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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammensetzen eines optischen
Steckverbinders, einen optischen Steckverbinder und einen hybriden Steckverbinder
mit dem optischen Steckverbinder und einem elektrischen Steckverbinder.
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Bei
einem Fahrzeug, z. B. einem Automobil, werden von verschiedenen
Sensoren viele Signale übertragen
und werden zum Steuern verschiedener elektronischer Komponenten
viele Signale verwendet. Falls diese Signale mittels einzelner Signalleitungen übertragen
werden, wird die Anzahl dieser Signalleitungen groß, was dazu
führt,
daß der
Kabelbaum ein sehr hohes Gewicht hat. Zusätzlich nehmen der Umfang und
die Dichte der übertragenen
Information von Jahr zu Jahr zu.
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Um
dem Herr zu werden, wurde im Laufe der letzten Jahre ein System
eingeführt,
bei dem ein Teil der Kabelbäume
durch optische Faserkabel ersetzt ist. Zum Beispiel wurde zwischen
Knoten eine Verbindung mittels optischer Faserkabel hergestellt.
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Falls
die Kabelbäume
teilweise durch optische Faserkabel ersetzt sind, sind optische
Steckverbinder erforderlich, die einen an einem Ende des optischen
Faserkabels angeordneten optischer Stecker und eine Steckerbuchse
aufweisen, die aus einem optischen Gehäuse und je einem in dem optischen Gehäuse befestigten
lichtemittierenden und lichtempfangenden Modul mit einem lichtemittierenden bzw.
einem lichtempfangenden Element gebildet ist.
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Zum
Zusammensetzen des optischen Steckverbinders ist es jedoch erforderlich,
daß das
lichtemittierende Modul und das lichtempfangende Modul einzeln in
ein optisches Gehäuse
eingebracht und dort befestigt werden, was den Vorgang des Zusammensetzens
mühsam
macht.
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In
diesem Zusammenhang wird es, falls die Kabelbäume teilweise durch optische
Faserkabel ersetzt werden, z. B. für einen Autohersteller mühsam, eine
Verbindung zwischen zueinander gehörigen elektrischen Steckverbindern
und optischen Steckverbindern herzustellen. Um dem Herr zu werden,
ist es wünschenswert,
daß ein
hybrider Steckverbinder verwendet wird, bei dem ein elektrischer
Steckverbinder und ein optischer Steckverbinder in einem kombiniert
sind, und bei dem das Verbinden des elektrischen Steckverbinders
und des optischen Steckverbinders in einem Verbindevorgang vollbracht
wird. Durch das einzelne Befestigen des lichtemittierenden und des
lichtempfangenden Moduls wird das Zusammensetzen eines solchen hybriden
Steckverbinders auch mühsam.
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Weiter
ist der optische Steckverbinder, sobald er zusammengesetzt ist,
auf einer Platine implementiert, und so ist es notwendig, daß die Drähte des lichtemittierenden
und des lichtempfangenden Moduls genau in Position gebracht werden,
so daß sie nicht
die Platine berühren
und während
der Implementierung auf der Platine gequetscht werden. Zu diesem
Zweck muß beim
Zusammensetzen des optischen Steckverbinders extreme Sorgfalt auf
die exakte Positionierung des lichtemittierenden und des lichtempfangenden
Moduls aufgewandt werden, was eine nachteilige Auswirkung auf die
Produktivität
hat und zu einer Steigerung der Kosten des optischen Steckverbinders
führt.
Obiges trifft auch auf den Fall von hybriden Steckverbindern mit
einem optischen Steckverbinder zu.
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Die
US 5 305 408 A beschreibt
einen optischen Steckverbinder, bei dem ein lichtemittierendes und
ein lichtempfangendes Modul mit jeweils einem gegossenen Abschnitt
unmittelbar und einzeln in ein optisches Gehäuse eingesetzt sind.
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Die
EP 0 053 482 A2 offenbart
einen optischen Steckverbinder, bei dem ein Modul mit einem optoelektronischen
Element unmittelbar in ein optisches Gehäuse eingesetzt ist.
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Aus
der
DE 197 33 174
A1 ist eine Steckverbinderanordnung für einen Lichtwellenleiter bekannt, bei
der ein Lichtwellenleiter abschnitt mit einem Kern und einer Hülse als
Kupplungseinheit zwischen einer optisch aktiven Fläche und
dem Ende des Lichtwellenleiters in einem Gehäuse eingesetzt ist.
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Die
US 4 737 008 A beschreibt
einen optischen Steckverbinder, bei dem zwei Module mit Steckerstiften
unmittelbar in zylindrische Führungen
eines optischen Gehäuses
eingesetzt sind.
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Die
GB 2 106 662 A beschreibt
einen hybriden Steckverbinder, bei dem elektrische Leiter und optische
Fasern in gesondert geformten Abschnitten eingesetzt sind.
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Ziel
der Erfindung ist es, ein Verfahren zum einfachen Zusammensetzen
eines optischen Steckverbinders und einen optischen Steckverbinder
und einen hybriden Steckverbinder, welche einfach zusammengesetzt
werden können,
zu schaffen.
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Dies
wird gemäß der Erfindung
durch ein Verfahren, einen optischen Steckverbinder und einen hybriden
Steckverbinder nach den Merkmalen aus den Ansprüchen 1, 3 bzw. 8 erreicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Bei
dem obigen erfindungsgemäßen Verfahren
sind das lichtemittierende Modul und das lichtempfangende Modul
zum Positionieren direkt oder indirekt in dem jeweiligen Modulaufnahmebereich der
Ummantelung aufgenommen. Wenn das lichtemittierende Modul und das
lichtempfangende Modul in der Ummantelung in Position aufgenommen
sind, kann der optische Steckverbinder leicht dadurch zusammengesetzt
werden, daß die
Ummantelung in dem optischen Gehäuse
befestigt wird. Mit anderen Worten können das lichtemittierende
Modul und das lichtempfangende Modul im voraus in einem gesonderten
Verfahren direkt oder indirekt in die Ummantelung aufgenommen werden.
