DE19840505A1 - Steckverbindung für Lichtleitfasern - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung für Lichtleitfasern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Steckverbindungen werden für die optische Koppelung zweier Lichtleitfasern oder die optische Verbindung einer Lichtleitfaser mit einer Lichtquelle, wie einem Laser, oder mit einem lichtaufnehmenden In­ strument, wie einem in den menschlichen Körper einführbaren Laser­ katheder eingesetzt. Neben den genannten Anwendungen gibt es selbstverständlich noch die verschiedensten Anwendungen im Gebiet der Medizin oder der Technik, wie beispielsweise im Bereich der Mate­ rialbearbeitung oder der Laser-Beschriftung.

Unter dem allgemeinen Begriff "Lichtleitfaser" wird im Rahmen der fol­ genden Beschreibung eine aus einem beliebigen Material bestehende Einzelfaser (für Monomode oder Multimode-Betrieb) oder ein Faserbün­ del verstanden.

Stand der Technik

Steckverbindungen für Lichtleitfasern gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 sind allgemein bekannt, und werden beispielsweise von der Fa. Faseroptik Henning GmbH, Allersberg, Deutschland in den ver­ schiedensten Ausführungen hergestellt. Auf diese serienmäßig herge­ stellten Steckverbindungen wird zur Erläuterung aller hier nicht näher beschriebenen Begriffe sowie hinsichtlich möglicher Anwendungen aus­ drücklich Bezug genommen.

Beispielsweise können gattungsgemäße Steckverbindungen eine Buch­ se, in der die anzukoppelnde Lichtleitfaser gehalten ist, und einen Stec­ ker aufweisen, der das mit der Lichtleitfaser zu verbindende Element, wie eine weitere Lichtleitfaser oder ein optisches Element bzw. ein nachgeschaltetes optisches System aufnimmt.

Bei den bekannten Steckverbindungen ist in dem Stecker ein Zen­ trierelement vorgesehen, in das die Lichtleitfaser beim Verbinden von Buchse und Stecker eingeschoben wird.

Insbesondere dann, wenn die Steckverbindung eine Ankoppelung der Lichtleitfaser mit hohem Wirkungsgrad ermöglichen soll, müssen die Steckverbindung und das in ihr vorgesehene Zentrierelement hochprä­ zise Teile sein, die in der Regel nicht beispielsweise mit Spritzgußver­ fahren hergestellt werden können.

Die bekannten Steckverbindungen sind deshalb aufwendig und somit teuer. Die bekannten Steckverbindungen sind damit insbesondere bei­ spielsweise für Einweg-Laserkatheder zu teuer.

Vor allem aber eignen sich die bekannten Steckverbindungen nicht für die Kopplung von Lichtleitfasern mit unterschiedlichem Durchmesser, da die Zentrierelemente jeweils nur für Lichtleitfasern mit einem bestimmten Durchmesser ausgelegt sind.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine hochpräzise Ankoppelung von Lichtleitfasern mit einem gegebenenfalls variierendem Durchmesser bei vergleichsweise geringem baulichen Aufwand möglich ist.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der An­ sprüche 2 folgende.

Erfindungsgemäß weist der Stecker wenigstens drei Schlingfedern auf. Die Schlingfedern sind im entriegelten Zustand gestreckt; durch die Ver­ riegelungs-Drehbewegung legen sie sich um die Faser und zentrieren diese. Selbstverständlich können auch vier oder mehr Schlingfedern vorgesehen sein.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene umschlingende Längszentrie­ rung erhält man eine zentrische Verbindung von Fasern auch mit einem unterschiedlichen Durchmesser, der insbesondere um Faktoren variie­ ren kann. Darüber hinaus erfolgt die Zentrierung auch dann noch präzi­ se, wenn die einzelnen Teile eine vergleichsweise geringe Präzision, wie sie bei Spritzgußteilen üblich ist, aufweisen.

Insbesondere kann die Verriegelungs-Drehbewegung durch eine Dre­ hung der Buchse erfolgen. Durch die Drehung der Buchse wird bei­ spielsweise ein Teil des Steckers gedreht, an dem das eine Ende der Schlingfedern gehalten ist.

