CH681329A5

CH681329A5 -

Info

Publication number: CH681329A5
Application number: CH414/91A
Authority: CH
Inventors: Marchi Silverio De
Original assignee: Diamond Sa
Priority date: 1991-02-11
Filing date: 1991-02-11
Publication date: 1993-02-26
Also published as: DE4203966A1

Description

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CH 681 329 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Stecker für einen Lichtwellenleiter gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Stecker, deren Winkellage relativ zu einem Steckergegenstück positioniert werden kann, sind bereits seit einiger Zeit bekannt und gebräuchlich.

Der Zweck dieser Positionierung besteht darin, dass die optimale Lage der beiden aufeinander auszurichtenden Lichtwellenleiter-Enden ermittelt werden kann, und dass diese Lage bei den späteren Steckvorgängen stets beibehalten wird. Trotz der mit den heutigen Herstellungsverfahren erreichbaren sehr hohen Zentrizität des Lichtwellenleiters im Steckerstift lassen sich nämlich geringfügige Toleranzschwankungen nicht vermeiden. Im ungünstigsten Fall können sich Toleranzschwankungen bei einer bestimmten relativen Winkellage der Steckerstifte derart addieren, dass eine untolerierbare Dämpfung bei der Übertragung auftritt.

Durch Kawamura und Kashima in «Lasers & Applications», September 1984, S. 57-63, ist ein gat-tungsmässig vergleichbarer Stecker bekannt geworden, bei dem das Positionierelement als Federring ausgebildet ist. Dieser Ring kann in eine umlaufende Nut an einer den Steckerstift umgebenden Fassung eingerastet werden. Unmittelbar hinter dieser Nut ist ein Kragen angeordnet, der in regelmässiger Winkelteilung Aussparungen aufweist. Der Ring hat eine Positionierzunge, die bei eingerastetem Ring wahlweise in eine dieser Aussparungen eingreift. Der Ring ist ausserdem mit einer Führungszunge versehen, die in einen Führungsschlitz am Steckergegenstück eingreift. Je nach der gewählten Positionierung des Rings ist dabei die relative Winkellage des Steckerstifts zum Steckergegenstück stets gleich. Die optimale Position wird vorher durch Messung der geringsten Dämpfung in jeder der möglichen Positionen ermittelt.

Ein Problem kann bei derartigen Steckern dann auftreten, wenn der Steckerstift und damit ggf. auch weitere mit dem Steckerstift fest verbundene Teile einen relativ grossen axialen Weg zurücklegen müssen. Um an der Stirnseite des Steckerstifts eine Übertragung der Lichtwellen zu gewährleisten, müssen die Steckerstifte nämlich axial federnd im Stecker gelagert sein, so dass im eingesteckten Zustand der Steckerstift dauernd einer Federkraft ausgesetzt ist. Darüber hinaus muss der Steckerstift aber auch noch in der Lage sein, Zugkräfte am Lichtwellenleiterkabel aufzunehmen, wobei der benachbarte Steckerstift eine gewisse Nachlaufbewegung ausführt, um eine Unterbrechung der Übertragung zu verhindern. Bei einer derartigen Zugbelastung kann im Extremfall die Druckfeder zu einem kompakten Block zusammengepresst werden. Auch bei diesem maximal möglichen Federweg muss nun jedoch gewährleistet sein, dass das Positionierelement seine Funktion erfüllt bzw. dass das Positionierelement diesen maximal möglichen Federweg nicht behindert.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Stecker der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Positionierelement in jeder möglichen axialen Relativlage des Steckerstifts seine Funktion ohne Behinderung der übrigen Bauteile erfüllt bzw. bei dem der maximale Federweg auch dann zurückgelegt werden kann, wenn das Positionierelement aufgrund bestehender Gegebenheiten am Steckergegenstück den maximalen Federweg nicht nachvollziehen kann. Diese Aufgabe wird erfin-dungsgemäss mit einem Stecker gelöst, der die Merkmale im Anspruch 1 aufweist.

Die axiale Verschiebbarkeit des Positionierelements ermöglicht es, die axiale Bewegung des Steckerstifts bzw. der mit dem Steckerstift fest verbundenen Teile unabhängig vom Positionierelement auszuführen, ohne dass dabei die relative Winkellage des Steckerstifts verloren geht oder die FunWion des Steckers insgesamt beeinträchtigt wird. Im Extremfall kann daher der maximal mögliche Weg des Steckerstifts grösser sein als der maximal mögliche Weg des Positionierelements.