Dies erlaubt eine erleichterte Durchführung des Zusammensetzens des optischen
Steckverbinders.
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Bei
dem obigen Verfahren werden die direkt oder indirekt bei dem ersten
und dem zweiten gegossenen Abschnitt vorgesehenen zylin drischen
Abschnitte von den Ausschnitten geführt, so daß der Vorgang des Positionierens
des lichtemittierenden und des lichtempfangenden Moduls erleichtert
ist.
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Bei
dem obigen optischen Steckverbinder werden, wenn das lichtemittierende
und das lichtempfangende Modul direkt oder indirekt in dem jeweiligen
Modulaufnahmebereich der Ummantelung aufgenommen sind, die zylindrischen
Abschnitte in den zugehörigen
Ausschnitten geführt,
so daß die Module
in Position gebracht werden. Wenn das lichtemittierende und das
lichtempfangende Modul in der Ummantelung in Position aufgenommen
sind, kann der optische Steckverbinder durch Befestigen der Ummantelung
in dem optischen Gehäuse
leicht zusammengesetzt werden. Mit anderen Worten können, dank
des ersten und des zweiten gegossenen Abschnittes oder der mit jeweils
dem zylindrischen Abschnitt zum Aufnehmen der Hülse versehenen ersten und zweiten
Modulhülle
und dadurch, daß die Ummantelung
die Ausschnitte zum Führen
der zylindrischen Abschnitte aufweist, um das lichtemittierende
und das lichtempfangende Modul in Position zu bringen, das lichtemittierende
und das lichtempfangende Modul vorab in einem gesonderten Verfahren direkt
oder indirekt in den Modulaufnahmebereich der Ummantelung aufgenommen
werden. Dies erlaubt eine einfache Durchführung des Zusammensetzens des
optischen Steckverbinders.
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Wenn
die Ummantelung in das optische Gehäuse eingebaut wird, ist ein
Verkippen des ersten und des zweiten gegossenen Abschnitts in eine
Rotationsrichtung rund um die optische Achse beschränkt, so
daß die
ersten und die zweiten Drähte
in Position gebracht sind.
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Die
hier verwendete Bezeichnung "hybrider Steckverbinder" soll einen Steckverbinder
mit einem optischen Steckverbinder und einem elektrischen Steckverbinder,
die in einem Teil kombiniert sind, bezeichnen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeich nung näher erläutert.
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1 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht eines hybriden Steckverbinders,
worin eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen optischen
Steckverbinders gezeigt ist;
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2 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht eines zu dem hybriden Steckverbinder
aus 1 passenden hybriden Steckverbinders;
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3 zeigt
eine Draufsicht des elektrischen Steckverbinders aus 1;
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4 zeigt
eine Vorderansicht des elektrischen Steckverbinders aus 1;
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5 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie A-A in 3;
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6 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie B-B in 4;
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7 zeigt
einen Schnitt einer Modulhülle, wie
die in 1 gezeigte, in der ein FOT mit einem lichtemittierenden
Element aufgenommen ist;
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8 zeigt
einen Schnitt einer Modulhülle, wie
die in 1 gezeigte, in der ein FOT mit einem lichtempfangenden
Element aufgenommen ist;
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9 zeigt
eine Vorderansicht einer Ummantelung wie der in 1 gezeigten;
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10 zeigt
eine Draufsicht der Ummantelung aus 9;
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11 zeigt
eine Ansicht der Ummantelung aus 9 von unten;
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12 zeigt
die Ummantelung aus 9 von der rechten Seite;
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13 zeigt
die Ummantelung aus 9 von hinten;
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14 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie C-C in 9;
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15 zeigt
eine abgewickelte Ansicht der Ummantelung aus 9;
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16 zeigt
eine Vorderansicht des optischen Gehäuses aus 1;
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17 zeigt
eine Draufsicht des optischen Gehäuses aus 16;
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18 zeigt
das optische Gehäuse
aus 16 von unten;
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19 zeigt
das optische Gehäuse
aus 16 von hinten;
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20 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie D-D in 16;
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21 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie E-E in 16;
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22 zeigt
eine perspektivische Ansicht der zwei in Position gebrachten FOTs;
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23 zeigt
eine perspektivische Ansicht des optischen Steckverbinders aus 1;
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24 zeigt
den optischen Steckverbinder aus 23 im
vertikalen Schnitt;
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25 zeigt
den optischen Steckverbinder aus 23 in
einem horizontalen Schnitt;
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26 zeigt
eine teilweise geschnittene Draufsicht des hybriden Steckverbinders
aus 1;
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27 zeigt
eine Vorderansicht des hybriden Steckverbinders aus 1;
und
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28 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie F-F in 27.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
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In 1 weist
ein auf einer herkömmlichen Platine 18 implementierter
hybrider Steckverbinder 1 einen elektrischen Steckverbinder 2 und
einen an dem elektrischen Steckverbinder 2 angeordneten
optischen Steckverbinder 3 auf.
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Der
elektrische Steckverbinder 2 weist eine Vielzahl von PCB-Anschlüssen 4 und
ein elektrisches Gehäuse 5 auf.
Der optische Steckverbinder 3 weist ein lichtemittierendes
Modul 6 und ein lichtempfangendes Modul 7, die
auch als Modul mit optischem Element oder FOT bezeichnet werden
(FOT: Fiber Optical Transceiver = faseroptischer Sendeempfänger), Modulhüllen 8, 9,
eine Ummantelung 10, Hülsen 11 und
ein optisches Gehäuse 12 auf.
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Der
optische Steckverbinder 3 hat, wie später noch beschrieben wird,
eine Struktur, die ein einfaches Zusammensetzen erlaubt und die
durch die Anordnung der Module 6 und 7 gekennzeichnet
ist.
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In 2 weist
ein zu dem hybriden Verbindungsstecker 1 passender hybrider
Steckverbinder 13 einen elektrischen Steckverbinder 14,
einen an dem elektrischen Steckverbinder 14 angeordneten optischen
Steckverbinder 15 und einen Halter 16 auf.
