DE102004027034B4

DE102004027034B4 - Optische Verbinderanordnung

Info

Publication number: DE102004027034B4
Application number: DE102004027034A
Authority: DE
Inventors: Otto Schempp
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-06-03
Also published as: WO2005119320A1; DE102004027034A1; US7427164B2; CN100460912C; EP1751596A1; CN1961236A; US20070237461A1

Abstract

Optische Verbinderanordnung (1) zum Herstellen von Signalverbindungen, insbesondere von Multimediaverbindungen in einem Kraftfahrzeug, umfassend:
einen optischen Verbinder (10) zum Verbinden mit einem komplementären Gegenverbinder,
eine von dem optischen Verbinder (10) beabstandete Bauelementengruppe (90) mit zumindest einem ersten und zweiten optischen Bauelement (84, 86),
zumindest einen ersten und zweiten optischen Faserabschnitt (14, 16) mit jeweils einem ersten Ende (25, 27) zum Anschließen an den optischen Verbinder und jeweils einem zweiten Ende (24, 26) zum Anschließen an das erste bzw. zweite Bauelement (84, 86), wobei mittels des ersten Faserabschnitts (14) eine erste optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder (10) und dem ersten optischen Bauelement (84) und mittels des zweiten Faserabschnitts (16) eine zweite optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder (10) und dem zweiten optischen Bauelement (86) hergestellt ist, wenn der erste und zweite Faserabschnitt (14, 16) an das erste bzw. zweite optische Bauelement (84, 86) einerseits und den optischen...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine optische Verbinderanordnung, deren Module sowie ein Verfahren zum Montieren und Verlöten der Verbinderanordnung auf einem Schaltungsträger im Allgemeinen und eine optische Verbinderanordnung zum Herstellen von Multimediaverbindungen in einem Kraftfahrzeug, mit einem optischen Verbinder und optischen Bauelementen welche mittels optischer Faserabschnitte miteinander verbunden sind im Besonderen.

Hintergrund der Erfindung

Aufgrund der zunehmenden Komplexität von Anwendungen im Bereich der informativen Kraftfahrzeugelektronik, welche inzwischen als multimedial bezeichnet werden kann, sind neue Konzepte für die Vernetzung verschiedener Geräte notwendig geworden.

Z.B. sollen zumindest Autoradio, Mobiltelefon und Navigationssystem bidirektional miteinander kommunizieren können, so dass z.B. die Musikwiedergabe des Autoradios stumm geschaltet und die Mobilfunkverbindung über die Radiolautsprecher betrieben werden, wenn der Benutzer telefonieren möchte. Es ist jedoch ersichtlich, dass dies nur ein sehr einfacher Anwendungsfall ist und dass der multimedialen Vernetzung der Bordelektronik kaum Grenzen gesetzt sind, um die Ansprüche der Kunden zu befriedigen.

Um den komplexen Anforderungen gerecht zu werden, hat sich für diese Verbindungen im Automobilbereich die optische Datenübertragung durchgesetzt. Diesbezüglich ist eigens ein neuer Standard namens MOST^® entwickelt worden. Die Spezifikationen des MOST^®-Standards sind als "MAMAC Specification" Rev 1.0, 11/2002, Version 1.0-00 unter http://www.mostnet.de/downloads/Specifications/MAMACSpecification_1.V0-00.pdf und unter http://www.mostnet.de/downloads/Specifications/MOST%20Physical%20Layer%20Specification/010223 WgPhy Drawings.zip veröffentlicht. Auf die vorgenannte Spezifikation wird hiermit Bezug genommen und deren Inhalt durch Referenz vollumfänglich zum Gegenstand dieser Offenbarung gemacht.

Optische MOST^®-Verbinderanordnungen sind zur Verbindung von zumindest zwei optischen Lichtwellenleitern ausgelegt und umfassen typischerweise einen optischen Verbinder zum Verbinden mit einem entsprechenden Gegenverbinder und zwei elektro-optische Wandler. Bei einer häufig verwendeten Art der MOST^®-Verbinderanordnung sind die Wandler nicht in dem Verbindergehäuse integriert oder an diesem unmittelbar angebracht, sondern von diesem beabstandet, obwohl der Verbinder und die Wandler typischerweise auf denselben Schaltungsträger aufgelötet werden. Der Verbinder und die Wandler sind bei dieser Bauform mit kurzen optischen Kunststofffaserabschnitten, welche im Fachjargon manchmal auch als „pig-tails" bezeichnet werden, optisch miteinander verbunden.

Diese räumliche Trennung des Verbinders und der Wandler dient unter anderem der Entkopplung, wirft aber eine ganze Reihe von Problemen auf.

Zunächst werden die Faserabschnitte üblicherweise einzeln an den Wandlern befestigt. Hierzu weisen die Faserabschnitte typischerweise bajonettartige Verschlüsse, wie bei den bekannten „BNC-Verbindern" auf. Diese sind jedoch winzig klein und daher aufwändig herzustellen, empfindlich und schwierig zu handhaben. Darüber hinaus muss in nachteiliger Weise jeder Faserabschnitt einzeln unter einer kombinierten Druck-Drehbewegung befestigt werden.

Überdies besteht bei automotiven Anwendungen die Anforderung nach einer hohen Vibrationsbeständigkeit, welcher diese Bajonettverschlüsse nicht hinreichend gerecht werden. Im Gegenteil neigen sie unter Umständen dazu, sich bei Vibrationen zu lösen.

