DE4237945C1

DE4237945C1 - Centring and coupling unit for in=line optical connector pins - has body with slotted ends to receive pins and centre section with larger diameter region

Info

Publication number: DE4237945C1
Application number: DE19924237945
Authority: DE
Inventors: Vinko Dipl Ing Tonejc; Andreas Dipl Ing Steffensen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2012-11-07

Abstract

Optical conductors (3,4) are set into pins (1,2) which are inserted into an in line coupling element (16). The end sections of the coupling are slotted (11,12) and have tapered lead in sections. The coupling pins are inserted and are retained by the radial force applied over the slotted sections. The centre region has a slightly larger diameter (18) than that of the pin contact region (8). ADVANTAGE - Simple construction for easy mfr. Provides reproducible coupling with defined coupling ratio.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrierhülse zum koaxialen Verbinden von Steckerstiften, in denen jeweils ein Licht wellenleiter enthalten ist,The invention relates to a centering sleeve for coaxial Connect connector pins, each containing a light waveguide is included,

- With both ends of the receiving openings, into each of which a plug pin can be inserted, wherein

- The inside widths of the receiving openings are smaller than the outside widths of the connector pins and where

- The receiving openings are each formed by at least one slot, and
- With a central area in which the end faces of the inserted connector pins to form one Facing the coupling level.

Die DE-A1-39 02 022 beschreibt einen Lichtwellen leiter-Verbinder mit einer Zentrierhülse zum koaxialen, lösbaren Verbinden von zwei Steckerstiften, in denen jeweils ein Lichtwellenleiter festgelegt ist. Die Stecker stifte werden mit erheblichem Spiel in die Zentrierhülse eingeführt und mittels an Steckerstiftgehäuseteilen ge haltenen federnden Elementen verrastet. Um trotz der Spielfreiheit der Steckerstifte eine hohe Positionier genauigkeit der Lichtwellenleiter zueinander zu gewähr leisten, ist der bekannte Lichtwellenleiter-Verbinder mit einer verhältnismäßig aufwendig gestalteten Führungsein richtung versehen. Aufgrund nicht abgeschirmter, relativ großer Freiräume innerhalb der Zentrierhülse können von außen verbindungsstörende Fremdpartikel eintreten.DE-A1-39 02 022 describes a light wave conductor connector with a centering sleeve for coaxial, detachable connection of two connector pins in which an optical fiber is defined in each case. The plugs Pins are inserted into the centering sleeve with considerable play introduced and ge by means of connector housing parts resilient elements locked. To despite the Freedom of play of the connector pins a high positioning to ensure accuracy of the optical fibers to each other afford, the well-known optical fiber connector with a relatively complex management direction. Due to unshielded, relative large spaces within the centering sleeve can be from external foreign particles enter the connection.

Die DE-C2-32 43 309 offenbart eine Verbinderanordnung zum Verbinden einer Linse eines elektrooptischen Elements mit einem Ende eines Lichtwellenleiters, dessen Endbereich von einem Steckerstift mit zwei Flanschen umgeben ist. Das elektrooptische Element ist von einem Verbindergehäuse aufgenommen, das einen von mehreren flexiblen Fingern gebildeten Kanal als geschlitzte Aufnahmeöffnung für den Steckerstift aufweist. In eingeführter Lage verrasten Schultern der Finger an dem hinteren Flansch des Steckerstiftes, der sich stirnseitig an einem Elastomer körper im linsennahen Kanalende abstützt. Das Verhältnis der Innenweite des Kanals zur Außenweite des Steckerstifts und das Problem der Einführung verbindungsstörender Fremdpartikel in den Kopplungsbereich zwischen Linse und Lichtwellenleiter sind in der DE-C2-32 43 309 nicht angesprochen.DE-C2-32 43 309 discloses a connector arrangement for Connecting a lens of an electro-optical element with one end of an optical waveguide, the end region of is surrounded by a plug pin with two flanges. The electro-optical element is from a connector housing added one of several flexible fingers formed channel as a slotted receiving opening for the Has plug pin. Lock in the inserted position Shoulders of the fingers on the rear flange of the Connector pin, which is on the end face of an elastomer body is supported in the channel end near the lens. The relationship the inside width of the channel to the outside width of the connector pin and the problem of introducing disruptive connections Foreign particles in the coupling area between the lens and Optical waveguides are not in DE-C2-32 43 309 addressed.