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Im
folgenden wird jedes wesentliche Element des hybriden Steckverbinders 1 im
Detail beschrieben.
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Die
PCB-Anschlüsse 4 sind
bekannte elektrisch leitfähige
Anschlüsse
und, wie in 1 gezeigt ist, in L-Form gebogen,
so daß sie
an einem Ende in dem elektrischen Gehäuse 5 angeordnet werden können und
an dem anderen Ende mit der nicht gezeigten Platine verbunden werden
können.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
sind PCB-Anschlüsse 4 in
zwei Reihen, einer oberen und einer unteren Reihe (6 Anschlüsse in jeder
Reihe) in dem elektrischen Gehäuse 5 angeordnet,
so daß zwei
Sorten von PCB-Anschlüssen 4 mit
unterschiedlichen Längen
vorgesehen sind.
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Das
elektrische Gehäuse 5 ist
aus einem synthetischen Harz gefertigt und weist, wie in 3 bis 6 gezeigt
ist, eine nach vorne hinaus offene, mit einem Boden versehene schachtelartige
Form auf.
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Mit
anderen Worten weist das elektrische Gehäuse 5 eine obere Wand 21 mit
einer von oben gesehen rechteckigen Form, eine zu der oberen Wand 21 parallele
untere Wand 22, je eine an die seitlichen Enden der oberen
und der unteren Wand 21 und 22 angrenzende linke
und rechte Seitenwand 23 und 24 und eine an einer
dem zum Einführen
des passenden hybriden Steckverbinders 13 (2)
gedachten offenen Ende 25 gegenüberliegenden Seite angeordnete
Rückwand 26 auf,
welche an die obere, an die untere, an die linke und an die rechte
Seitenwand 21, 22, 23 und 24 angrenzt.
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An
der Innenseite der oberen Wand 21 sind ein Eingriffszahn 29 und
Führungsrillen 30, 30 und 31 ausgebildet,
die sich alle entlang einer Anpassungsrichtung des passenden hybriden
Steckverbinders 13 erstrecken. Bei der unteren Wand 22 sind
an der Innenseite Führungsrillen 32, 32 ausgebildet.
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Der
Eingriffszahn 29 erstreckt sich in der Mitte der oberen
Wand 21 gerade von dem offenen Ende 25 bis zu
einer Innenfläche
der Rückwand 26 und
weist unter der oberen Wand 21 einen rechteckförmigen Schnitt
auf. In der oberen Wand 21 sind Schlitze 33, 33 ausgebildet,
die in Verbindung mit dem Eingriffszahn 29 stehen und sich
von nahe des offenen Endes 25 bis zur Rückwand 26 erstrecken.
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Die
Führungsrillen 30, 30 erstrecken
sich an den Seitenenden der oberen Wand 21 gerade von dem
offenen Ende 25 bis zu der Innenfläche der Rückwand 26 und sind
seitlich durch die linke bzw. die rechte Seitenwand 23 bzw. 24 definiert.
Die Führungsrillen 30, 30 weisen
unterhalb der oberen Wand 21 einen rechteckförmigen Querschnitt
auf. Die Tiefe der Führungsrillen 30, 30 ist
gleich der des Eingriffszahns 29, ihre Breite ist jedoch
geringer als die des letzteren.
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Die
Führungsrille 31 ist
zwischen dem Eingriffszahn 29 und der Führungsrille 30 an
der Seite der rechten Seitenwand 24 angeordnet und erstreckt sich
gerade von dem offenen Ende 25 bis zur Innenfläche der
Rückwand 26.
Die Führungsrille 31 hat
unter der oberen Wand 21 auch einen rechteckförmigen Querschnitt,
und ihre Tiefe ist ungefähr
halb so grob wie die der Führungsrillen 30, 30,
und ihre Breite ist ungefähr
gleich der Breite der letzteren.
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Die
Führungsrillen 32, 32 sind
an den seitlichen Enden der unteren Wand 22 ausgebildet,
den entsprechenden Führungsrillen 30, 30 gegenüberliegend
angeordnet, und sind seitlich durch die linke bzw. die rechte Seitenwand 23 bzw. 24 definiert.
Die Führungsrillen 32, 32 haben
an der unteren Wand 22 einen rechteckförmigen Querschnitt. Die Führungsrillen 32, 32 erstrecken
sich, so wie die an der oberen Wand 21 ausgebildeten Führungsrillen 30, 30 und 31,
gerade von dem offenen Ende 25 bis zur Innenfläche der
Rückwand 26.
Die Tiefe der Führungsrillen 32, 32 ist
kleiner als die der Führungsrille 31,
und ihre Breite ist ungefähr
gleich der der Führungsrillen 30, 30.
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Die
linke und die rechte Seitenwand 23 und 24 sind
je mit einem Befestigungsabschnitt 36 zum Befestigtwerden
auf der Platine 18 versehen (1). Der
Befestigungsabschnitt 36 ist von oben gesehen ungefähr halbkreisförmig, und
seine Höhe
ist näherungsweise
gleich einem Viertel der Höhe
der linken und der rechten Wand 23, 24. Der Befestigungsabschnitt 36 weist
eine mit der unteren Wand 22 fluchtende untere Fläche und
an der unteren Fläche
eine Klammer 37 auf, die mittels elastischer Verformung durch
ein in der Platine 18 ausgebildetes entsprechendes Loch
einführbar
ist und in diesem Loch einrastbar ist.
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Die
Klammer 37 ist wieder entfernbar in das Loch (nicht gezeigt)
in der Platine 18 einpassbar und weist einen zentralen
transversalen Schlitz 38 auf, der ein Verformen der Klammer
nach innen erlaubt. Die Klammer 37 rastet mittels ihrer
Abschnitte 39 in das nicht gezeigte Loch ein, so daß sie dort
festgehalten wird.
