DE3138290A1

DE3138290A1 - Halterungselement, insbesondere fuehrungskoerper fuer einen lichtwellenleiter

Info

Publication number: DE3138290A1
Application number: DE19813138290
Authority: DE
Inventors: Werner Georg 7100 Heilbronn Schrott
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1981-09-25
Filing date: 1981-09-25
Publication date: 1983-04-07
Also published as: CA1242904A; US4789216A; JPS5875106A

Description

Halterungselement, insbesondere Führungskörper für einen Lichtwellenleiter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halterungselement, insbesondere einen Führungskörper bestehend aus Kunststoff zur Aufnahme der Faser eines Lichtwellenleiters und mit einer sich von einem Faser-Eintrittsende des Halterungselements aus entlang dessen Längsachse wegerstreckenden Öffnung zur Aufnahme der optischen Faser mit ihrem Faserende voran, wobei die Faser in der Öffnung durch ein Befestigungsmittel festgelegt ist.

Der Anschluß von Lichtwellenleitern, insbesondere mit einem Kern/Mantel-Durchmesser von kleiner 400 Mikrometer wirft große Probleme auf. Es sind bereits zahlreiche relativ aufwendige Lösungsmöglichkeiten für das Anschlußproblem bekannt. Beispielsweise kann die Führung der Faser durch ührensteine, durch vier Stifte oder aber mittels dreier Kugeln erfolgen.

Es ist auch bereits bekannt, einen aus Kunststoff hergestellten Führungskörper zu verwenden, der eine zur Aufnahme der optischen Faser dienende Öffnung besitzt, wobei diese Öffnung in einer außerordentlich genau gespritzten Bohrung entsprechend dem Durchmesser der anzuschließenden Faser endet.Für die verschiedenen Faserdurchmesser ist daher jeweils ein gesonderter Führungskörper erforderlich und dementsprechend auch ein zu dessen Herstellung benötigtes Spritzwerkzeug.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigti

Fig. 1 einen Schnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Führungskörper;

Fig. 2 eine Ansicht des Führungskörpers, der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Führungskörpers ähnlich Fig. 1, wobei hier Fasern rriit drei unterschiedlichen Durchmessern schematisch In ihrer Anlageposition dargestellt sind;

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Steckverbinder, der zwei Führungskörper gemäß den Fig. 1 bis 3 verwendet.

Fig. 5 einen weiteren, erfindungsgemäßen Lichtwellenleiter-Steckverbinder, mit einem Führungskörper der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Art;

Fig. 6 eine Frontansicht des Steckverbinders der Fig. 5;

Fig. 7 einen Lichtwellen-Adapter, in den zwei Steckverbinder der in Fig. 5 gezeigten Art zur Herstellung einer Verbindung einsteckbar sind.

Die Erfindung bezieht sich (vgl. insbesondere Fig. 1 bis 3) auf einen Führungskörper 1, der erfindungsgemäß aus Kunststoff hergestellt ist, und zwar vorzugsweise durch Spritzguß. Der Führungskörper 1 dient zum Anschluß eines Lichtwellenleiters 55 (vgl. Fig. 5). Der Lichtwellenleiter 55 weist im allgemeinen eine Schutzröhre 18 sowie eine von diesem umgebende Faser 14 auf. Vorzugsweise findet der erfindungsgemäße Führungskörper 1 zum Anschluß.bei Lichtwellenleiterfasern von 100/Um bis 400.um Verwendung.

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Der erfindungsgemäße Führungskörper 1 kann nicht nur bei Steckverbindern der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Art Verwendung finden, er kann ferner auch als Rundkörper bei Steckverbindern derart eingesetzt werden, wie sie in US-PS 4 190 317 beschrieben sind. Ganz allgemein kann der Führungskörper 1 als ein Halterungselement zur Aufnahme einer optischen Faser dienen.

