DE2922705A1

DE2922705A1 - Verbinder fuer optische fasern

Info

Publication number: DE2922705A1
Application number: DE19792922705
Authority: DE
Inventors: Jack Frank Dalgleish; Jaroslav Marius Hvezda; Helmut Hans Lukas
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1978-06-05
Filing date: 1979-06-05
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE2922705C2; FR2435736B1; CA1093873A; NL7904064A; JPS5512991A; JPS5928891B2; GB2022284B; US4258977A; GB2022284A; FR2435736A1; SE7904860L

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für die Enden von Paaren von optischen Einzelfasern mit aneinanderliegenden Endflächen mit geringstmöglichem Verlust durch Fehlausrichtung, wobei die Enden der Fasern sowohl vor als auch während der Herstellung der Verbindung geschützt bleiben.

In optischen Fasersystemen ist es notwendig, jeweils zwei Fasern mit genauer Ausrichtung ihrer Enden zueinander zu verbinden, so daß sich ein minimaler Signalverlust ergibt. Gleichzeitig ist es sehr oft notwendig, daß eine solche Verbindung unterbrochen und wieder hergestellt werden kann, wobei das oft sehr häufig möglich sein muß, wobei eine genaue Ausrichtung aufrechterhalten bleiben soll.

Verschiedene Verbindungseinrichtungen sind bereits bekannt. Für Laborzwecke ist es möglich, Mikromanxpulatoren zur Erzielung genauer Ausrichtung zu verwenden; solche Verfahren sind jedoch für den Einsatz beispielsweise bei Fernverbindungssystemen nicht geeignet. Eine Art von bekannten Vorrichtungen richtet zwei Fasern miteinander aus, indem sie direkt an der Faserumhüllung angreift, wobei üblicherweise etwaige Schutzhüllen entfernt sind. Dabei sind die Faserenden vor der Herstellung der Verbindung nicht geschützt. Bei einer derartigen Vorrichtung wird ein mit einer V-Nut versehenes Element verwendet; dies ergibt eine bequeme und wirksame Dauerverbindung, in der die Faserenden dauerhaft verbunden werden, wenn sie in die V-Nut eingelegt sind, jedoch ist diese Anordnung bei öfter zu unterbrechenden und wieder herzustellenden Verbindungen nicht gleich gut einsetzbar. Eine derartige V-Nut ergibt keine gute Ausrichtung, wenn die Faserdurchmesser Unterschiede aufweisen.

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Eine weitere Ausbildungsform nach CÄ-PS 1 010 275 benutzt eine Hülse oder Röhre>die so verformt wird, daß sich eine Vielzahl von nach innen verformten Abschnitten ergibt, die eine Zentralbohrung oder einen Zentraldurchlaß freilassen, die bzw. der einen dichten Sitz an einer unbedeckten Faser ergibt und mit einer geneigten Fläche an jedem Ende der verformten Abschnitte. Die Faserenden werden von jedem Ende der Hülse oder der Röhre so eingesetzt, daß die einander gegenüberliegenden Enden in dem zentralen Durchlaß eng aneinander oder aneinander anstoßend liegen. Diese Art von Verbindern, die auch als Dauerverbindung benutzt werden kann, besitzt verschiedene Nachteile. Es ist möglich, daß die Endflächen der Fasern kleine Materialteilchen von dem Zentraldurchlaß beim Einsetzen abkratzen und diese Materialteilchen stören die Liclitübertragung in der Verbindung. Weiter müssen beide Fasern, um eine gute Ausrichtung zu erreichen, den gleichen Durchmesser aufweisen. Während der Vorbereitung und vor dem Einsetzen sind die Faserenden ungeschützt.

Eine andere Art von Vorrichtungen, die im zusammengebauten Zustand eine Schutzhülse oder ein Schutzgehäuse um die Faser ergeben, erreichen die Ausrichtung durch Eingriff mit den Außenflächen der Hülsen oder der Einzelgehäuse. Jede Faser wirdzunnächst in eine Hülse eingesetzt, und dann wird die Hülse in ein Rohrteil eingesetzt. Es bestehen ernsthafte Schwierigkeiten mit dieser Verbindungsvorrichtung deshalb, weil die Herstellungstoleranzen sich beim Zusammenbau addieren können und dadurch eine sehr schlechte Ausrichtung entstehen kann. Als Herstellungstoleranzen kommen in erster Linie in Frage: Der Durchmesser der Bohrunge'nTLn den Hülsen und die Konzentrizität dieser Bohrungen, der Außendurchmesser der Hülsen und der Bohrungsdurchmesser des Rohrs.

Im weitesten Aspekt ergibt die Erfindung einen Verbinder für ein Paar Einzelfasern in genau ausgerichteter Beziehung ihrer Endflächen und umfaßt eine rohrförmige Zwinge für jedes Faserende und ein Ausrichtelement, das die Zwingen mit ihren Endabschnitten aneinanderliegend aufnimmt, wobei in jede Zwinge ein Material eingegossen wurde, so daß eine Bohrung für die jeweilige Faser bestimmt ist und'wobei das Ausrichtelement Bezugsflächen aufweist, die V-förmig zueinander geneigt sind; die Zwingern besitzen jeweils eine Bezugsstelle, die mit den Bezugsflächen des Ausrichtelements zusammenwirkt und die Bohrungen besitzen eine vorbestimmte Lage in bezug auf die Bezugsstellen. Die Vorbereitung der Bohrungen und ihrer Lage in bezug auf die Bezugsstellen wird mit einem Richtwerkzeug durchgeführt, dessen Flächen die Bezugsflächen des Richtelements wiedergeben. Das Riehtelement enthält Einrichtungen, um die Zwingen in federnden; Kontakt mit den Bezugsflächen des Ausrichtelements zu bringen.

Der Verbinder kann als Einzelverbinder oder als Vielfachverbinder für eine Vielzahl von Faserpaaren benutzt werden und die Verbindungen können' hergestellt, wieder unterbrochen und wieder hergestellt werden. Der Verbinder kann auch zur permanenten Verbindung von zwei Fasern verwendet werden; diese Verbindung wird als "Spleißen" bezeichnet.