Um dieses Problem zu umgehen, wurde versucht die Bajonett-Verschlüsse mit einem Klebstoff gegen ein Losrütteln zu sichern. Dies wirft jedoch wiederum eine Mehrzahl von anderen Problemen auf.

Wird die Anordnung nämlich fertig montiert an den Abnehmer, z.B. einen Autoelektronik-Hersteller geliefert und sind die Bajonett-Verschlüsse entsprechend gesichert, befinden sich die Kunststofffaserabschnitte beim Löten an den Wandlern, was aufgrund der Wärmeeinwirkung zur Beeinträchtigung der Verklebung und der Fasern führen kann. Wird andererseits die Anordnung einzeln geliefert, muss sich der Abnehmer mit den Schwierigkeiten beim Anschließen der Fasern befassen. Im übrigen ist eine jahrelange bis jahrzehntelange Standhaftigkeit der Klebstoffe unter den harten Einsatzbedingungen im Automobilbereich nicht gesichert.

Ferner sind derart verklebte Anordnungen wartungsunfreundlich.

All dies ist bei dem enormen Wettbewerbsdruck der auf diesem Markt herrscht, ein unerwünschter Zustand. Daher ist es überraschend, dass dennoch bislang keine überzeugende Lösung gefunden konnte.

Die Erfindung zielt demnach insbesondere darauf ab, die Verbinderanordnungen, der vorstehend genannten Art zu verbessern bzw. die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden.

Aus der Druckschrift WO 03/062893 A1 ist eine Vorrichtung zur Verbindung optischer Fasern an Lichtemitter- und -empfängerschaltkreise bekannt. Hierbei werden jeweils ein Ende von zwei Hauptfasern von einer Seite und jeweils ein Ende zweier kleiner Abschnitte optische Fasern in ein gegenüberliegendes Ende eines Verbinders eingesteckt, um die Fasern zu verbinden. Eine Hinweis auf die vorliegende Erfindung ist nicht zu entnehmen.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine optische Verbinderanordnung, insbesondere zum Herstellen von Multimediaverbindungen in einem Kraftfahrzeug, mit einem optischen Verbinder, optischen Bauelementen und diese verbindenden optischen Faserabschnitten bereit zu stellen, welche einfach und kostengünstig herstellbar sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Verbinderanordnung bereit zu stellen, welche einfach und kostengünstig auf einen Schaltungsträger montierbar und mit dessen Leitern sicher und effizient verlötbar ist.

Noch eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Verbinderanordnung bereit zu stellen, welche ein gutes Ineinandergreifen der Prozessschritte beim Hersteller der Verbinderanordnung und bei dem Abnehmer ermöglicht.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Verbinderanordnung bereit zu stellen, welche eine modulare Montage erlaubt und zumindest zeitweise während der Montage derart hitzebeständig ist, dass z.B. ein Reflow-Löten ermöglicht ist, bzw. derartige Module bereit zu stellen.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Verbinderanordnung bereit zu stellen, welche eine gute optische Verbindung zwischen den Komponenten und eine sichere, insbesondere vibrations- und hitze-resistente Befestigung der Faserabschnitte an den Bauelementen gewährleistet.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zum Montieren und Verlöten einer derartigen Verbinderanordnung bereit zu stellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird in überraschend einfacher Weise bereits durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Erfindungsgemäß wird insbesondere eine optische Verbinderanordnung zum Herstellen von Signalverbindungen vorgeschlagen, welche einen optischen Verbinder zum Verbinden mit einem komplementären Gegenverbinder, insbesondere gemäß dem MOST^®-Standard, zumindest ein erstes und zweites optisches oder elektro-optisches Bauelement, welche zu einer. nebeneinander angeordneten Bauelementengruppe zusammengefasst sind und von dem Verbinder beabstandet sind, zumindest einen ersten und zweiten optischen Faserabschnitt, zumindest ein Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen der beiden Faserabschnitte an der Bauelementengruppe und eine gemeinsame Fasernhalterung für beide Faserabschnitte umfasst.

Die elektro-optischen Bauelemente sind insbesondere elektro-optische oder opto-elektrische Wandler, in diesem Bereich der Verbindertechnik sogenannte Faser-Optische-Transceiver oder kurz FOT (fiber optic transceiver).

Auf der einen Seite werden der erste und zweite optische Faserabschnitt mit deren ersten Enden an den optischen Verbinder angeschlossen.

Auf der anderen Seite werden die Faserabschnitte mit deren zweiten Enden auf die FOTs aufgesteckt und anschließend mit einem Befestigungsmittel gesichert. Das Befestigungsmittel greift dabei insbesondere an der gemeinsamen Fasernhalterung an und bildet eine lösbare Klemm-Befestigung zwischen der Bauelementengruppe bzw. dem ersten und zweiten optischen Bauelement einerseits und der gemeinsamen Fasernhalterung bzw. dem ersten und zweiten Faserabschnitt andererseits.

Somit wird also mittels des ersten Faserabschnitts eine erste optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder und dem ersten optischen Bauelement und mittels des zweiten Faserabschnitts eine zweite optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder und dem zweiten optischen Bauelement hergestellt, wenn der erste und zweite Faserabschnitt an das erste bzw. zweite optische Bauelement einerseits und den optischen Verbinder andererseits angeschlossen ist. Die beiden Faserabschnitte werden durch kurze Stücke optischer Kunststofffasern (plastic optical fibers, POF) repräsentiert.