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Die
Rückwand 26 ist
flach und verläuft
senkrecht zu der oberen Wand, der unteren Wand und der linken und
der rechten Seitenwand 21, 22, 23, 24 und weist
einen Befestigungsabschnitt 40 für PCB-Anschlüsse und einen Befestigungsabschnitt 41 für optische
Steckverbinder auf, die aneinander angrenzend angeordnet sind.
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Der
Befestigungsabschnitt 40 für die PCB-Anschlüsse ist
zur rechten Seitenwand 24 hin angeordnet und nimmt die
PCB-Anschlüsse 4 an
der einen Endseite in zwei Reihen in das elektrische Gehäuse 5 auf.
Die PCB-Anschlüsse 4 werden
in den Befestigungsabschnitt 40 für die Anschlüsse gedrückt oder
einfügend
eingegossen, so daß der
elektrische Steckverbinder 2 gebildet wird. Die Biegungen
der PCB-Anschlüsse 4 in
der oberen Reihe sind weiter weg von der Rückwand 26 angeordnet
als die der PCB- Anschlüsse 4 in
der unteren Reihe.
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Der
Befestigungsabschnitt 41 für den optischen Steckverbinder
ist zur linken Seitenwand 23 hin angeordnet und weist einen
aus der Rückwand 26 hervorspringenden
Halterabschnitt 42 (6) und eine
Einführöffnung 43 für den optischen
Steckverbinder 3 (1) auf.
Die Einführöffnung 43 erstreckt sich
in der Anpassungsrichtung für
den Steckverbinder durch den Halterabschnitt 42 und die
Rückwand 26 hindurch,
so daß er
mit dem Inneren des elektrischen Gehäuses 5 in Verbindung
steht.
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Der
Halterabschnitt 42 weist eine rechteckige Form auf und
springt senkrecht aus der Rückwand 26 hervor.
In dem Befestigungsabschnitt 40 für die PCB-Anschlüsse springen
die Spitzen der Halterabschnitte 42 ein wenig weiter hervor
als die Biegungen der in der unteren Reihe angeordneten PCB-Anschlüsse 4.
Die obere und die untere wand des Halterabschnitts 42 sind
jeweils mit zwei rechteckigen Einführlöchern 44 ausgebildet,
die mit der Einführöffnung 43 in
Verbindung stehen.
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Die
Einführöffnung 43 hat
einen rechteckigen Querschnitt und weist an der Ecke zwischen der
unteren Wand und der linken Seitenwand 22 und 23 eine
abgeschrägte
Fläche 45 auf,
die sich in Längsrichtung
der Einführöffnung 43 erstreckt.
Die abgeschrägte
Fläche 45 dient
dazu, ein falsches Einstecken des optischen Steckverbinders 3 zu
verhindern (1). Die abgeschrägte Fläche 45 kann
in einer anderen als der oben genannten Ecke angeordnet sein und
kann durch einen Vorsprung oder eine Rille ersetzt sein, solange
dieser bzw. diese demselben obigen Zweck dient.
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Das
lichtemittierende Modul 6 weist, wie in 1 gezeigt
ist, einen gegossenen Teil 49 und eine Vielzahl von sich
aus dem gegossenen Teil heraus erstreckenden Drähten 48 auf. Einer
der Drähte 48 ist an
einem lichtemittierenden Element (nicht gezeigt) befestigt. Außerdem wird
eine Verdrahtung bewirkt. Die Drähte 48 sind
an ihren unteren Enden an der Platine 18 befe stigt (angelötet). Das
nicht gezeigte lichtemittierende Element ist nicht in der Mitte
des Moduls 6 (oder des gegossenen Teils 49) angeordnet,
sondern eher seitlich zum Modul 7 hin. Das lichtemittierende
Element des Moduls 6 kann zum Beispiel eine lichtemittierende
Diode (LED) sein.
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Der
gegossene Abschnitt 49 ist so gegossen, daß er einen
rechteckigen Querschnitt aus einem transparenten Harzmaterial aufweist,
der Licht zu transmittieren vermag (z. B. Epoxyharz, das vorzugsweise
den gleichen Brechungsindex hat wie die später noch beschriebene optische
Plastikfaser 121). Die Drähte 48 sind an ihren
oberen Enden in den gegossenen Abschnitt 49 eingebettet.
Der gegossene Abschnitt 49 schützt die lichtemittierenden
Elemente und dergleichen von außen.
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Dlichtempfangende
Modul 7 weist, wie in 1 gezeigt
ist, einen gegossenen Abschnitt 51 und eine Vielzahl von
sich aus dem gegossenen Abschnitt heraus erstreckenden Drähten 50 auf.
Einer der Drähte 50 ist
mit einem lichtempfangenden Element (nicht gezeigt) verbunden. Außerdem wird
eine Verdrahtung bewirkt. Die Drähte 50 sind
an ihren unteren Enden mit der Platine 18 verbunden (dort
angelötet).
Das nicht gezeigte lichtempfangende Element ist nicht in der Mitte
des Moduls 7 (oder des gegossenen Abschnitts 51)
angeordnet, sondern eher an einer Seite zum Modul 6 hin.
Das lichtempfangende Element des Moduls 7 kann z. B. eine
Photodiode (PD) sein.
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Der
gegossene Abschnitt 51 ist, so wie der gegossene Abschnitt 49,
so gegossen, daß er
einen rechteckigen Querschnitt aus einem transparenten Harzmaterial
aufweist, welches Licht zu transmittieren vermag (z. B. aus Epoxyharz,
das vorzugsweise den gleichen Brechungsindex hat wie die später noch beschriebene
optische Plastikfaser 121). Die Drähte 50 sind an ihren
oberen Enden in den gegossenen Abschnitt 51 eingebettet.
Der gegossene Abschnitt 51 schützt das lichtempfangende Element
und dergleichen gegen äußere Einflüsse.