Der Führungskörper 1 - vgl. insbesondere die Fig. 1 bis 3 ist ein einstückig aus Kunststoff hergestelltes Teil, welches beispielsweise einen ersten Zylinderabschnitt 60, einen zweiten Zylinderabschnitt 61 und einen dritten Zylinderabschnitt 62 aufweist. Entlang einer Mittel- oder Längsachse 56 des Führungskörpers 1 erstreckt sich eine zur Aufnahme der Faser 14 dienende öffnung 2. Insgesamt verjüngt sich die öffnung 2 vom Eintrittende 10 des Führungskörpers 1 aus zum Abschlußende 11 des Führungskörpers 1 hin. im großen und ganzen gesehen, kann man die öffnung 2 als kegelförmig vom Eintrittsende 10 aus zum Abschlußende 11 hin verlaufend bezeichnen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es insbesondere für einen aus Kunststoff gespritzten Führungskörper 1 zweckmäßiger ist, einen relativ großen Kegel, wie ihn die Öffnung 2 repräsentiert, herzustellen, als etwa einen Kern beim Spritzvorgang verwenden zu müssen, der nur 100/Um Durchmesser bei einigen wenigen Mikrometer Toleranz besitzt. Damit der durch die öffnung 2 gebildete Kegel Stabilität bekommt, verjüngt sich die öffnung 2 ausgehend von einem ersten Durchmesser 40 schließlich bis zu einer Spitze 45 (vgl. Fig. 1).

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel· erfolgt ausgehend vom ersten Durchmesser 40 eine Verjüngung auf einen zweiten Durchmesser. 41 und schließlich eine weitere Verjüngung zur erwähnten Spitze 45 hin. Die öffnung 2 weist somit eine Reihe.von Bereichen oder Öffnungsabschnitten auf, und zwar eine

Eintrittsöffnung 3 mit dem ersten Durchmesser 40, daran anschließend eine Führungsöffnung 4 von kegelstumpfförmiger Gestalt und wiederum daran anschließend eine Verbindungsöffnung 5 von kreiszylindrischer Form und mit dem zweiten Durchmesser 41, wobei sich schließlich an die Verbindungsöffnung 5 eine kegelförmige Anlageöffnung 6 anschließt, die in der Spitze 45 endet. Die Eintrittsöffnung 3 ist im ersten Zylinderabschnitt 60, die Führungsöffnung 4 ist im zweiten Zylinderabschnitt 61 und die Verbindungsöffnung 5 sowie die Anlageöf frnung 6 sind im dritten Zylinderabschnitt 62 ausgebildet.

Für Fasern im Bereich von 100/um bis 400 ,um beträgt die Gesamtlänge des Führungskörpers beispielsweise 8,5 nun; die Länge des ersten Zylinderabschnittes 60 beträgt 1 mm, die Länge des zweiten Zylinderabschnitts 61 beträgt 3,8 mm und die Länge des dritten Zylinderabschnitts 62 beträgt ebenfalls 3,8 mm.

Der Mantel des von der Führungsöffnung 4 gebildeten Kegelstumpfes verläuft unter einem Winkel 43. Für die bereits erwähnten Maßangaben hat der Winkel 43 eine Größe von etwa 15 Grad. Der von der Anlageöffnung 6 gebildete Kegel hat eine unter einem Winkel 44 verlaufende Mantelfläche, wobei der Winkel 44 beim angegebenen Beispiel etwa 10 Grad beträgt.

Die Winkelgröße des Kegels der Anlageöffnung 6 muß nicht unbedingt exakt eingehalten werden. Wichtig allein ist die Einhaltung der Mittigkeitsabweichung der Kegelspitze 45 gegenüber der Außenkante 46 des Führungskörpers 1.

Insbesondere in Fig. 3 ist schematisch dargestellt, daß der gemäß der Erfindung ausgebildete Führungskörper 1 zur Aufnahme und Halterung von Fasern 14 mit unterschiedlichem Querschnitt oder Durchmesser verwendet werden kann. Tn Fig. 3 sind schematjsch die Verhältnisse für drei Fasern 14 a, 14 b, und 14 c dorgestol.lt. Dio Faser 14 a kann bei-

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spielsweise 100 .um, die Faser 14 b kann 200 .um und die Faser 14c kann 400,um Durchmesser besitzen. Natürlich werden in der Praxis nicht drei Fasern zugleich eingeführt.

