DE2847264A1 - Vorrichtung zum verbinden von optischen fasern, insbesondere fuer das fernmeldewesen - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Verbinden von optischen Fasern, insbesondere für das FernmeIdewesen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden, optischer Fasern. Der Erfindungsgegenstand findet insbesondere Anwendung im Bereich des Fernmeldewesens mittels optischer Fasern. Die Durchführung von Fernmeldeanlagen auf der Basis optischer Fasern ist von der Verwirklichung von Leitungen mit schwacher Dämpfung abhängig. Derzeit stellt man gewöhnlich Fasern mit einer Dämpfung unter 5 dB/km her, aber die Dämpfungen in einer Fernmeldeleitung großer Länge stammen auch von schlechten Verbindungen zwischen zwei Faserabschnitten, und da diese Verbindungen zahlreich sind, ist es notwendig, die örtlichen Störungen maximal zu reduzieren, welche durch die vorstehenden Fehler und Störquellen erzeugt werden und sich insbesondere aus einer schlechten Kopplung oder Verbindung ergeben, wie z.B. eine schlechte radiale oder axiale Ausrichtung oder auch infolge eines schlechten Kontaktes zwischen den Berührungsflächen der zwei Fasern.

Daher ist es sehr wichtig, Verbindungs- oder Kopplungsvorrichtungen vorzusehen, die mit großer Präzision gebaut sein müssen, um die bestmögliche Ausrichtung oder Ausfluchtung zwischen den Fasern zu erhalten.

Unter den derzeit bekannten Verbindungseinrichtungen oder Kupplungen gibt es viele Arten, von denen die meisten außerordentlich komplex aufgebaut sind. Unter den einfachsten sei die Ver-

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wendung eines mit einer sehr großen Präzision bearbeiteten Prismas zitiert, auf dessen Boden die beiden Fasern Stoß an Stoß angeordnet und mit Hilfe einer elastischen Druckeinrichtung unter Druck gesetzt sind, wobei der Gesamtaufbau innerhalb einer rohrförmigen Buchse oder Hülse untergebracht ist. Diese Art Kupplung ist zwar mit Hilfte eines Minimums an Stücken aufgebaut, ist aber nichtsdestoweniger äußerst kostspielig wegen der Verarbeitung mit der sehr großen Präzision. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Verbinden optischer Fasern vorzusehen, die eine Ausfluchtung oder Ausrichtung mit sehr großer Präzision zwischen den Fasern sicherstellt und trotzdem einfach und wirtschaftlich aufgebaut ist und eine schnelle und vereinfachte Montage der zwei zu verbindenden Fasern erlaubt.

Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung zum Verbinden optischer Fasern, insbesondere für die Verwendung im Fernmeldewesen, zwei Ausgänge auf, die dazu bestimmt sind, die Enden der zwei in Flucht auszurichtenden Fasern zu verstärken, und weist eine Kupplung auf zur Aufnahme der Ausgänge sowie dafür, diese Stoß and Stoß entsprechend einer guten Ausrichtung verbunden zu halten. Die Ausgänge bestehen im wesentlichen aus mindestens drei zylindrischen, identischen Pegelstäben (piges), die sich untereinander längs Erzeugenden berühren, wobei die Pegelstäbe axial die Enden der entsprechenden optischen Faser umgreifen bzw. einschließen, und die Kupplung weist eine Bohrung mit einem Durchmesser auf, der etwas größer ist als der des Zylinders, welcher den Pegelstäben der Ausgänge der zwei Fasern umschrieben ist, und sie weist radiale Druckmittel auf, die dazu

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bestimmt sind, diese Enden auf die gekrümmte, der Bohrung gegenüberliegende Seite aufzudrücken bzw. zu beaufschlagen, und sie weist axiale Führungsmittel und Mittel zum Einstellen bezüglich reziproker Winkel dieser Ausgänge auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die radialen Druckeinrichtungen der Kupplung für jeden Ausgang aus einem verdünnten Wandteil der Bohrung der Kupplung, und dieses Wandteil wird derart gegen die Achse zurückgestoßen, daß der Durchtrittsquerschnitt in dieser Bohrung vermindert wird. Ebenso bestehen die Führungseinrichtungen und die Einstelleinrichtungen auf reziproke Winkel für die Ausgänge der zwei zu verbindenden Fasern im wesentlichen aus Organen, welche in die Bohrung ragen bzw. auskragen und derart angeordnet sind, daß sich ein Pegelstab jedes Ausgangs unter einer entsprechenden Druckeinrichtung findet.

