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DE2512330B2 - Steckverbindung für ummantelte Lichtleitfasern aus Quarzglas oder Glas - Google Patents

Steckverbindung für ummantelte Lichtleitfasern aus Quarzglas oder Glas

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Publication number
DE2512330B2
DE2512330B2 DE2512330A DE2512330A DE2512330B2 DE 2512330 B2 DE2512330 B2 DE 2512330B2 DE 2512330 A DE2512330 A DE 2512330A DE 2512330 A DE2512330 A DE 2512330A DE 2512330 B2 DE2512330 B2 DE 2512330B2
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DE
Germany
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plug
plug connection
optical fibers
connection according
socket
Prior art date
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Application number
DE2512330A
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English (en)
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DE2512330A1 (de
DE2512330C3 (de
Inventor
Jack Frank Ottawa Ontario Dalgleish (Kanada)
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.)
Nortel Networks Ltd
Original Assignee
Northern Telecom Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Northern Telecom Ltd filed Critical Northern Telecom Ltd
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Publication of DE2512330B2 publication Critical patent/DE2512330B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2512330C3 publication Critical patent/DE2512330C3/de
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    • 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
    • G02B6/3807Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
    • G02B6/3809Dismountable connectors, i.e. comprising plugs without a ferrule embedding the fibre end, i.e. with bare fibre end
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    • G02B6/38Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3801Permanent connections, i.e. wherein fibres are kept aligned by mechanical means

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für wenigstens ein Paar ummantelte Lichtleitfasern aus Quarzglas oder Glas nach dem Oberbegriff des An-
spruchs 1.
Bei einer bekannten derartigen Steckverbindung nach DE-OS 2233916 besteht die die unbedeckten Faserenden einander gegenüberliegend aufnehmende Kapillarbohrung aus einem Kapillarrohr, dessen Innendurchmesser im Mittelteil geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der zu verbindenden Glasfasern und nach außen hin kontinuierlich nach beiden Seiten zunimmt. Die Faserenden werden so eingeführt, daß sie sich im Mittelteil des Kapillarrohrs berühren. Zur Zugentlastung der beiden Fasern sind auf die Enden des Kapillarrohrs auf klemmbare elastische Muffen vorgesehen. Durch diese Steckverbindung wird erst dann eine wirklich feste und geschützte Verbindung hergestellt, wenn in das Kapillarrohr eine Immersionsflüssigkeit eingefüllt wird, die, wie vorgesehen, aushärtenden Klebstoff enthält. Dann ist jedoch die Steckverbindung nicht mehr lösbar. Wird das klebstoffhaltige Immersionsmittel nicht eingeführt, so sind die beiden Faserenden nur unzureichend gegen eine Längsverschiebung gegeneinander geschützt und es können bei Aufbringung einer Belastung von außen, wie beispielsweise in vibrierender Umgebung, Signalübertragungsstörungen und sogar eine vollständige Zerstörung der Steckverbindung nicht ausgeschlossen werden.
In der DE-AS 2 334 286 wird eine Steckverbindung vorgeschlagen, bei der die Faserenden in einem Führungsteil eines Steckers längsverschieblich gelagert sind und die aus dem Stecker hervorstehenden Faserenden langer sind als der für sie bestimmte Teil der aufnehmenden, trichterförmig zulaufenden Kapillarbohrung eines Koppelteils. Zum Ausgleich der überstehenden Länge ist zwischen dem Führungsteil und einer Spannzange, mit der uie ummantelte Lichtleitfaser bzw. das Lichtleitfaserkabel festgelegt ist, ein eine elastische Verbiegung der Fasern aufnehmender Raum vorgesehen. Die Faserenden werden plan geschliffen und die beiden Teile der Steckverbindung so weit aneinandergeschoben, bis die Stirnflächen der Lichtfasern aneinander anliegen. Ein weiteres Zusammenschieben der Steckerteile bewirkt dann die erwähnte Durchbiegung in dem dafür bestimmten Raum. Die auf längeren Strecken durchhängenden, frei liegenden Lichtfasern sind etwaigen Vibrationskräften beim Betrieb und der Handhabung des Stekkers frei ausgesetzt; außerdem sind beim Lösen der Steckverbindung und Wiederverbinden mit jeweils einem anderen Steckverbindungspartner Vorsorge zu treffen, daß die zusammengeschobenen Lichtleiterenden wieder ausfahren, da sonst eine gute Anpassung und damit eine gute Signalübertragung nicht immer gewährleistet ist.
