CH690798A5

CH690798A5 - Stecker für eine optische Steckverbindung.

Info

Publication number: CH690798A5
Application number: CH03101/96A
Authority: CH
Inventors: Marchi Silverio De
Original assignee: Diamond Sa
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2001-01-15

Description

Die Erfindung betrifft einen Stecker für eine optische Steckverbindung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Diese Gattung von optischen Steckern wird zum Verbinden von Bandkabeln verwendet, bei denen mehrere Lichtwellenleiter parallel nebeneinander in einem bandförmigen Kabel gehalten sind. Diese Stecker für Mehrfachfasern werden in der Praxis auch als MT-Stecker bezeichnet. Die Stirnseiten der zu verbindenden Lichtwellenleiter werden unmittelbar gegeneinander gepresst und nicht wie bei anderen Steckern beispielsweise in einer Zentrierhülse aufeinander ausgerichtet. Die exakte Ausrichtung erfolgt durch separate Positioniermittel am Steckergehäuse. Stecker, die mit sich selbst steckbar sind und die jeweils mit zusammenpassenden Vorsprüngen und Aussparungen versehen sind, werden auch als Hermaphrodit-Stecker oder Zwitterstecker bezeichnet.

Durch die EP-A-226 274 ist ein gattungsmässig vergleichbarer Stecker bekannt geworden, bei dem als Positioniermittel an der Stirnseite je eine Bohrung und ein in die Bohrung passender Stift angeordnet sind. Die Positioniermittel liegen in jedem Fall auf der Verbindungsgeraden der Lichtwellenleiterendflächen. Diese Anordnung erlaubt es zwar, dass jeder Stecker mit einem identischen Gegenstecker steckbar ist, doch stehen sich bei einer derartigen Steckverbindung nicht mehr die gleichen Lichtwellenleiter des Steckers und des Gegensteckers gegenüber.

Für bestimmte Anwendungsfälle ist ein Vertauschen der einzelnen Leiter in der Steckverbindung jedoch nicht zulässig. Ein lagerichtiges Zusammenstecken ist insbesondere auch bei den sogenannten "High-Return-Loss-Steckern" erforderlich, deren Stirnseite zur Vermeidung einer Rückstrahlung in der Faser angeschrägt ist. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Stecker der eingangs genannten Art zu schaffen, der nicht nur vom Aufbau her mit sich selbst steckbar ist, sondern bei dem sich am Stecker und am Gegenstecker bezüglich ihrer Relativlage auf der Stirnseite auch stets die gleichen Lichtwellenleiter gegenüberstehen. Insbesondere soll diese Bedingung auch bei Steckern mit Schrägschliff erfüllbar sein.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, kompaktere Bauformen für Stecker mit einer Mehrzahl von Lichtwellenleitern zu finden und dabei die Wirkungsweise der Positioniermittel zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Stecker gelöst, der die Merkmale im Anspruch 1 aufweist.

Der Vorsprung und die Referenzfläche sind dabei symmetrisch auf beiden Seiten einer parallel zu den optischen Achsen durch die Verbindungslinie verlaufenden Symmetrieebene angeordnet. Dies verunmöglicht zwar eine ausgeprägt flache Bauweise des Steckers, wie in der EP-A-226 274 dargestellt, doch bleiben bei einem relativ zum Stecker um die Verbindungslinie um 180 DEG gedrehten Gegenstecker alle Lichtwellenleiter auf der gleichen Ebene. Eine seitliche Umkehr der Reihenfolge der einzelnen Lichtwellenleiter muss daher nicht in Kauf genommen werden.

Wie bei den Steckern gemäss Stand der Technik ist es dabei möglich, dass der Vorsprung durch einen Stift und die Referenzfläche durch eine Bohrung an der Stirnseite gebildet werden. Diese Positioniermittel lassen sich relativ einfach herstellen und sie ergeben bei entsprechender Eindringtiefe eine ausreichende Passgenauigkeit.

