DE60112140T2

DE60112140T2 - Faseroptisches Verbindungssystem

Info

Publication number: DE60112140T2
Application number: DE60112140T
Authority: DE
Inventors: John M. Connelly; Samuel M. Marrs; Jeffry J. Radek
Original assignee: Panduit Corp
Current assignee: Panduit Corp
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: EP1122566A2; CN1181365C; DE60112140D1; US6575640B2; US6511230B1; EP1122566A3; EP1122566B1; JP2001264584A; US20030059168A1; CN1311448A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Glasfaser- bzw. Lichtwellenleiter-Anschlusssystem und insbesondere einen Glasfaserstecker, bei dem ein Gehäuse und ein entsprechender Einsatz zusammenwirken, um das Glasfaserkabel und federvorgespannte Ferrulenhalter bezüglich des Steckers zu sichern.
Die Lichtwelleninformationsübertragung ist nun praktisch allgemein üblich. Ihre ständige Zunahme erfordert die Entwicklung billiger, leicht herzustellender und schnell auswechselbarer Anschlusssysteme. Ein solches Anschlusssystem ist im US-Patent Nr. 5,828,804 gezeigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem grundsätzlichen Aspekt ist die vorliegende Erfindung ein Lichtwellenleiter-Anschlusssystem mit einem Glasfaserstecker, der mit einem Glasfasersteckverbinder zusammenpasst und mit diesem arretiert werden kann. Der hier verwendete Ausdruck "Steckverbinder" bedeutet (i) eine Buchse, durch die zwei Glasfaserkabel verbunden sind und (ii) ein Zwischengehäuse wie ein Sende-Empfangsgerät, wodurch ein Glasfaserkabel mit einem Hardwareelement verbunden ist.
Der Stecker hat ein Gehäuse, zwei federvorgespannte Ferrulenhalter und einen Einsatz. Das Gehäuse hat gekrümmte bzw. bogenförmige Seitenwände, die teilweise zwei Kanäle bilden. Die federvorgespannten Ferrulenhalter sind in den Kanälen aufgenommen. Jeder vorgespannte Ferrulenhalter hat eine Hülse, die die Ferrule des Ferrulenhalters umgibt. Die Seitenwände des Gehäuses enden in einem vorbestimmten Abstand vom vorderen Gehäuseende und bilden so eine Ausnehmung in jedem der beiden Kanäle, die die beiden Hülsen, die farbcodiert und durch die Ausnehmungen sichtbar sind, freilegen, um ein Mittel zur Identifizierung der Art der verwendeten Lichtwellenleiter zu bilden.
Das Gehäuse und der Einsatz verrasten miteinander und bilden zusammen einen Mechanismus, um die federvorgespannten Ferrulenhalter zu positionieren und zu halten. Dies bedeutet, dass das Gehäuse und der Einsatz zusammen die Ferrulenhalter bezüglich des Steckers halten. Das Gehäuse und der Einsatz wirken außerdem zusammen, um das Glasfaserkabel bezüglich des Steckers zur richtigen Belastung zu sichern, d. h., der Kabelverstärker (z. B. aus einem Aramidfaden) ist am Stecker befestigt.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues und verbessertes Glasfaserkabel- bzw. Lichtwellenleiteranschlusssystem zu schaffen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein billiges, leicht herzustellendes Anschlusssystem für einen Lichtwellenleiter zu schaffen. Noch eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Lichtwellenleiter-Steckverbinder zu schaffen, bei dem der Stecker und der Steckverbinder miteinander verbunden sind, um Anschlussstabilität zu schaffen und ein Anschluss"spiel" im wesentlichen zu vermeiden.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Lichtwellenleiter mit einem Gehäuse und einem daran eingerasteten Einsatz zu schaffen, um die Montage und Reparatur wesentlich zu erleichtern. Eine Aufgabe besteht auch darin, einen Stecker für ein Lichtwellenleiter-Anschlusssystem zu schaffen, bei dem ein Gehäuse und ein Metalleinsatz zusammenwirken, um die vormontierten Steckereinheiten und den Kabelverstärker am Stecker zu befestigen.