Erfindungsgemäß bilden die beiden Kunststoff-Faserabschnitte („pig-tails") mit der gemeinsamen Fasernhalterung vorzugsweise eine fest und/oder dauerhaft verbundene Einheit, welche hier als optische Fasernanordnung bezeichnet wird und als Ganze an die beiden FOTs bzw. die Bauelementengruppe angeschlossen werden kann. Dadurch werden das Handling und die Montage gegenüber einer Einzelmontage der Faserabschnitte, wie bei der eingangs dargestellten Verbinderanordnung mit den Bajonettverschlüssen deutlich vereinfacht.

Die gemeinsame Fasernhalterung kann auch als Doppelferrule angesehen werden, mit welcher die beiden Faserabschnitte dauerhaft verbunden und gleichzeitig als eine Einheit an den FOTs angeschlossen und mit diesen lösbar verbunden werden kann.

Die Doppelferrule ist bevorzugt an die beiden Faserabschnitte angeklebt, angeschweißt oder die Faserabschnitte werden direkt mit der Doppelferrule umspritzt. Diese Art der Verbindung ist standhaft und gleichzeitig kostengünstig herstellbar.

Vorzugsweise wird die gemeinsame Fasernhalterung einstückig, z.B. aus Kunststoff einfach und effizient hergestellt.

Anhand dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein ganz besonderer Vorzug der Erfindung gegenüber den eingangs dargestellten Techniken deutlich. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Befestigung der Faserabschnitte erlaubt nämlich das Montieren und Verlöten der beiden FOTs, welche typischerweise in einem gemeinsamen Metallumgehäuse angeordnet sind, auf dem Schaltungsträger ohne die Faserabschnitte. Diese werden dann erst nach dem Verlöten an die FOTs angeschlossen und können dennoch sicher und einfach befestigt werden. Somit werden die empfindlichen Kunststofffasern insbesondere nicht den hohen Temperaturen z.B. beim Reflow-Löten ausgesetzt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die gemeinsame Fasernhalterung einen ersten und zweiten Hülsenabschnitt, welcher den ersten bzw. zweiten Faserabschnitt umschließt sowie einen plattenförmigen Rumpfabschnitt mit einer den FOTs zugewandten Rückseite, welche einen Anschlag für die Bauelementengruppe bildet.

Der Rumpfabschnitt ist ferner bevorzugt flächig ausgebildet und erstreckt sich in einer lateralen Ebene quer zu der Längsachse der Faserabschnitte und die beiden Hülsenabschnitte ragen beidseits quer zu der Ebene aus dem Rumpfabschnitt hervor.

Somit erfüllt jeder sich longitudinal erstreckende und im Wesentlichen zylindrische Hülsenabschnitt die Funktion einer Ferrule für die Kunststofffaser mit einer Doppelfunktion. Erstens wird durch einen Führungswulst eine genaue Zentrierung der Fasern in Bezug auf den optischen Anschluss an den FOTs gewährleistet. Zweitens wird auf der den FOTs abgewandten Vorderseite des Rumpfabschnitts ein Knickschutz für die Faserabschnitte bereitgestellt.

Das Befestigungsmittel ist vorzugsweise als eine federnde metallische Spannklammer ausgebildet. Diese kann besonders einfach durch Stanzen und Formen hergestellt werden und ist diesem Fall typischerweise einstückig ausgebildet.

Demnach ist die Klammer als eine Blattfeder ausgebildet und besitzt vorzugsweise einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Die Klammer umgreift im montierten Zustand die optischen Bauelemente und die gemeinsame Fasernhalterung, um diese aneinander zu befestigen. Ferner ist die Klammer derart ausgebildet ist, dass sie in einem montierten Zustand unter Spannung steht und die beiden Faserabschnitte gegen die beiden optischen Bauelemente kraftbeaufschlagt. Die Klammer umfasst vorzugsweise zumindest drei Schenkel, nämlich einen vorderen Schenkel sowie einen ersten und zweiten hinteren Schenkel. Letztere sind durch eine dazwischen liegende Ausnehmung lateral voneinander getrennt. Somit greift der mittige vordere Schenkel zentral an der gemeinsamen Fasernhalterung zwischen den beiden Faserabschnitten an und jeweils einer der hinteren Schenkel ist jeweils einem FOT zugeordnet und kraftbeaufschlagt diesen oder das Umgehäuse lateral etwa im Bereich des optischen Anschlusses, so dass die von der Klammer ausgeübten Kräfte an der richtigen Stelle ansetzen und Drehmomente vermieden werden.

Es hat sich in Bezug auf die handelsüblichen FOTs herausgestellt, dass die Klammer, genauer ihre beiden hinteren Schenkel in dem montierten Zustand, je nach Hersteller der FOTs, vorzugsweise entweder außen an dem Umgehäuse der FOTs angreifen können oder in eine Öffnung in dem Umgehäuse eingeführt werden und unmittelbar an den optischen Bauelementen zur Anlage kommen. Die Klammer weist dabei bevorzugt eine Breite von 5 mm bis 20 mm und eine lichte Weite von 3 mm bis 10 mm auf.

Zur genauen Führung der Klammer weist die Fasernhalterung bevorzugt eine zwischen den Faserabschnitten angeordnete Führungsnut auf, welche durch zwei Seitenwände begrenzt ist. Die Führungsnut ist in ihrer Form an die Form des vorderen Schenkels der Klammer angepasst. Bevorzugt sind die Führungsnut und der vordere Schenkel jeweils sich verjüngend ausgebildet, so dass das Einführen oder Einschieben erleichtert wird.