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Die
Modulhülle 8 ist
aus einem leitfähige
Carbonfasern oder dergleichen aufweisenden synthetischen Harzmaterial
gefertigt (kann aber auch aus einem isolierenden synthetischen Harzmaterial
gefertigt sein) und weist, wie in 1 und 7 gezeigt ist,
einen Mantelkörper 54 zum
Umhüllen
des gegossenen Abschnitts 49 des Moduls 6 und
einen aus dem Mantelkörper 54 hervorspringenden
zylindrischen Abschnitt 55 auf.
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Der
Mantelkörper 54 hat,
wie in 7 gezeigt ist, eine mit einem Boden versehene
schachtelartige Form. Der gegossene Abschnitt 49 des Moduls 6 wird
durch Drücken
in den Mantelkörper 54 eingefügt. Der
Mantelkörper 54 weist
an der Einführöffnung für das Modul 6,
d.h. in der Seitenwand 57 an der von dem zylindrischen
Abschnitt 55 entfernten Seite, einen rechteckigen Ausschnitt 56 auf.
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Der
zylindrische Abschnitt 55 ist an einem Ort angeordnet,
der dem lichtemittierenden Element (nicht gezeigt) des Moduls 6 entspricht
und nimmt die zugeordnete Hülse 11 (1)
auf Druck hin auf. Der Innendurchmesser θ' des zylindrischen Abschnitts 55 in
Bezug auf den Außendurchmesser θ der Hülse 11 steht
in dem Verhältnis θ' ≤ γ. Der zylindrische Abschnitt 55 ist
mit einer darauf geschnittenen ebenen Fläche 58 ausgebildet,
die mit der oberen Wand 59 des Mantelkörpers 54 fluchtet.
Die ebene Fläche 58 ist
dazu ausgebildet, daß das
Modul 6 in Position gebracht werden kann. Der gegossene
Abschnitt 49 des Moduls 6 kann so ausgebildet
sein, daß er
die Struktur der Modulhülle 8 bereits
mit umfasst.
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Die
Modulhülle 9 ist,
wie die Modulhülle 8, aus
einem leitfähigen
synthetischen Harzmaterial mit Carbonfasern oder dergleichen ausgebildet
(kann aber auch aus einem isolierenden synthetischen Harzmaterial
gefertigt sein) und weist, wie in 1 und 8 gezeigt
ist, einen Mantelkörper 62 zum Umhüllen des
gegossenen Abschnitts 51 des Moduls 7 und einen
aus diesem Mantelkörper 62 hervorspringenden
zylindrischen Abschnitt 63 auf.
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Der
Mantelkörper 62 hat
eine mit einem Boden versehene schachtelartige Form, und der gegossene
Abschnitt 51 des Moduls 7 wird durch Drücken in
den Mantelkörper 62 eingefügt. Der
Mantelkörper 62 weist,
wie in 8 gezeigt ist, an der Einführöffnung für das Modul 7, d.h.
in der Seitenwand 65 an der von dem zylindrischen Abschnitt 63 entfernten Seite,
einen rechteckförmigen
Ausschnitt 64 auf.
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Der
zylindrische Abschnitt 63 ist an einem Ort angeordnet,
der dem lichtempfangenden Element (nicht gezeigt) des Moduls 7 entspricht,
empfängt
die zugehörige
Hülse 11 (1)
durch Drücken und
ist mit einer darauf geschnittenen ebenen Fläche 66 ausgebildet,
die mit der oberen Wand 67 des Mantelkörpers 62 fluchtet.
Die ebene Fläche 66 ist
dazu ausgebildet, das Modul 7 in Position zu bringen. Der gegossene
Abschnitt 51 des Moduls 7 kann so ausgestaltet
sein, daß er
die Struktur der Modulhülle 9 bereits
mit umfasst.
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Die
Ummantelung 10 ist aus einer geprägten leitfähigen dünnen Metallplatte gefertigt
und weist, wie in 9 bis 15 gezeigt
ist, zwei aneinander angrenzende (in eine Richtung senkrecht zur
Einführrichtung
für den
Steckverbinder aneinander angrenzend) und durch eine Trennwand 70 voneinander
getrennte Modulaufnahmebereiche 69 auf, von denen jeder
einen U-förmigen
Ausschnitt 71, einen konvexen Abschnitt 72, rechteckige
Durchführlöcher 73 und
einen Befestigungsabschnitt 74 zum Befestigen an der nicht
gezeigten Platine auf. Die Modulaufnahmebereiche 69 nehmen
auf ein Drücken
hin die entsprechenden Modulhüllen 8 und 9 auf
(1). Die Ummantelung 10 kann auch aus
einem leitfähigen synthetischen
Harzmaterial mit Carbonfasern oder dergleichen gefertigt sein. Die
der Ummantelung 10 vermittelte Leitfähigkeit erhöht die Abschirmeigenschaften
der Module 6 und 7 (1).
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Die
Ausschnitte 71 sind in der vorderen Wand 75 der
Modulaufnahmebereiche 69 ausgebildet. In die Ausschnitte 71 werden
die entsprechenden zylindrischen Abschnitte 55, 63 eingeführt (1). Wenn
die zylindrischen Abschnitte 55, 63 in die entsprechenden
Ausschnitte 71 eingeführt
werden, wird die Positionierung der Module 6, 7 vollführt. Die
Breite T der Ausschnitte 71 ist für eine zuverlässige Positionierung
gleich dem Außendurchmesser T' der zylindrischen
Abschnitte 55 und 63 gesetzt. (Es kann aber auch
T≠T' sein).
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Die
konvexen Abschnitte 72 haben eine ovale Form und sind so
ausgebildet, daß sie
auf Berührung
an Orten, die den Ausschnitten 71 entsprechen, aus der
Rückwand 76 der
Modulaufnahmebereiche 69 hervorspringen. Jeder konvexe
Abschnitt 72 ist mit einer umlaufenden Abschrägung versehen.
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Die
Durchführlöcher 73 sind
in der Seitenwand 77 jedes Modulaufnahmebereichs 69 der Trennwand 70 gegenüberliegend
ausgebildet. Die Ummantelung 10 ist durch die Durchführlöcher 73 hindurch
in dem optischen Gehäuse 12 befestigt (1).
