glass matches, filled, so the losses due to Fresnel reflection to decrease.

Wie sich aus dem vorstehenden ergibt, ist der beschriebene Stecker einfach und billig. Die ftlr die optische Kopplung erforderliche Ausrichtung der Faserenden und das Fixieren der Faserenden erfolgen ohne weiteres gleichzeitig bei Anwendung der radialen Kräfte.As can be seen from the above, the connector described is easy and cheap. The alignment required for the optical coupling Fiber ends and the fixing of the fiber ends take place easily at the same time Application of radial forces.

Durch Wegnahme der radialen Kräfte läßt sich die Verbindung wieder trennen. Der Stecker ist anwendbar fUr Monomode- und Multimode- Fasern und erlaubt das Verbinden von Fasern unterschiedlichen Manteldurchmessers und von Fasern unterschiedlichen Brechzahlprofils.The connection can be restored by removing the radial forces separate. The connector can be used for single-mode and multimode Fibers and allows the connection of fibers of different sheath diameters and from Fibers with different refractive index profiles.

Mit dem beschriebenen Stecker lassen sich Verbindungen schnell und einfach herstellen und wieder lesen. Die Verbindung ist unempftndllch gegenüber Erschütterungen und Schwingungen und zur Verringerung von Refelxionsverlusten können Immersionsflüssigkeiten verwendet werden.With the connector described, connections can be made quickly and just recreate and read again. The connection is unresponsive to it Shocks and vibrations and to reduce reflection losses Immersion liquids can be used.

Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Eine Darstellung des errtrtdungsgemäßen Steckers im Prinzip, Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie II-TT in Fig.l, Fig. 3 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckers, Fig. 4 eine weitere Ausfiihrungsmöglichkeit eines erfindungsgemässen Steckers.On the basis of the exemplary embodiments shown in the accompanying drawings the invention is explained in more detail. The figures show: FIG. 1 an illustration of the inventive concept Connector in principle, Fig. 2 shows a cross section along the section line II-TT in Fig.l, Fig. 3 a possible embodiment of a connector according to the invention, Fig. 4 another possible embodiment of a plug according to the invention.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen im Prinzip, wie auf einen rotationssymmetrischen gummielastischen Körper 1 mit einem durchgehenden Hohlkanal 2 zwei Glasfasern 3 mit ihren Enden aneinanderstoßend eingerührt sind. Dabei wirken von außen auf den gummielastischen Körper 1 radiale rotationssymmetrische Kräfte K ein, die eine Verengung des Hohlkanals 2 bewirken; so daß die gegeneinander in radialer Richtung versetzten Glasfaserenden aufeinander ausgerichtet werden und gleichzeitig auch dadurch in ihrer Lage fixiert sind.Fig. 1 and Fig. 2 show in principle how on a rotationally symmetrical rubber-elastic body 1 with a continuous hollow channel 2 two glass fibers 3 are stirred in with their ends butting against each other. They act on the outside rubber-elastic body 1 radial rotationally symmetrical forces K a, which a constriction effect of the hollow channel 2; so that they are offset from one another in the radial direction Fiber optic ends are aligned with each other and at the same time also thereby in are fixed in their position.