Weiter vorzugsweise weist die Klammer, genauer der vordere Schenkel einen nach innen weisenden Rastvorsprung und die Fasernhalterung eine komplementäre Vertiefung, z.B. Bohrung auf, so dass die Klammer in dem montierten Zustand mit der Fasernhalterung verrastet. Dies gewährleistet eine einfache Montage und Demontage, ist aber gleichzeitig hinreichend vibrationsresistent.

Vorzugsweise ist für die Montage noch eine Blindabdeckung als Schutz für die optischen Anschlüsse der FOTs vorgesehen.

In Bezug auf die Montage und die Benutzerfreundlichkeit spielt die Erfindung ihre besonderen Vorzüge wie folgt aus.

Der Verbinderhersteller liefert die Anordnung z.B. in einem Zustand, in welchem die Anordnung in drei im Lieferzustand vorzugsweise, voneinander getrennten Modulen vorliegt: 1) der Verbinder, 2) die Doppelfaseranordnung und 3) die Bauelementengruppe mit einer Blindabdeckung und der Klammer. Die Bauelementengruppe ist dahingehend vormontiert, dass die beiden FOTs in dem Umgehäuse angeordnet sind und die optischen Anschlüsse der FOTs mit der Blindabdeckung im Wesentlichen staubdicht verschlossen ist. Die Blindabdeckung ist in diesem Liefer- oder Zwischenzustand vorzugsweise mit derselben Klammer an der Bauelementengruppe befestigt wie später die Fasernhalterung. Die Anordnung aus elektro-optischen Bauelementen, Umgehäuse, Blindabdeckung und Befestigungsmittel wird hierin als Montageanordnung bezeichnet und soll einen eigenständigen Schutzgegenstand definieren.

Dies erlaubt dem Abnehmer des Verbinderherstellers bzw. dem Gerätehersteller die FOTs mit deren Umgehäuse unmittelbar auf den gewünschten Schaltungsträger zu montieren und mittels Reflow-Verfahren zu verlöten. Ein Vorteil liegt u.a. darin begründet, dass die Kunststoff-Faserabschnitte nicht der Hitze beim Löten ausgesetzt werden, da sie beim Löten noch nicht an der Bauelementengruppe montiert sind.

Im gleichen Arbeitsschritt kann der optische Verbinder auf dem Schaltungsträger befestigt, im Falle eines Hybrid-Verbinders ebenfalls verlötet werden.

Erst nach Abschluss des Lötens wird die Blindabdeckung entfernt und die Faserabschnitte werden einerseits an den Verbinder und andererseits an die FOTs angeschlossen und entsprechend befestigt.

Die für beide FOTs gemeinsame und einstückige Blindabdeckung erfüllt im übrigen ebenfalls eine Doppelfunktion. Erstens dient sie von der Herstellung, über den Transport, bis hin zum Lötvorgang als wirksamer Verschmutzungsschutz für die empfindlichen Anschlussflächen der FOTs. Zweitens weist die Kunststoff-Blindabdeckung an ihrer den FOTs zugewandeten Rückseite bevorzugt zwei Zentrierwülste auf, mittels welchen die FOTs während des Lötvorganges in dem Umgehäuse korrekt positioniert werden. Die FOTs weisen nämlich im unverlöteten Zustand etwas Spiel in dem Umgehäuse auf, um Produktionstoleranzen ausgleichen zu können. Dieses Spiel geht beim Verlöten aber verloren, da sowohl die FOTs als auch das Umgehäuse verlötet werden. Somit kann durch die Positionierung oder Zentrierung mittels der Blindabdeckung sichergestellt werden, dass später auch die Faserabschnitte mit der Doppelferrule an den FOTs exakt positioniert bzw. bezüglich der optischen Anschlüsse zentriert sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.

Kurzbeschreibung der Figuren

Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verbinderanordnung,

2 die Anordnung aus 1 mit montierter Klammer,

3 eine perspektivische rückwärtige Ansicht einer Fasernanordnung,

4 eine perspektivische Vorderansicht einer Bauelementenanordnung mit zwei FOTs und separater Klammer,

5 die Anordnung aus 4 mit einer aufgesetzten Blindabdeckung,

6 die Anordnung aus 5 mit montierter Klammer,

7 eine perspektivische Rückansicht der Bauelementenanordnung mit Fasernanordnung und separater Klammer,

8 wie 7 mit montierter Klammer,

9 eine Frontansicht der Bauelementenanordnung mit Fasernanordnung und montierter Klammer,

10 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in 9,

11 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B in 9,

12 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Bauelementenanordnung mit Fasernanordnung und Klammer,