Aus der EP-A1-0 362 128 ist eine Zentrierhülse der ein gangs genannten Art bekannt, die aus einem verhältnismäßig dünnen, beispielsweise keramischen Material mit einem durchgehenden axial verlaufenden Schlitz gebildet ist. Die bekannte Zentrierhülse weist beidendig Aufnahmeöffnungen auf, deren Weite kleiner als die Außenweite der Stecker stifte bemessen ist, so daß die Zentrierhülse beim Einfüh ren der Steckerstifte unter verhältnismäßig großen Biege spannungen aufgefedert wird. Die eingeführten Steckerstif te stehen sich stirnseitig unter Bildung einer Kopplungs ebene zur optischen Kopplung der Lichtwellenleiter in einem Mittenbereich der Zentrierhülse gegenüber. Der durch gehende Schlitz der bekannten Zentrierhülse vermindert die mechanische Stabilität erheblich, so daß die bekannte Zentrierhülse von einer weiteren ungeschlitzten Stabili sierungshülse in schwimmen der Lagerung umgeben werden muß. Die Stabilisierungshülse ist ihrerseits in einem Stecker gehäuse mit Sicherungselementen festgehalten. Eine Kopp lung von Steckerstiften mit der bekannten Zentrierhülse gestaltet sich aufgrund der zusätzlich erforderlichen Teile vergleichsweise aufwendig. Der durchgehende Schlitz der bekannten Zentrierhülse ermöglicht einen radialen Zu tritt von Schmutzpartikeln (Staub) und die Einwirkung weitere Umgebungseinflüsse (z. B. Feuchtigkeit) im Bereich der Kopplungsebene. Die Schmutzpartikel können beim Ein führen der Steckerstifte aufgrund der Preßpassung zwischen Steckerstift und Zentrierhülse entlang der Zentrierhül seninnenwand mitgeführt werden und abstandsvergrößernd zwischen die Stirnflächen der Steckerstifte gelangen.EP-A1-0 362 128 discloses a centering sleeve gangs mentioned known from a relative thin, for example ceramic material with a continuous axially extending slot is formed. The known centering sleeve has receiving openings at both ends on, whose width is smaller than the outer width of the connector pins is dimensioned so that the centering sleeve during insertion Ren the connector pins under relatively large bending tension is springed up. The introduced plug pin te form a coupling on the face plane for optical coupling of the optical fibers in opposite a center area of the centering sleeve. The through going slot of the known centering sleeve reduces the mechanical stability considerably, so that the known Centering sleeve from another unslit stabilizer sierungshülse in swimming storage must be surrounded. The stabilizing sleeve is in turn in a plug housing held with securing elements. A kopp development of connector pins with the known centering sleeve designed due to the additional required Parts comparatively complex. The continuous slot the known centering sleeve enables radial closing occurs from dirt particles (dust) and exposure other environmental influences (e.g. moisture) in the area the coupling level. The dirt particles can on lead the connector pins between due to the interference fit Connector pin and centering sleeve along the centering sleeve be carried along and increase the distance get between the end faces of the connector pins.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer Zentrierhülse, die bei einfachstem Aufbau und einfacher Herstellbarkeit eine reproduzierbare Kopplung von zwei Steckerstiften unter definierten Kopplungsver hältnissen gewährleistet. The object of the invention is therefore to create a centering sleeve with the simplest construction and a reproducible coupling of two connector pins under defined coupling connection conditions guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Zentrier hülse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Zentrierhülse im Mittenbereich ungeschlitzt ist und daß die Innenweite des Mittenbereichs größer als die Außen weiten der Steckerstifte bemessen ist. Durch die unge schlitzte Ausbildung des Mittenbereichs wird die mecha nische Eigenstabilität der Zentrierhülse erheblich erhöht, so daß zusätzliche stützende Elemente für die Zentrier hülse nicht erforderlich sind. Mit der erfindungsgemäßen - einstückig ausbildbaren - Zentrierhülse wird eine zuverlässige koaxiale Festlegung der Steckerstifte bewirkt und eine gegen äußere Einflüsse geschützte Kopplungsebene im ungeschlitzten Mittenbereich zur Verfügung gestellt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zentrierhülse besteht darin, daß die Aufweitung im Mittenbereich einen ungestörten Kontakt der Steckerstift-Stirnseiten gewähr leistet; im Bereich der Koppelebene werden die Stirn flächen also nicht durch von der Hülse ausgehende Radialkräfte beeinträchtigt. Insbesondere ist durch die Aufweitung ein Ablageraum für beispielsweise während des Einführvorgangs mitgeschleppte Verunreinigungen gegeben.This object is achieved with a centering sleeve of the type mentioned solved in that the Centering sleeve in the middle area is not slotted and that the inside width of the middle area is larger than the outside width of the connector pins is dimensioned. Because of the the mecha the inherent stability of the centering sleeve is significantly increased, so that additional supporting elements for the centering sleeve are not required. With the invention - Can be formed in one piece - Centering sleeve is a reliable coaxial fixing of the connector pins and a coupling level protected against external influences provided in the unslit central area. Another advantage of the centering sleeve according to the invention is that the widening in the middle area one Ensure undisturbed contact of the plug end faces achieves; the forehead in the area of the coupling plane so do not pass through from the sleeve Radial forces affected. In particular, by Widening a storage space for for example during the Given impurities entrained.

