DE3023910A1

DE3023910A1 - Steckverbinder fuer lichtleiter

Info

Publication number: DE3023910A1
Application number: DE19803023910
Authority: DE
Inventors: Leslie Morton Borsuk
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: ITT Inc
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1980-06-26
Publication date: 1981-01-22
Also published as: US4255016A; AU533774B2; JPS5612611A; GB2054192B; CA1133294A; GB2054192A; AU5966580A

Description

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Steckverbinder für Lichtleiter

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für Lichtleiter mit einer Anordnung zur Reduzierung der ÜbertragungsVerluste des Lichtes beim Passieren der Stoßstelle zwischen den aufeinander ausgerichteten optischen Faserleitungen.

Stand der Technik

Steckverbinder für Lichtleiter sind so ausgebildet, daß eine exakte Ausrichtung der korrespondierenden Lichtleiterenden aufeinander gewährleistet ist. Trotz dieser exakten Einstellung tritt an der Stoß- oder Übergangsstelle der miteinander gekoppelten Lichtleiter ein optischer Verlust auf. Dieser Verlust ist durch Reflexionen an den Endflächen der Lichtleiter bedingt. Sie ergeben sich aus der Differenz der Erechungsindizes des Lichtleitermaterials und der zwischen den Leiterenden befindlichen Luft. Diese Dämpfung ist allgemein bekannt als der Fresnelsche Verlust und beträgt theoretisch 0,32 dB.

Um diesen Fresnelschen Verlust zu reduzieren ist es bekannt, in die Übergangszone der Lichtleiter ein in Brechungsindex angepaßtes Material einzubringen.

Bein Gegenstand der US-PS 3 455 625 ist dieses Material flüssig oder pastenartig. Die Verwendung flüssiger Mittel hat den großen Vorteil, daß ein wiederholtes Stecken und Lösen der Verbindung nicht ohne Verlust der Flüssigkeit erfolgen kann. Es wird zwar im selben Stand der Technik auch auf die Möglichkeit hingewiesen, eine Scheibe aus einem Silikonelastomer zwisehen die Lichtleiterenden einzuÄzen, doch eine derartige

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Scheibe ist relativ dick, so daß sie zu hohe optische Verluste verursacht.

Durch die US-PS 3 984 174 ist es bekannt, das jeweilige Ende eines Lichtleiterbündels mit einem klarsichtigen Überzug aus Silikonkautschuk zu versehen. Die Dicke dieses Überzuges beträgt etwa 5o um (0,002 inch). Eeim Verbinden zweier derart beschichteter Lichtleiterenden entsteht somit ein Abstand von ca. 100 pm (0,004 inch) zwischen den Endflächen der Faserbündel. Zwar wird hierdurch noch eine Reduzierung der op·" tischen Übertragungsverluste erreicht, doch ist das Ergebnis nicht optimal.

Aufgabe und Lösung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Übergangsverluste im Bereich der Stoßstelle zweier in einem Steckverbinder gekoppelten Lichtleiteranordnungen zu minimieren.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes auf.

Vorteile

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die sehr dünne Folie die optischen Verluste minimiert v/erden, daß beim Lösen der Steckverbindung die Folie erhalten bleibt und daß durch das Einspannen der Folie in einen Ring ein leichtes Auswechseln möglich ist.

Beschreibung der Erfindung

Anhand von drei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.

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Es zeigt:

Figur 1 eine erste Ausführung eines Steckverbinders gemäß der Erfindung in Teildarstellung und im Längsschnitt.

Figur 2 einen ringförmigen Einsatz in Fontansicht, wie

er bei dem Steckverbinder der Figur 1 verwendet wird.

Figur 3 eine Spannhülse, wie sie beim Steckverbinder

der Figur 1 verwendet wird, in perspektivischer Darstellung. Die Hülse ist zum Teil aufgeschnit

ten, um den eingesetzten Ring gemäß Figur 2 sichtbar zu machen.