Erfindungsgemäß stellen die Pegelstäbe der Ausgänge nicht nur eine Zentrierung der entsprechenden optischen Faser sicher, sondern ebenso auch die Versteifung der Geradlinigkeit des Endes der Faser sowie den Schutz gegen mechanische Wirkungen (Stöße, Biegungen usw.), denen die Faser ausgesetzt sein kann. Die Kupplung erlaubt, eine genaue Ausfluchtung der optischen Fasern einerseits dadurch zu erreichen, daß sie gleichermaßen bezüglich des Winkels eingestellt werden und andererseits die zwei Ausgänge derselben Seite der Wand der Bohrung zurückgestoßen werden mit der Folge, daß die Fasern auf dieselbe Weise bezüglich der Achse der Bohrung dezentriert werden, das Führungsspiel somit nachgestellt wird und die Verbindungsfasern auf Grund der Tatsache, daß die Ausgänge identisch vorgesehen sind, mit Präzision in Flucht ausgerichtet werden.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung Im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen Fig. 1 ein Prinzipschema der Zentrierung eines Ausgangs der

optischen Faser gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht eines Ausgangs der optischen Faser gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine Endansicht des Ausgangs der Fig. 2, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Kupplung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 einen Längsschnitt einer zusammengebauten Verbindungsvorrichtung ,

Fig. 7 einen Radialschnitt gemäß der Linie VII-VII der Fig. 6, Fig. 8 einen Längs.schnitt durch eine zusammengebaute Verbindungsvorrichtung/
Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine Abdeckung für die axiale Halterung eines Ausgangs,

Fig. 10 einen Längsschnitt einer Klemmeinrichtung für die Befestigung eines Ausgangs auf einer Kupplung, Fig. 11 einen Radialschnitt der Klemmeinrichtung der Fig. 10 entlang der Linie X-X dieser Figur,

Fig. 12 eine andere mögliche Ausführungsform des Ausgangs der optischen Faser, die mit einer der erfindungsgemäßen Kupplungen verwendbar ist,
Fig. 13 ein Prinzipschema der Einstellung der Pegelstäbe des Ausgangs in der Bohrung der Kupplung gemäß einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung,

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Fig. 14 und

Fig. 15 analoge Schemata gemäß zweier Ausführungsformen der Kupplung,

Fig. 16 einen Längsschnitt entlang der Linie XVI-XVI der Fig. 17, wobei eine Kupplung mit einer ersten Art Einrichtung für radialen Druck auf die Pegelstäbe versehen ist,

Fig. 17 einen Querschnitt entlang der Linie XVII-XVII der Fig. 16,

Fig. 18 einen Längsschnitt entlang der Linie XVIII-XVIII der Fig. 19 durch eine Kupplung, die mit einer zweiten Art Radialdruckeinrichtung versehen ist,

Fig. 19 einen Schnitt entlang der Linie XIX-XIX der Fig. 18,

Fig. 20 eine Endansicht einer Kupplung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 21 einen Schnitt entlang der Linie XXI-XXI der Fig. 20

Fig. 22 eine andere Ausföhrungsform der Kupplung der Fig. 20 und

Fig. 23 eine Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII der Fig. 22.

In Fig. 1 ist die optische Faser 1 in einem Zwischenraum eingeschlossen zwischen drei zylindrischen, identischen Pegelstäben A, B, C, die sich zu zwei und zwei berühren und einen entsprechenden Durchmesser haben, so daß jeder von ihnen ebenso die axiale Faser berührt. Der den drei Pegelstäben A, B und C umschriebene Durchmesser d ist bei o, dem Zentrum oder der Mitte des Schnittes der Faser, zentriert. Diese drei Pegelstäbe A, B und C sind im Inneren eines Kreises mit einem Durchmesser D angeordnet, der ein wenig größer als der Durchmesser d ist.

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Wenn ein Radialdruck P auf den Pegelstab A ausgeübt wird, werden die drei Pegelstäbe A, B und C gegen die gegenüberliegende, gekrümmte Seite des Kreises D zurückgestoßen und als Reaktion Radialdrücken R unterworfen, die versuchen, die Pegelstäbe gegen die zentrale optische Faser zu drücken.

Der in Fig. 2 dargestellte Ausgang ist nach diesem Prinzip aufgebaut, d.h. er besteht im wesentlichen aus drei Pegelstäben A, B_r C₁ welche das Ende einer optischen Faser 1 einschließen, mit der sie verbunden sind, z.B. durch Verkleben oder auch mittels eines Sockels 2 aus Kunststoff, der auf die Rückseite dieser Pegelstäbe und auf die Faser selbst aufgeformt ist. Vorzugsweise hat der Sockel 2 eine Schulter 3 mit einer Anschlagfläche 4, welche gegen das Ende der Faser ausgerichtet ist. Die Verbindungskupplung (Fig. 4) besteht aus einer rohrförmigen Buchse oder Hülse 5, durch welche vollständig eine Bohrung 6 konzentrisch mit einem Durchmesser D hindurchgeht, die dazu bestimmt ist, von jeder Seite einen Ausgang der optischen Faser, die mit Spiel gleitend aufgedrückt ist, aufzunehmen, wobei sich die Ausgänge am Ende im wesentlichen in der radialen, in der Mitte der Bohrung gelegenen Ebene verbinden bzw. vereinigen. Auf jeder Seite dieser Mittelebene weist die Kupplung 5 mindestens eine quer auf ihrem Umfang angeordnete Ausfräsung 7 auf, deren Tiefe so ausgestaltet ist, daß die Ausfräsung nicht in die Bohrung 6 mündet und eine dünne Wand oder Folie 8 dazwischen verbleibt. Diese Wände oder Folien 8 sind leicht zum Inneren der Bohrung hin derartig deformiert, daß der Abstand zwischen der im Inneren der Bohrung angeordneten Fläche unter den Ausfräsungen und der gegenüber