Besonders vorteilhaft ist das Positionierelement als ein im wesentlichen rotationssymmetrisches Teil ausgebildet, an dessen Aussenmantel eine Positioniernase angeordnet ist. Dadurch ist eine gleich-massige Führung gewährleistet und ein Verkanten ist weitgehend ausgeschlossen.

Ein besonders einfacher Aufbau des Steckers ergibt sich, wenn der Steckerstift in einer Stiftfassung gehalten ist und wenn das Positionierelement in verschiedenen Positionen drehfest auf die Stiftfassung aufschiebbar ist, wobei der axiale Weg durch ein relativ zum Stift feststehendes Stecker-aussenteil begrenzt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das Positionierelement einfach montiert werden kann und dass keine weiteren Befestigungsmittel erforderlich sind. Die drehfeste Verbindung zwischen Positionierelement und Stiftfassung wird durch wenigstens ein achsparalleles Mitnehmerelement bewirkt, das formschlüssig in mehrere Ausnehmungen an der Stiftfassung bzw. am Positionierelement schiebbar ist. Vorzugsweise werden jedoch mehrere Mitnehmerelemente angeordnet, um eine gleichmässige Führung zu gewährleisten.

Die Mitnehmerelemente bzw. die Ausnehmungen an der Stiftfassung können am Umfangsbereich einer Nabe angeordnet sein, welche den Steckerstift trägt. Die Mitnehmerelemente liegen dadurch auf einem Durchmesser, der nur wenig grösser ist als der Durchmesser des Steckerstifts, womit ebenfalls die Gefahr einer Verkantung vermieden wird. Schliesslich kann das Positionierelement auch noch einen rohrförmigen Abschnitt aufweisen, der auf dem Steckerstift geführt ist.

Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungs-gemässen Stecker mit zwei verschiedenen Relativlagen des Steckerstifts,

Fig. 2 ein Positionierelement und eine Stiftfassung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Positionierelements,

Fig. 4 zwei Stecker in einem Mittelteil in neutraler Lage, und

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Fig. 5 die beiden Stecker gemäss Fig. 4 bei einer einseitigen Zugbelastung am Kabel.

Fig. 1 zeigt einen Stecker 1 mit einem Steckerstift 3, in welchem auf an sich bekannte Weise ein hier nicht näher dargestellter Lichtwellenleiter fixiert ist. Das Lichtwellenleiterkabel 2 ist mit dem Steckerstift

3 z.B. durch Verkleben fest verbunden, so dass eine Zugkraft am Kabel ausserhalb des Steckers auf den Steckerstift übertragen wird. Der Steckerstift 3 ist fest mit einer Stiftfassung 5 verbunden, die auch das Lichtwellenleiterkabel 2 noch über eine bestimmte Länge aufnimmt. Die Stiftfassung 5 hat eine Nabe 10, an deren Aussenumfang insgesamt 6 axial verlaufende Ausnehmungen 12 in regelmässiger Winkelteilung angeordnet sind. Die Nabe 10 wird durch einen umlaufenden Kragen 11 abgeschlossen.

Wie aus Fig. 2 etwas besser ersichtlich ist, besteht das Positionierelement 4 aus einem im wesentlichen rotationssymmetrischen Teil mit insgesamt sechs Mitnehmerelementen 13, die ebenfalls axial verlaufen und die formschlüssig in die Ausnehmungen 12 an der Stiftfassung einschiebbar sind. Das Positionierelement hat ausserdem einen rohrförmi-gen Abschnitt 14, an dessen Aussenmantel eine Positioniernase 15 am äussersten Ende angeordnet ist. Ersichtlicherweise kann das Positionierelement

4 in sechs verschiedenen Positionen auf die Stiftfassung 5 aufgeschoben werden. Diese Funktion wäre auch gewährleistet, wenn das Positionierelement nur ein einziges Mitnehmerelement oder zwei einander diametral gegenüberliegende Mitnehmerelemente aufweisen würde.

Selbstverständlich können die Mitnehmerelemente auch an der Stiftfassung und die Ausnehmungen am Positionierelement angeordnet sein. Je nach Anwendungsfall sind ausserdem verschiedene Abwandlungen möglich. So zeigt z.B. Fig. 3 ein Positionierelement, bei dem die Mitnehmerelemente 13 von einem Aussenmantel 19 umgeben sind. Dabei entsteht praktisch eine Keilwellen-/Keilnaben-Verbin-dung. Auch eine Kerbverzahnung mit axial verlaufenden Zahnflanken wäre ohne weiteres denkbar und insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine besonders kleine Winkelteilung gewünscht wird.