Man erkennt, daß die im dargestellton Ausführungsbeispiel kegelförmige Anlageöffnung 6 nicht bezeichnete Anlageflächen für die Fasern 14 a, 14 b und 14 c unterschiedlichen Durchmessers bereitstellt. Vorzugsweise ist die durch die Anlageöffnung r> gebildete An lage f lttche derart vorgesehen, daß nur die Faserkante 14 e (wie dies nur für die Faser 14 a.dargestellt ist) an der Anlagefläche zur Anlage kommt.

In Fig. 3 erkennt man, daß sich die kegelförmig ausgebildete Anlageöffnung 6 im Führungskörper 1 über einen Abschnitt 12 (Anlageabschnitt) hinweg erstreckt.

Will man beispielsweise die Faser 14 a im Führungskörper 1 befestigen, so führt man diese, gegebenenfalls nach Entfernung des nur in Fig. 4 gezeigten Schutzmantels 18 vom Eintrittsende 10 herkommend in die Anlageöffnung 6 soweit ein, bis die Faserkante 14 a an der den entsprechenden Durchmesser aufweisenden Anlagefläche der Anlageöffnung 6 zur Anlage kommt. Daraufhin wird die Faser zusammen mit dem noch verbliebenen Schutzmantel 18 durch Befestigungsmittel in der öffnung 2 festgelegt. Als Befestigungsmittel wird beispielsweise eine Vergußmasse 15 (Fig. 4) verwendet. Als Vergußmasse 15 kann ein Epoxydharz oder ein anderer Kleber benutzt werden. Nach Aushärtung der Vergußmasse 15 wird der Führungskörper 1 bis zur Faser 14a hin abpoliert, das heißt die in Fig. 3 gezeigte Abpolierlänge 13a wird entfernt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Abpolierlänge etwa 0,4 mm. Wenn eine Faser 14b mit mittlerem Durchmesser angeschlossen werden soll, so wird in gleicher Weise wie beschrieben verfahren, d.h. die Faser 14b wird zur Anlage an einer zugehörigen Anlagefläche der Anlageöffnung 6 gebracht.

Daraufhin wird wiederum Vergußmasse 15 eingegossen, um sodann nach deren Aushärten die Abpolierlängen 13 a + 13 b von insgesamt etwa 0,7 mm Länge wegzunehmen. Zum Anschluß einer Faser 14c mit dem größeren dargestellten Durchmesser wird nach Aushärten der Vergußmasse 15 eine Abpol&erlänge von 13 a + 13 b+ 13 c entfernt, was im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa einer Länge von 1,2 mm entspricht.

Um die Werkzeugherstellung nicht zu erschweren (Winklergenauigkeit), sollte die Abpolierlänge 13 a, 13 b 13c für jede Paser zuerst experimentell bestimmt werden. Geeignete Polierwerkzeuge können dabei aus Kunststoff hergestellt werden. Dadurch, daß der Pührungskörper 1 ein Kunststoff-Spritzteil ist, wird bei einer Serienfertigung nicht nur der Teilepreis extrem niedrig, es ergibt sich ferner der Vorteil, daß je nach Verwendungszweck (Faserdicke) verschiedene Farben abgespritzt werden können.

Ih Fig. 4 ist ein Lichtwellenleiter-Steckverbinder dargestellt, der unter Verwendung der Führungskörper gemäß den Figuren 1 bis 3 aufgebaut ist. Das Ausführungsbeispiel verwendet einen Lichtwellenleiter 55 mit einer 10Q,um-Faser ^ 14, und zwar ohne Zugentlastung. Faser 14 und Schutzröhre 18 sind im Führungskörper 1 in der bereits erwähnten Weise durch Vergußmasse 15 befestigt. Die Zentrierung der beiden Führungskörper 1 erfolgt mittels eines aus Kunststoff bestehenden Adapters 16, der eine Bohrung aufweist, die in der gezeigten Weise komplementär zu den zweiten und dritten Zylinderabschnitten 61, 62 der Führungskörper ausgebildet ist. Der Kunststoff-Adapter 16 fst maßlich so ausgelegt, daß beim Einsetzen der Führungskörper 1 ein Pässitz entsteht, d.h. die Elastizität des Kunststoffes des Adapters 16 und/oder der Führungskörper 1 wird ausgenutzt. Die beiden durch die Führungskörper 1 gebildeten

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Lichtwellenleiter-Stecker werden durch eine Kunststofffeder 17 zusammengehalten, die unterschiedliche von der Faserdicke abhängige Längen der Führungskörper 1 ausgleicht.