Das Steckergehäuse kann aber auch im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein. In diesem Fall kann der Vorsprung als über die Stirnseite hinausragender Hohlzylinderabschnitt in einem äusseren Bereich des Steckergehäuses ausgebildet sein. Die Referenzfläche ist Teil einer relativ zur Stirnseite zurückversetzten Aussparung, die eine Führungsfläche bildet, welche mit der inneren Mantelfläche des Hohlzylinderabschnitts korrespondiert. Die Wirkungsweise derartiger Positionierungsmittel kann noch verbessert werden, wenn zwei sich jeweils diametral gegenüberliegende Vorsprünge bzw. Aussparungen mit unterschiedlichem Sektorenwinkel angeordnet sind. Die Hohlzylinderabschnitte von Stecker und Gegenstecker bilden dabei in der Steckverbindung ineinandergreifende Klauen, wobei ein falsches Ansetzen aufgrund der unterschiedlichen Dimensionierung der Hohlzylinderabschnitte ausgeschlossen ist.

Aufgrund der zahlreichen Führungsflächen, die bei dieser Steckverbindung aneinander liegen, wird eine besonders hohe Präzision und Seitenstabilität erreicht.

Anstelle einer rotationssymmetrischen oder im Wesentlichen zylindrischen Ausbildung des Steckergehäuses, kann dieses auch im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sein. In einem derartigen Fall kann der Vorsprung als eine über die Stirnseite hinausragende quaderförmige Zunge ausgebildet sein. Die Ausnehmung ist ein relativ zur Stirnseite zurückversetzter Hohlquader, wobei Zunge und Hohlquader in einem äusseren Bereich des Steckergehäuses liegen. Auch der Hohlquader hat eine Führungsfläche, welche mit einer Innenfläche der Zunge korrespondiert.

Gemäss einer weiteren Abwandlung eines im Wesentlichen quaderförmigen Steckergehäuses verläuft die Verbindungslinie bezogen auf die rechteckige oder quadratische Stirnseite diagonal. Der Vorsprung kann als Gabel mit parallelen, im Querschnitt rechteckigen Gabelschenkeln mit unterschiedlicher Breite ausgebildet sein. Die einzelnen Gabelschenkel bilden dabei ebenfalls quaderförmige Zungen, die über die Stirnseite hinausragen. Die Verbindungslinie muss dabei zwischen den Gabelschenkeln und schräg zu diesen verlaufen, damit die Bedingung einer lagerichtigen Steckverbindung erfüllt werden kann. Jede Aussparung weist zudem wiederum eine Führungsfläche auf, die mit der Innenseite eines Gabelschenkels am Gegenstecker zusammenwirkt.

Wie eingangs erwähnt, ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens ein Abschnitt der Stirnseite, auf dem die Verbindungslinie liegt und mit ihm die Endflächen der Lichtwellenleiter, zu einer im rechten Winkel zu den optischen Achsen verlaufenden Ebene geneigt ausgebildet ist bzw. sind. Der betreffende Abschnitt kann dabei auf einer Leiste angeordnet sein, die über die restliche Stirnseite hinausragt. Es ist aber auch denkbar, dass die gesamte runde oder polygonale Stirnseite angeschrägt ist. Die Neigung der Schrägfläche verläuft dabei immer parallel zur Verbindungslinie, sodass alle Endflächen der Lichtwellenleiter im gleichen Ausmass von der Anschrägung betroffen sind.

Selbstverständlich sind zahlreiche abgewandelte Bauformen denkbar, ohne dass dabei der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden muss. Insbesondere die Positioniermittel könnten entweder als Vorsprünge oder als Aussparungen ganz unterschiedliche Konfigurationen aufweisen. So wären z.B. auch sphärische Körperformen oder polygonale Querschnittsformen denkbar. Die Bezeichnung Vorsprung und Aussparung ist ausserdem breit auszulegen. So kann es sich beispielsweise bei einem Vorsprung auch lediglich um eine äusserst feine Nadel oder um eine geringfügige Materialerhebung handeln. Bei einer Aussparung braucht es sich nicht zwingend um eine Bohrung oder um eine Vertiefung zu handeln. Es genügt, dass die Aussparung in irgendeiner Weise formschlüssig mit dem Vorsprung korrespondiert.