Die mechanische Festigkeit und Belastbarkeit der erfin dungsgemäßen Zentrierhülse wird gemäß einer vorteilhaf ten Fortbildung der Erfindung dadurch weiter erhöht, daß der Mittenbereich eine sich radial nach außen er streckende Verdickung aufweist.The mechanical strength and resilience of the inventions The inventive centering sleeve is according to an advantageous th further development of the invention thereby further increased, that the center area is a radially outward he stretching thickening.

Die erfindungsgemäße Zentrierhülse läßt sich in ihrer vorzugsweise einstückigen Ausbildung besonders einfach dadurch mechanisch festlegen, daß die Verdickung flansch förmig ausgebildet ist.The centering sleeve according to the invention can be in its preferably one-piece training particularly simple mechanically determine that the thickening flange is shaped.

Um eine besonders gute Zentrierung des Steckerstiftes zu erreichen, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Aus gestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Aufnahme öffnungen mehrere, vorzugsweise symmetrisch angeordnete, Schlitze aufweisen.To center the connector pin particularly well achieve is according to a further advantageous Aus design of the invention provided that the inclusion openings several, preferably symmetrically arranged, Have slots.

In fertigungstechnischer Hinsicht ist es besonders vor teilhaft, wenn die Zentrierhülse aus einem spritzgieß baren Kunststoff besteht; die Zentrierhülse kann dann in einem einzigen Spritzgußgang hergestellt werden. Aufgrund der Ausbildung der Aufnahmeöffnungen im Untermaß in bezug auf die Steckerstiftweite werden an die Maßgenauigkeit der Spritzgußformkerne zur Ausbildung der Aufnahmeöffnungen keine hohen Anforderungen gestellt.In terms of manufacturing technology, it is particularly important partial if the centering sleeve from an injection molding ed plastic; the centering sleeve can then in be produced in a single injection molding process. Because of the formation of the undersize receiving openings in relation on the pin width will depend on the dimensional accuracy of the Injection mold cores to form the receiving openings no high demands.