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von der Bohrung liegenden Seite, z.B. H, einen kleineren Durchmesser d des Zylinders hat_r der den Pegelstäben eines Ausgangs der optischen Faser umschrieben ist. Andererseits weist die Kupplung 5 ebenso auf beiden Seiten von ihrer in der Mitte angeordneten Radialebene und auf der den dünnen Wänden 8 bezüglich der Bohrungsachse gegenüberliegenden Seite Stifte 9 auf, die mit Kraft in ein Loch aufgepreßt oder eingepreßt sind, welches in die Wand der Hülse der Kupplung gebohrt ist, und in die Bohrung 6 derselben herauskragen. Der ausladende Teil dieser Stifte ist in Fogm eines Konus oder Kegels derart gebildet, daß er in dem Spalt oder der Nut in Form eines V mit aberundeten Seiten oder Flanken in Eingriff tritt, die durch zwei benachbarte Pegelstäbe eines Ausgangs gebildet sind. Die Rolle jedes Stiftes besteht einerseits darin, die Ausgänge in der Bohrung winkelmäßig derart einzustellen, daß die Achse des dritten Pegelstabes gegenüber dieser V-Nut, die durch die zwei anderen Pegelstäbe gebildet ist, sich in der Längssymmetrieebene der Ausfräsungen 7 befindet, und daß er andererseits jeden Ausgang während seines Gleitens in der Hülse 5 führt, bis die Anschlagfläche 4 des Sockels dieser Fläche sich gegen die entsprechende Endfläche 10 der Hülse abstützt. Die Hülse 5 ist vorzugsweise aus Metall hergestellt, beispielsweise aus thermisch behandeltem Stahl, um ihre Elastizität dafür zu betonen, daß die Folien oder dünnen Wände, die nach innerhalb der Bohrung zurückgestoßen werden, durch die Elastizität einen starken Druck auf den Pegelstab des Ausgangs ausüben, der unter diesen zur Anlage kommt. Durch die Tatsache, daß der Abstand H zwischen der Innenfläche der schwachen Wände

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und der gegenüberliegenden Seite der Bohrung kleiner als der Durchmesser d des Zylinders ist, welcher den drei Pegelstäben eines Ausgangs umschrieben ist, wird diese dünne Wand gegen das Innere zurückgestoßen, während der Ausgang durch Gleiten in der Kupplung in Eingriff ist und als Reaktion diese Wand einen elastischen Radialdruck ausübt, der diesen Ausgang gegen die gekrümmte gegenüberliegende Seite der Bohrung 6 drückt.

Diese verdünnten Wände 8 spielen also eine doppelte Rolle, nämlich das Halten der Ausgänge im Inneren der Kupplung durch Drücken und Zentrieren derselben, und zwar eine gegen die andere, auf Grund der Tatsache, daß sie in identischer Weise die zwei in Flucht auszurichtenden optischen Fasern aus dem Zentrum bringen bzw. mit einer exzentrischen Kraft beaufschlagen.

In Fig. 6 ist die Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung montiert gezeigt> d.h. die zwei Ausgänge der zwei optischen, zu verbindenden Fasern sind nach unten in das Innere der Kupplung 5 gedrückt, wobei die Durchtrittslänge dieser Ausgänge auf der einen Seite der Hülse durch eine Stoßfläche 4 eines Sockels 2 begrenzt ist, der sich gegen die entsprechende Fläche 10 der Kupplung abstützt, und auf der anderen Seite durch die stirnflächige Berührung zweier Ausgänge, wobei ein leichtes Spiel e axial zwischen der Stirnfläche des Sockels des zweiten Ausgangs und der anderen entsprechenden Endfläche 10 der Hülse 5 aufrechterhalten ist. Dieses Zwischenspiel erlaubt es sicherzustellen, daß die zwei Stirnflächen der zu verbindenden optischen Fasern im Inneren der Bohrung 6 gut in Berührung sind, und zwar entsprechend der Verbindungsebene 11, die also im wesentlichen in der Mittelebene der Kupplung 5 angeordnet ist.

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Gemäß der Darstellung in Fig. 6 sind die Führungsstifte an einer Stelle neben den Einfräsungen 7 angeordnet, man erkennt aber, daß es auch möglich ist, eine Anordnung dieser Stifte im Gegensatz dazu neben den zwei Eingängen der Bohrung 6 derart vorzusehen, daß der Eingriff der Ausgänge innerhalb der Kupplung erleichtert wird.

Fig. 8 veranschaulicht eine andere Ausfuhrungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die nicht mehr eine Einfräsung pro Ausgang, sondern zwei im Abstand voneinander angeordnete Ausfräsungen oder Ausnehmungen aufweist, die Drücke P ausüben, welche im wesentlichen auf dem Ausgang einerseits bei der Verbindungsfläche und andererseits zur Rückseite in der Nachbarschaft des Sockels gleich sind.

Zum Schutz der dünnen Böden 8 der Ausfräsungen 7 und auch zur Verhinderung, daß zufällig die Stifte herausgezogen werden, kann die Hülse 5 der Kupplung eine rohrförmige Schutzhülle 12, z.B. aus Stahl oder Kunststoff, die zum Inneren hin drückt, aufweisen.