Figur 4 eine zweite Ausführung eines ringförmigen Einsatzes für einen Steckverbinder mit einer entsprechend ausgebildeten Spannhülse.

Figur 5 einen Querschnitt des ringförmigen Einsatzes der Figur 4 im Schnitt 5-5.

Figur 6 eine Perspektivdarstellung einer Spannhülse zur Aufnahme eines ringförmigen Einsatzes gemäß Figur 4, teilweise aufgebrochen.

Figur 7 eine dritte Ausführung eines Steckverbinders gemäß der Erfindung in Teildarstellung und im Längsschnitt.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführung eines Steck-Verbinders 1o zum lösbaren Verbinden von zwei Lichtleitern Der Steckverbinder 1o besteht aus einem Steckerkörper 12, der mit einer zylindrischen Durchgangsbohrung 14 versehen ist. Diese Bohrung dient zur Aufnahme einer Spannhülse 16. Zwei

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Führungskörper 18 für die zu verbindenden Lichtleiter 26 sind in die entgegengesetzten Enden der Hülse 16 eingeführt und gehalten. Jeder dieser Führungskörper 18 besteht aus einen zylindrischen Körper 2o, der am vorderen Ende einen zylindrischen Ansatz 22 hat, dessen Durchmesser kleiner als der des Führungskörpers ist. Ein zentrisch durchbohrter Lagerstein 24 ist von der Stirnseite her in den Ansatz 22 eingelassen. In der zentrischen Bohrung 28 der Lagersteine 24 ist das Ende der jeweiligen Faserleitung 26 bündig abschliessend gelagert und gleichzeitig exakt innerhalb des betreffenden Führungskörpers 18 zentriert und axial ausgerichtet. Die zugehörige Spannhülse 16 ist zur Aufnahme der Führungskörper 18 in einer engen Gleitpassung dimensioniert, um eine exakte Ausrichtung der Faserleitungen 26 aufeinander zu gewährleisten.

Zwischen den beiden Führungskörpern 18 befindet sich in der Spannhülse 16 ein ringförmiger Einsatz 3o. Der Einsatz besteht aus einem Ring 32, der mit drei sternförmig nach aussen abstehenden Rastnasen 34 versehen ist, und einer dünnen Schicht oder Folie 36, die über die Vorderseite 38 des Ringes 32 gespannt ist. Ein geeignetes Material für diese Folie ist ein Polyethylen-F.ster. Dieses Material steht in Stärken zur Verfügung, die wesentlich dünner sind als die Materialien, die bisher für diese Zwecke verwendet worden sind. Die Folie wird einseitig über den Ring 32 gespannt und durch Bestrahlung auf dessen äußerem Umfang befestigt. Gleichzeitig bewirkt die Bestrahlung ein Schrumpfen der Folie, so daß sie sich glatt über dem Ring 32 spannt.

Wie aus der Perspektivdarstellung der Figur 3 am besten ersichtlich, ist die Spannhülse 16 in Längsrichtung geschlitzt. Im entspannten Zustand, d.h., außerhalb der Bohrung 14 des Steckerkörpers 12, ist ein breiter Schlitz 18 vorhanden. Drei rechteckige Ausnehmungen 4o sind etwa in der Mitte der Hülse

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16 sternförmig an der Innenseite der Spannhülse 16 angeordnet. Die Hülse 16 ist so dimensioniert, daß sie im zusammengedrückten Zustand, in dem der Schlitz 18 geschlossen ist, mit einer engen Gleitpassung in die Bohrung 14 des Steckerkörpers 12 paßt. Im zusammengedrückten Zustand der Hülse 16 hat der Ring 32 einen etwas kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser der Spannhülse 16. Der ringförmige Einsatz 3o wird mittels eines nicht dargestellten Werkzeuges, in die in Figur 3 dargestellte Lage in die Spannhülse 16 eingesetzt.