Das Entfernen der Gußformkerne wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch erleich tert, daß die Zentrierhülse aus einem Kunststoff mit geringem Reibungskoeffizienten besteht. Die Verwendung eines Kunststoffs mit geringem Reibungskoeffizienten ermöglicht ferner ein besonders günstiges Einführ- bzw. Herausziehverhalten für die Steckerstifte.The removal of the mold cores is according to another advantageous embodiment of the invention thereby facilitate tert that the centering sleeve with a plastic low coefficient of friction exists. The usage a plastic with a low coefficient of friction also enables a particularly favorable insertion or Pull-out behavior for the connector pins.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Zentrierhülse anhand einer Zeichnung weiter erläu tert, wobei die Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemäße Ze ntrierhülse in um 90° versetzten Schnittdarstellungen zeigen.An exemplary embodiment of a centering sleeve according to the invention is further explained with reference to a drawing, with FIGS . 1 and 2 showing a centering sleeve according to the invention in sectional views offset by 90 °.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Zentrierhülse zum koaxia len Verbinden von zwei andeutungsweise dargestellten Steckerstiften 1, 2, in deren Zentralachse jeweils ein Lichtwellenleiter 3, 4 festgelegt ist. Die Zentrier hülse hat beidendig Aufnahmeöffnungen 5, 6. Die Aufnah meöffnungen 5, 6 weisen einen Kreisquerschnitt auf, wobei ihr Innendurchmesser (Innenweite) 7, 8 jeweils kleiner als der Außendurchmesser (Außenweite) 9, 10 der Steckerstifte 1, 2 bemessen ist. Die Aufnahmeöffnungen weisen vorzugs weise mehrere (z. B. drei um 120° versetzt angeordnete) sich zumindest teilweise axial erstreckende Schlitze auf, wobei in den Fig. 1 und 2 der Übersichtlichkeit halber nur jeweils ein Schlitz 11, 12 dargestellt ist. Durch aufeinander abgestimmte Ausbildung der Steckerstiftlängen und der Tiefe der Aufnahmeöffnungen 5, 6 ist gewährlei stet, daß sich die Stirnflächen 13, 14 der Steckerstifte 1, 2 im eingeführten Zustand unter Bildung einer Kopp lungsebene 15 in einem Mittenbereich 16 der Zentrierhülse gegenüberstehen. Figs. 1 and 2 show a centering sleeve for connecting two koaxia len suggestively illustrated plug pins 1, 2, in which each central axis, an optical waveguide 3, is fixed. 4 The centering sleeve has receiving openings 5 , 6 at both ends. The recording openings 5 , 6 have a circular cross section, their inner diameter (inner width) 7 , 8 each being smaller than the outer diameter (outer width) 9 , 10 of the plug pins 1 , 2 . The receiving openings preferably have a plurality of (for example three, 120 ° offset) at least partially axially extending slots, only one slot 11 , 12 being shown in FIGS. 1 and 2 for the sake of clarity. By coordinated design of the connector pin lengths and the depth of the receiving openings 5 , 6 is guaranteed that the end faces 13 , 14 of the connector pins 1 , 2 face in the inserted state to form a coupling level 15 in a central region 16 of the centering sleeve.

Die Zentrierhülse ist im Mittenbereich 16 ungeschlitzt; der Mittenbereich 16 verdickt sich nach außen radial unter Bildung eines Flansches 17. Die Innenweite (Innen durchmesser) 18 des Mittenbereichs 16 ist größer als die Außenweiten 9, 10 der Steckerstifte 1, 2 bemessen. Die Zentrierhülse ist in einem einzigen Spritzgußvorgang aus einem Kunststoff hergestellt, der einen geringen Rei bungskoeffizienten aufweist. Ein beispielsweise geeigneter Kunststoff ist Polytetrafluortethylen (PTFE).The centering sleeve is unslotted in the central area 16 ; the central region 16 thickens radially outward to form a flange 17 . The inner width (inner diameter) 18 of the central region 16 is larger than the outer widths 9 , 10 of the connector pins 1 , 2 . The centering sleeve is made in a single injection molding process from a plastic that has a low coefficient of friction. An example of a suitable plastic is polytetrafluorethylene (PTFE).