Die Verwendung von vier Austragungen oder Ausnehmungen im Verhältnis zu zweien pro Ausgang der optischen Faser stellt eine zusätzliche Sicherheit dar gegen eine mögliche falsche Längsausrichtung; denn auf diese Weise wird jeder Ausgang im wesentlichen an zwei axial auseinanderliegenden Stellen gleichermapen zurückgestoßen, wodurch jegliche Kippmöglichkeit ausgeschaltet ist. Die Anzahl der Ausnehmungen ist ebenso wenig beschränkend wie die der Stifte, die in die Hülse 5 eingeschlagen sein können, entweder entsprechend einer Ausrichtung parallel zur Achse der Hülse oder auch auf 120° um diese Achse verteilt.

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Bei einer anderen Ausführungsform können die Führungs- und Winkeleinstellstifte durch einen geradlinigen Keil ersetzt sein, der in einer in der Bohrung 6 auf der den verdünnten Druckbefestxgungswänden 8 gegenüberliegenden Seite angeordneten Nut in Eingriff steht.

Erfindungsgemäß erhält man eine Verbindungsvorrichtung leichter und daher wirtschaftlicher Herstellung, die nichtsdestoweniger die Präzision sicherstellt, die erforderlich ist für das Erhalten einer guten Ausfluchtung oder Ausrichtung zwischen den Fasern, und einer Verbindung, die zu einem Minimum an Verlust und Dämpfung der Transmission oder Durchlässigkeit führt. Diese Verbindungsvorrichtung läßt sich nicht nur auf dem Gebiet des Fernmeldewesens anwenden, sondern auch bei jedem anderen Gebiet, welches die Durchlässigkeit von Lichtwellen verwendet, z.B. das Gebiet der Chirurgie, insbesondere für die Endoskopie.

Die Radialkräfte P des Druckes 9, welche durch die verdünnten Teile 8 der Kupplung auf die Ausgänge der verbundenen optischen Fasern ausgeübt sind, können unzureichend sein, um die Ausgänge axial zurückzuhalten, wenn der Zug auf die Hülse der Fasern ausgeübt wird. Es sind auch Rückhaltemittel an der Stirnseite vorgesehen, die z.B. Abdeckungen 13 (Fig. 9) sein können, durch welche ein zentrales Loch 14 durchgebohrt ist, wobei die Hülse der entsprechenden Faser 1 durch dieses Loch hindurchgeht, und die Abdeckungen sind auf die abgeschnittenen Enden 15 der Kupplung 5 aufgeschraubt und stützen sich auf eine radiale Ringfläche 16 gegen die rückwärtige Fläche 17 der Schultern 3 der Sockel 2 ab, um einen ausreichenden Berührungsdruck auf-

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rechtzuerhalten zwischen den zwei durch Schleifen geglätteten Flächen der Enden der Ausgänge, wobei dieser Druck umso größer ist, je stärker man die Abdeckung 13 auf die Kupplung 5 aufschraubt. Kontermuttern 18 verhindern die Druckentlastung der Abdeckungen.

Bei diesen verschraubten Abdeckungen bevorzugt man nichtsdestoweniger Halteorgane, die durch Klink- bzw. Sperrvorrichtungen eingestellt sind und die Montage erleichtern und beschleunigen. Diese Organe können z.B. Klemmeinrichtungen 19 sein, wie sie z.B. in den Fig. 10 und 11 im Schnitt dargestellt sind.

Diese Klemmeinrichtungen 19, die im allgemeinen zylindrische Rohrform haben, weisen einen Boden 20 auf, der durch ein Loch 21 durchbohrt ist für den Durchgang der Hülle der optischen Faser 1, und weist eine Querwand 22 auf, die am Umfang in gleichmäßige Intervalle durch Schlitze 23 geteilt ist, die vom Boden 20 ausgehen und am anderen Ende der Klemmeinrichtung münden. Diese Schlitze 23 grenzen Zungen 24 ab, die axial ausgerichtet sind und elastisch nach außen gespreizt werden können. An ihrem freien Ende sind diese Zungen 24 mit einer Verdickung 25 versehen, die in Achsrichtung der Klemmvorrichtung derart ausgebuchtet ist, daß sie eine Eintrittsöffnung mit kleinerem Durchmesser bildet als der Innendurchmesser der zylindrischen Querwand 22, die seihst einen etwas größeren Durchmesser hat als der Durchmesser der zylindrischen Enden der Kupplung 5. Diese Verdickungen haben entweder eine abgerundete Form oder weisen einen abgeschrägten Eingang 27 «.uf.

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An jedem Ende der Kupplung 5 ist eine Kehle der Klinkvorrichtung 28 vorgesehen, wobei die Verdickungen 25 sich in diesen Einschnürungen verklinken können, nachdem sie auf den Enden 26 der Kupplung durch Auseinanderspreizen der Zungen 24 ergriffen sind und bis zu diesen Einschnürungen geglitten sind.