Auf das Werkzeug vorne aufgesteckt, wird der Einsatz 3o von einem Ende der Hülse eingeführt bis die Rastnasen 34 in Eingriff bzw. Ausrichtung mit den Ausnehmungen 4o in der Spannhülse 16 stehen. Die Hülse 16 wird sodann um den Einsatz 3o herum zusammengepreßt, wobei die Rastnasen 34 voll in Eingriff mit den Ausnehmungen 4o an der Innenseite der Hülse 16 gehen. Die Ausnehmungen 4o sind in Umfangsrichtung breiter als die Rastnasen 34, um ein einwandfreies Zusammenpressen der Hülse 16 um den Ring 32 zu ermöglichen. Nachdem in vorbeschriebener Weise der Einsatz 3o fest in der Spannhülse 16 verankert ist,wird letztere in die Bohrung 14 des Steckerkörpers 12 hineingedrückt (Figur 1).

Die Ausnehmungen 4o in der Hülse 16 und die Rastnasen 34 am Ring 32 bewirken, daß der Einsatz 3o bzw. die Ebene der gespannten Folie rechtwinklig zur Längsachse der Eohrung 14 steht. Dadurch legen sich die Ansätze 22 bei eingeschobenen Führungskörpern 18 mit ihren Vorderseiten 38 bündig an die Folie 36 an, wenn die beiden Hälften (nicht dargestellt) des Steckverbinders 1o in Eingriff gebracht werden. Es sei bemerkt, daß die Spannhülse 16 und mit ihr der ringförmige Einsatz 3o aus dem Steckerkörper 12 herausnehmbar ist, so daß sowohl der komplette Einsatz 3o oder auch nur die Folie 36 auswechselbar ist.

Wie die Schnittdarstellung der Figur 1 erkennen läßt, ist der Außendurchmesser des Ansatzes 22 der beiden Führungskörper 18

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etwas geringer als der Innendurchmesser des Ringes 32. Dadurch gelangen die Ansätze 22 der Führungskörper 18 im zusammengefügten Zustand des Steckverbinders Io in unmittelbarem Kontakt mit der zwischen ihnen befindlichen Folie 36.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine zweite Ausfuhrunqsform der Spannhülse und des ringförmigen Einsatzes, die eine Verwendung im Steckverbinder 1o gemäß Figur 1 ermöglicht. Figur 4 und 5 zeigen einen ringförmigen Einsatz 42, der einen inneren Ring 43 und einen äußeren Ring 44 hat. Zuerst wird eine Folie 46 über den inneren Ring 43 gespannt. Dann wird der äußere Ring 44 über den inneren Ring 43 gepreßt, wodurch die dazwischen befindliche Folie gespannt und eingeklemmt wird. Die Spannhülse 48 der Figur 6 ist im wesentlichen gleich mit der vorbeschriebenen Spannhülse 16. Sie unterscheidet sich lediglich darin, daß die Hülse 48 statt der rechteckigen Ausnehmungen 4o (Figur 1) inwendig mit einer Ringnut 5o versehen ist, die der Breite des äußeren Ringes 44 entspricht. Wird nach dem Einführen des Einsatzes 42 die Spannhülse 48 wie vorbeschrieben zusammengedrückt, so legt sich der äußere Ring 44 fest in die Ringnut 5o und ist so in der Hülse 48 exakt gehaltert und positioniert.

Figur 7 zeigt eine dritte Ausführungsform. Die Schnittdarstellung zeigt einen Steckverbinder 52, der im wesentlichen der Ausführung von Figur 1 entspricht, bei dem jedoch die Hülse 54 nicht längsgeschlitzt ist. In diesem Fall ist der ringförmige Einsatz 56 wie der ringförmige Einsatz 42 ausgebildet. Er hat jedoch einen Aussendurchmesser der eine Passpressung in der Hülse 54 gewährleistet. Der Einsatz 56 wird unter Zuhilfenahme eines geeigneten Werkzeuges in die Hülse 54 hineingedrückt, wo er in vorbestimmter Stellung im Preßsitz verbleibt.