Nach dem Einführen der Steckerstifte 1, 2 in die Aufnah meöffnungen 5, 6 stehen sich die Stirnflächen 13, 14 vor zugsweise in unmittelbarem Kontakt in der Kopplungsebene 15 gegenüber. Beim Einführen evtl. mitgeschleifte Ver unreinigungen finden in dem innenseitig erweiterten Mit tenbereich 16 (Innenweite 18) ausreichenden Ablagerungs raum. Diese Verunreinigungen können daher nicht auf die kopplungswesentlichen Bereiche der bevorzugt ballig ausgebildeten Stirnflächen 13, 14 gelangen. Nach Einführen der Steckerstifte 1, 2 ist der Mittenbereich gegen äußere Einwirkungen (Verschmutzungen, Feuchtigkeit) weitgehend abgeschirmt. Die im Mittenbereich ungeschlitzte Zentrier hülse weist eine bemerkenswert hohe mechanische Stabilität auf, so daß die Zentrierhülse als einstückig ausgebilde tes Element ohne weitere Bauteile durch den angeformten Flansch unmittelbar an einem anderen Bauteil festgelegt werden kann. Während den Aufnahmebohrungen 5, 6 durch jeweils einen oder mehrere Schlitze ein ausgezeichnetes Federverhalten verliehen ist, das zu einer reproduzier baren definierten Zentrierung der Steckerstifte 1, 2 beiträgt, werden die stirnseitigen Bereiche der Stecker stifte 1, 2 von Radialkräften frei in der Zentrierhülse gehalten. Die Verwendung von spritzgießbarem Kunststoff mit geringem Reibungskoeffizienten verleiht der Zentrier hülse einerseits ein hervorragendes Steckverhalten, das eine hohe Anzahl von Steckwechselspielen ermöglicht, und andererseits ein leichtes Entfernen des im Mittenbereich verdickten Spritzgußkernes.After the insertion of the plug pins 1 , 2 into the openings 5 , 6 , the end faces 13 , 14 face each other, preferably in direct contact in the coupling plane 15 . When introducing any entrained contaminants, there is sufficient storage space in the center area 16 (inside width 18 ), which is enlarged on the inside. These contaminants can therefore not reach the coupling-essential areas of the preferably spherical end faces 13 , 14 . After inserting the connector pins 1 , 2 , the central area is largely shielded from external influences (dirt, moisture). The unslotted centering sleeve has a remarkably high mechanical stability, so that the centering sleeve can be set as a one-piece element without additional components by the molded flange directly on another component. While the receiving holes 5, 6 in each case by one or more slots an excellent spring behavior is imparted to the defined for a reproducible cash centering of the plug pins 1, 2 contributes to the front end portions of the connectors are pins 1, 2 held by radial forces freely in the centering sleeve. The use of injection-moldable plastic with a low coefficient of friction gives the centering sleeve, on the one hand, an excellent plug-in behavior, which enables a large number of plug-in games, and, on the other hand, easy removal of the injection-molded core thickened in the center area.

Claims

1. centering sleeve for the coaxial connection of plug pins ( 1 , 2 ), each containing an optical waveguide ( 3 , 4 ),

- With both end receiving openings ( 5 , 6 ), into each of which a plug pin ( 1 , 2 ) can be inserted, wherein
- - The inner widths ( 7 , 8 ) of the receiving openings ( 5 , 6 ) are smaller than the outer widths ( 9 , 10 ) of the connector pins ( 1 , 2 ) and where
- - The receiving openings ( 5 , 6 ) are designed to be resilient through at least one slot ( 11 , 12 ), and
- With a central area ( 16 ) in which the end faces ( 13 , 14 ) of the inserted connector pins ( 1 , 2 ) face each other to form a coupling plane ( 15 ),

characterized in that the centering sleeve in the central region (16) is uncut and in that the internal width (18) of the central region (16) is greater than the outside diameters (9, 10) of the plug pins (1, 2) be measured.

2. centering sleeve according to claim 1, characterized in that the central region ( 16 ) has a radially outwardly extending thickening ( 17 ).

3. centering sleeve according to claim 2, characterized in that the thickening ( 17 ) is flange-shaped.

4. Centering sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving openings ( 5 , 6 ) have a plurality of, preferably symmetrically arranged, slots ( 11 , 12 ).

5. centering sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the centering sleeve made of an injection-moldable plastic consists.

6. centering sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the centering sleeve made of a plastic with little tearing exercise coefficient exists.