Diese und weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in der folgenden detaillierten Beschreibung erläutert oder ergeben sich daraus.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen ist:
1 teilweise im Schnitt eine perspektivische Aufsicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 in auseinandergezogener Anordnung eine perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten Lichtwellenleitersteckers;
3 vergrößert einen Teilquerschnitt des in 2 gezeigten Lichtwellenleitersteckers;
4 von unten eine perspektivische Darstellung des in 2 gezeigten Lichtwellenleitersteckers; und
5 in auseinandergezogener Anordnung eine Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Lichtwellenleitersteckers.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den 1–4 als ein allgemein mit 10 bezeichnetes LWL-Anschlusssystem gezeigt. Das System 10 koppelt arretiert ein erstes und zweites LWL-Kabel 12, 14. Das Kabel 12 hat nebeneinander Lichtwellenleiter 16, 18 und einen Kabelverstärker, der allgemein mit 20 bezeichnet ist und typischerweise aus einem Aramidfaden besteht. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Lichtwellenleiter 16, 18 einzeln mit Verstärkungselementen 22, 24 umhüllt, die in 1 als ein massiver Leitermantel und in den 3 und 5 als gesonderte einzelne Elemente gezeigt sind. Das zweite Kabel 14 hat in gleicher Weise Lichtwellenleiter 26, 28 und Verstärkungselemente 30, 32.
Das System 10 hat einen LWL-Stecker 34, der konstruktionsmäßig am Kabelverstärker 20 befestigt ist, und insbesondere Verstärkungselemente 20, 24 und eine LWL-Buchse 36, die konstruktionsmäßig an Verstärkungselementen 30, 32 befestigt ist. Die Buchse 36 nimmt den Stecker 34 arretiert auf, um die blanken Glasfasern der Lichtwellenleiter 16, 18 wahlweise mit den blanken Glasfasern der Lichtwellenleiter 26, 28 zu koppeln, wie dies allgemein bekannt ist.
Der Stecker 34 hat ein Gehäuse 38, einen ersten und einen zweiten federvorgespannten Ferrulenhalter, die in 2 allgemein mit 40, 42 bezeichnet sind, und einen Einsatz 44, die wie gezeigt montiert sind. Das Gehäuse 38 ist etwa rechteckig und hat ein vorderes Gehäuseende 46 und ein hinteres Gehäuseende 48. Die Buchse 36 nimmt das vordere Gehäuseende 46 auf, der Einsatz 44 ist am hinteren Gehäuseende 48 aufgenommen.
Das Gehäuse 38 hat eine im wesentlichen ebene obere Wand 50, eine im wesentlichen ebene untere Wand 52 und im wesentlichen bogenförmige Seitenwände 54, 56. Wie am besten die 2 und 3 zeigen, enden die Seitenwände 54, 56 in einem vorbestimmten Abstand vom vorderen Gehäuseende 46. Somit bildet das Gehäuse 38 erste und zweite Stecker-stabilisierende Flächen 58, 60, die durch die Abschlusskanten der Seitenwände 54, 56 und erste und zweite seitliche Ausnehmungen 62, 64 gebildet sind.
Das Gehäuse 38 hat auch eine innere, zentrale Trennwand 66, die sich vertikal von der oberen Wand 50 zur unteren Wand 52 erstreckt. Die Trennwand 66 erstreckt sich in Längsrichtung vom vorderen Gehäuseende 46 zu einer Stelle zwischen dem hinteren Gehäuseende 48 und den Steckerstabilisierungsflächen 58, 60. Ein oberer Abschnitt 68 der Trennwand 66 nahe der oberen Wand 50 erstreckt sich zum hinteren Gehäuseende 48. Die Trennwand 66 und der obere Abschnitt 68 davon haben gebogene Seitenflächen 70, 72 bzw. 74, 76, die im we sentlichen der Krümmung der Seitenwände 54, 56 angepasst sind. Abschnitte der oberen und unteren Seitenwände 50, 52 bilden ähnliche innere Kurven, so dass das Gehäuse 38 nebeneinander zylindrische Gehäusekanäle 78, 80 bildet. Das Gehäuse 38 hat außerdem dünne, im Wesentlichen ringförmige Flansche 82, 84, die sich in Umfangsrichtung in den zylindrischen Kanälen 78, 80 im Bereich zwischen dem vorderen Gehäuseende 46 und den Steckerstabilisierungsflächen 58, 60 erstrecken.