Das Positionierelement 4 wird durch eine Überwurfmutter 8 festgehalten, die an ihrem Innenmantel eine umlaufende Begrenzungsschulter 16 aufweist. Die Überwurfmutter wird auf einen Knickschutz 7 aufgeschraubt, der einen Gewindeschaft 9 aufweist. Zwischen dem Gewindeschaft 9 und dem Kragen 11 der Stiftfassung 5 ist eine Schraubenfeder 6 angeordnet, welche eine Vorspannkraft auf den Steckerstift 3 ausübt. Dabei liegt das Positionierelement 4 an der umlaufenden Begrenzungsschulter 16 an und es wird gleichzeitig vollständig auf die Stiftfassung 5 aufgeschoben.

Diese Lage ist in der oberen Hälfte von Fig. 1 dargestellt. Das Mass A entspricht dabei der maximal möglichen Entspannung der Feder. Damit bei der Montage die Positioniernase 15 durchgeführt werden kann, weist die Begrenzungsschulter 16 eine Aussparung 17 auf, die geringfügig grösser ist als die Positioniemase 15. Am Innengewinde 18 kann die

Überwurfmutter 8 auf ein Steckergegenstück aufgeschraubt werden.

Die untere Hälfte der Fig. 1 zeigt die Relativlage des Steckerstifts 3 im eingesteckten Zustand. Die Schraubenfeder 6 wird dabei auf das Mass B zu-sammengepresst, wobei der zurückgelegte Weg C der virtuellen Überdeckung des Steckerstifts mit dem Steckergegenstück im eingesteckten Zustand entspricht. Die Anordnung der Positioniernase 15 muss derart gewählt werden, dass in diesem Zustand die Positioniernase nicht in die Aussparung 17 zurückgeschoben werden kann. AndernfaJIs könnte nämlich die Aufschraubbewegung der Überwurfmutter 8 blockiert werden.

Der Hauptaspekt der Erfindung ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, welche zwei erfindungsgemässe Stecker 1 und 1' zeigen, die in ein als Steckbuchse dienendes Mittelteil 20 eingesteckt sind. Das Mittelteil hat wenigstens an seinen beiden Enden ein Aussengewinde 21, auf das die Überwurfmuttern der Stecker aufgeschraubt werden können. Das Mittelteil 20 könnte z.B. an der Gehäusewand eines Gerätes befestigt sein, wie dies per se bereits bekannt ist.

Das Mittelteil 20 hat an beiden Enden einen Führungsschlitz 22 zur Aufnahme der Positioniernase 15 des jeweiligen Steckers. Das Mittelteil kann beispielsweise nach der bereits stark verbreiteten DIN-Norm 47 256 ausgebildet sein. Die Länge J und die Breite des Führungsschlitzes ist gemäss dieser DIN-Norm genau definiert. Wird nun ein erfin-dungsgemässer Stecker in ein derartiges Mittelteil 20 eingesteckt, so ist die Länge J des Führungsschlitzes 22 kleiner als der maximal mögliche Weg, den die Positioniernase 15 zurücklegen könnte.

Fig. 4 zeigt die geschlossene Steckverbindung im unbelasteten Zustand. Bei beiden Steckern 1 und 1' ist das Mass B etwa gleich und die Stirnseiten der Steckerstifte treffen sich auf einer neutralen Kontaktebene 23. Bei voll aufgeschraubter Überwurfmutter 8 liegt das Mittelteil 20 an der Begrenzungsschulter 16 an. Die Positioniernasen der beiden Positionierelemente liegen beide etwa in der vorderen Hälfte der beiden Führungsschlitze.

Wird nun am Stecker 1' eine Zugkraft in Pfeilrichtung X auf das Lichtwellenleiterkabel ausgeübt, so kann eine Situation eintreten, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Schraubenfeder des Steckers 1' wird auf ihre Blocklänge F zusammengepresst, während die Schraubenfeder des Steckers 1 bewirkt, dass der Steckerstift 3 eine Nachlaufbewegung ausübt. Die Kontaktebene an den Stirnseiten verschiebt sich dabei aus der neutralen Lage 23 nach rechts. Die Schraubenfeder des Steckers 1 entspannt sich bis auf das Mass D, das geringfügig kleiner ist als das Mass A gemäss Fig. 1. Dabei besteht noch eine minimale Nachlaufreserve E, bevor das Positionierelement 4 am umlaufenden Kragen 11 ansteht.

Beim Stecker 1' sind theoretisch verschiedene Positionen des Positionierelements 4 denkbar. Bei der dargestellten Version steht die Positioniernase 15' an der umlaufenden Begrenzungsschulter 16' an, während sich die Stiftfassung 5' noch etwas weiter bis auf die Blocklänge F zurückbewegen kann. Dabei überdecken sich die Mitnehmerelemen-

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te 13' und die Ausnehmungen 12' um das Mass G. Ist die Positioniemase 15' zufällig in einer Position, in der sie deckungsgleich mit der Aussparung 17 (hier nicht dargestellt) zusammenfällt, so könnte die Positioniemase in die Aussparung eingreifen und zusammen mit dem Steckerstift den vollen Federweg zurücklegen.