13 einen Querschnitt entlang der Linie C-C in 12,

14 einen Querschnitt entlang der Schnittinie D-D in 12.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Bezug nehmend auf 1 ist eine optische Verbinderanordnung 1 mit einem MOST^®-Verbinder 10 umfassend ein dielektrisches Verbindergehäuse 12 dargestellt, an welches ein erster und zweiter optischer Faserabschnitt 14, 16 rückseitig angeschlossen sind. Der MOST^®-Verbinder 10 kann als reiner optischer Verbinder oder als sogenannter Hybridverbinder mit optischen und elektrischen Anschlüssen ausgebildet sein.
Die Faserabschnitte 14, 16 weisen typischerweise eine Länge von einigen Zentimetern auf. An den rückwärtigen Enden 24, 26 der Faserabschnitte ist eine Fasernhalterung 18 aus Kunststoff angebracht, genauer an die beiden Fasern angeschweißt. Die Fasernhalterung 18 ist als eine einstückige Doppelferrule ausgebildet und weist einen länglich flächigen oder plattenartigen Rumpfabschnitt 30 auf, welcher sich aus einen zentralen Verbindungsabschnitt 32 und zwei halbrunden sich gegenüberliegenden Endabschnitten 34 und 36 zusammensetzt. Im Bereich der halbrunden Endabschnitte 34, 36 besitzt die Doppelferrule für die beiden Faserabschnitte 14, 16 je einen zylindrischen Hülsenabschnitt 44, 46, welche die entsprechende Faser ringförmig umschließen sowie diese befestigen und stabilisieren. Die Hülsenabschnitte 44, 46 erstrecken sich entlang der Längsachse der Fasern und ragen einige Millimeter aus dem Rumpfabschnitt 30 heraus, wodurch ein Knickschutz bereitgestellt ist. Die Faserabschnitte 14, 16 sind mit Enden 25 bzw. 27 rückseitig an dem Verbinder 10 lösbar befestigt.
Zwischen den beiden Faserabschnitte 14, 16 bzw. den Hülsenabschnitten 44, 46 besitzt der Rumpfabschnitt 30 eine etwas zurückgesetzte Führungsnut 48, welche von zwei Seitenwänden 54, 56 lateral begrenzt wird. Mit anderen Worten bildet der mittige Verbindungsabschnitt 32 die Führungsnut 48.
Die beide Seitenwände 54, 56 grenzen an zwei sich quer zu der Längsachse erstreckenden Lateralflächen 64; 66 an, welche mit jeweils einer schräg abfallenden Rampenfläche 74 bzw. 76 in die halbrunden Abschnitte 34 bzw. 36 übergehen.
Ferner weist die Fasernhalterung 18 noch eine zentrierte Bohrung 112 auf.
In 1 ist die Fasernhalterung 18 an ein metallisches Umgehäuse 78 angeschlossen aber noch nicht befestigt. Das Umgehäuse 78 umschließt von fünf Seiten zwei elektrooptische Wandler 84, 86, welche als sogenannte FOTs ausgebildet und nebeneinander angeordnet sind.
Bezug nehmend auf 2 ist die Verbinderanordnung 1 bestehend aus dem optischen Verbinder 10, einer Fasernanordnung 15, welche die beiden optischen Faserabschnitte 14, 16 und die Fasernhalterung 18 umfasst, der FOT-Bauelementengruppe 90 und einer Klammer 92 dargestellt, wobei die FOT-Bauelementengruppe 90 das Umgehäuse 78 und die beiden FOTs 84, 86 umfasst. Die Klammer 92 umgreift die beiden FOTs 84, 86 und liegt mit einem vorderen Schenkel 98 in der Führungsnut 48 an dem Rumpfabschnitt 30 der einstückigen Fasernhalterung 18 an, um diese gegen die Bauelementengruppe 90 kraftzubeaufschlagen und an dieser zu befestigen. In diesem Zustand, in welchem die Klammer 92 auf dem Umgehäuse 78 montiert ist, greift ein nach innen geprägter Vorsprung 114 an dem ersten Schenkel 98 der Klammer 92 in die Bohrung 112 ein, so dass der Vorsprung 114 und die Bohrung 112 komplementär zusammenwirkende Rastmittel bilden.
Bezug nehmend auf 3 ist die Rückseite 100 der Fasernhalterung 18 gezeigt, welche die Rückseite 100 im montierten Zustand einen Anschlag an dem Umgehäuse 78 bildet. Aus der Rückseite 100 springen zwei Zentrierwülste 104, 106 hervor, welche die zugehörigen rückwärtigen Enden 24 bzw. 26 der Faserabschnitte 14 bzw. 16 ringförmig umschließen. Folglich bilden die rückwärtigen Zentrierwülste 104, 106 zusammen mit den vorderseitigen Hülsenabschnitten 44, 46 jeweils eine Ferrule für die optischen Faserabschnitte 14 bzw. 16.
Die gemeinsame Fasernhalterung 18 weist ein gegenüber einer Verbindungslinie zwischen den beiden optischen Faserabschnitten 14, 16 vertikal versetztes Verdrehschutzmittel in Form eines Verdrehschutzzapfens 108 auf, welcher ebenfalls aus der Rückseite 100 hervorspringt. Der Verdrehschutzzapfen 108 greift im montierten Zustand in eine Öffnung 110 in dem Umgehäuse 78 ein.