In den Fig. 5 und 6 ist ein weiterer Lichtwellenleiter-Steckverbinder 21 dargestellt, der mittels eines in Fig. 7 gezeigten Adapters 32 mit einem weiteren Lichtwellenleiter-Steckverbinder 21 gleicher Art zu kuppeln ist.

Der Steckverbinder 21 weist zwei einen Hohlraum bildende Halbschalen 22, 23 auf, die durch nach innen ragende Anschläge 24 den Führungskörper 1 halten, der durch eine Feder 25 gegen diese Anschläge 24 gedrückt wird. Die Halbschalen 22, 23 verjüngen sich - in Fig. 5 - nach links •zu Hülsenteilen 26,26, welche in einer langgestreckten Öffnung die Schutzröhre 18 aufnehmen.

Das hier gezeigte faseroptische Kabel weist ferner ein die Schutzröhre 18 umgebendes Geflecht 27 auf, wobei das Geflecht 27 ferner noch von einem Außenmantel 28 umgeben ist. Im Bereich der Hülsenteile 26 ist das Geflecht 27 freigelegt, um zwischen einer Crimphülse 29 und den Hülsenteilen 26 zum Zwecke der Zugentlastung eingequetscht zu werden. Ein Knickschutz 30 in der Form eines Gummiteils oder Schrumpfschlauchs umgibt die Crimphülse 29 und liegt in Fig. 5 rechts von der Crimphülse an den Hülsenteilen 26 sowie mit dem entgegengesetzten Ende am Außenmantel 28 an.

•/Μ ■ Leerseite

Claims

313829g' -"»- ": ■ AT 81 003 /f-i^ / ' Patentan Sprüche

1. Halterungselement, insbesondere Führungskörper, bestehend aus Kunststoff und zur Aufnahme einer Faser (14) eines Lichtwellenleiters

mit einer sich von einem Faser-Eintrittsende (10) des Halterungselements (1) aus entlang dessen Längsachse (56) "-"«ι ■■ weg erstreckenden öffnung (2) zur Aufnahme der optischen Faser (14) mit ihrem Faserende (14d) voran, wobei die Faser (14) in der öffnung (2) durch ein Befestigungsmittel befestigbar ist
dadurch gekennzeichnet, daß

die öffnung (2) eine Anlagefläche für unterschiedliche Durchmesser aufweisende Fasern (14) bildende Anlageöffnung (6) aufweist. ·

2. Halterungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anlageöffnung (6) kegelförmig ausgebildet ist.

3. Halterungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, * daß die Anlageöffnung (6) stufenförmig sich verjüngend ausgebildet ist.

4. Halterungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte öffnung (2) im Ganzen sich vom Eintrittsende (10) weg verjüngend ausgebildet ist. _

5. Halterungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die

öffnunq (2) im Ganzen kegelförmig - vorzugsweise mit Abstufungen - ausgebildet ist.

6. Halterungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (2) eine Kegelstumpföffnung(4)in Richtung der Verjüngung gefolgt von einer vorzugsweise kegelstumpfförmigen Anlaaeöffnung (6) aufweist.

7. Halterungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageöffnung (6) derart ausgebildet ist, daß das Faserende (14) nur mit seiner Faserkante (14e) zur Anlage kommt.

8. Halterungselement"nach einem oder mehreren der"vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Anlageöffnung (6) gebildete Anlagefläche eine Anlage für die gesamte Faserkante (14e) vorsieht.

9. Halterungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Befestigung der FaserCI4)in der öffnung (2) eine Abtrennung des Teils des Halterungselements erfolgt so wie es zur Erreichung einer optischen Abschlußqualität erforderlich ist.

10. Halterungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Kunststoff-Spritzgußteil ist.

11. Halterungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel eine Vergußmasse (15) ist.

12, Halterungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung (2) die zum Teil freigelegte Faser (14) und ein Endteil der Schutzröhre (18) durch die Vergußmasse (15) eingegossen ist (Figur 4,5).

13. Halterungselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Anlageöffnung (6) nur die freigelegte Faser (14) eingegossen ist.