Bei allen drei beschriebenen Ausführungsformen hat die zwischen den Vorderseiten der beiden Führungskörper eingespann-

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te Folie eine Dicke von rund 15 pn (0,0006 inch). Durch sie wird der Abstand zwischen den beiden Führungskörpern und damit der beiden aufeinander ausgerichteten Lichtleiterenden bestimmt. Gleichzeitig bestimmt sie den Grad der Lichtübertragungsverluste aufgrund der Fresnelschen Brechungsverluste. Der Brechungsindex des angegebenen Folienmaterials liegt nicht so dicht bei dem der Lichtleiter, wie die bisher in Steckverbindern verwendeten Indexanpassungsmaterialien. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei Verwendung der beschriebenen Folie der Lichtübertragungsverlust auf ungefähr 2,o2o dB reduziert wird, im Vergleich zu einem Verlust von 2,316 dB, wenn sich ein anderes Material als die beschriebene Folie zwischen den beiden Führungskörpern befindet. Daraus ergibt sich, daß sich durch die Verwendung der beschriebenen dünnen Folie die Fresnelschen Verluste wesentlich reduzieren lassen, und daß die auf dem Abstand zwischen den Vorderseiten der beiden Führungskörper beruhenden Verluste auf ein 'linimum verringert v/erden können.

Die vorbeschriebenen Ausführungen sind nicht auf Steckverbinder für Einfaserleitungen beschränkt, sondern auch bei Steckverbindern für Lichtleiterbündel anwendbar.

2 Blatt Zeichnungen

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Deutsche ITT Industries GmbH
Freiburg

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Patentansprüche

Steckverbinder für Lichtleiter mit einer Anordnung zur Reduzierung der über tr agungs Verluste des Lichtes beirr. Passieren der Stoßstelle zwischen den aufeinander ausgerichteten optischen Lichtleitern, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (1o) mit einer Durchgangsbohrung (14) versehen ist, in die eine Hülse (16, 48, 54) einsetzbar ist, daß in dieser Hülse Lichtleiter (26) zentrisch in Führungskcrpern (18) mit planer Vorderseite (38) geführt sind, daß die Hülse (16, 48, 54) etwa in der Mitte durch eine rechtwinklig zur Fülsenlängsrichtung gespannte dünne klarsichtige Folie (36, 46) unterteilt ist und da3 die Fünrungskörper (18) mit ihrer planen Vorderseite (38) im zusaranengesteckten Zustand flächig an der Folie (36, 46) anliegen.

Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (36, 46) auf einen Ring (32) aufgespannt ist und daß der Ring quer zur Längsachse in der Hülse (16, 48, 54) auswechselbar angeordnet ist.

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3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß zwei ineinanderpassende Ringe (43, 44) vorgesehen sind, zwischen denen die Folie (46) eingespannt ist.

4. Steckverbinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Folie (36, 46) einige Mikrometer beträgt und daß der Brechungsindex des Folienmaterials annäherndXgleich dem des Lichtleitermaterials ist.

5. Steckverbinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16, 48) durch einen Längsschlitz (18, 5o) aufgetrennt ist, daß der Ring (32, 43/44) im entspannten Zustand der Külse (16, 48) in diese formschlüssig einsetzbar ist und daß die Hülse (16, 48) im zusammengepreßten Zustand (Schlitz 18, 5o geschlossen) in die Durchgangsbohrung (14) paßt.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (32) sternförmig angeordnete Rastnasen (34) hat, die in entsprechend angeordnete Ausnehmungen (4o) in der Hülse (16) greifen.

7. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (48) inwendig eine Ringnut (5o) von der Breite des Ringes (43, 44) hat und daß der Außendurchmesser des Mußeren Ringes (44) um ein geringes kleiner ist als der Durchmesser der Ringnut (5o) im zusammengepreßten Zustand der Hülse (48).

8. Steckverbinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (56) in die Hülse (54) eingepreßt ist.

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