Die Zentrierwülste 104, 106 weisen ein abgerundetes Ende auf, um ein leichtes Einsetzen in Öffnungen 124 bzw. 126 in dem Umgehäuse 78 zu gewährleisten.
Bezug nehmend auf 4 geben die Öffnungen 124, 126 optische Anschlüsse 134 bzw. 136 der FOTs 84 bzw. 86 frei.
Bezug nehmend auf 5 ist die Bauelementengruppe 90 mit einer aufgesetzten Blindabdeckung oder Blindkappe 138 dargestellt. Die Blindkappe 138 umfasst zwei abgerundete Endabschnitte 144, 146 mit einem dazwischen liegenden Verbindungsabschnitt 147, welcher eine Führungsnut 148 aufweist, die wie die Führungsnut 48 geformt ist, jedoch keine Vertiefung oder Bohrung zur Verrastung der Klammer aufweist.
So wird die Blindkappe 138 zwar mit derselben Metallklammer 92 wie die Fasernhalterung 18 befestigt, lässt sich jedoch aufgrund der fehlenden zu dem Vorsprung 114 komplementären Vertiefung leichter wieder abziehen.
Dadurch ist für den Abnehmer der Verbinderanordnung eine besonders einfache Handhabung gewährleistet. Der Abnehmer erhält die Bauelementengruppe 90 mit montierter Blindkappe 138 sowie Klammer 92 (wie in 6 dargestellt ist). In diesem Zustand wird die Bauelementengruppe 90 mit Lötstiften 154, 156 der FOTs 84 bzw. 86 sowie mit Lötstiften 158 des Umgehäuses 78 durch entsprechende Öffnungen. in einem Schaltungsträger (nicht dargestellt) eingesteckt und mittels einem Reflow-Verfahren verlötet. Beim Montieren und Verlöten sind die optischen Anschlüsse 134, 136 wirksam durch die aufgesetzte Blindkappe 138 geschützt. Ferner sind die FOTs 84, 86 mittels Zentrierwülsten (nicht dargestellt) auf der Rückseite der Blindkappe 138 beim Löten innerhalb des Umgehäuses 78 exakt positioniert, so dass die optischen Anschlüsse 134, 136 in den Umgehäuseöffnungen 124 bzw. 126 zentriert sind.
Bezug nehmend auf 7 ist die Bauelementengruppe 90 mit der Klammer 92 im nicht montierten Zustand dargestellt. Die im Querschnitt U-förmige Klammer weist zwei hintere Schenkel 94, 96 auf, welche durch einen dazwischen liegenden Schlitz 95 lateral voneinander getrennt sind. Die beiden hinteren Schenkel 94, 96 sind mit einem oberen Verbindungsabschnitt 97 mit dem vorderen Schenkel 98 einstückig verbunden.
Die beiden hinteren Schenkel 94, 96 werden in einen Schlitz 160 an der rückwärtigen oberen Kante 162 in das Umgehäuse 78 eingeführt. Die Klammer wird dabei an ihrer Vorderseite mit dem vorderen Schenkel 98 in der jeweiligen Führungsnut sowie an ihrer Rückseite durch Zusammenwirken des Schlitzes 95 mit einer nach hinten vorspringenden Führungsschiene 164 innerhalb des Umgehäuses und zwischen den FOTs 84, 86 geführt und zentriert. Weiter besitzt das Umgehäuse 78 zwei ausgestanzte und in Vorwärtsrichtung vorgespannte Andruckblattfedern 174, 176, welche den zugehörigen FOT 84 bzw. 86 entgegen der Faserabschnitte 14, 16 kraftbeaufschlagen.
8 zeigt die Klammer 92 in montiertem Zustand, in welchem sie in das Umgehäuse 78 teilweise eingeführt ist.
Bezug nehmend auf die 9 bis 11 sind eine Frontansicht und zwei Schnitte durch die Bauelementengruppe 90 dargestellt. In 11 ist zu sehen, wie die rückwärtige Stirnfläche 174 der optischen Faser 14 mittels der Klammer 92 unmittelbar gegen die optische Anschlussfläche 134 gepresst wird. Bei diesen FOTs handelt es sich um Ausführungsformen, welche von den Firmen Hamamatsu oder Agilent geliefert werden. Bei diesen FOTs kommen die hinteren Schenkel 94, 96 unmittelbar an der Rückseite der FOTs 84, 86 zur Anlage.
Bezug nehmend auf 11 ist der Eingriff des Verdrehschutzzapfens 108 in die Öffnung 110 in dem Umgehäuse 78 gut zu erkennen.
Die 12 bis 14 zeigen eine Verbinderanordnung 1' mit alternativen FOTs 84', 86', welche von der Firma Infinion geliefert werden. Bei den FOTs von Infinion ist kein Platz zwischen den FOTs 84', 86' und dem Umgehäuse 78', so dass die Klammer 92' mit den zwei hinteren Schenkeln 94', 96' von außen gegen die Rückseite des Umgehäuses 78' zur Anlage kommt.
Dafür sind die FOTs 84', 86' innerhalb des Umgehäuses jeweils von einer separaten FOT-Halterung 184', 186' umgeben, welche jeweils einen vorspringenden Zentrierring 194', 196' an deren den Fasern zugewandten Vorderseite aufweisen. Hierfür besitzt die Fasernhalterung 18' zwei ringförmige Ausnehmungen 204', 206' zum komplementären Zusammenwirken mit den Zentrierringen 194', 196'.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Geist. der Erfindung zu verlassen.