Am Boden jeder Klemmvorrichtung 19 ist eine elastische Kompressionseinrichtung vorgesehen, wie z.B. eine Spiral- oder Blattfeder, in Form einer Unterlegscheibe 29, die dazu vorgesehen ist, sich gegen den Boden 20 der Klemmvorrichtung und gegen die rückwärtige Fläche 17 der Schulter 3 des Sockels 2 des Ausgangs der entsprechenden optischen Faser derart abzustützen, daß die Faser gegen das Innere der Kupplung gestoßen wird und der Druck der Stirnfläche gegen die Fläche des anderen Ausgangs aufrechterhalten wird.

Die hinteren Radialflächen 30 der Verdickungen der Zungen 24 sowie die beiden Flanken der zwei Einschnürungen der Klinkvorrichtung 28 können senkrecht zur Achse der Klemmvorrichtungen 19 und der Kupplung 5 vorgesehen sein, wodurch ein zufälliges Herausreißen der Klemmvorrichtungen und selbst unter sehr starker Zugkraft verhindert wird, wodurch aber auch bei der Demontage notwendig wird, die Zungen 24 auseinanderzuspreizen, um die Verdickungen 25 aus den Einschnürungen außer Eingriff herauszubringen. Die hinteren Flächen 30 und die entsprechenden Flanken der Klinkeinschnürungen 28 können auch geneigt sein (Fig. 10), wodurch die Demontage durch ein einfaches, ziemlich starkes Ziehen nach hinten erleichtert wird und veranlaßt wird, daß die Verdickungen 30 längs der schrägen Flanke der entsprechenden Einschnürung hinaufgezogen werden und die Zungen 24

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sich spreizen. In letzterem Falle kann man zur Vermeidung eines zufälligen Außereingrifftretens vorsehen, daß die zuvor beschriebene Schutzhülle 12 die Zungen 24 der Klemmvorrichtungen 19 überdeckt, wobei die Hülle 12 nicht mehr unter Druck montiert ist, sondern mit Spiel derart, daß sie nach rückwärts gleiten kann, um die Zungen außer Eingriff zu bringen und die Demontage zu ermöglichen. Ein zufälliges Gleiten wird z.B. durch eine Spannschraube 31 verhindert, deren Spitze in eine im Schnitt dreieckige Einschnürung 32 eingreift, die in der Oberfläche der Schutzhülle 12 angeordnet ist, oder auch durch eine Klinkvorrichtung, die als Wulst 33 am Körper der Zungen 24 gebildet ist und in eine entsprechende Einschnürung 35 einklinkt, die in der Bohrung 36 auf der Hülle 12 angeordnet ist.

Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern betrifft ebenso alle die Ausführungsformen, die sich nur durch Einzelheiten unterscheiden. So kann z.B. der Druck auf die Ausgänge der optischen Fasern durch andere bekannte Einrichtungen realisiert werden, wie z.B. Stücke oder Blattfedern, Schrauben, Bolzen usw.

Statt der Verwendung zweier unterschiedlicher Organe, um nämlich einerseits den Druck auf den Ausgang der optischen Faser auszuüben und andererseits diese bei ihrem Gleiten innerhalb der Kupplung 5 zu führen, kann man also ebenso gut auch diese zwei Funktionen mit ein und demselben Organ ausführen, wie z.B. einer verdünnten Wand der Kupplung, die sich über eine hinreichende Länge parallel zur Achse der Bohrung, erstreckt,

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um einerseits die Rolle eines Führungskeils zu spielen, der sich zwischen die gerundeten Flanken einpaßt, welche durch zwei benachbarte Pegelstäbe eines Ausgangs gebildet sind, und um andererseits sich elastisch auf diese Flanken der zwei Pegelstäbe derart abzustützen, daß der Ausgang gegen die gekrümmte gegenüberliegende Seite der Bohrung zurückgestoßen wird, wobei die Bohrung den Ausgang aufnimmt.

Ferner ist die Erfindung auch nicht beschränkt auf nur solche Verbindungsvorrichtungen, die Ausgänge aufweisen, welche im wesentlichen aus den Pegelstäben A, B, C bestehen, welche die optische Faser 1 umgeben, sondern sie deckt ebenso auch alle die Verbindungsvorrichtungen ab, die eine Kupplung haben, die mit der vorstehend beschriebenen vergleichbar ist, aber unterschiedliche Ausgänge verwendet, wie z.B. die in Fig. 12 dargestellten.

Dieser Ausgang weist einen hohlen Körper 37 auf, der mit einem axialen Zentrierstück 38 versehen ist, das gegebenenfalls angesetzt ist und durchbohrt ist mit einem Loch 39 im wesentlichen des gleichen Durchmessers wie der der zu verbindenden optischen Faser 1. Das abgemantelte Ende dieser Faser sowie die Enden ihrer Schutzhüllen 40 und 41, die in dem Hohlraum 42 des Hohlkörpers 37 angeordnet sind, werden in ein Füll- und Klebematerial 43 zur Sicherstellung der Befestigung versenkt. Der Hohlkörper 37 ist in beliebiger Weise mit einem rückwärtigen Sockel 44 verbunden, der mit einer Stützschulter 45 versehen ist, deren Funktionen dieselben sind wie die der Schultern der Sockel 2 der Ausgänge mit Pegelstäben A, B, C gemäß vorstehender Beschreibung.