Alternativ könnte das Positionierelement 4' aber auch in seiner äussersten Lage verbleiben, wie dies durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Die Überdeckung zwischen den Mitnehmerelementen 13' und den Ausnehmungen 12' ist durch das Mass H angedeutet, das wesentlich kleiner ist als das Mass G. Diese Überdeckung genügt jedoch immer noch, um die mit dem Positionierelement gewünschte Verdrehsicherung zu gewährleisten. Lässt die Zugspannung am Kabel des Steckers V nach, so kehren die Steckerstifte wieder in die Position gemäss Fig. 4 zurück. Ersichtlicherweise greifen die Positionierelemente in jeder möglichen axialen Lage der Bauteile in die zugehörigen Stiftfassungen, was eine vielseitige Kombinierbarkeit der erfindungsge-mässen Stecker mit anderen Steckerelementen ergibt. Die Stiftfassungen und die Positionierelemente können aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein, was eine einfache und preiswerte Herstellung in einem Spritzgusswerkzeug ermöglicht. Bei besonders hohen Präzisionsanforderungen könnten diese Teile natürlich auch aus Metall gefertigt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Stecker für einen Lichtwellenleiter mit einem Steckerstift (3), in dem der Lichtwellenleiter fixiert ist, wobei der Steckerstift axial federnd im Stecker gehalten ist, sowie mit einem Positionierelement (4), das wahlweise in verschiedenen Winkellagen und relativ zum Steckerstift (3) drehfest am Stecker befestigbar ist, zur Festlegung der Relativlage des Steckerstifts in einem Steckergegenstück, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (4) im Stecker (1) relativ zum Steckerstift (3) axial verschiebbar gehalten ist.

2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (4) als ein im wesentlichen rotationssymmetrisches Teil ausgebildet ist, an dessen Aussenmantel eine Positioniernase (15) angeordnet ist.

3. Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerstift (3) in einer Stiftfassung (5) gehalten ist und dass das Positionierelement (4) in verschiedenen Positionen drehfest auf die Stiftfassung aufschiebbar ist, wobei der axiale Weg durch ein relativ zum Steckerstift feststehendes Steckeraussenteil (8) begrenzt ist.

4. Stecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (4) wenigstens ein achsparalleles Mitnehmerelement (13) aufweist, welches formschlüssig in mehrere Ausnehmungen (12) an der Stiftfassung (5) schiebbar ist.

5. Stecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftfassung wenigstens ein achsparalleles Mitnehmerelement aufweist, welches formschlüssig in mehrere Ausnehmungen am Positionierelement schiebbar ist.

6. Stecker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (4) bzw. die Stiftfassung (5) sechs Mitnehmerelemente (13) bzw. sechs Ausnehmungen (12) aufweist.

7. Stecker nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerelemente (13) bzw. die Ausnehmungen (12) an der Stiftfassung (5) am Umfangsbereich einer Nabe (10) angeordnet sind, welche den Steckerstift (3) trägt.

8. Stecker nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (4) einen rohrförmigen Abschnitt (14) aufweist, der auf dem Steckerstift (3) geführt ist.

9. Stecker nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Steckeraussenteil (8) an seinem Innenmantel eine umlaufende Begrenzungsschulter (16) aufweist, gegen welche das Positionierelement (4) mit der Stiftfassung (5) durch die Kraft einer an der Stiftfassung angreifenden Schraubenfeder pressbar ist, wobei bei ganz zurückgezogener Stiftfassung bzw. bei ganz zusammengepresster Schraubenfeder (6) das Positionierelement (4) in jeder axialen Lage in die Stiftfassung (5) eingreift.

10. Stecker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsschulter (16) eine Aussparung (17) zum Durchführen der Positioniernase (15) aufweist.

11. Stecker nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftfassung (5) und das Positionierelement (4) aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sind.

12. Stecker nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Steckeraussenteil eine Überwurfmutter (8) ist, welche bis zu einem Anschlag auf eine Zentrierhülse (20) aufschraubbar ist, wobei die Zentrierhülse an ihrem Ende einen axialen Führungsschlitz (22) zur Aufnahme der Positioniernase (15) aufweist und der maximal mögliche axiale Federweg des Steckerstifts (3) bei aufgeschraubter Überwurfmutter (8) grösser ist als die Länge des Führungsschlitzes (22).

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