Es kann sich somit auch nur um virtuelle Aussparungen handeln, die lediglich eine mit dem Vorsprung zusammenwirkende Grenzfläche aufweisen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend genauer beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Gattung von Steckern mit Stift und Bohrung als Positioniermittel,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Stirnseite des linken Steckers gemäss Fig. 1,
Fig. 3 ein Querschnitt durch die Steckverbindung etwa in der Ebene der Stirnseite,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Gattung von Steckern mit rotationssymmetrisch angeordneten Positioniermitteln,
Fig. 5 ein Querschnitt durch die Vorsprünge mit Blick auf die Stirnseite des linken Steckers gemäss Fig. 4,
Fig. 6 ein Querschnitt durch die Steckverbindung etwa in der Ebene der Stirnseite,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer dritten Gattung von Steckern mit planparallelen Positioniermitteln,
Fig.

8 ein Querschnitt durch die Vorsprünge mit Blick auf die Stirnseite des linken Steckers gemäss Fig. 7, und
Fig. 9 ein Querschnitt durch die Steckverbindung etwa in der Ebene der Stirnseite.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht ein Stecker 1 aus einem Steckergehäuse 2, an dessen Stirnseite 3 die Endflächen von vier Lichtwellenleitern 5a, 5b, 5c, 5d gehalten sind. Je nach Einsatzzweck des Steckers kann sich die Anzahl der Lichtwellenleiter reduzieren oder erhöhen, wobei aber immer wenigstens zwei Lichtwellenleiter vorhanden sind. Die optischen Achsen der Lichtwellenleiter verlaufen parallel zueinander, und zwar entsprechend ihrer Anordnung in einem Bandkabel 7, das an das Steckergehäuse 2 angeschlossen ist. An der Stirnseite 3 liegen die Endflächen der Lichtwellenleiter alle auf einer hier als Verbindungslinie 6 bezeichneten Geraden.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein als Leiste 10 ausgebildeter Abschnitt der Stirnseite unter einem Winkel alpha zu einer im rechten Winkel zu den optischen Achsen verlaufenden Ebene angeschrägt. Zusammen mit diesem Abschnitt sind auch alle darin gehaltenen Endflächen der Lichtwellenleiter unter dem gleichen Winkel angeschrägt. Damit wird eine Rückflussdämpfung bewirkt, deren Funktion jedoch dem Fachmann bekannt ist.

Als Positioniermittel für die lagerichtige Positionierung des Steckers 1 mit einem identischen Gegenstecker 1 min sind an der Stirnseite je ein Vorsprung und eine Aussparung vorgesehen. Der Vorsprung ist dabei als zylindrischer Stift 8 ausgebildet. Die Aussparung wird durch eine Bohrung 9 gebildet, in welche der Stift 8 min des Gegensteckers passgenau eingeführt werden kann. Stift und Bohrung sind symmetrisch auf beiden Seiten einer parallel zu den optischen Achsen durch die Verbindungslinie verlaufenden Symmetrieebene angeordnet, wobei ersichtlicherweise die Distanz zwischen der Mittelachse des Stifts 8 und der Verbindungslinie 6 gleich gross ist wie die Distanz zwischen der Mittelachse der Bohrung 9 und der Verbindungslinie 6. Ebenso selbstverständlich ist der Umstand, dass die Tiefe der Bohrung 9 wenigstens der Länge des Stiftes 8 entsprechen muss.

Wird nun ein identischer Gegenstecker 1 min relativ zum Stecker 1 um die Verbindungslinie 6 um 180 DEG gedreht, kann er mit dem Stecker 1 und damit von der Ausgestaltung her mit sich selbst gesteckt werden, ohne dass die einzelnen Lichtwellenleiter übers Kreuz vertauscht werden. Vielmehr stehen die gleichen Lichtwellenleiter des Steckers 5a, 5b, 5c, 5d und des Gegensteckers 5a min , 5b min , 5c min , 5d min in der Steckverbindung einander gegenüber, wie auch durch die Pfeile 23 in Fig. 1 angedeutet ist. Aber auch die angeschrägten Leisten 10 korrespondieren miteinander, weil die Winkel alpha und alpha min identisch sind und weil eine seitenverkehrte Paarung der Schrägflächen nicht möglich ist. Selbstverständlich wäre es denkbar, dass anstelle einer Anschrägung die Stirnseite auch im rechten Winkel zur optischen Achse verlaufen könnte.