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Dieser Hohlkörper 37 besitzt einen Außendurchmesser d, der etwas kleiner ist als der Durchmesser D der Bohrung 6 der Kupplung und größer ist als die Höhe des Durchgangs H unter den verdünnten Wänden 8, die nach innerhalb dieser Bohrung deformiert sind. Eine Führungs- und Winkeleinstellnut 46 ist in der äußeren Oberfläche des Hohlkörpers 37 vorgesehen, und zwar parallel zu den Erzeugenden desselben, wobei diese Nut 46 dazu bestimmt ist, die Enden der Führungsstifte oder den diesen entsprechenden Keil aufzunehmen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Kupplung weist diese eine Bohrung auf für die Aufnahme der Pegelstäbe des Ausgangs, die einen Durchmesser hat, der etwas kleiner ist als der des Zylinders, welcher um die Pegelstäbe umschrieben ist, und eine Längsnut ist in der Innenwand dieser Bohrung angeordnet für die Aufnahme des Teils des einen Pegelstabes, der einen größeren Durchmesser hat als der der Bohrung, während die anderen Pegelstäbe diese Wand berühren.

Wie Fig. 13 zeigt, sind die drei Pegelstäbe A, B, C in einen Zylinder mit dem Durchmesser d eingeschrieben. Diese drei Pegelstäbe sind in der Bohrung 56 der Kupplung eingefädelt, und zwar mit der optischen Faser, die axial zwischen diesen Pegelstäben angeordnet und nicht dargestellt ist, wobei der Durchmesser D₁ der Kupplung ein wenig kleiner ist als der Durchmesser d des umschriebenen Zylinders und in dessen Wand eine Längsnut 57 angeordnet ist mit einem Kreisbogenabschnitt zur Aufnahme desjenigen Teils des Pegelstabes A, welcher den Durchmesser D überragt, während die Pegelstäbe B und C die Wand der Bohrung 6 tangieren oder berühren.

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Entsprechend der Darstellung in den Fig. 14 und 15 kann die Nut 57 im Schnitt auch dreieckig sein 57a (Fig. 14) oder rechteckig 57b (Fig. 15) oder mit jedem anderen geeigneten Querschnitt.

Die Mittel, um einen Radialdruck auf einen der Pegelstäbe sicherzustellen, können die obigen sein, d.h. ein Teil der verdünnten Wand der Bohrung am Boden der oben erwähnten Nut, wobei das Teil gegen die Achse der Bohrung zurückgestoßen wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Mittel oder Einrichtungen gebildet aus mindestens einer Feder, deren einer Teil sich auf ein Teil des Kupplungskörpers abstützt, und mindestens einem anderen Teil, der in die Nut auskragt, und zwar durch eine Öffnung hindurch, die in der Wand der Bohrung der Kupplung vorgesehen ist, um sich auf den in der Nut in Eingriff liegenden Pegelstab aufzulegen.

Diese Feder kann z.B. eine elastische Blattfeder sein, deren eines Ende am Boden einer äußeren Nut befestigt ist, die in dem Kupplungskörper angeordnet ist, und deren anderes Ende zurückgebogen ist, um in die Innennut der Bohrung durch eine Öffnung hindurch hinauszukragen, welche die Außennut und die Innennut verbindet.

Man kann zwei Blattfedern vorsehen, die sich beiderseits dieser Öffnung derart erstrecken, daß sich ihre freien Enden Fläche an Fläche befinden, oder man kann nur eine Blattfeder vorsehen, deren zentrales Teil am Boden der Außennut befestigt ist und deren zwei Enden zurückgebogen sind und jeweils durch eine Öffnung hindurchkragen, die in die Innennut mündet.

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Bei der Ausführungsform, die in den Fig. 16 und 17 dargestellt ist, ist der Kupplungskörper 55, in welchem die Bohrung 56 mit ihrer Innennut 57 angeordnet ist, außen bei 58 eingeschnitten, und zwei äußere Längsnuten 59 sind im Boden dieses Einschnittes 58 angeordnet, wobei diese zwei Nuten 59 durch einen zweiten ausgehöhlten Einschnitt 60 am Boden des Einschnittes 58 getrennt sind und in die Innennut 57 münden. In jeder Nut 59 ist ein Ende einer Blattfeder 61 angeordnet, die in ihrer Nut durch Kerb- bzw. Quetschverbindung gehalten ist, die beim Zurückschieben eines Teils der Ränder der Nut 59 erhalten wird, wie bei 62 dargestellt ist. Das andere Ende der Federn 61 ist bei 63 zurückgebogen und kragt durch den Einschnitt 60 in die Bohrung 56 hinein.

Während man die Pegelstäbe (piges) A, B, C und die von ihnen umschlossene optische Faser in die Kupplung 55 einzieht, und zwar in analoger Weise wie schon in Verbindung mit der vorgenannten Patentanmeldung beschrieben, gelangt der Pegelstab A in die Nut 57, und die zwei anderen Pegelstäbe B und C bleiben mit der Wand der Bohrung 56 in Berührung.