So wird durch die vorliegende Erfindung ein Verbinder geschaffen, in dem die Faserenden jeweils in eine Zwinge oder Schutzhülse eingesetzt sind. Jede Zwinge besitzt eine zunächst übergroße Bohrung, in die in einem Ausrichtwerkzeug ein Material eingegossen wird, so daß sich eine Bohrung für die Faser ergibt,und dann werden die Zwingen in einem Ausrichtelement angeordnet. Das Ausgießen der Bohrung wird mit den an den Bezugsflächen des Ausrichtwerkzeugs anliegenden Zwingen durchgeführt, so daß Bezugsstellen an den Zwingen entstehen. Das Ausrichtvverkzeug reproduziert die

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Bezugsflächen des Ausrichtelements und kleine Verkeilungsstellen an den Zwingen stellen sicher, daß die Zwingen jeweils mit ihren Bezugsstellen an den Bezugsflächen anliegen. Durch diese Mittel werden Herstelltoleranzen im wesentlichen unwirksam und es wird ein Ausgleich für Fasern mit unterschiedlichen Durchmessern geschaffen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Verbinders für ein einzelnes Faserpaar,

Figur 2 eine Endansicht in Richtung des Pfeils A der Fig. 1,

Figur 3 einen Längsschnitt durch eine andere.Verbinderform für ein einzelnes Faserpaar,

Figur if eine End ansicht in Richtung des Pfeiles B in Fig. 3,

Figur 5 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer Zwinge,

Figur 6 eine Endansicht der Zwinge nach Fig. 5,

Figur 7 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Ausrichtteiles,

Figur 8 eine Endansicht des Ausrichtteils nach Fig. 7,

Q Λ Q ft L S / Π 9 3 L

- ίο -

Figur 9 einen Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 7,

Figur 1O(a) bis (d) verschiedene Formen der Endabschnitte des Gießmaterials in einer Zwinge,

Figur 11 eine Seitenansicht und Figur 12 eine Endansicht eines AusrichtWerkzeugs

für den Gießvorgang des Materials in einer Zwinge,

Figur 13 bis 15 je einen Schnitt nach den Linien XIII-XIII XIV-XIV bzw. XV-XV der Fig. 11,

Figur 16 in auseinandergezogener Darstellung eine Ausführungsform eines Verbinders für eine Vielzahl von Faserpaaren,

Figur 17 eine perspektivische Ansicht des Verbinders nach Fig. 16 in zusammengebauter Form,

Figur 18 eine Seitenansicht,
Figur 19 eine Endansicht und

Figur 20 eine weitere Endansicht der Gehäuseteile des Verbinders nach Fig. 16 und 17,

Figur 21 eine perspektivische Ansicht einer Hälfte einer anderen Verbinderform für eine Vielzahl von Einzelfaserpaaren,

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Figur 22 eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Verbinders mit zwei Verbinderhälften nach Fig. 21,

Figur 23 einen Längsschnitt nach Linie XXIII-XXIII der Fig. 2Zf und

Figur 2if eine Endansicht einer Verbinderhälfte nach Fig. 21,

Figur 23 eine perspektivische Darstellung einer Hälfte eines weiteren Verbinders für eine Vielzahl von Einzelfaserpaaren,

Figur 26 eine perspektivische Darstellung eines zusammengebauten Verbinders aus zwei Hälften nach Fig. 25,

Figur 27 einen Längsschnitt nach Linie XVII-XVII der Fig. 28 und

Figur 28 eine Endansicht einer Verbinderhälfte nach Fig. 25.

In Fig. 1 und 3 sind Längsschnitte von zwei alternativen Ausführungen eines Verbinders für ein Einzelpaar optischer Fasern zur Endflächenanlage aneinander gezeigt. In Fig. 1 ist der Verbinderkörper aus Metall gefertigt, während Fig. einen Verbinderkörper zeigt, der beispielsweise aus einem synthetischen Harz gegossen werden kann.

Die beschichteten Fasern 10 werden bei 11 von ihrer Umhüllung befreit und mit Zwingen 12 versehen. Die Zwingen umfassen einen rohrförmigen Körper, in dem ein Material 13 ringförmig eingegossen oder eingeformt wird. Die unbeschichteten Faserenden sitzen mit enger Passung in den Bohrungen dieser eingegossenen ringförmigen Materialkörper 13. Die Zwingen sind mit ihren Endflächen oder Endteilen in einem Ausrichtelement 14 aneinanderliegend eingesetzt. Die Zwingen werden an den Fasern beispielsweise durch einen Kleber oder andere geeignete Mittel gehalten.

In der Ausführung nach Fig. 1 wird das Ausrichtelement I^ in eine Hülse 15 eingesetzt, die sich wiederum in einem Hauptkörper oder Hauptgehäuse 16 befindet. Die Hülse 15 besitzt zur Aufnahme des Ausrichtelements I4 eine Durchgangsöffnung von allgemein dreieckigem Querschnitt. Das Hauptgehäuse oder Gehäuseelement 16 weist eine axiale Verlängerung 17 auf mit einer Bohrung oder einer Durchgangsöffnung, die ziemlich eng auf eine der Zwingen 12 aufgeschoben ist. Die Verlängerung 17 besitzt an ihrem Ende einen Schlitz 18, in den eine Verkeilung oder ein kleiner Keil I9 an der Zwinge aufgenommen wird und eine Umfangsrippe 20 an der Zwinge liegt an dem Ende der Verlängerung 17 an. Eine Kappe 21 wird auf die Verlängerung I7 aufgeschraubt, wobei eine Federscheibe 22 zwischen die innere Endfläche der Kappe 21 und die Rippe 20 eingelegt ist.