Claims

Optische Verbinderanordnung (1) zum Herstellen von Signalverbindungen, insbesondere von Multimediaverbindungen in einem Kraftfahrzeug, umfassend: einen optischen Verbinder (10) zum Verbinden mit einem komplementären Gegenverbinder, eine von dem optischen Verbinder (10) beabstandete Bauelementengruppe (90) mit zumindest einem ersten und zweiten optischen Bauelement (84, 86), zumindest einen ersten und zweiten optischen Faserabschnitt (14, 16) mit jeweils einem ersten Ende (25, 27) zum Anschließen an den optischen Verbinder und jeweils einem zweiten Ende (24, 26) zum Anschließen an das erste bzw. zweite Bauelement (84, 86), wobei mittels des ersten Faserabschnitts (14) eine erste optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder (10) und dem ersten optischen Bauelement (84) und mittels des zweiten Faserabschnitts (16) eine zweite optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder (10) und dem zweiten optischen Bauelement (86) hergestellt ist, wenn der erste und zweite Faserabschnitt (14, 16) an das erste bzw. zweite optische Bauelement (84, 86) einerseits und den optischen Verbinder (10) andererseits angeschlossen sind, zumindest ein Befestigungsmittel (92) zum lösbaren Befestigen der beiden Faserabschnitte (14, 16) an der Bauelementengruppe (90) und eine gemeinsame Fasernhalterung (18) für beide Faserabschnitte (14, 16) an deren jeweils zweitem Ende (24, 26), wobei unter Zusammenwirken des – Befestigungsmittels (92) mit der gemeinsamen Fasernhalterung (18) die beiden Faserabschnitte (14, 16) an der Bauelementengruppe (90) lösbar befestigbar sind.
Optische Verbinderanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei das Befestigungsmittel (92) als ein einziges Befestigungsmittel für beide optischen Faserabschnitte (14, 16) ausgebildet ist, welches zur gleichzeitigen lösbaren Befestigung der zweiten Enden (24, 26) der beiden Faserabschnitte (14, 16) an der Bauelementengruppe (90) einerseits an der gemeinsamen Fasernhalterung (18) und andererseits an der Bauelementengruppe (90) angreift.
Optische Verbinderanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gemeinsame Fasernhalterung (18) als eine einstückige Doppelferrule ausgebildet und dauerhaft mit dem ersten und zweiten Faserabschnitt (14, 16) verbunden ist.
Optische Verbinderanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die gemeinsame Fasernhalterung (18) mit den beiden Faserabschnitten (14, 16) verklebt oder verschweißt oder einstückig an diese angespritzt ist.
Optische Verbinderanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die gemeinsame Fasernhalterung (18) einen ersten und zweiten Hülsenabschnitt (44, 46), welcher den ersten bzw. zweiten Faserabschnitt (14, 16) umschließt sowie einen Rumpfabschnitt (30) mit einer Rückseite (100), welche einen Anschlag für die Bauelementengruppe (90) bildet, umfasst.
Optische Verbinderanordnung (1) nach Anspruch 5, wobei der Rumpfabschnitt (30) flächig ausgebildet ist. und eine Ebene quer zu den Faserabschnitten (14, 16) definiert und die beiden Hülsenabschnitte (44, 46) vorderseitig aus der Ebene und/oder rückwärtig aus der Rückseite (100) des Rumpfabschnittes (30) hervorragen.
Optische Verbinderanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Befestigungsmittel (92) als eine federnde Klammer ausgebildet ist.
Optische Verbinderanordnung (1) nach Anspruch 7, wobei die Klammer (92) einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt zum Umgreifen der optischen Bauelemente (84, 86) und der gemeinsamen Fasernhalterung (18) aufweist, wobei die Klammer (92) ferner derart ausgebildet ist, dass sie in einem montierten Zustand die beiden Faserabschnitte (14, 16) gegen die beiden optischen Bauelemente (84, 86) kraftbeaufschlagt.
Optische Verbinderanordnung (1, 1') nach Anspruch 7 oder 8, wobei die beiden optischen Bauelemente (84, 86, 84', 86') in einem gemeinsamen Umgehäuse (78, 78') angeordnet sind und die Klammer (92, 92') in einem montierten Zustand an dem Umgehäuse (78') zur Anlage kommt oder in eine Öffnung (160) in dem Umgehäuse (78) eingreift und unmittelbar an den optischen Bauelementen (84, 86) zur Anlage kommt.
Optische Verbinderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Klammer (92) zumindest einen vorderen Schenkel (98), einen ersten und zweiten durch eine dazwischen liegende Ausnehmung (95) lateral voneinander getrennte hintere Schenkel (94, 96) und einen oberen Verbindungsabschnitt (97), welcher den vorderen mit den beiden hinteren Schenkeln (94, 96) verbindet, aufweist.
Optische Verbinderanordnung (1) nach Anspruch 10, wobei der vordere Schenkel (98) in einem montierten Zustand an der gemeinsamen Fasernhalterung (18) zur Anlage kommt und der erste und zweite hintere Schenkel (94, 96) dem ersten bzw. zweiten Bauelement (84, 86) zugeordnet ist.
Optische Verbinderanordnung (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Fasernhalterung (18) eine zwischen den Faserabschnitten (14, 16) angeordnete Führungsnut (48) definiert, welche durch zwei Seitenwände (54, 56) begrenzt ist und zum Einschieben des vorderen Schenkels (98) der Klammer (92) ausgebildet ist.
Optische Verbinderanordnung (1) nach Anspruch 12, wobei die Führungsnut (48) und der vordere Schenkel (98) jeweils sich verjüngend ausgebildet sind.
Optische Verbinderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Klammer (92) einstückig aus Metallblech gestanzt und geformt ist.
Optische Verbinderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei die Klammer (92) in einem montierten Zustand zwischen dem ersten und zweiten Faserabschnitt (14, 16) an dem Rumpfabschnitt (30) der Fasernhalterung (18) angreift.