Die Federn 61 stellen durch radialen Druck auf den Pegelstab A die Druckbefestigung und Zentrierung der.optischen Faser zwischen den drei Pegelstäben sicher.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 18 und 19 findet man den Körper 55 der Kupplung wieder mit seiner Bohrung 56, wobei die Innennut 57 der letzteren und ein äußerer Einschnitt 68 vorgesehen sind, wobei der Einschnitt 68 kürzer ist als der Einschnitt 58 in den Fig. 4 und 5. Am Boden des Einschnittes 68 und an jedem Ende desselben sind zwei tiefere Einschnitte

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angeordnet, welche in die innere Nut 57 münden und zwischen sich eine Brücke 74 belassen. In dieser Brücke ist eine Außennut 69 vorgesehen, welche den mittleren Teil einer Blattfeder 71 aufnimmt, die beiderseits bei 72 in dieser Nut eingefaßt ist. Die zwei freien Enden 73 der Feder 71 sind zurückgebogen, um in die Bohrung 56 durch die jeweiligen Einschnitte 70 hinauszukragen. Die Befestigung oder Montage der Pegelstäbe A, B, C mit der optischen Faser geschieht wie im Fall zuvor, wobei die Druckbefestigung hier durch die zwei Enden 73 der Feder 71 sichergestellt ist.

Man erkennt, daß man in vorteilhafter Weise mehrere Federanordnungen 61 oder mehrere Doppelfedern 71 mit den entsprechenden Einschnitten längs der Kupplung anordnen kann, um das Gleichgewicht der Druckbefestigung und eine gute Zentrierung der optischen Faser zwischen den Pegelstäben A, B und C sicherzustellen.

Man erkennt ebenso, daß andere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich sind. So könnte der Einschnitt 58 oder 68, der in dem Kupplungskörper angeordnet ist, ganz in die Innennut der Bohrung münden, wobei er selbst beiderseits der letztgenannten Nut.hinausragt, wie dies bei den Einschnitten 60 oder 70 der Fall ist. Die radialen Druckmittel bestehen also aus einer Feder in Form eines Armbandes, welches die Kupplung umgibt und in diesen Einschnitt eindringt, um sich auf dem in der Innennut in Eingriff befindlichen Pegelstab abzustützen.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Verbindungskupplung, die z.B. in den Fig. 20 bis 23 dargestellt ist, wird die Win-

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keleinstellung der Ausgänge der optischen Fasern im Inneren der Bohrung der Kupplung ebenso wie die Gleitführung dieser Ausgänge in dieser Bohrung durch ein anderes Mittel als die Stifte 9 (Fig. 4 bis 8) oder die Führungsnuten 57 (Fig. 13) erhalten, die oben erwähnt sind. Dieses Mittel kann insbesondere eine Deformation der Eingangsfläche der Bohrung sein, die eine Deformation der Bohrung selbst mit sich bringt.

Nach den Fig. 20 und 21 ist jede Endfläche 80 der Kupplung durch drei Körnermarken 82 hohl deformiert, die um 120° um die Bohrung 83 herum verteilt sind, wobei diese Körnermarkierungen 82 die Bildung von drei überragenden Stellen 84 zum Inneren der Bohrung selbst mit sich bringen, deren Querschnitt nicht mehr kreisförmig ist, sondern allgemein die Form eines Dreiecks hat. Jede überkragung 84 dringt in eine V-Nut mit gerundeten Flanken ein, die durch zwei Pegelstäbe 85 gebildet sind, die neben dem auszurichtenden Ausgang angeordnet sind, und die Auskragung 84 stellt gleichzeitig die Winkeleinstellung des Pegelstabes und seiner Führung im Inneren der Bohrung 83 der Kupplung 81 sicher.

Die Ausrichtung der Ausgänge kann man auch nur durch eine Körne rmarkLerung 86 an Stelle von drei Markierungen gemäß der vorstehenden Ausführungsform erhalten, um das Einführen der Ausgänge in die Bohrung 83 der Kupplung zu erleichtern. Dann erhält man einen schrägen Eintritt 87 (Fig. 22 und 23), wobei die einzige Körnermarkierung am Boden einer Radialnut 88 erfolgt, die in der Eintrittsfläche 80 der Kupplung 81 derart angeordnet ist, daß diese Fläche 80 vollständig eben bleibt, insbesondere im Hinblick darauf, daß sie als Abstützung für die Anschlagflächen der Sockel der Ausgänge dient.

§09818/101$

-as-

Leerseite

Claims (13)

1. Dr. Hans-Heinrich Willrath |

   Dr. Dieter Weber DipL-Phys. KJaus Seiffert

   D - 6200 WIESBADEN 1 30.10.1978 Postfach 6145

   Gustav-Frcytag-Straße 25 S f / Wh

   PATENTANWÄLTE

   & (0 61 21) 37 27 20 Telegrammadresse: WILLPATENT Telex: 4-186 247

   3767

   France Ebauches S.A., 6, rue du Muguet, F25O21 Besancon

   Vorrichtung zum Verbinden von optischen Fasern, insbesondere für das Fernmeldewesen