Das Einschieben der Lichtleitfaser wird erleichtert, wenn in Ein­ schiebrichtung vor den Schlingfedern ein trichterförmiges Zentrierstück angeordnet ist. Dieses Zentrierstück kann insbesondere an dem Teil gehalten sein, an dem das eine Ende der Schlingfedern gehalten ist.

Besonders bevorzugt ist es, wenn im Stecker ein zweiter Faserhalter für eine weitere Lichtleitfaser oder ein optisches System - wie beispielswei­ se ein abbildendendes System - vorgesehen ist, auf dessen Mittelachse die Schlingfedern die zu koppelnde Lichtleitfaser zentrieren. An dem zweiten Faserhalter kann auch das andere Ende der Schlingfedern an­ gebracht sein.

Um insbesondere mit Teilen, die mit vergleichsweise geringer Präzision gefertigt werden, arbeiten zu können, ist es ferner von Vorteil, wenn der zweite Faserhalter eine Justiermöglichkeit aufweist.

Um eine sichere Steckverbindung zu erreichen, ist es bei einer weiteren Ausgestaltung bevorzugt, wenn der Stecker und die Buchse durch eine Rastverbindung verriegelbar sind, die insbesondere eine Kugel aufwei­ sen kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug­ nahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen hinsichtlich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfin­ dungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Steckverbindung im zusammen­ gesteckten, aber noch nicht verriegeltem Zustand,

Fig. 2 die Steckverbindung gemäß Fig. 1 im verriegeltem Zu­ stand, und

Fig. 3 die Schlingfedern und die Lichtleitfaser in einer Aufsicht.

Darstellung eines Ausführungsbeispiels

Im folgenden sollen zunächst die einzelnen Teile der aus Buchse und Stecker bestehenden Steckverbindung beschrieben werden:
Eine Lichtleitfaser, die eine Monomode oder eine Multimodefaser oder ein Faserbündel sein kann, ist mit ihrem mit einem Manteil 1a versehe­ nen Teil fest in eine Buchse eingesetzt bzw. eingeklemmt, die aus ei­ nem Griff 2 mit eine Klinke 3 besteht. Die Klinke 3 weist einen Schlitz 3a auf, dessen Funktion nachstehend noch erläutert werden wird. An ihrem vorderen Ende 1 ist die Faser abisoliert und steht über den Griff 2 - und gegebenenfalls, wie in den Figuren dargestellt, auch über die Klinke 3 - vor, so daß ihr vorderes Ende 1 frei schwingen kann.

Anstelle eines Griffs bzw. eines Griffteils 2 kann die Buchse selbstver­ ständlich auch einen Flansch und insbesondere einen Drehflansch auf­ weisen, mit dem sie beispielsweise am Gehäuse einer (nicht darge­ stellten) Lichtquelle oder an einem (ebenfalls nicht dargestellten) Kathe­ der etc. befestigt ist Alternativ ist es möglich, daß der nachstehend be­ schriebene Stecker über einen (insbesondere festen) Flansch an einem Gerät oder einem Instrument befestigt ist.

Der Stecker, der in bzw. auf die Buchse geschoben wird, weist eine Muffe 4 auf, die so ausgebildet ist, daß sie die Klinke 3 umgreift. Die Muffe 4 ist über ein hinteres Abschlußteil 5 mit eingesetzter (Rast)-Hülse 6, die eine Kugel 7 aufnimmt, mit einem Führungs- und Anschlagteil 8 verbunden.

Am vorderen Ende des Führungs- und Anschlagteils 8 ist über eine Hül­ se 9 ein erster Faserhalter 10, der an seinem vorderen Ende ein trich­ terförmig ausgebildetes Zentrierstück 11 trägt. An der Hülse 9 ist ein Mitnehmer 12 befestigt.

In dem Führungs- und Anschlagteil 8 ist ein zweiter Faserhalter 13 vor­ gesehen, der eine nicht dargestellte zweite Lichtleitfaser oder einen Teil eines optischen Systems aufnimmt, dessen optische Achse M mit der optischen Achse M' der Lichtleitfaser 1 bzw. 1a "fluchten" soll. Hierzu wird der zweite Faserhalter 13 mittels einer Druckschraube 14 in dem Führungs- und Anschlagteil 8 nach dem Einjustieren der Fasern bzw. der Faser 1, 1a und des optischen Systems fest geklemmt.