Weiter wird in der DE-AS 2 409 057 vorgeschlagen, die Enden der Lichtleitfasern bei entkoppeltem Stekker nicht über die dem Koppelteil zugewandte Stirnfläche des Führungsteils hinausragen zu lassen und das Führungsteil gegen die Federkraft einer Schraubenfeder längsverschieblich zu lagern. Damit ist zwar das Faserende während der Entkopplung der Steckverbindung selbst geschützt, der Nachteil der frei durchhängenden, Vibrations- und anderen Kräften weiterhin ausgesetzten unverkleideten Faser bleibt jedoch weiterhin aufrecht. Bei Verwendung von Quarz- oder Glasfaser ist eine Beschädigung der Fasern weiterhin nicht ausgeschlossen.
Bei einer weiteren bekannten Steckverbindung nach US-PS 3734594 werden die aus einem Lichtlei-
terkabel vorstehenden, von ihrer Umkleidungbefreiisjn Faserenden in trichterförmig zulaufende Öffnungen in einem starren Bauteil eingeführt; an der Stelle, an der die Faserenden aufeinandertreffen, sind sie von einem nachgiebigen Medium umgeben, das dort Bohrungen aufweist, deren Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser der Lichtleitfasern ist. Nachdem die Faserendflächen aneinandergeiegt sind, wird das nachgiebige Medium mit Druck beaufschlagt, so daß es sich an die Fasern eng anlegt und diese an der Verbindungsstelle dicht umgibt. Auch bei dieser Steckverbindung sind die Faserenden bei entkoppelter Steckverbindung zunächst freiliegend. Das Lösen und Wiederherstellen der Steckverbindung muß deshalb besonders behutsam und bei genauer Ausrichtung der Faserenden bzw. des Lichtleiterkabels durchgeführt werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfacher Handhabungsmöglichkeit die zusammenzufügenden Lichtleiter aufnimmt, sie in die gewünschte räumliche Beziehung zueinander bringt und in dieser geschützt erhält. Es soll dabei ein einfaches Unterbrechender hergestellten Verbindung und ein ebenso einfaches Wiederherstellen möglich sein, wobei eine wahlweise Verbindung zwischen verschiedenen Verbindungspartnern wahlweise herstellbar sein soll.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Steckverbindung der genannten Art, die die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Mit den unter a) aufgeführten Kennzeichen wird erreicht, daß die Lichtleitfasern sicher konzentrisch aufeinander zugeführt und im verbundenen Zustand so gehalten werden. Die unter b) und c) aufgeführten Merkmale ergeben einen Schutz der Lichtleitfaserenden gegen jede rnecnanische Einwirkung im entkoppelten wie im gekoppelten Zustand der Steckverbindung, so daß eine weitgehende Sicherheit gegen Beschädigung und Zerstörung gewährleistet ist. Durch die unter d) aufgeführten Merkmale wird die Lösbarkeit und Wiederverbindbarkeit der Steckverbindung erreicht.
Eine vorteilhafte Weiberbildung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 ermöglicht eine besonders einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Steckverbindung.
Eine Weiterbildung nach Anspruch 3 ergibt eine vorteilhafte Mehrfach-Steckverbindung, bei denen die einzelnen Lichtleitfasern eines Kabels in gleicher Weise gesichert sind, und eine besonders einfache Handhabung wird durch eine Weiterbildung nach Anspruch 4 erreicht.
Die Verbindung der beiden Teile der Steckverbindung kann nach Anspruch 5 oder Anspruch 6 gewährleistet werden.