Denkbar wäre auch eine konvexe Krümmung oder gar eine schrägliegende konvexe Krümmung.

Bei der Steckverbindung gemäss den Fig. 4 bis 6 hat der Stecker 1 zwar ebenfalls eine im Wesentlichen zylindrische Konfiguration. Auch die Lichtwellenleiter 5a, 5b, 5c, 5d enden auf einer gemeinsamen Verbindungslinie 6 an der Stirnseite 3. Als Positioniermittel dienen jedoch Hohlzylinderabschnitte 12 und 13, wobei der Hohlzylinderabschnitt 12 sich über einen Sektor von mehr als 90 DEG erstreckt, während der Sektor des Hohlzylinderabschnitts 13 kleiner als 90 DEG ist. Die Hohlzylinderabschnitte erstrecken sich in einem Aussenbereich 11 des Gehäuses schalenartig über die Stirnseite 3 hinaus. Im gleichen Ausmass sind von der Stirnseite 3 her zurückspringende Aussparungen 14 und 15 angeordnet, welche die Hohlzylinderabschnitte 12 min und 13 min eines Gegensteckers aufnehmen können.

Die Sektorwinkel der Aussparungen sind ersichtlicherweise gleich gross wie diejenigen der dazu passenden Hohlzylinderabschnitte. Die Mantelfläche der Aussparung bildet die Referenzfläche, welche mit der inneren Mantelfläche des Hohlzylinderabschnitts am Gegenstecker zusammenwirkt.

Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist die Stirnseite 3 in ihrer Gesamtheit unter einem Winkel alpha relativ zu einer im rechten Winkel zu den optischen Achsen verlaufenden Ebene angeschrägt. Beim Herstellen der Steckverbindung zwischen zwei identischen Steckern ergibt sich im Prinzip die gleiche Situation wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, greifen die vorstehenden Hohlzylinderabschnitte formschlüssig ineinander und die beiden angeschrägten Stirnseiten berühren sich planparallel. Jeder der Lichtwellenleiter 5a bis 5d wird optisch mit dem ihm zugeordneten Lichtwellenleiter 5a min bis 5d min des Gegensteckers verbunden.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 7 bis 9 ist das Steckergehäuse 2 im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Der eigentliche Grundquader 16 hat dabei einen quadratischen Querschnitt und die Verbindungslinie 6, auf welcher die Endflächen der Lichtwellenleiter 5a bis 5d angeordnet sind, verläuft diagonal durch dieses Quadrat.

Als Positioniermittel ist auf der Aussenseite des Grundquaders 16 eine Art Gabel mit parallelen, im Querschnitt rechteckigen Gabelschenkeln 17 und 18 angeordnet. Die Gabelschenkel ragen über die Stirnseite 3 hinaus und sie haben eine unterschiedliche Breite B1 und B2. Beim Ausführungsbeispiel entspricht die Breite B2 der Breite des Grundquaders 16 und die Breite B1 ist um die Wandstärke eines Gabelschenkels über das Grundquader hinaus verlängert.

Eine Aussparung ist in dem Sinne vorhanden, dass das Grundquader eine erste Führungsfläche 19 und eine zweite Führungsfläche 20 bildet auf welchen Flächen die Innenseiten 21 min und 22 min der Gabelschenkel eines Gegensteckers 1 min geführt werden.