Fig. 3 zeigt wiederum den gummielastischen Kirper 1 mit dem Hohlkanal 2. Dabei weist der Körper 1 eine Ringkammer 4 auf, die mit einer Flüssigkeit 5 gefüllt ist. In die Ringkammer 4 ist durch den elastischen Körper 1 eine Schraube 6 einschraubbar, wodurch das Kammervolumen verkleinert und damit die Flüssigkeit 4 unter Druck gesetzt wird. Der dadurch erzeugte Überdruck bewirkt wiederum eine radiale rotationssymmetrische Krafteinwirkung auf den Hohlkanal 2. Bei dieser Ausführungsform ist es wichtig, daß die Schraube 6 gegenUber der Ringkammer abgedichtet ist, so daß die Flüssigkeit nicht aus der Ringkammer austreten kann.Fig. 3 again shows the rubber-elastic Kirper 1 with the hollow channel 2. The body 1 has an annular chamber 4 which is filled with a liquid 5 is. A screw 6 can be screwed into the annular chamber 4 through the elastic body 1, whereby the chamber volume is reduced and the liquid 4 is thus put under pressure will. The overpressure thus generated in turn causes a radial, rotationally symmetrical one Force acting on the hollow channel 2. In this embodiment it is important to that the screw 6 is sealed against the annular chamber, so that the liquid cannot escape from the annular chamber.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckers besteht wiederum aus einem gummielastischen Körper 1. Dieser Körper 1 ist jedoch im Bereich der Verbindungsstelle der einzufUhrenden Glasfasern konisch ausgebildet. Auf den Körper 1 ist ein Konusring 7 geschoben, der in einer SchraubhUi.'e ° eingeschlossen ist.Die SchraubhUlse 8 besteht aus einer Überwurfmutter , die auf einen Druckkörper 10 aufgeschraubt wird. Durch Aufschrauben der Überwurfmutter 9 wird der Druckkörper 10 in Richtung auf den Konusring gezogen und verschiebt diesen auf den konischen Teil des Körpers 1. Dadurch wird der gummielastische Körper 1 zusammengedrllckt, so daß radiale Kräfte erzeugt werden, die den Hohlkanal 2 einschnUren. Der Konusring 7 und die SchraubhUlse 8 bestehen zweckmäßigerweise aus Messing.The embodiment shown in Fig. 4 of an inventive Connector in turn consists of a rubber elastic body 1. This body 1 is however, it is conical in the area of the connection point of the glass fibers to be introduced. A conical ring 7 is pushed onto the body 1 and is enclosed in a screw sleeve The screw sleeve 8 consists of a union nut that sits on a pressure body 10 is screwed on. By screwing on the union nut 9, the pressure body 10 is drawn in the direction of the conical ring and moves it onto the conical Part of the body 1. This compresses the rubber-elastic body 1, so that radial forces are generated which constrict the hollow channel 2. The cone ring 7 and the screw sleeve 8 are expediently made of brass.

Claims (5)

AnsprUche: Stecker zum Verbinden von Glasfaser-Lichtleitungen, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h einen rotat£onssymmetrisctlen gummielastischen Körper (1) mit einem in axialer Richtung mittig verlaufenden Hohlkanal (2) zur Aufnahme der zu verbindenden Faserenden und einem in Höhe der Faserverbindungsstelle auf den Körper (1) in radialer Richtung etnwirkenden Druckteil (7, 8, 9, 10).Claims: Connector for connecting fiber optic light lines, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h a rotationally symmetric rubber-elastic Body (1) with a hollow channel (2) running centrally in the axial direction for receiving the fiber ends to be connected and one level with the fiber connection point the body (1) acting in the radial direction pressure part (7, 8, 9, 10). 2. Stecker nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Druckteil aus einer im Körper (1) angeordneten, mit Flüssigkeit (5) geftillten Ringkammer (4) besteht,in die von außen eine Schraube (6) dichtend eindrehbar ist. 2. Connector according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the pressure part consists of an in the body (1) arranged, with liquid (5) filled annular chamber (4), into which a screw (6) can be screwed in a sealing manner from the outside is. 3. Stecker nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Körper (1) in Höhe der Faserverbindungsstelle konisch ausgestaltet und dort von einem entsprechend ausgebildeten Konusrlng (7) umgeben ist, der mit Hilfe einer ihn einschließenden Schraubhülse (8) in axialer Richtung verschiebbar ist. 3. Connector according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the body (1) is conical at the level of the fiber connection point and there is surrounded by a correspondingly designed Konusrlng (7), which with With the aid of a screw sleeve (8) enclosing it, it can be displaced in the axial direction is. 4. Stecker nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die SchraubhUlse (8) aus einer Überwurfmutter (9) besteht, die auf einen auf den Konusring (7) axial wirkenden Druckkörper (10) schraubbar ist. 4. Connector according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the screw sleeve (8) consists of a union nut (9), which on a on the conical ring (7) axially acting pressure body (10) can be screwed. 5. Stecker nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden Enden des Hohlkanals (2) trichterförmig aufgeweitet sind. 5. Connector according to one or more of claims 1 to 4, d a -d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the two ends of the hollow channel (2) are funnel-shaped are widened.
DE19752555232 1975-12-09 1975-12-09 Connector for glass fibre conductors - has rotationally symmetric rubber body to force optical fibres together in extended axial channel Withdrawn DE2555232A1 (en)

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