Damit ist eine Steckverbindung geschaffen, die es ermöglicht, daß jeweils ein kurzes Endstück der miteinander zu verbindenden Lichtleitfaserenden z. B. unter Verwendung einer einfachen Abstandslehre vom jeweiligen Schutzmantel befreit wird. Sofort nach diesem Abmanteln kann jedes Faserende in das zugehörige Steckverbindungsteii eingebracht und dort am Mantel festgehalten werden. Die spröden und zerbrechlichen Faserenden sind nun keiner äußeren Einwirkung mehr ausgesetzt, sondern durch die sie umgebenden Bauteile geschützt. Beim Zusammenfügen der Steckverbir.dungsteüe ist gleichfalls dafür gesorgt, daß
Beschädigungen oder gar Zerstörungen weitestgehend ausgeschlossen sind. Zudem wird jedes Faserende so geleitet, daß in Verbindung mit der Längenbestimmung der abgemanteiten Faserenden die Endflächen in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander kommen und auch so gehalten werden, womit eine verlustarme Verbindung der Lichtleiterfasern hergestellt ist. Die gekoppelten Gehäuseteile werden mit einfachen Mitteln an einer Axialbewegung gegeneinander gehindert und eine dauerhafte, verläßlich und unempfindliche Verbindung der Lichtleiterfasern oder -kabel ist gewährleistet, wobei gleichzeitig diese Verbindung jederzeit einfach wieder lösbar und mit beliebigen weiteren, in gleicher Weise gefaßten Partnern wieder zusammensteckbar ist. Auf diese Weise ist z. B. bei der Überprüfung einer Anlage mit einer Vielzahl von Leitungen ein einfaches Arbeiten möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Steckerteil einer Steckverbindung für eine Lichtleitfaser,
Fig. 2 einen Schnitt durch das zu dem Steckerteil nach Fig. 1 gehörige Buchsenteil,
Fig. 3 einen Schnitt durch die aus den Teilen nach Fig. 1 und Fig. 2 gebildete Steckverbindung,
Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 3 einer anderen Ausführungsforrn der Steckverbindung,
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 6,
Fig. 6 eine Stirnansicht eines Steckerteils einer Mehrfachsteckverbindung,
Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 8,
Fig. 8 eine Stiriiansicht eines Buchsenteiis einer Lichtleiter-Mehrfachsteckverbindung, und
Fig. 9 einen Schnitt durch die Mehrfachsteckverbindung nach Fig. 5 bis 8 in zusammengebautem Zustand.
Die Steckverbindung 10 nach Fig. 1, 2 und 3 besteht aus einem Steckerteil 11 und einem Buchsenteil 12. Das Buchsenteil 12 weist einen Hülsenabschnitt 13 auf, dessen Größe und Gestalt so beschaffen ist, daß das vorspringende Teil 14 des Steckerteils 11 genau paßt. Das Buchsenteil 12 besitzt eine axiale Bohrung 15, deren Größe genau ausreicht, um die Ummantelung 16 einer Lichtleitfaser 17 aufzunehmen. Die Ummantelung 16 ist über eine gewisse Länge von der Lichtleitfaser 17 abgenommen, so daß sich das unbemantelte oder freigelegte Faserende 17 in den Hülsenabschnitt 13' hinein erstreckt.
Das Steckerteil 11 besitzt ebenfalls eine Bohrung 18 an seinem, dem Vorsprung 14 gegenüberliegenden Ende. Zum Vorsprung hin verjüngt sich die Bohrung 18 trichterförmig über einen Abschnitt 19 bis zu einem Kapillarabschnitt 21 und erweitert sich von dort wieder zu einem trichterförmigen Abschnitt 20. Die Kapillarbohrung 21 hat einen solchen Durchmesser, daß sie die Lichtleitfaser genau umgibt. In der Bohrung 18 sitzt die Ummantelung 22 einer Lichtleitfaser 23, während das freigelegte Lichtleitfaserende 23 bis in die Mitte der Kapillarbohrung 21 reicht. Die Lichtleitfasern 17 und 23 können dabei mit einheitlichem Brechungsindex oder aber auch als Fasern mit in Abhängigkeit vom Achsenabstand veränderlichem Durchmesser ausgeführt sein.
Bei der Montage der Steckverbindung 10 wird das freigelegte Faserende 17 beim Zusammenschieben s4ac ctofVortgiic Ji mit dem Buchsenteil 12 in ilie
trichterförmige Erweiterung bzw. Verengung 20 eingeführt und von ihr zu der Kapillarbohrung 21 geleitet. Da während dieses Vorgangs der Vorsprung 14 in dem Hülsenabschnitt 13 geführt ist, wird die Gefährdung des freigelegten Faserendes 17 so gering wie > möglich gehalten. Beim Einführung der beschichteten Fasern in die jeweiligen Bestandteile der Steckverbindung 10 sind die freigelegten Faserenden 17 und 23 in ihrer Längenbeziehung so eingestellt, daß beim zusammengebauten Zustand die Frontflächen der Fa- i" sern in dichter Berührung aneinander liegen. Als Bezugsflächen dienen dabei die Endfläche 24 des Buchsenabschnitts 13 und ein Absatz 25 am Steckerteil 11. Um die Verkopplung der beiden Faserenden zu verbessern, kann bedarfsweise ein Tropfen eines i"> geeigneten fluiden Mediums (Immersionsflüssigkeit) in die Kapillarbohrung 21 vor dem Zusammenbau eingebracht werden. Die beiden Teile 11 und 12 der Steckverbindung 10 können durch eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise einen Haltestift 26 mit- -'< > einander im zusammengefügten Zustand gehalten werden.