   Priorität: Französische Patentanmeldung Nr. 77 32968 vom 2. November 1977

   Patentansprüche

   .j Vorrichtung für eine Stoßverbindung optischer FAsern, insbesondere für das Fernmeldewesen, mit zwei Ausgängen für den Schutz und die Verstärkung der Enden der zwei in Flucht zu bringenden Fasern und mit einer rohrförmigen Kupplung für die Unterbringung dies.er Ausgänge und dem Zusammenhalten dersel-

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   ben Stoß an Stoß in der Verlängerung des einen zum anderen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge in wesentlichen jeweils aus mindestens drei zylindrischen, identischen Pegelstäben (A, B, C) bestehen, die einander längs der Erzeugenden berühren und radial das Ende einer entsprechenden axialen, optischen Faser einschließen, und daß die Kupplung (5, 6) längs einer Erzeugenden Radialdruckmittel (9) aufweist, welche auf einen der drei Pegelstäbe (A, B, C) jedes Ausgangs derart einwirkt, daß die Ausgänge auf die gekrümmte, gegenüberliegende Seite der Bohrung (6) der Kupplung (5) zurückgestoßen und beaufschlagt werden, und daß die Kupplung (5, 6) Axialführungs- und reziproke Winkeleins te Heinrich tungen dieser Ausgänge in der Bohrung (6) aufweist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Ausgang die Radialdruckeinrichtung (9) der Kupplung (5) im wesentlichen mindestens ein Teil (8) einer verdünnten Wand der Bohrung (6) aufweist, welche derart in die Bohrung auslädt oder auskragt, daß der Durchgangsquerschnitt der Kupplung (5) verringert wird und ein elastischer Druck auf den Pegelstab

   wird,

   (A, B, C) des Ausgangs ausgeübt wobei der Pegelstab unter diesem deformierten Teil (8) der Wand gleitet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (5) zwei Teile verminderter Wandstärke (8) pro Ausgang aufweist, die mit Abstand im wesentlichen auf der Höhe der Enden des jeweiligen Ausgangs angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- und Einstelleinrichtungen auf reziproke Winkel der Ausgänge der zwei zu verbindenden Fasern im wesent-

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   lichen mindestens eine Auskragung aufweist, die in der Bohrung (6) gebildet und derart angeordnet ist, daß ein Pegelstab (A, B, C) jedes Ausgangs sich unter mindestens einem entsprechenden Druckmittel befindet.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsauskragungen und Winkeleinstellauskragungen durch Enden von Stiften (9) gebildet sind, die radial in der Wand der Kupplung (5) eingesteckt sind und in deren Bohrung (6) hineinragen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsauskragung durch mindestens einen Keil gebildet ist, der parallel zur Achse der Bohrung (6) in einer entsprechenden Nut (57) angeordnet ist, die in der Wand der Bohrung auf der gegenüberliegenden Seite der Druckeinrichtung für die Ausgänge vorgesehen ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) mit der Kupplung (5) einen Durchmesser hat, dessen Größe ein wenig kleiner ist als der des Zylinders, der diesen Pegelstäben (A, B, C) umschrieben ist, während sie die entsprechende optische Faser (1) umschließen, und daß eine Längsführungsnut in der Innenwand dieser Bohrung (6) vorgesehen ist zur Aufnahme des Teils eines Pegelstabes (A, B, C), der über den Durchmesser der Bohrung (6) hinausgeht, während die anderen Teile an dieser Wand anliegen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialdruckmittel auf die Pegelstäbe (A, B, C) mindestens eine Feder aufweisen, deren einer Teil sich auf einen Teil des Körpers der Kupplung (5) abstützt, und mindestens ein anderer

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   Teil in die Nut (57) der Bohrung (6) quer zu einer öffnung auskragt, die in der Wand der öffnung derart angeordnet ist, daß er sich auf den Pegelstab (A, B, C) aufdrückt, der in dieser Nut in Eingriff steht.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus einem elastischen Blatt gebildet ist, dessen eines Ende zum Auskragen in die Bohrung (6) hinein gebogen ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine axiale Halteeinrichtung (13) für die Ausgänge im Inneren der Kupplung (5) aufweist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Halteeinrichtung im wesentlichen aus Abdeckungen (13) besteht, die auf den gegenüberliegenden Enden der Kupplung (5) aufgeschraubt sind und deren Böden für das Durchlassen der optischen Fasern (1) perforiert sind, die sich gegen die Schultern (3) der Unterteile oder Sockel (2) der Ausgänge abstützen.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialhalteeinrichtung im wesentlichen aus Klemmeinrichtungen bzw. Klammern (19) bestehen, die einen perforierten Boden aufweisen für den Durchgang der entsprechenden Faser (1), und aus elastischen, axialen Zungen oder Federn (24) bestehen, die an ihrem freien Ende mit einer Verdickung (25, 3O) versehen sind, die dazu bestimmt ist, mit einer Sperrkehle (28) in Eingriff zu treten, die am Umfang der Enden der Kupplung (5) vorgesehen ist, und daß der Boden der Klemmeinrichtungen (19) sich axial gegen die Rückseite des Sockels (2) der Ausgänge mittels,, einer elastischen Kompressionseinrichtung abstützt.

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13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine feste, rohrförmige Schutzhülse (12) auf der Kupplung (5) aufgepreßt ist.

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