An dem der Verlängerung I7 gegenüberliegenden Ende des Hauptgehäuses 16 ist ein weiteres Teil 25 angesetzt, das eine axiale Verlängerung 26 aufweist. Die Verlängerung 26 ist gleichartig wie die Verlängerung 17 ausgeführt und besitzt eine Durchgangsöffnung, die eng über die andere Zwinge 12 paßt^und ebenfalls einen Schlitz 18 für einen Keil I9

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der Zwinge; eine ringförmige Rippe 20 an der Zwinge liegt wiederum am Ende der Verlängerung an. Auf die Verlängerung 26 wird wiederum eine Kappe 21 aufgeschraubt unter Zwischenlage einer Federscheibe oder eines Federrings 22 zwischen die Innenfläche der Kappe 21 und die Rippe 20. Bei diesem Ausführungsbeispiel, das insbesondere für eine Schraubdurchführung oder Wanddurchführungsverbindung geeignet ist, ist das Teil 25 in eine Ringnut oder Hinterschneidung 2? im Ende des Hauptgehäusekörpers 16 eingepaßt und eine Überbördelung 28 verbindet das Teil 25 mit dem-Gehäusekörper 16. Es können auch andere Befestigungsarten für die Teile 25 und 16 benutzt werden. In Fig. 1- ist die Durchführungswand 29 gezeigt, wobei eine Mutter 30 auf ein Außengewinde an., dem Gehäusekörper 16 aufgeschraubt ist unter Zwischenlage einer Beilagscheibe 31· Der Verbinder nach Fig. 1 kann jedoch auch als normaler Geradeaus-Verbinder benutzt werden. Figur 2 zeigt eine Endansicht des Verbinders nach Fig. 1.

In Fig. 3 ist das Aus rieht element 1Zf in eine Durchgangsbohrung in dem Hauptgehäuseteil 35 eingesetzt, die einen allgemein dreieckigen Querschnitt aufweist und wird in ihrer Lage durch eine durch Einkleben befestigte Lochscheibe 48 zurückgehalten. An beiden Enden des Gehäusekörpers 35 sind Stopfen 36 eingesetzt. Jeder Stopfen ist mit einer axialen Durchgangsöffnung versehen, die einen inneren Abschnitt mit relativ enger Passung um eine Zwinge 12 besitzt und einem äußeren Abschnitt 38, in den die Rippe 20 der Zwinge 12 paßt. Außerhalb der Rippe 20 ist eine Druck-Wendelfeder 39 eingesetzt und wird durch eine Haltehülse oder Klemmhülse ZfO gehalten. Die Halte- oder K^emmhülsen ZfO sind in den Abschnitt 38 der Durchgangsöffnung eingepreßt, sie können aber gleichfalls durch einen Kleber gehalten werden. Die äußeren Enden der Abschnitte 37 der Durchgangs-

Q ft q ft A 9 / Ω 9 3 &

bohrung sind jeweils mit einem Axialschlitz 18 entsprechend dem gleichbenannten Axialschlitz der Verlängerungen 17 und 26 in Fig. 1 zur Aufnahme des Keils 19 an den Zwingen 12 versehen.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind die verschiedenen Teile, d.h. der Gehäusekörper 35 und die Stopfen 36 aus einem synthetischen Harzmaterial geformt oder gespritzt und die Stopfen 36 sind durch federnde Nasen 42 in öffnungen 43 des Gehäuses 35 eingerastet. Die federnden Nasen 42 sitzen an einem axialen Finger 41 · Beim Einsetzen eines Stopfens 36 in das Gehäuse wird der Finger 41 an einer Schrägkante 44 niedergedrückt und schnappt heraus, wenn die Nase 42 mit der öffnung 43 ausgerichtet ist. Zum Herausnehmen eines Stopfens 36 wird der Finger 41 und damit die Nase 42 durch einen Druck auf den äußeren Rand 45 des Fingers nach innen bewegt und damit kann der Stopfen leicht entfernt werden. Wiederum ist auch in Fig. 3 eine Wand 46 mit einer Durchführungsöffnung gezeigt, wobei in diesem Fall eine RLngschulter an dem Gehäuse 3^> als Anlage an die Wand \& dient und eine Federscheibe 47 den Verbinder an der Wand festhält. Es kann selbstverständlich auch der Verbinder nach Fig. 3 als normaler Geradeaus-Verbinder benutzt werden. Fig. 4 zeigt eine Endansicht des Verbinders nach Fig. 3.

Die Klemme 12 ist in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt, wobei sie in Fig. 5 in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht gezeigt ist, so daß der Materialeinguß 13 zu sehen ist. Ebenfalls sind die Umfangsrippe 20 und der Keil 19 zu erkennen.

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Die Fig. 7 bis 9 zeigen ein Ausrichtelement 1Zf.. Das Ausrichtelement wird aus einem Federblechstreifen, beispielsweise aus Berylliumkupfer,hergestellt. In dem ausgeführten Beispiel sind zwei Längsabschnitte 50 V-förmig umgebogen, wobei der Spitzenwinkel der V-Form etwa 90° beträgt. Die Enden der Abschnitte 50 sind gegen die Längsachse des Teils nach unten gebogen, so daß sich zwei Anlaufst eigen oder Anlauframpen 51 ergeben, über die freie Fläche des V sind zwei Federdruckteile 52. gesetzt. Diese sind Fortsätze eines der Abschnitte 50 und sind durch schmale Hälse oder Stege 53 in der Nähe der Mitte des Teils 1 if mit dem Abschnitt verbunden. Die Druckteile 52. stehen vor und sind nach außen zur Bildung von Einführungsrampen 5k aufgeboten. Die Lage der Zwinge 12 ist in Fig. 8 und 9 durch den gestrichelten Kreis 55 angezeigt'.

Fig. 10 zeigt vier alternative Ausführungen für das innere Ende der Eingüsse 13. In Fig. 10 (a) erstreckt sich der Einguß 13 rechts bis zum Ende der Zwinge 12; diese Form kann bei einem "Trocken"-Verbinder benutzt werden, d.h. bei einem Verbinder, bei dem die Faserenden aneinander anstoßen und ■ keine Übergangsflüssigkeit mit angepaßtem Brechungsindex zwischen die Enden eingesetzt wird. Die Faserenden werden dann so eingesetzt, daß ein sehr kleiner Abstand von dem Zwingenende nach innen bleibt, um eine Beschädigung durch harte Berührung der Faserenden miteinander zu vermeiden.