Die Ausführungsform der Steckverbindung nach Fig. 4 besteht aus zwei miteinander identischen Teilen 34 und 39, die in ihrer Form etwa dem Buchsenteil -'"> 12 nach Fig. 2 entsprechen. In eines der beiden Teile ist in den jeweiligen Buchsenabschnitt 33 bzw. 40 ein gesondertes Element eingeführt, das die in Fig. 1 in dem Steckerteil 11 enthaltenen trichterförmigen Erweiterungen 30 und 31 sowie eine Kapillarbohrung s<> 38 aufweist. Dieses gesonderte Element ist genau passend zu den beiden Hülsenabschnitten 33 und 40 der jeweiligen Buchsenteile 34 und 39 der Steckverbindung ausgelegt. Eine Lichtleitfaser 37, deren Beschichtung 35 über eine gewisse Länge entfernt wurde, π wird wie bei dem Steckerteil 11 nach Fig. 1 eingeführt, bis das unbeschichtete Faserende 37 die Hälfte der Kapillarbohrung 38 einnimmt. Daraufhin wird das zweite Buchsenteil 39 ebenfalls mit einer Lichtleitfaser 43 bestückt, deren Ummantelung 41 über einen w gewissen Abstand entfernt wurde. Der weitere Zusammenbaugeschieht wie bei der Steckverbindung 10 nach Fig. 3. Ebenfalls können Haltestifte 44 vorgesehen sein, um die zusammengebaute Steckverbindung zu sichern. 4-,
Die Tiefen der Hülsenabschnitte 33 und 40 sowie die axiale Erstreckung des gesonderten Elements 32 sind so ausgelegt, daß die Enden der Lichtleitfasern 37 und 43 in enge Berührung miteinander kommen, wenn die beiden Teile 34 und 39 der Steckverbindung -><> zusammengeschoben sind. Ebenfalls kann hier eine Immersionsflüssigkeit verwendet werden, um die Übertragungseigenschaften der Lichtleitfasern zu verbessern.
In den Fig. 5 bis 9 ist ein Mehrfach-Steckverbinder für Lichtleitfasern dargestellt, um beim dargestellten Beispiel 6 Lichtleitfasern miteinander zu verbinden. Die Steckverbindung besteht wiederum aus zwei Teilen, nämlich einem Steckerteil 65 und einem Buchsenteil 66. An einem Ende des Steckerteils 65 ist ein w> Vorsprung 67 vorgesehen, der in einen Hülsenabschnitt 68 des Buchsenteils 66 genau paßt In jedem der beiden Steckverbindungsteile, Steckerteil 65 und Buchsenteil 66, sind Durchgangsbohrungen 69 vorgesehen, wobei in dem Steckerteil 65 die Bohrungen an der Koppelseite einen vergrößerten Endabschnitt 70 aufweisen. In diesem Endabschnitt 70 sitzt ein Kapillarelement 71, das jeweils, entsprechend dem Endabschnitt des Steckerteils 11 in Fig. 1 bzw. dem gesonderten Element 32 in Fig. 4, zwei trichterförmige Erweiterungen 72 mit einer dazwischenliegenden Kapillarbohrung 73 aufweist. Der Durchmesser der Kapillarbohrung ist wiederum so entsprechend dem Außendurchmesser der freigelegten Lichtleitfaser angepaßt, daß diese sich darin in gut geführtem Zustand befindet. In den beiden Steckverbindungsteilen, Stekkerteil 65 und Buchsenteil 66, ist dazu hin je eine Zentralbohrung 74 vorgesehen, die, wie gezeigt, an ihren Enden eine Erweiterung 75 aufweist. In diese Zentralbohrung werden die in Lichtleiterkabeln vorgesehenen Drahtseelen eingeführt, die zur Verstärkung des Lichtleiterkabels dienen.
In dem Buchsenteil 66 ist ein Führungsstift 76 vorgesehen, der in eine Axialbohrung 77 des Steckerteils paßt und eine genaue Zuordnung der einzelnen Lichtleitfasern gestattet. Als Verbindungs- und Halteelement ist an dem Steckerteil eine Überwurf- oder Bundmutter 78 vorgesehen, die in ein Außengewinde am Buchsenteil eingreifen kann.