Optische Verbinderanordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 15, wobei die Klammer (92) und die Fasernhalterung (18) komplementär zusammenwirkende Rastmittel (112, 114) aufweisen.
Verfahren zum Montieren und Verlöten einer optischen Verbinderanordnung (1) auf einem Schaltungsträger, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines optischen Verbinders (10) ausgebildet zum Verbinden mit einem komplementären Gegenverbinder, Bereitstellen einer Anordnung aus einer von dem optischen Verbinder (10) beabstandet montierbaren Bauelementengruppe (90) mit zumindest einem ersten und zweiten optischen Bauelement (84, 86), wobei das erste und zweite optische Bauelement (84, 86) einen ersten bzw. zweiten optischen Anschluss (134, 136) sowie jeweils eine Mehrzahl von Lötkontakten (154, 156) aufweist, zumindest einem Befestigungsmittel (92), einer Blindabdeckung (138), welche mittels des Befestigungsmittels (92) an der Bauelementengruppe (90) lösbar befestigt ist, derart, dass mittels der Blindabdeckung (138) der erste und zweite optische Anschluss (134, 136) verschlossen sind, Bereitstellen zumindest eines ersten und zweiten optischen Faserabschnitts (14, 16) mit jeweils einem ersten Ende (25, 27) zum Anschließen an den optischen Verbinder (10) und jeweils einem zweiten Ende (24, 26) zum Anschließen an das erste bzw. zweite Bauelement (84, 86) und mit einer gemeinsamen Fasernhalterung (18) für die beiden Faserabschnitte (14, 16) an deren jeweils zweitem Ende (24, 26), Montieren des Verbinders (10) auf dem Schaltungsträger, Montieren der Anordnung aus Bauelementengruppe (90), Blindabdeckung (138) und Befestigungsmittel (92) auf dem Schaltungsträger und Verlöten der Lötkontakte (154, 156) mit Leitern auf dem Schaltungsträger, Lösen des Befestigungsmittels (92) und Entfernen der Blindabdeckung (138), Anschließen des ersten und zweiten optischen Faserabschnitts (14, 16) an den optischen Verbinder (10) einerseits und an die Bauelementengruppe (90) andererseits, wobei mittels des ersten Faserabschnitts (14) eine erste optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder (10) und dem ersten optischen Bauelement (84) und mittels des zweiten Faserabschnitts (16) eine zweite optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder (10) und dem zweiten optischen Bauelement (86) hergestellt wird, Befestigen der gemeinsamen Fasernhalterung (18) an der Bauelementengruppe (90), Befestigen des ersten und zweiten Faserabschnitts (14, 16) an dem optischen Verbinder (10).
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der optische Verbinder (1) als ein Hybrid-Verbinder mit optischen und elektrischen Anschlüssen ausgebildet ist und eine Mehrzahl von elektrischen Lötkontakten aufweist, welche in demselben Verfahrensschritt wie die Lötkontakte (154, 156) der Bauelementengruppe (90) mit Leitern auf dem Schaltungsträger verlötet werden.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Verlöten der Lötkontakte (154, 156, 158) mittels Reflow-Löten durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei zum Befestigen der gemeinsamen Fasernhalterung (18) an der Bauelementengruppe (90) dasjenige Befestigungsmittel (92) verwendet wird, mit welchem zuvor die Blindabdeckung (138) befestigt war.
Montageanordnung zum Montieren der optischen Verbinderanordnung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche und zum Montieren und Verlöten auf einem Schaltungsträger, umfassend: das erste und zweite optische Bauelement (84, 86), welche als erster bzw, zweiter Faser-Optischer-Transceiver ausgebildet sind und welche zu der Bauelementengruppe (90) zusammengefasst sind, wobei der erste und zweite Faser-Optische-Transceiver (84, 86) einen ersten bzw. zweiten optischen Anschluss (134, 136) für den ersten bzw. zweiten optischen Faserabschnitt aufweist und wobei die beiden Faser-Optischen-Transceiver (84, 86) in einem gemeinsamen Umgehäuse (78) angeordnet sind, eine Blindabdeckung (138), mittels welcher der erste und zweite optische Anschluss (134, 136) verschlossen sind und zumindest ein Befestigungsmittel (92) mittels welchem die Blindabdeckung (138) lösbar mit der Bauelementengruppe (90) verbunden ist.
Optische Fasernanordnung (15) zum Montieren der optischen Verbinderanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, hergerichtet zum Anschließen an optische Bauelemente (84, 86), umfassend zumindest den ersten und zweiten optischen Faserabschnitt (14, 16) mit jeweils einem ersten Ende (25, 27) zum Anschließen an den optischen Verbinder (10) und jeweils einem zweiten Ende (24, 26) zum Anschließen an das erste bzw. zweite Bauelement (84, 86), welches als erster bzw. zweiter Faser-Optischer-Transceiver (84, 86) ausgebildet ist, wobei mittels des ersten Faserabschnitts (14) eine erste optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder (10) und dem ersten Faser-Optischen-Transceiver (84) und mittels des zweiten Faserabschnitts (16) eine zweite optische Signalverbindung zwischen dem optischen Verbinder (10) und dem zweiten Faser-Optischen-Transceiver (86) herstellbar ist, wenn der erste und zweite Faserabschnitt (14, 16) an den ersten bzw. zweiten Faser-Optischen-Transceiver (84, 86) einerseits und dem optischen Verbinder (10) andererseits angeschlossen ist und eine gemeinsame Fasernhalterung (18), welche die beiden Faserabschnitte (14, 16) verbindet und welche an dem jeweils zweiten Ende (24, 26) der beiden Faserabschnitte (14, 16) angeordnet ist, wobei die Fasernhalterung (18) einen Rumpfabschnitt (30) zum Zusammenwirken mit einen Befestigungsmittel (92) zum Befestigen an das aus dem ersten und zweiten Faser-Optischen-Transceiver (84, 86) gebildeten Paar aufweist.