In Fig. 10 (b), (c) und (d) sind die Enden der Eingüsse mit Einschnitten 56 in unterschiedlicher Ausführung versehen, damit eine Brechungsindexflüssigkeit eingebracht werden kann. Dadurch wird ein Luftspalt zwischen den Faserenden vermieden. Die Faserenden stehen etwas nach innen,

η ή β 0 /. ö 1 f\<X*k K

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so daß keine direkte Berührung zwischen gegenüberliegenden Faserenden auftritt. In den Fig. 10 ist gleichfalls eine Einfüllöffnung 57 gezeigt, durch die das Material eingespritzt wird, das den Halterungseinguß 13 bildet.

Fig. 11 bis Fig. 15 zeigen den Einbringvorgang für das Eingußmaterial 13 in die Zwingen 12. Ein Stütz- und Halterungsteil 60 besitzt zwei voneinander getrennte Abschnitte 61 bzw. 62, wobei sich an den Abschnitt 62 ein weiterer Abschnitt 63 anschließt. Das Teil 60 ist zwischen den Abschnitten 61 und 62 ausgeschnitten und im Abschnitt 61 befindet sich eine Bohrung Gk zur Aufnahme einer Zwinge 12. Der Abschnitt 62 besitzt eine V-förmige Nut 65 an seiner oberen Fläche und ebenfalls ist der Abschnitt 63 mit einer V-förmigen Nut versehen. Die beiden Nuten 65 und 66 sind so ausgebildet und angeordnet, daß dann, wenn eine Zwinge 12 in der Nut 65 ruht, ein Dorn 67 koaxial zur Zwinge 12 durch die Nut 66 gehalten wird. Der Dornabschnitt 67 ist geringfügig stärker als eine unbedeckte Faser und erstreckt sich mit diesem Durchmesser ein entsprechendes Stück in die Zwinge hinein. Von da ab erweitert sich der Durchmesser des Dorns bis zu einem engen Paßsitz_ mit der Innenfläche der Zwinge im Abschnitt 68. Der übergang zwischen den Dornabschnitten 67 und 68 ist abgerundet trichterförmig ausgeführt, wie es bei 69 angezeigt ist, so daß sich eine geneigte Fläche an dem Eingußmaterial 13 ergibt.

Die geneigten Seitenflächen 70 und 71 der Nut 65 sind Bezugsflächen und entsprechen den Flächen 50 an dem Ausrichtteil. Die Nut 66 ist genau mit der Nut 65 ausgerichtet, so daß beim Eingießen eines flüssigen Materials in die öffnung 57 der Zwinge12,wobei beispielsweise ein synthetisches Harz oder eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet

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wird, ein Umgießen des Dorns stattfindet mit Ausbildung einer Durchgangsöffnung, die genau in bezug auf die Bezugsflächen 70 und 71 festliegt und damit auch in bezug auf die Bezugsflächen der Zwinge, die die Berührungslinien zwischen der Zwinge und den Bezugsflächen 70 und 7I bilden.

Um eine Zwinge vorzubereiten, wird sie so auf einen Dorn aufgeschoben, daß das äußere Ende der Zwinge 12 an dem großen Außenende 72 des Dorns anstößt. Der Dorn wird mit aufgeschobener Zwinge dann so auf das Ausrichtwerkzeug

60 aufgesetzt oder angeordnet, daß die Umfangsrippe 20 der Zwinge an dem Abschnitt 61 anliegt, die Zwinge durch die Bohrung 6^- hindurchtritt und in der V-förmigen !Tut S3 aufliegt. Dabei ruht das innere Ende des Dorns mit verringertem Durchmesser in der V-förmigen Nut 66. Im Abschnitt

61 des Werkzeugs ist eine Keilnut 73 für den Keil 19 der Zwinge 12 vorgesehen. Damit wird erreicht, daß durch die genaue Lage des Dorns in der Zwinge kleine Änderungen im Durchmesser, entweder im Außen- oder im Innendurchmesser der Zwinge 12,und in der Konzentrizität dieser Durchmesser, keine Auswirkung auf die Lage des Dornabschnitts 67 in "bezug auf die Bezugsflächen des Werkzeugs und der Zwinge haben, wobei die Zwinge drehfest durch den Keil I9 eingelegt ist.

Wenn die Zwinge, und der Dorn so in das Werkzeug eingesetzt sind, wird ein Gießmaterial in die Zwinge durch die Befüllöffnung 57 eingegossen oder eingespritzt. V/ie bereits gesagt, kann ein synthetisches Gießharz oder eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet werden und es kann drucklos eingegossen oder unter Druck eingespritzt werden.

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Die bei 69 angezeigte Form des Dorns ergibt eine glatte Führungsfläche in die gegossene öffnung nach Entfernen des Dorns. Der Dorn kann in bekannter Weise oberflächenbehandelt werden, damit nach dem Aushärten oder Erstarren des Gießmaterials das Entfernen des Dorns erleichtert wird.

Wenn auch bisher von einer Ausbildung einer Durchgangsöffnung oder -bohrung durch Gießen um einen Dorn gesprochen wurde, ist es gleichfalls möglich, eine Faser einzusetzen und in der richtigen Lage zu gießen, wodurch sich eine dauerhafte Anordnung ergibt. Bei einer solchen Anordnung wird die Außenschicht in einer vorbestimmten Länge von der Faser entfernt und diese dann in die Zwinge eingeführt. Das von der Außenschicht befreite Ende steht dann über die Zwinge vor und ruht in der V-förmigen Nut 66, so daß sich eine richtige Lage der Faser in bezug auf die Bezugsstellen an der Zwinge ergibt. Die Faser wird nach dem Vergießen abgebrochen und das Faserende poliert.