In Fig. 9 ist die Mehrfachsteckverbindung im zusammengebauten Zustand dargestellt, wobei die mit Ummantelungen 79 versehenen Lichtleitfasern 81 in dem Steckerteil und mit Ummantelungen 80 versehene Lichtleitfasern 82 in dem Buchsenteil sitzen. Auch hier wurden jeweils die Lichtleitfaserenden so weit freigelegt, daß jede der Lichtleitfasern im zusammengebauten Zustand bis etwa in die Mitte der jeweiligen Kapillarbohrung 73 reicht. Die einzelnen Lichtleitfasern werden durch die trichterförmigen Erweiterungen 72 ebenso wie bei den Steckverbindungen nach Fig. 3 und 4 zu den jeweiligen Kapillarbohrungen 73 geführt. Die Befestigung der beschichteten Lichtleitfasern in den beiden Teilen der Steckverbindung geschieht beispielsweise durch die in Fig. 5 und 7 dargestellten Klemmplatten 83, die auf drei an den Außenenden der Steckverbindungsteile 65 und 66 angebrachten Flächen 84 angeklemmt sind.
Statt der bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehenen trichterförmigen Erweiterungen mit kreisrundem Querschnitt können auch einseitig offene Führungseinrichtungen U- oder V-förmigen Querschnitt oder einen prismatischen Querschnitt aufweisen.
Wie bereits bemerkt, können statt der zunächst angenommenen Fasern mit gleichförmigem Brechungsindex auch solche mit in Abhängigkeit vom Achsenabstand veränderlichen Brechungsindex mit diesen Steckverbindungen verbunden werden. Gegebenenfalls müssen die Durchmesser der Kapillarbohrungen 21, 38 oder 73 entsprechend angepaßt werden.
Falls eine Abdichtung der hergestellten Steckverbindung nötig ist, um das Eindringen von Verunreinigungen zu verhindern, bzw. um die Immersionsflüssigkeit daran zu hindern, aus der Steckverbindung auszutreten, können O-Ringe, Flachdichtungen oder Umfangs-Dichtungen, aber auch Ringscheiben oder ähnliches an den Anlageflächen der Steckverbindungsteile angebracht oder in sie eingelassen werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Steckverbindung für wenigstens ein Paar ummantelter Lichtleitfasern aus Quarzglas oder Glas mit einer die unbedeckten Faserenden einander gegenüberliegend aufnehmenden Kapillarbohrung, welche sich an beiden Seiten trichterförmig erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß
a) ein Steckerteil (11; 34; 65) und ein Buchsenteil (12; 39; 66) vorgesehen sind, weiche mit der Ummantelung (16, 22; 35, 41; 79, 80t) der jeweils zugeordneten Lichtleitfaser (16, 22; 37,43; 81,82) fest verbindbar sind und einen Vorsprung (14; 32; 67) bzw. einen Hülsenabschnitt (13; 40; 68) aufweisen, die konzentrisch zur Richtung der miteinander zu verbindenden Lichtleitfasern verlaufende Paßflächen besitzen,
b) dasSteckeiteil (11; 34; 65) die Kapillarbohrung (21; 38; 73) und die trichterförmigen Erweiterungen (19, 20; 30, 31; 72) enthält, welche wenigstens teilweise im Bereich des in den Hülsenabschnitt (13; 40; 68) des Buchsenteils (12; 39; 66) eintretenden Vor-· sprungs (14; 32; 67) angeordnet sind,
c) das freigelegte Faserende bzw. die freigelegten Faserenden (17; 43; 82) im Buchsente if (12; 39; 66) sich innerhalb des mit dem Vorsprung (14; 32; 67) des Steckerteils (11; 34; 65) in Eingriff tretenden HülsenabschnitU, (13; 40; 68) befindet bzw. befinden und
d) Steckerteil (11; 34; 65) und Buchsenteil (12!:, 39; 66) durch Halteeinrichtungen (26; 44; 78) lösbar zu einer Einheit verbunden weiden können.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die sich nach beiden Seiten erweiternde Kapillarbohrung (30,38, 31; 72. 73) in einem gesonderten Element (32; 71) befindet, welches in einer entsprechenden Ausnehmung (33; 70) des Hülsenteils (34; 65) zum Teil oder ganz eingepaßt ist.
3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Steckerteil (65) und Buchsenteil (66) für die Aufnahme jeweils einer Vielzahl von Lichtleitfasern (81; 82) in zueinander parallelen Richtungen eingerichtet sind.
4. Steckverbindung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Führungseinrichtungen (76,77) in den beiden Verbindungsteilen (65, 66).
5. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung durch Stifte (26; 44) gebildet ist.
6. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung durch eine Überwurfmutter (78) an dem einen Verbindungsteil (65) gebildet ist, welche an einem an dem anderen Verbindungsteil (66) befindlichen Außengewinde angreift.
DE2512330A 1974-03-20 1975-03-20 Steckverbindung für ummantelte Lichtleitfasern aus Quarzglas oder Glas Expired DE2512330C3 (de)

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