Die obere Wand 50 bildet zwei gegenüberliegende Einrastöffnungen 86, 88 nahe dem hinteren Ende 48 des Gehäuses 38. Die Bodenwand 52 bildet eine dritte zentrale Einrastöffnung 90. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform hat das Gehäuse 38 eine übliche Einrastklinke 90, die sich vom vorderen Gehäuseende 46 längs der oberen Wand 50 erstreckt.
Jeder vorgespannte Ferrulenhalter 40, 42 ist eine übliche federvorgespannte Anordnung. Jede Anordnung 32, 34 hat eine Keramikferrule 92, einen Ferrulenhalter 94, eine Feder 96, einen Hauptleiter 98 und eine Kunststoffhülse 100. Die Hülse 100 nimmt den Hauptleiter 98 auf und ist an diesen durch Ultraschall angeschweißt. Die Hülse 100 ist zentral angeordnet und bildet eine radial verlaufende vordere Fläche 102 des federvorgespannten Ferrulenhalters 40, 42, der Hauptleiter 98 bildet eine radial verlaufende hintere Fläche 104 des federvorgespannten Ferrulenhalters 40, 42. Die blanken Glasfasern sind in üblicher Weise an den sich nach vorne erstreckenden Keramikferrulen 92 befestigt. Die federvorgespannten Ferrulenhalter 40, 42 sind in den Kanälen 78, 80 aufgenommen und verlaufen durch diese. Die vordere Fläche 102 greift und liegt an einem der ringförmigen Flansche 82, 84 an, wobei sich die Keramikferrule 92 in üblicher Weise über das vordere Gehäuseende 46 hinaus erstreckt.
Die seitlichen Ausnehmungen 62, 64 schaffen einen visuellen Zugang zu den Gehäusekanälen 78, 80 und legen die Hülse 100 jedes federvorgespannten Ferrulenhalters 40, 42 frei. Die Hülse 100 ist üblicherweise farbcodiert, wobei beige eine Multi-Mode-Faser und blau eine Single-Mode-Faser darstellt. Die Farbe kann durch die seitliche Ausnehmung 62, 64 leicht gesehen werden, so dass die Identifizierung und das Auswechseln erleichtert wird.
Das vordere Gehäuseende 46 hat ein bestimmtes, allgemein mit 106 bezeichnetes Eckenmuster. Dieses Eckenmuster 106 passt zu dem Eckenmuster früherer Steckverbinder, die von der Anmelderin vertrieben werden, so dass der Stecker 34 damit kompatibel ist.
Der Einsatz 44 rastet in das Gehäuse 38 ein, treibt die vormontierten Steckereinheiten 40, 42 zur Anlage an den ringförmigen Flanschen 82, 84 an und befestigt die Verstärkungselemente 22, 24 am Stecker 34. Insbesondere hat der Einsatz 44 sich nach außen öffnende, im Wesentlichen C-förmige Abschnitte 108, 110, die erste und zweite Einsatzkanäle 112, 114 bilden. Im montierten Steckerzustand fluchten die Gehäusekanäle 78, 80 und die Einsatzkanäle 112, 114 im Wesentlichen axial. Der Durchmesser der Einsatzkanäle 112, 114 ist geringer als der Durchmesser der Gehäusekanäle 78, 80, und der Einsatz 44 greift an der Trennwand 66 und den beiden hinteren Flächen 104 im montierten Steckerzustand an. Somit sind die federvorgespannten Ferrulenhalter 40, 42 bezüglich des Gehäuses 38 arretiert.
Der Einsatz 44 hat erste und zweite gegenüberliegende obere Einrastvorsprünge 116, 118 und einen zentralen unteren Einrastvorsprung 120. Im montierten Steckerzustand greifen die Vorsprünge 116, 118, 120 in die Einrastöffnungen 86, 88, 90 des Gehäuses 38 arretierend ein. Der Einsatz 44 hat außerdem einen zentralen nach oben offenen Kanal 122 zur Aufnahme der oberen Verlängerung 68 der Trennwand 66. Diese Gesamtanordnung erleichtert die Montage des Anschlusssystems 10, so dass der Einsatz 44 bezüglich des Gehäuses 38 schnell ausgerichtet werden kann.