Der Zusammenbau eines Verbinders nach Fig. 1 und 2 wird auf folgende Weise durchgeführt: Nach der Vorbereitung der Zwingen in der beschriebenen Weise werden zwei Fasern durch Entfernen der Außenschicht und Abbrechen in einer vorbestimmten Stelle so, daß sich flache und glatte Enden ergeben, vorbereitet. Die Fasern werden dann in die Zwingen eingesetzt und, beispielsweise durch einen Kleber, befestigt. Die Faserenden werden, wie bereits erklärt, einen kleinen Abstand von den Zwingenenden besitzen. Ein Richtelement oder Richtteil 1 Zf wird dann in die Hülse 15 im Gehäuseteil 16 eingesetzt und dann wird das Teil 25 eingesetzt und befestigt. Normalerweise werden die zwei Teile 16 und 25 mit der Hülse 15 und dem Ausrichtelement I4 als vormontierte Einheit angeliefert.

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Eine Kappe 21 und ein Federring oder eine Federscheibe 22 werden auf die Zwinge aufgesetzt. V/enn es sich um kurze Fasern 10 handelt, können Kappe und Federring nach dem Festsetzen der Fasern in der Zwinge aufgesetzt oder aufgeschoben werden, jedoch bei langen Fasern, beispielsweise an Fernverbindungsleitungen,müssen die Kappen und Federscheiben oder inge vor dem Einsetzen der Fasern angebracht werden. Die Zwingen werden dann in das Eichtelement 14 eingesetzt und die Kappen 21 festgeschraubt. Die Federscheiben oder -ringe nehmen iiängs-Veränderungen in den Abmessungen auf und stellen sicher, daß die Zwingen in dem Ausrichtelement aneinander anliegen.

Ein ähnlicher Zusammenbau wird bei dem Verbinder nach Fig. und l± benutzt. Das Ausrichte le ment υ+ wird in das Teil oder Gehäuse 35 eingesetzt und durch die Ringscheibe 4-8 gehalten. Die Stopfen 36 werden eingesetzt und dann werden die mit Fasern versehenen Zwingen in die Stopfen und in das Ausrichtelement eingesetzt. Die Hülsen kO und die Federn 39 werden bei langen Fasern bereits vor dem Befestigen der Fasern an ihrer Stelle in den Zwingen auf die Zwingen aufgeschoben. Dann werden die Hülsen eingeschoben oder eingepreßt und in ihrer Lage bis zur Aushärtung des verwendeten Klebers gehalten, es kann jedoch, wie bereits erwähnt, auch ein Preßsitz der Hülsen kO in den entsprechenden öffnungen der Stopfen 36 Verwendung finden. Alternativ können zuerst die Zwingen12 mit den Fasern 10, 13 zusammengebaut werden, bevor die Stopfen 36 in das Gehäuse 35 eingesetzt werden.

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 bis ^ sind zur Verbindung eines Paares von Einzelfasern mit aneinanderliegenden Enden gedacht. Die Verbindung kann gegebenenfalls nach der Herstellung beträchtlich oft unterbrochen und wieder herge-

stellt werden, ohne daß sich der Wirkungsgrad des Verbinders wesentlich verschlechtert.

Das erfindungsgemäße Grundkonzept kann auch zur Herstellung einer permanenten Verbindung, die allgemein als "Verspleißung" bezeichnet wird, zwischen zwei Einzelfasern verwendet werden. So kann bei der Anordnung nach Fig. 1 mit den in Fig. p bis 9 gezeigten Einzelteilen ein Ausrichtelement IZf in einer Zusammenbauform gehalten werden,und zwei Zwingen 12 mit Fasern werden von beiden Enden eingesetzt J)ie Zusammenbauvbrrichtung enthält dann Aufnahmen zum Eingriff mit den Keilen 19 und dann wird ein Kleber aufgebracht, so daß die Zwingen fest mit dem Ausrichtelement verbunden werden. Alternativ kann eine Hülse über dem-Ausrichtelement angeordnet werden, die sich an jedem Ende nach außen erstreckt, wobei ein Mittelabschnitt so ausgebildet ist, daß eine Drehsicherung des Ausrichtelements vorgenommen wird,und zur Aufnahme der Keile 19 muß an beiden Enden eine Ausbildung vorhanden sein. Nach dem Zusammenbau der Zwingen und Fasern mit dem Ausrichtelement wird die Hülse auf die beschichteten Abschnitte der Fasern oder auf die Außenabschnitte der Hülsen aufgebördelt oder. durch Kleber oder andere Mittel mit diesen Abschnitten verbunden. Es können unterschiedliche Anordnungen getroffen werden unter Benutzung der Grundanordnung aus Ausrichtelement und Zwingen. Möglicherweise kann in der Mehrzahl der Fälle auf die Umfangsrippe 2.0 bei einer Verspleißung verzichtet werden.

Eine weitere Anwendung der Erfindung ist auch für Mehrfach-Verbinder, d.h. zur V_erbindung einer Mehrzahl von Faserpaaren möglich, wobei eine unabhängige Endberührung jedes Faserpaares möglich ist. In Fig. 16 ist in auseinanderge-

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zogener Darstellung eine Ausbildung eines Vielfach-Verbinders gezeigt, während in Fig. 17 eine perspektivische Darstellung eines zusammengebauten Verbinders gegeben ist. Die Fig. 18, 19 und 20 geben eine Seitenansicht und jeweils Endansichten eines Teils des Verbinders nach Fig. 16 und 17.