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Der
Befestigungsabschnitt 74 erstreckt sich von jeder Seitenwand 77 und
dient nicht nur zum Befestigen der Ummantelung 10 an der
Platine 18 (1), sondern auch als Erdanschluß.
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Im
folgenden ist die Ummantelung 10 näher erläutert. 15 zeigt
die Ummantelung 10 in nicht entfaltetem Zustand, wobei
durch gestrichelte Linien angezeigt ist, wo gefaltet werden muß. Die Rückwand 76 der
Ummantelung 10 ist mit den konvexen Abschnitten 72 und
den an das obere Ende der Rückwand 76 angrenzenden
kurzen Halteklappen 78 ausgebildet. Die Rückwand 76 ist
an der rechten Seite mit der Seitenwand 77 versehen, die
die vertikal angeordneten Durchführlöcher 73 aufweist.
Am oberen Ende der Seitenwand 77 erstreckt sich eine Lasche 79 für den Modulaufnahmebereich 69 an
der linken Seite (9). Die Seitenwand 77 ist
am unteren Ende mit dem Befestigungsabschnitt 74 für die linke Seite
ausgebildet.
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An
der rechten Seite der Seitenwand 77 ist die vodere Wand 75 vorgesehen,
welche die Ausschnitte 71 aufweist. Die Ausschnitte 71 erstrecken sich
vom unteren Ende der vorderen Wand 75 ausgehend. Die vordere
Wand 75 ist an der rechten Seite mit der Seitenwand 77 versehen,
welche die vertikal angeordneten Durchführlöcher 73 aufweist.
Am oberen Ende der Seitenwand erstrecken sich eine Lasche 80 für den Modulaufnahmebereich 69 für die rechte
Seite (9) und die Trennwand 70. Die Seitenwand 77 ist
am unteren Ende mit dem Befestigungsabschnitt 74 für die rechte
Seite ausgebildet und an ihrer rechten Seite mit Halteklappen 81 ausgebildet,
die die gleiche Größe haben
wie die Halteklappen 78 der Rückwand 76.
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Jede
Hülse 11 weist,
wie in 1 gezeigt ist, eine optische Faser 84 (die
vorzugsweise den gleichen Brechungsindex hat wie die später noch
beschriebene optische Faser 121), die aus einem Kern und
einem Mantel (die sich entlang einer Mittelachse erstrecken) gebildet
ist, und einen um die optische Faser herum angeordneten zylindrischen
Halter 85 auf.
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Die
Hülsen 11 können durch
Schneiden der später
noch beschriebenen optischen Faserkabel 115 (2)
in vorgeschriebene Längen
und Anschleifen derselben an beiden Enden vorgesehen sein.
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Das
optische Gehäuse 12 ist
aus einem Carbonfasern oder dergleichen aufweisenden leitfähigen synthetischen
Harzmaterial gefertigt und weist, wie in 16 bis 21 gezeigt
ist, einen Modulaufnahmebereich 88 und Hülsenaufnahmebereiche 89 auf, die
integriert aus dem Modulaufnahmebereich 88 hevorspringen.
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Der
Modulaufnahmebereich 88 weist, wie am besten in den 20 und 21 zu
sehen ist, einen Aufnahmeabschnitt 90 zum Aufnehmen der Mantelkörper 54, 62 der
Modulhüllen 8, 9 und
Aufnahmeabschnitte 91 auf, von denen ein jeder zum Aufnehmen
der zylindrischen Abschnitte 55, 63 der Modulhüllen 8, 9 in
konvexer Weise an den Aufnahmeabschnitt 90 angrenzt.
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Der
Aufnahmeabschnitt 90 des Modulaufnahmebereichs 88 öffnet sich
nach unten hin (an einer der Platine 18 gegenüberliegenden
Seite) und nach hinten hin, ist am hinteren offenen Ende mit einer
abgeschrägten
Fläche 92 versehen
und ist zum Aufnehmen der Ummantelung 10 ausgebildet (1),
so daß seine
hintere wand 76 (13) nicht von
dem hinteren offenen Ende hervorsteht. Der Modulaufnahmebereich 88 weist
an seiner linken und seiner rechten Seitenwand ausgebildete klauenartige Sperrvorsprünge 93 auf,
die die Aufnahmeabschnitte 90 definieren, welche sperrend
in die Durchführlöcher 73 (1)
der Ummantelung 10 einrasten. Jeder Sperrvorsprung 93 ist
an einer dem hinteren offenen Ende zugewandten Seite mit einer Abschrägung versehen.
Mit 94 sind Gießform-Entfernungslöcher bezeichnet,
durch die die Sperrvorsprünge 93 ausgebildet
sind.
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Die
Aufnahmeabschnitte 91 sind als an die Aufnahmeabschnitte 90 angrenzende
Bohrungen ausgebildet, die der Form nach den äußeren Abmessungen der zylindrischen
Abschnitte 55 und 63 entsprechen (1).
Jeder Aufnahmabschnitt 91 ist mit einer ebenen Fläche 97 ausgebildet,
die der ebenen Fläche 58, 66 (1)
des entsprechenden zylindrischen Abschnitts 55, 63 entspricht,
und mit einer Vielzahl von kleinen Drückvorsprüngen 98 zum Halten
des entsprechenden zylindrischen Abschnitts 55, 63 versehen
(1). Zwischen jedem Aufnahmeabschnitt 91 und
dem Aufnahmeabschnitt 90 ist eine Abschrägung ausgebildet.
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Die
untere Wand des Modulaufnahmebereichs 88 ist an einer Position
unterhalb der Aufnahmeabschnitte 91 ausgebildet und mit
Aussparungen 99 zum Einpassen der Erdanschlüsse 100 versehen. Die
Erdanschlüsse 100 sind
aus einer leitfähigen dünnen Metallplatte
gestanzt, so daß sie
die gleiche Form haben wie die Befestigungsabschnitte 74 (1),
und sind an der Platine 18 befestigt (1).