Die Lichtwellenleiter 16, 18 und die Verstärkungselemente 22, 24 sind in den Einsatzkanälen 112, 114 im montierten Steckerzustand aufgenommen. Die offe nen Außenseiten der Kanäle 112, 114 erleichtern die Montage und das Auswechseln.
Die LWL-Buchse 36 hat ein vorderes und ein hinteres Buchsenende 122, 124. Die Buchse 36 nimmt den Stecker 34 durch das vordere Buchsenende 122 auf, und das Kabel 14 durch das hintere Buchsenende 124. Das vordere Ende 122 hat eine Innenform im Wesentlichen entsprechend dem vorderen Gehäuseende 46. In üblicher Weise rastet die Einrastklinke 90 arretierend an der Buchse 36 ein.
Die Buchse 36 hat erste und zweite seitliche Ausschnitte 126, 128, die sich vom vorderen Buchsenende 122 nach hinten erstrecken, um erste und zweite Buchsenstabilisierungsflächen 130, 132 zu schaffen. Im arretierten Zustand des Anschlusssystems 10 liegen die Steckerstabilisierungsflächen 58, 60 an den Buchsenstabilisierungsflächen 130, 132 an. Dieser feste Kontakt zwischen den vier Flächen 58, 60, 130, 132 verbessert und stabilisiert die Verbindung zwischen dem LWL-Stecker 34 und der LWL-Buchse 36 wesentlich.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt 5. Diese Ausführungsform verwendet ein LWL-Kabel, bei dem die Lichtwellenleiter 16, 18 mit einem einzigen Verstärkungselement 20 umhüllt sind. Um die richtige Belastung aufrecht zu erhalten, ist das Verstärkungselement 20 am Einsatz 44 gegenüber den federvorgespannten Ferrulenhaltern 40, 42 befestigt.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform hat der Einsatz 44 einen sich nach hinten erstreckenden, im Wesentlichen zylindrischen Vorsprung 134. Der Vorsprung 134 ist zentral angeordnet, befindet sich im Wesentlichen zwischen dem ersten und zweiten Einsatzkanal 112, 114 und bildet zwei im Wesentlichen gegenüberliegende Durchgangsschlitze 136, 138. Die Lichtwellenleiter 16, 18 verlaufen durch die ersten und zweiten Einsatzkanäle 112, 114 und die Schlitze 136, 138, die in üblicher Weise an die Ferrulen 92 angeschlossen sind.
Bei jeder der bevorzugten Ausführungsformen ist das Glasfaserkabel 12 am Stecker 34 mit der richtigen Belastung befestigt, d. h. im Wesentlichen unter Vermeidung einer Belastung der Lichtwellenleiter 16, 18. Das Gehäuse 38 und der Einsatz 44 bilden zusammen eine allgemein mit 140 bezeichnete Verbindungseinrichtung zum (i) Positionieren und Befestigen der federvorgespannten Ferrulenhalter 40, 42 bezüglich des Steckers 34 und (ii) zur strukturellen Befestigung des Verstärkungselements 20 am Stecker 34.
Bei der unmittelbar zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsform hat die Verbindungseinrichtung 140 eine erste, allgemein mit 142 bezeichnete Quetscheinrichtung zur Befestigung des einzelnen Befestigungselements 20 am Einsatz 44 bzw. insbesondere an dessen Vorsprung 134. Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform hat die Verbindungseinrichtung 140 eine zweite, allgemein mit 144 bezeichnete Quetscheinrichtung zur Befestigung der Verstärkungselemente 22, 24 an den federvorgespannten Ferrulenhaltern 40, 42, insbesondere an deren Hauptleitern 98. Die erste und zweite Quetscheinrichtung 142, 144 haben übliche LWL-Quetschelemente 146.
Um die Belastung des Kabels 12 weiter zu reduzieren, hat das Anschlusssystem 10 eine übliche Zugentlastungshaube 148. Die Haube 148 rastet am Einsatz 44 ein, wie am besten die 2 und 5 zeigen.
Vorstehend wurden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Selbstverständlich können Änderungen durchgeführt werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche festgelegt ist, zu verlassen.