Nach Fig. 16 umfaßt jedes Verbinderteil oder jede Verbindereinheit ein Gehäuse 80, wobei das innere Ende jeweils in Form von drei Nasen oder Fingern 81 mit kreisringsektorförmigem Querschnitt endet. Die Form der Nasen oder. Finger 81 ist so gestaltet, daß die Nasen an einem Gehäuse 80 eine enge Gleitpassung mit den Nasen 81 des anderen Gehäuses 80 bilden. Jede Nase 81 besitzt eine Bohrung 82,in die ein Ausrichtelement nach Fig. 7 bis 9 eingesetzt ist. Die äußeren Enden der Gehäuse 80 sind so durchbohrt, daß sich etwa halbkreisförmige Kanäle 83 ergeben. Wenn Fasern mit Zwingen 12 in die Gehäuse eingesetzt werden, gleiten die Rippen 20 an den Zwingen 12 in die Kanäle 83 ein, bis sie an der Endfläche 8/f dieser Kanäle anliegen (Fig. 18). Eine sternförmige Federscheibe 85 (Fig. 19) wird über die Rippen 20 aufgesetzt und durch eine Schraube 86 gehalten. Die Ausrichtelemente sitzen mit Federklemmung in den Bohrungen 82, welche so ausgestaltet sind, daß sie eine vorbestimmte Ausrichtung (Drehausrichtung) der Ausrichtelemeni£ ergeben, wie es bei Fig. 1 und 3 erklärt wurde. Die Ausrichtelemente werden in der richtigen Lagebeziehung durch Nuten in der Endfläche 8^· gehalten, wodurch wiederum die Zwingen mit ihren Keilen 19, wie bei Fig. 1 und 3 erklärt, gehalten werden. Damit sich eine bestimmte Drehlagebeziehung zwischen den beiden Gehäuseteilen 80 ergibt, kann eine Rippe 87 an einer Seitenfläche einer Nase in einem Gehäuse und eine Nut 88 längs der Seitenfläche der entsprechenden.Nase des anderen Gehäuses angeordnet werden. Damit die gleiche Gehäuseform für beide

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Teile oder Einheiten verwendet werden kann, kann, wie in Fig. 16 dargestellt, an einer Nase eine Rippe und an einer weiteren Nase eine Nut verwendet werden. Dadurch muß nur eine Gehäusehälftenform vorbereitet werden und kann für beide Einheiten verwendet werden.

Die beiden Gehäusehälften 80 werden zusammengebaut, indem die Finger des einen Gehäuseteils in die Lücken zwischen den Fingern des anderen gleitend eingesetzt werden. Die Fasern mit angebrachten Zwingen, werden in ihrer richtigen Lage eingesetzt, wobei sich in jedem Kanal 83 eine Zwinge befindet. Vor dem Einsetzen der Fasern wird bei langen Fasern ein ringförmiges Verbindungsteil 89 und ein Unterlagering 90 an jeder Seite aufgeschoben. Nach dem Zusammenbau der Fasern mit den Gehäusehälften und dem Einsetzen der Sternfederscheibe 85 werden die zwei Verbindereinheiten zusammengebracht. Ein nach innen vorstehender Rand 91 an den Uberwurfelementen liegt über den Unterlegring 90 an einer Schulter 92 des jeweiligen Gehäuseteils an. An den Uberwurfteilen sind Haken 93 angebracht, die dann miteinander durch Drehung zum Eingriff gebracht werden. Damit ist der Verbinder zusammengebaut und gesichert.

In dem Verbinder nach Fig. 16 bis 20 ist keine Versiegelung oder Abdichtung zwischen den Gehäuseteilen vorgesehen, so daß kein Feuchtigkeitsschutz vorhanden ist. In Fig. 21 bis 2Zf ist eine abgwandelte Bauart des Verbinders nach Fig. 16 bis 20 gezeigt, bei der ein Ring 95 aus Dichtmaterial zwischen die aneinander anliegenden Flächen der Gehäuseteile 80 eingesetzt ist. Eine weitere Abwandlung ergibt sich nach Fig. 21, 22 und 2.J> dadurch, daß an jedem Gehäuse ein zulaufender Kragen oder Bund 98 angebracht ist, der mit der Außenfläche eines Faserkabels 99 außen verklemmt ist. Die Kragen- oder

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Bundteile können als Entlastungselemente wirken und behindern ein Abbiegen des Faserkabels in der NMhe des Verbinders; dabei kann auch eine Abdichtung mit der Außenfläche des Kabels 99 erzielt werden. Der sonstige Aufbau des Verbinders nach Fig. 25 bis 28 ist gleichartig wie der nach Fig. 21 bis 2Zf; ein Unterschied besteht nur darin, daß statt den Uberwurfteilen 89 mit Haken 93 eine mit Innengewinde versehene Hülse 100 zum Eingriff mit einem Außengewinde an dem Verbindungsteil benutzt wird. Es kann dabei eine einzige Gewindehülse verwendet werden oder es kann an jedem Verbindungsteil eine Hülse angeordnet werden, wobei nur eine der beiden Hülsen tatsächlich zur Verschraubung mit beiden Verbindungsteilen dient.

Die Verbinder nach Fig. 16 bis 20, 21 bis 2i\ und 25 bis 28 sind gleichzeitig Stecker-und'Dosenverbinder,so daß nur eine Ausbildungsform für beide Verbinderhälften benutzt werden kann. Damit sind auf beiden Verbinderhälften das gleiche Verbindungselement 89 oder die gleiche Hülse 100 und ebenfalls, wenn vorgesehen, der gleiche Bund 98 erforderlich. Aus diesem Grund kann es einfacher sein, den Verbinder nach Fig. 25 bis 28 an jeder Hälfte mit einer Gewindehülse 100 zu versehen.

Statt kreisförmige Kabel, wie in den Fig. 16 bis 28,mit einer Kreisanordnung von Fasern oder erforderlichenfalls auch mit mehreren konzentrischen Faserkreisanordnungen, kann die Erfindung auch zur Verbindung von Faserbändern benutzt werden. So können beispielsweise Flachkabel mit einer Anzahl nebeneinander angeordneter Fasern verbunden werden. Entweder können zwei solcher Kabel miteinander verbunden werden oder ein Kabel kann mit Faserenden

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verbunden werden, die sich beispielsweise auf gedruckten Schaltungsplatinen oder auf Schaltungstafeln befinden. Solche Verbinder können bei Sende- oder Empfängeranschlüssen eines Ubertragungssystems verwendet werden, sie können auch für Verbindungsleitungen oder andere Verbindungskabel in Rechnersystemen oder anderen elektronischen Geräten Verwendung finden.