Zwischen den beiden Faserhaltern 10 und 13 sind drei Schlingfedern 15 montiert, die im entriegelten Zustand, der in Fig. 1 dargestellt ist, ge­ streckt sind. Dies ist in dem rechten kleinen Teilbild in Fig. 1 symboli­ siert.

Die Schlingfedern 15 können beispielsweise aus Quarz bestehen, so daß sie die gleiche Oberflächenhärte wie die - in der Regel ebenfalls aus Quarz oder einem "Quarz-Derivat" bestehende - Lichtleitfaser 1 aufweisen, und diese beim Verriegeln nicht beschädigen können. Selbstverständlich können die Schlingfedern auch aus einem anderen Material, wie beispielsweise einem Federstahl, bestehen.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Steckverbindung im zusammenge­ steckten, aber noch nicht verriegelten Zustand:
Auf die aus Griff 2 mit Klinke 3 und Faser 1a bestehende Buchse wird die Muffe 4 des Steckers soweit geschoben, bis das Führungs- und An­ schlagteil 8 an der Klinke 3 anliegt. Dabei ist die Klinke 3 mit ihrem Schlitz 3a zu der Kugel 7 und zu dem Mitnehmer 12 des Steckers aus­ gerichtet.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Steckverbindung im verriegelten Zu­ stand:
Über eine verriegelnde Drehbewegung am Griff 2, welche über die Nut 3b in der Klinke 3 und die Kugel 7 begrenzt wird, nimmt die Klinke 3 über den Mitnehmer 12 die Hülse 9 und den in ihr befestigten ersten Faserhalter 10 mit dem Zentrierstück 11 mit. Dies führt zu einer gleich­ mäßigen Verdrehung der Schlingfedern 15 zwischen dem "mitgenom­ menen" ersten Faserhalter 10 und dem nicht gedrehten zweiten Faser­ halter 13. Dies symbolisiert das rechte kleine Teilbild in Fig. 2.

Durch diese Drehung schließen sich die Schlingfedern 15 um die Faser 1 und zentrieren diese exakt mittig bezüglich des zweiten Faserhalters 13 bzw. der Achse M des von ihm aufgenommenen optischen Systems.

Durch die Elastizität der Schlingfedern ist die Einspannung von Fasern 1 bzw. 1a mit unterschiedlichem Durchmesser auf der selben Mittel­ achse M' bzw. M gewährleistet.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens beschrieben worden. Innerhalb dieses allgemeinen Erfindungsgedankens sind selbstverständlich die verschiedensten Abwandlungen möglich, wie sie sich insbesondere aus den Ansprüchen ergeben.

Claims (10)

1. Steckverbindung für Lichtleitfasern, mit einer Buchse (2, 3), in der die zu verbindende Lichtleitfaser (1, 1a) gehalten ist, und einem Stecker, der die Lichtleitfaser in einem Zentrierelement aufnimmt, in das die Lichtleitfaser beim Verbinden von Buchse und Stecker ein­ geschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker als Zentrierelement we­ nigstens drei Schlingfedern (15) aufweist, die im entriegelten Zu­ stand im wesentlichen gestreckt sind, und die sich durch die Verrie­ gelungs-Drehbewegung um die Faser (1) legen und diese damit zentrieren.

2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungs-Drehbewegung durch eine Drehung der Buchse (2, 3) erfolgt.

3. Stecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Drehung der Buchse (2, 3) ein Teil (10) des Steckers, an dem das eine Ende der Schlingfedern (15) gehalten ist, gedreht wird.

4. Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Einschiebrichtung vor den Schlingfedern (15) ein trichterförmiges Zentrierstück (11) angeord­ net ist, das-das Einschieben des Faserendes (1) erleichtert.

5. Stecker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierstück (11) an dem Teil (10) gehalten ist.

6. Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Stecker ein zweiter Faserhalter (13) für eine weitere Lichtleitfaser oder ein optisches System vorge­ sehen ist, auf dessen Mittelachse (M) die Schlingfedern (15) die Lichtleitfaser (1) zentrieren.

7. Stecker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Faserhalter (13) das andere Ende der Schlingfedern (15) angebracht sind.

8. Stecker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Faserhalter (13) eine Ju­ stiermöglichkeit (14) aufweist.

9. Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker und die Buchse durch eine Rastverbindung verriegelbar sind.

10. Stecker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastverbindung eine Kugel (7) aufweist.