Claims

Lichtwellenleiter (LWL)-Anschlusssystem (10), bestehend aus – einem LWL-Kabel (12) mit zwei Lichtwellenleitern (16, 18); – einem LWL-Stecker (34), der das LWL-Kabel (12) aufnimmt und ein Gehäuse (38), einem ersten und einem zweiten federvorgespannten Ferrulenhalter (40, 42) und einem Einsatz (44) hat, wobei der erste und zweite federvorgespannte Ferrulenhalter (40, 42) eine Vorder- und eine Rückseite (102, 104) haben; – das Gehäuse (38) ein vorderes und ein hinteres Gehäuseende (46, 48), eine obere und eine untere Wand (50, 52) und im Wesentlichen bogenförmige Seitenwände (54, 56) hat, wobei die obere und die untere Wand und die bogenförmigen Seitenwände Kanäle (78, 80) bilden, die sich vom vorderen Gehäuseende (46) aus im Wesentlichen nebeneinander erstrecken; – der erste und zweite federvorgespannte Ferrulenhalter (40, 42) jeweils in den Kanälen (78, 80) gleiten und sich über das vordere Gehäuseende (46) im montierten Steckerzustand hinaus erstrecken; und – der Einsatz (44) wenigstens teilweise die Lichtwellenleiter (16, 18) aufnimmt und am Gehäuse (38) durch das hintere Gehäuseende (48) einrastet; und – einer LWL-Buchse (36) zur Aufnahme des LWL-Steckers (34) im angeschlossenem Zustand, wobei der LWL-Stecker an der LWL-Buchse (36) einrastet; – das Gehäuse (38) und der Einsatz (44) zusammen eine Verbindungseinrichtung bilden, um den ersten und zweiten federvorgespannten Ferrulenhalter (40, 42) bezüglich des LWL-Steckers (34) zu positionieren und einen ersten Kabelverstärker (20) am LWL-Stecker (34) zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite vorgespannte Ferrulenhalter (40, 42) jeweils eine erste und zweite Hülse (100) haben, die die Ferrulen (92) der federvorgespannten Ferrulenhalter (40, 42) umgibt, und die im Wesentlichen bogenförmigen Seitenwände (54, 56) in einem vorbestimmten Abstand vom vorderen Gehäuseende (46) enden, um eine erste und zweite Ausnehmung (62, 64) in den ersten und zweiten Kanal (78, 80) zu bilden, die die erste und zweite Hülse (100) freilegen, die farbkodiert und durch die Ausnehmungen (62, 64) sichtbar sind, um ein Mittel zur Identifizierung der Art der verwendeten Lichtwellenleiter zu bilden.
LWL-Anschlusssystem nach Anspruch 1, bei dem die Verbindungseinrichtung einen ersten und einen zweiten Flansch (82, 84) im ersten und zweiten Kanal (78, 80) hat, um jeweils die vordere Montageseite (102) des ersten und zweiten federvorgespannten Ferrulenhalters (40, 42) zu erfassen, und der Einsatz (44) die Rückseite des ersten und zweiten federvorgespannten Ferrulenhalters (40, 42) erfasst, so dass der erste und zweite federvorgespannte Ferrulenhalter gesichert ist.
LWL-Anschlusssystem nach Anspruch 2, bei dem die Verbindungseinrichtung außerdem eine erste Quetscheinrichtung (142) zur strukturellen Befestigung eines ersten Kabelverstärkers (20) am Einsatz (44) aufweist.
LWL-Anschlusssystem nach Anspruch 2, bei dem der erste Kabelverstärker (20) zwei Verstärkungselemente (22, 24) hat, die jeweils den beiden Lichtwellenleitern (16, 18) zugeordnet sind, wobei die Verbindungseinrichtung außerdem eine zweites Quetscheinrichtung (144) hat, um die beiden Verstärkungselemente (22, 24) jeweils am ersten und zweiten federvorgespannten Ferrulenhalter (40, 42) strukturell zu befestigen.
LWL-Anschlusssystem nach Anspruch 1, bei dem die erste und zweite Ausnehmung (62, 64) jeweils eine erste und zweite Steckerstabilisierungsfläche (58, 60) bilden, um an der LWL-Buchse (36) anzugreifen und daran anzuliegen, so dass die Verbindungsstabilität erhöht wird.