Bei einem besonderen Beispiel kann ein Kantenverbinder so aufgebaut werden, daß kurze Abschnitte von optischen Fasern an der Kante einer Platine oder einer Tafel angebracht sind und Flachkabel mit diesen kurzen Abschnitten verbunden werden. Es werden dabei jeweils Zwingen von gleicher Form wie in Fig. 1 bis Zf verwendet. Ein solcher Verbinder ist so aufgebaut, wie eine Abwicklung eines Verbinders der in Fig. 16 und 17 dargestellten Art. Die Gehäuseform kann je nach Anforderung ausgelegt werden, jedoch ist immer ein Ausrichtelement und sind immer zwei Zwingen für jedes miteinander verbundene Faserpaar vorzusehen. Bei Verbindung eines Kabels, das kreisförmig angeordnete Fasern in einem oder in mehreren konzentrischen Kreisen enthält,mit einer Platine oder einer Tafel kann eine kurze Ubergangslänge eines Faserkabels vorgesehen werden, das ein rundes Verbindungselement an einem und ein lineares oder gerades Element am anderen Ende besitzt.

Es ist zu sehen, daß die Faserenden nach ihrem Einbringen in die Zwingen vollständig geschützt cind und daß dac Einsetzen der Zwingen in das Ausrichtelement jede mögliche Beschädigung der Faserenden vermeidet. Der Verbinder kann einfach gereinigt werden, da durch Entfernen der Zwingen aus dem ELchtelement ein sauberer Durchgang durch den Verbinder zur leichten Reinigung erzielt wird. Gleichzeitig

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wird der Aufbau oder die Addierung von Toleranzen verhindert, da die Faseraufnahmebohrung in der Zwinge mit Bezugsstellen oder Bezugslagen an der Zwinge festgelegt ist und die Bezugslagen wiederum mit Bezugsflächen an dem Ausrichtelement oder an dem Ausrichtwerkzeug festliegen. Das Ausrichtelement kann statt .in der dargestellten V/eise aus einem Streifen oder Blechmaterial ausgebildetes Stück auch in anderen Arten ausgebildet sein und es kann auch aus Kunststoffmaterial geformt werden. Es ist dabei nötig, daß die Bezugsflächen vorgesehen werden, die in dem Ausrichtwerkzeug gleichfalls vorhanden sind. Die Zwingen können beispielsweise aus Hülsen oder Röhrchen aus nichtrostendem Stahl gefertigt werden, es sind abge-.wandelte Formen möglich und sie können wiederum auch durch Spritzguß hergestellt werden. Das Zwingenmaterial muß mit dem in die Zwinge zur Ausbildung der Faseraufnahmeöffnung eingespritzten Material und ebenso mit dem des Ausrichtelements verträglich sein.

Die Erfindung ist auf verschiedene Faserarten anwendbar, einschließlich solcher mit Kern und Uberschicht aus Quarzglas oder aus Silikonglas mit einer Außenkunststoffschicht, es können auch Fasern mit Quarzglaskern und einer Kunststoffschicht und mit einheitlich Kern und Schicht aus Quarzglas verwendet werden. In allen gezeigten Ausführungen kann ein Brechungsindexmaterial, beispielsweise ein Fluid mit angepaßtem Brechungsindex,zwischen die einander zugewendet liegenden Enden eines Faserpaares eingebracht werden.

Es entsteht so ein Verbinder für ein Paar oder mehrere Paare von Einzelfasern mit einem Ausrichtelement, das zwei einander zugewandte und gegeneinander geneigte Bezugsflächen

η λ ο ο / O

allgemein in V-Form besitzt und zwei rohrförmige Zwingen, die auf den Bezugsflächen ruhen. Die Zwingen besitzen jeweils zwei Bezugsstellen, die sich in Längsrichtung der Zwinge erstrecken und in Umfangsrichtung einen Abstand voneinander aufweisen, welche mit den Bezugsflächen zusammenwirken. Jede Zwinge besitzt eine Aufnahmeöffnung für eine Faser, die in einer vorbestimmten Lagebeziehung z.u den Bezugslagen steht. Eine Drehlagensichernng zwischen Zwingen und Ausrichtelement ist vorgesehen. Die Bohrung wird durch Eingießen von Material in die Zwinge unter Benutzung eines Dorns gebildet, wobei die Zwinge und der Dorn genau in einem Ausrichtwerkzeug gehalten werden, das die Bezugsflächen des Ausrichtelements wiedergibt. Ein Aufbau oder eine Addition von Toleranzen wird vermieden und kleine Veränderungen der Zwingendurchmesser sowie Konzentrizitätsfehler können bei Aufrechterhaltung der Ausrichtung der Faserenden aufgenommen werden. Die Erfindung kann für eine "Verspleißung", d.h. eine Dauerverbindung, oder für die Herstellung von lösbaren Verbindungen verwendet werden und es können Einzel- oder Mehrfachverbinder geschaffen werden.

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Claims

Patentansprüche :

Verbinder für mindestens ein Paar einzelner optischer Fasern mit aneinanderliegenden Endflächen, dadurch gekennzeichnet, daß ein längliches Ausrichtelement (1Zf) mit zwei einander zugewandten Bezugsflächen vorgesehen ist, wobei die Bezugsflächen gegeneinander zur Ausbildung eines V-förmigen Aufbaus geneigt sind, daß für jedes Faserende (13) eine Zwinge (12) vorgesehen ist, wobei jede Zwinge Bezugsstellen enthält, die sich in Längsrichtung der Zwinge erstrecken, in Umfangsrichtung der Zwinge einen Abstand voneinander aufweisen und an den Bezugsflächen des Ausrichtelements (1Zf) anliegen, daß ein Zusatzmaterial (13) in jeder Zwinge (12) eine Faseraufnahmebohrung bestimmt, die eine vorbestimmte Lagebeziehung in bezug auf die Bezugsstellen besitzt und daß eine Einrichtung (52) vorgesehen ist, um die Zwingen (12) in den V-förmigen Aufbau zu drängen,wobei die Bezugslagen in Berührung mit den Be-