Auch hier ist die Stirnfläche 3 insgesamt unter einem Winkel alpha angeschrägt, und zwar wie in den übrigen Fällen parallel zur Verbindungslinie 6. Zum Herstellen der Steckverbindung muss der Gegenstecker 1 min wiederum relativ zum Stecker 1 um die Verbindungslinie 6 um 180 DEG gedreht werden. In dieser Lage können die um 90 DEG zueinander verdrehten Gabeln der sich gegenüberstehenden Stecker ineinandergreifen, ähnlich wie die Hohlzylinderabschnitte beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Eine seitenverkehrte Paarung der Stecker ist unmöglich und es werden stets die gleichen einander entsprechenden Lichtwellenleiter zusammengeführt.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind stark schematisiert und zeigen nur das funktionale Grundprinzip. Die dargestellten Stecker können daher noch mit weiteren Bauteilen wie z.B. Aussengehäuse, Kabelknickschutz, Sicherungselemente und dergleichen mehr enthalten. Das Steckergehäuse mit den darin gehaltenen Lichtwellenleitern kann aus verschiedenen Materialien wie z.B. Keramik, Metall oder Kunststoff bestehen.

Claims

1. Stecker (1) für eine optische Steckverbindung mit einem Steckergehäuse (2), an dessen Stirnseite (3) die Endflächen von wenigstens zwei Lichtwellenleitern (5a, 5b, 5c, 5d) mit je einer optischen Achse gehalten sind, die auf einer geraden Verbindungslinie (6) auf der Stirnseite liegen, sowie mit Positioniermitteln am Steckergehäuse zum Positionieren des Steckers (1) in einer Steckverbindung mit einem Gegenstecker, wobei die Positioniermittel wenigstens einen Vorsprung und wenigstens eine Referenzfläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung und die Referenzfläche derart symmetrisch auf beiden Seiten einer parallel zu den optischen Achsen durch die Verbindungslinie (6) verlaufenden Symmetrieebene angeordnet sind, dass der Stecker (1) mit einem identischen, relativ zum Stecker um die Verbindungslinie um 180 DEG gedrehten Gegenstecker (1 min ) verbindbar ist,

wobei jeweils der Vorsprung und die Referenzfläche des Steckers mit dem Vorsprung und der Referenzfläche des Gegensteckers zusammenfügbar sind und wobei bezüglich ihrer Relativlage auf der Stirnseite (3) gleiche Lichtwellenleiter des Steckers (1) und des Gegensteckers (1 min ) auf der Verbindungslinie (6) verbindbar sind.

2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung durch einen Stift (8) und die Referenzfläche durch eine Bohrung (9) an der Stirnseite (3) gebildet werden.

3.

Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (2) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, dass der Vorsprung als über die Stirnseite hinausragender Hohlzylinderabschnitt ausgebildet ist und dass die Referenzfläche Teil einer relativ zur Stirnseite zurückversetzten Aussparung ist, wobei der Vorsprung und die Aussparung in einem äusseren Bereich des Steckergehäuses liegen.

4. Stecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei sich jeweils diametral gegenüberliegende Vorsprünge (12, 13) bzw. Aussparungen (14, 15) mit unterschiedlichem Sektorwinkel angeordnet sind.

5.

Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist und dass der Vorsprung als über die Stirnseite hinausragende quaderförmige Zunge ausgebildet ist und die Referenzfläche Teil einer relativ zur Stirnseite zurückversetzten Aussparung ist, wobei der Vorsprung und die Aussparung in einem äusseren Bereich des Steckergehäuses liegen.

6.

Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, dass die Verbindungslinie (6) bezogen auf die rechteckige oder quadratische Stirnseite (3) diagonal verläuft, und dass der Vorsprung als Gabel mit im Querschnitt rechteckigen Gabelschenkeln (17, 18) mit unterschiedlicher Breite ausgebildet ist, wobei die Verbindungslinie (6) zwischen den Gabelschenkeln verläuft und wobei zwei Referenzflächen (19, 20) angeordnet sind, die jeweils mit der entsprechenden Innenseite (21 min , 22 min ) eines Gabelschenkels am Gegenstecker zusammenwirken.

7.

Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt der Stirnseite (3) auf dem die Verbindungslinie (6) liegt, und mit ihm die Endflächen der Lichtwellenleiter, zu einer im rechten Winkel zu den optischen Achsen verlaufenden Ebene geneigt ausgebildet ist bzw. sind.