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Die
Hülsenaufnahmebereiche 89 bestehen jeweils
aus einem an den Modulaufnahmebereich 88 angrenzenden Bereich
mit einer rechteckförmigen äußeren Form
und einem sich von dem rechteckförmigen
Bereich aus erstreckenden Bereich mit zylindrischer äußerer Form.
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Der
rechteckige Abschnitt eines jeden Hülsenaufnahmebereichs 89 weist
an seiner oberen und seiner unteren Wand einen klauenartigen Sperrvorsprung 103 auf,
wobei der Sperrvorsprung an einer dem zylindrischen Abschnitt zugewandten
Seite eine Abschrägung
aufweist. Zwischen den Sperrvorsprüngen 103 und daher
zwischen den rechteckigen Abschnitten ist eine Rille 104 ausgebildet.
Einer der rechteckigen Abschnitte ist an seiner einen unteren Ecke
mit einer abgeschrägten
Fläche 105 versehen (27),
die mit der abgeschrägten
Fläche 45 (4)
des elektrischen Gehäuses 5 zusammenwirkt,
so daß ein
irrtümliches
Anordnen, wie oben erwähnt,
verhindert wird.
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Jeder
Hülsenaufnahmebereich 89 ist
innen mit einer Bohrung kreisförmigen
Querschnitts ausgebildet, die mit dem zugehörigen Aufnahmeabschnitt 91 in
Verbindung steht, in welchen die Hülse 11 (1)
von der Seite des Aufnahmeabschnitts 91 aus durch Drücken eingeführt wird.
An der Verbindung zwischen der Bohrung 106 und dem zugehörigen Aufnahmeabschnitt 91 ist
eine Abschrägung ausgebildet.
Die Bohrung 106 ist mit einer Vielzahl von kleinen Drückvorsprüngen 107 zum
Halten der Hülse 11 (1)
ausgebildet.
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Mit
der oben beschriebenen Konstruktion werden der elektrische Steckverbinder 2 und
der optische Steckverbinder 3, welche im voraus in einem gesonderten
Verfahren zusammengesetzt worden sind, zusammengesetzt, so daß der hybride
Steckverbinder 1 geschaffen wird. Der Zusammenbau des optischen
Steckverbinders 3 wird nun in Bezug auf 1 und 22 bis 25 beschrieben,
wobei der Zusammenbau des elektrischen Steckverbinders 2 schon
oben beschrieben worden ist.
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Zuerst
wird das Modul 6 in dem Mantelkörper 54 der Modulhülle 8 aufgenommen,
und das Modul wird in dem Mantelkörper 62 der Modulhülle 9 aufgenommen,
so daß das
zugehörige
nicht gezeigte lichtemittierende Element und lichtempfangende Element
hinter den zylindrischen Abschnitten 55, 63 angeordnet
sind.
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Dann
wird die Hülse 11 in
jeden der zylindrischen Abschnitte 55, 63 gedrückt (was
bewirkt werden kann, nachdem die Ummantelung 10 über die Modulhüllen 8 , 9 angepaßt worden
ist). Danach werden die Modulhüllen 8 und 9 direkt
nebeneinander angeordnet und in die Aufnahmebereiche 96, 96 der Ummantelung 10 eingepaßt, so daß die zylindrischen Abschnitte 55, 63 durch
die entsprechenden Ausschnitte 71 der Ummantelung 10 herausstehen,
wodurch die Modulhüllen 8 und 9 in
Position gebracht sind, wodurch wiederum die Module 6 und 7 in
Position gebracht sind. Der Zusammenbau bis zu diesem Grad kann
in einem gesonderten Verfahren im voraus bewirkt werden.
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Die
so erhaltene Anordnung wird dann in das optische Gehäuse 12 eingepaßt, wobei
die Sperrvorsprünge 93 des
Aufnahmeabschnitts 90 in die entsprechenden Durchführlöcher 73 der
Ummantelung 10 (25) einrasten,
so daß die
erhaltene Anordnung und das optische Gehäuse 12 zusammengeschlossen
werden. Dadurch werden die Hülsen 11 in den
entsprechenden Bohrungen 106 aufgenommen, wobei die zylindrischen
Abschnitte 55, 63 in den Aufnahmeabschnitten 91 aufgenommen
werden. Bei diesem Beispiel wirken zum Positionieren der Module 6 und 7 die
ebenen Flächen 58, 66 der
zylindrischen Abschnitte 55, 63 mit den entsprechenden ebenen
Flächen 97 (20)
der Aufnahmeabschnitte 91 zusammen. Der optische Steckverbinder 3 wird so
zusammengesetzt.
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Kurz
gesagt wird, nachdem die Module 6 und 7 dadurch
in Position gebracht worden sind, daß sie indirekt in die Ummantelung 10 mit
den beiden Modulaufnahmebereichen 69 eingesetzt worden
sind, die Ummantelung 10 in das optische Gehäuse 12 eingebaut,
so daß der
optische Steckverbinder 3 zusammengebaut wird. Weiter wird
dadurch, daß die
zylindrischen Abschnitte 55, 63 in die entsprechenden Ausschnitte 71 eingeführt werden,
die Positionierung der Module 6 und 7 bewirkt.
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Noch
genauer werden beim Positionieren der Module 6 und 7,
wenn die Module 6 und 7 indirekt in die entsprechenden
Modulaufnahmebereiche 69 der Ummantelung 10 eingesetzt
werden, die zylindrischen Abschnitte 55, 63 in
den Ausschnitten 71 geführt,
so daß die
gegossenen Abschnitte 49 und 51 der Module 6 und 7 von
selbst dazu gebracht werden, daß sie
in Bezug aufeinander in Position gebracht werden.