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zugsflächen sind, wenn die Zwingen (12) mit ihren Enden aneinander anliegend in dem Ausrichtelement (IA).) angeordnet sind.
2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (16, 2$, 35, 36, 80, 89, 100) zur Zurückhaltung der Zwingen (12) in dem Ausrichtelement (1^.) vorgesehen sind.
3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein längliches Gehäuse (16, 25, 35, 80, 81) vorgesehen ist, daß eine das Ausrichtelement (1^) in dem Gehäuse in Drehrichtung ausrichtende Einrichtung (15) vorgesehen ist und daß die Zwingen (12) in bezug auf das Ausrichtelement (14) in Drehrichtung festlegende Einrichtungen (18, 19) vorgesehen sind.
4. Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwingen (12) jeweils ein sich in Radialrichtung erstreckendes Richtelement (19) zur Zusammenwirkung mit einer Richteinrichtung (18) an dem Gehäuse zur Drehausrichtung der Zwingen (12) enthalten.
5. Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwingen (12) jeweils eine sich in TJmfangsrichtung erstreckende Rippe (20) zwischen den Enden der Zwinge (12) zur axialen Lokalisierung der Zwingen (12) in dem Gehäuse enthalten.
6. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtelement (I4) an jedem Ende sich nach außen erweiternde Führungsflächen (51) aufweist.

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7. Verbinder nach Anspruch 3 zur Verbindung von Enden einer Vielzahl von Paaren von einzelnen optischen Fasern mit aneinanderliegenden Enden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Ausrichtelementen (1^·) in dem Gehäuse (35t 80, 81) vorgesehen ist, daß jedes Ausrichtelement (14) in Drehrichtung gerichtet ist und daß Einrichtungen (36, 89, 100) zum Halten eines Paares von Zwingen (12) mit aneinanderliegenden Enden in jedem Ausrichtelement (1^.) vorgesehen sind.
8. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (22, 39) vorgesehen sind, um die Enden der Zwingen (12) in Anlage zueinander zu bringen.
9. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwingen (12) zylindrische Außenflächen besitzen.
10. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Ausrichtteil einen Winkelabschnitt mit zwei unter einem Winkel zueinander stehenden Teilen besitzt und daß die zwei' Bezugsflächen an den unter einem Winkel stehenden Teilen (50) liegen.
11. Verbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Federplatten (52) von den gewinkelten Teilen (50) vorspringend angebracht und in Längsrichtung mit Abstand voneinander so angeordnet sind, daß bei der Montage die Federplatten (52.) auf je eine Zwinge (12) einwirken.

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12. Verbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Winkel zueinander stehenden Teile (50) und die Federplatten (52) an ihren jeweiligen Enden (51, 31+) nach außen gewinkelt sind, um ein Einführen der Zwingen (12) bei der Montage zu erleichtern.
13. Verbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrhülse (15) in dem Gehäuse (16) vorgesehen ist, daß die Sperrhülse (15) der Form des Ausrichtelementes (1Zf) so angepaßt ist, daß das Element (M+) in seiner Lage gehalten und in dem Gehäuse (16) drehfest gehalten ist.
14. Verbinder nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß eine Federeinrichtung (39) in dem Gehäuse (36) angebracht ist und an nach außen vorstehenden Bünden (20) der jeweiligen Zwingen (12) anliegt, um die Enden der Zwingen (12) in Anschlag aneinander vorzuspannen.
15· Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Zwinge (12) eine Faser aufnehmende Bohrung bestimmende Material (13) in der Zwinge (12) geformt ist.
16. Verbinder nach Anspruch I5» dadurch gekennzeichnet, daß das geformte Material (13) sich bis zum inneren Ende der Zwingen (12) erstreckt.
17. Verbinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einschnitt (56) in dem geformten Material (13) am inneren Ende der Zwinge (12.) ausgebildet ist.
18. Verbinder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zwinge (12) über das geformte Material (13) am inneren Ende hinaus erstreckt.

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»· mm

Λ m _m

* * * mn
19· Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stützwand (29, 46) vorgesehen ist, daß das Gehäuse (16, 35) in eine öffnung durch die Stützwand so einsetzbar ist, daß ein von dem Gehäuse vorstehender Flansch an der Stützwand (29, 46) anliegt, daß das Gehäuse eine zum Verklemmen der Stützwand (29, 46) gegen den Fi_3nScJ₁ einstellbare Befestigungseinrichtung (30, 31J 47) aufweist.
20. Verbinder nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei Teilen (80) mit identischer Form besteht, die zur Schaffung eines aus Stecker- und Dosenteilen bestehenden Verbinders in Eingriff miteinander bringbar sind.
21. Verfahren zur Endanpassung eines dielektrischen optischen Wellenleiters zur Anpassung des Wellenleiters zur Verwendung in einem optischen Verbinder, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwinge (12) in eine erste Führungseinrichtung (73) zur Bestimmung einer vorbestimmten Ausrichtung der Zwinge eingesetzt wird, daß die Zwinge (12) in bezug auf eine zweite Führungseinrichtung (65) mit als Bezugsflächen wirkenden . Berührungsflächen eingesetzt wird, daß ein Dorn (67) in die Zwinge (12) so eingesetzt wird, daß ein freies Ende des Dorns über ein Ende der Zwinge hinaus vorsteht, daß das freie Ende gegenüber einer dritten Führungseinrichtung (66) so angeordnet wird, daß der Dorn (67) innerhalb der Zwinge (12) eine bestimmte Lage einnimmt, daß ein Material (13) um den Dorn (67) geformt wird, daß der Dorn (67) entfernt und in die dadurch gebildete Durchgangsöffnung ein dielektrischer optischer Wellenleiter (13) eingesetzt wird, wobei die erste, die zweite und die dritte Führungseinrichtung (73, 65» 66) so in bezug aufeinander festgelegt werden ,daß die Lage der Durchgangsoffnungin bezug auf die Bezugsflächen und die vorbestimmte Ausführung festgelegt wird.