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Danach
kommen, wenn die Ummantelung 10 an dem optischen Gehäuse 12 angeordnet
ist, die ebenen Flächen 58 und 66 der
zylindrischen Abschnitte 55 und 63 in Berührung mit
den ebenen Flächen 97 (19)
des optischen Gehäuses 12,
so daß ein
Verkippen der gegossenen Abschnitte 49 und 51 in
eine Drehrichtung rund um die optischen Achsen, welche mit den Mittelachsen
der Hülsen 11 zusammenfallen,
beschränkt
ist. Danach werden die Drähte 48 des
Moduls 6 und die Drähte 50 des
Moduls 7 richtig angeordnet.
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Mit
anderen Worten wird mit Hilfe der zylindrischen Abschnitte 55, 63 die
Positionierung der gegossenen Abschnitte 49 und 51 der
Module 6 und 7 relativ zueinander und die Positionierung
der Drähte 48 und 50 der
Module 6 und 7 bewirkt. Die Module 6 und 7 werden
während
des Zusammenbaus, wie oben erwähnt,
von selbst in Position gebracht.
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Danach
wird, wie in 26 bis 28 gezeigt
ist, der optische Steckverbinder 3 in dem im elektrischen
Steckverbinder 2 vorgesehenen Befestigungsbereich für den optischen
Steckverbinder befestigt, so daß der
hybride Steckverbinder 1 zusammengesetzt wird.
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Mit
anderen Worten werden die Hülsenaufnahmebereiche 89 des
optischen Steckverbinders 3 in die Einführöffnung 43 an dem Befestigungsbereich 41 für den optischen
Steckverbinder eingeführt,
bis die vier Sperrvorsprünge 103 sperrend
in die entsprechenden vier Einrastlöcher 44 (3 und 28) des
elektrischen Gehäuses 5 einrasten.
So ist eine Reihe von Zusammenbauschritten vollendet worden. Der
hybride Steckverbinder 1 wird dann auf der Platine 18 implementiert.
Die Klammern 37 des elek trischen Gehäuses 5 rasten in die
entsprechenden Löcher
(nicht gezeigt) in der Platine 18 ein. Die Erdanschlüsse 100 des
optischen Steckverbinders 3, die Befestigungsabschnitte 74 und
die Drähte 48, 50 der Module 6, 7 werden
durch Löten
an der mit einer gedruckten Schaltung versehenen Platine 18 befestigt.
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Mit
der oben beschriebenen Konstruktion werden dadurch, daß die Module 6 und 7 indirekt
in die Modulaufnahmebereiche 69 der Ummantelung 10 eingeführt werden,
die zylindrischen Abschnitte 55, 63 in den Ausschnitten 71 geführt, so
daß die
Module 6 und 7 in der Ummantelung 10 in
Position gebracht sind, kann der optische Steckverbinder 3 leicht dadurch
zusammengebaut werden, daß die
Ummantelung 10 in das optische Gehäuse 12 eingebaut wird.
Mit anderen Worten können
die Module 6 und 7 mittels der mit den zylindrischen
Abschnitten 55, 63 zum Aufnehmen der Hülsen 11 ausgebildeten
Modulhüllen 8, 9 und
der mit den Ausschnitten 71 zum Führen und Positionieren der
zylindrischen Abschnitte 55, 63 ausgebildeten
Ummantelung 10 im voraus in einem gesonderten Verfahren
indirekt in die Modulaufnahmebereiche 69 der Ummantelung 10 eingesetzt
werden. Dies erlaubt ein einfaches Zusammenbauen des optischen Steckverbinders 3 nur
dadurch, daß die
Ummantelung 10 in das optische Gehäuse 12 eingesetzt
wird.
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Mit
der oben beschriebenen Konstruktion wird, da der optische Steckverbinder 3 zusammengebaut
werden kann, ohne daß auf
die Lage der Module 6 und 7 Rücksicht genommen werden muß, eine
Verbesserung in der Produktivität
bei den optischen Steckverbindern 3 erzielt, was wiederum
zu einer Verbesserung der hybriden Steckverbinders 1 selbst führt. Weiter
wird verhindert, daß die
Drähte 48 und 50 gequetscht
werden.
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Die
Module 6 und 7 können, wenn ihre gegossenen
Abschnitte 49, 51 so ausgebildet sind, daß sie die
Funktion der Modulhüllen 8 und 9 haben,
direkt in den entsprechenden Modulaufnahmebereichen 69 der
Ummantelung 10 aufgenommen sein und dort festgehalten sein.
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Die
Erfindung ist nicht nur auf einen optischen Steckverbinder wie den
zur Verwendung in einem hybriden Steckverbinder vorgesehen optischen Steckverbinder 3 anwendbar,
sondern auch auf einen zur Verwendung als eine typische Steckhülse vorgesehenen
optischen Steckverbinder.
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Der
so zusammengebaute hybride Steckverbinder 1 wird, wie in 2 gezeigt
ist, mit dem passenden hybriden Steckverbinder 13 gekoppelt,
welcher, wie weiter oben erwähnt,
den elektrischen Steckverbinder 14 und den optischen Steckverbinder 15 aufweist,
welche in dem elektrischen Steckverbinder befestigt sind. Der elektrische
Steckverbinder 14 und der optische Steckverbinder 15 passen
zu dem elektrischen Steckverbinder 2 bzw. dem optischen Steckverbinder 3,
wenn die hybriden Steckverbinder 1 und 13 miteinander
verkoppelt werden. In 2 bezeichnet 142 ein
elektrisches Gehäuse, 141 elektrische
Anschlüsse
und 143 Abstandshalter zum Verriegeln der elektrischen
Anschlüsse 141 in
Position in dem elektrischen Steckverbinder 14. Mit 116 ist
ein optische Adapter bezeichnet, der in seinem Inneren die Muffen 114 aufnimmt,
welche wiederum entsprechende optische Faserkabel 115 mit
der POF 121 aufnehmen, wobei der optischer Adapter 116 in
das elektrische Gehäuse 142 eingebaut
ist, wodurch der optische Steckverbinder 15 gebildet ist.
Der Halter 16 ist zum Verriegeln des optischen Adapters 116 und der
Muffen 114 an ihrem Ort von unten in das elektrische Gehäuse 142 und
durch den optischen Adapter 116 hindurch eingepaßt.