DE19501133C1 - Assembly with an electrical assembly and method for fixing an electrical assembly - Google Patents
Assembly with an electrical assembly and method for fixing an electrical assemblyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet elektrischer und elektro nischer Baugruppen mit elektrischen Baueinheiten, insbeson dere elektrooptischen oder optoelektronischen Koppeleinhei ten, die jeweils in einer an ihre Umfangsgeometrie angepaßten Aufnahmeöffnung zentrisch fixiert sind. Derartige Baugruppen finden beispielsweise in der optischen Datenübertragung An wendung, wobei Sende- und Empfangskoppeleinheiten für Licht wellenleiter-Module in Bohrungen einer Gehäusewand präzise und selbstzentrierend gehalten werden. Je nach Einsatzgebiet kann auch eine dichte Verbindung zwischen der Außenwelt und dem Gehäuseinneren gefordert sein.The invention is in the field of electrical and electrical African assemblies with electrical units, in particular their electro-optical or opto-electronic coupling unit ten, each adapted to their circumferential geometry Receiving opening are fixed centrally. Such assemblies find An in optical data transmission, for example application, wherein transmitting and receiving coupling units for light Precise waveguide modules in holes in a housing wall and be held self-centering. Depending on the area of application can also create a tight connection between the outside world and the inside of the housing.
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einer elektrischen Baueinheit, die in einer Aufnahmeöffnung zentrisch fixiert ist, und ein Verfahren zum Fixieren einer elektrischen Bau einheit in einer Aufnahmeöffnung.The invention relates to an assembly with an electrical Unit that is fixed centrally in a receiving opening and a method for fixing an electrical construction unit in a receiving opening.
Aus der US-PS 4,880,290 ist eine Faserdurchführung durch eine Gehäusewand bekannt, wobei ein eingegossener Fasermantel zu mindest stückweise eine strukturierte Oberfläche hat, um ein mit zunehmender Anzahl von Temperaturzyklen auftretendes ra diales Schrumpfen des Fasermantels und die damit verbundene Lockerung im Vergußmittel zu verhindern.From US-PS 4,880,290 is a fiber feedthrough Housing wall is known, with a cast-in fiber jacket at least piece by piece has a textured surface to a ra occurring with increasing number of temperature cycles diales shrinking of the fiber jacket and the associated To prevent loosening in the potting compound.
Bei einer bekannten (US-PS 4,792,204) Baugruppe sind zwei optische Baugruppen in U-förmigen Ausnehmungen einer Gehäusewand parallel und beabstandet zueinander angeordnet. Jede Baugruppe hat eine flanschartige, von einer weichen Material schicht umgebene Anschlußbuchse z. B. für einen Lichtwellenleiterstecker. Zur Ver meidung toleranzbedingter Abstandsabweichungen werden die Anschlußbuchsen in mittels einer Lehre präzise vorgegebenem Abstand von der offenen Seite her in die U-förmigen Ausnehmungen eingepreßt. Dabei schneiden sich vertikale Rippen aus einem relativ harten Material, die an den seitlichen Wänden der Ausnehmungen aus gebildet sind, in die vergleichsweise weiche Materialschicht.In a known (US-PS 4,792,204) assembly two optical assemblies are in U-shaped recesses of a housing wall parallel and spaced apart arranged. Each assembly has a flange-like, made of a soft material layer surrounding connector socket z. B. for an optical fiber connector. Ver avoidance of tolerance-related distance deviations, the connection sockets in by means of a teaching, precisely specified distance from the open side into the Pressed in U-shaped recesses. Vertical ribs cut out a relatively hard material that is made on the side walls of the recesses are formed in the comparatively soft material layer.
Bei einer aus der EP-A2-0 596 613 bekannten Baugruppe der eingangs genannten Art erfolgt eine Kopplung einer optischen Faser mit einer optoelektrischen Baueinheit innerhalb einer Öffnung in einer Seitenwand des Baugruppengehäuses.In a module known from EP-A2-0 596 613 The type mentioned at the beginning is coupled with an optical one Fiber with an optoelectric component within one Opening in a side wall of the module housing.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Baueinheit in einer Aufnahmeöffnung selbstzentrierend zu fixieren, wobei vergleichsweise große Toleranzen bezüglich der Abmessungen der Baueinheit und der Aufnahmeöffnung zulässig sind.The object of the invention is to provide a structural unit in to fix a receiving opening self-centering, whereby comparatively large tolerances in terms of dimensions the unit and the opening are allowed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Baugruppe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mehrere Rippen ra dial in die Aufnahmeöffnung hineinragen und daß die Rippen sich beim axialen Einführen der Baueinheit elastisch oder elastoplastisch verformen und dadurch die Baueinheit fixie ren. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die vorzugsweise axial verlaufenden Quetschrippen durch ihre zumindest teilelastische Verformung Radialkräfte auf die Baueinheit ausüben, die diese zentrisch fixieren. Dadurch können relativ große Toleranzen zwischen den Fügepartnern (Baueinheit und Aufnahmeöffnung) ausgeglichen werden. Durch eine relativ leichte Verformbarkeit der Rippen sind trotz großer Toleranzen nur vergleichsweise geringe Unterschiede bei den Einpreßkräften während des Einführens der Baueinheit zu erwarten. Ferner wird vorteilhafterweise bei großen Tole ranzen eine übermäßig hohe Materialbelastung der Fügepartner vermieden. Dadurch ist insgesamt eine geringere Fertigungsgü te der Fügepartner akzeptabel, so daß kostengünstige, unge nauere Fertigungsverfahren anwendbar sind. Insbesondere ist dadurch eine Herstellung eines Gehäuses mit der Aufnahmeöff nung im Spritzgußverfahren unter großen Kosteneinsparungen gegenüber einer spanenden Gehäusefertigung möglich.This object is achieved according to the invention in an assembly type mentioned in that several ribs ra protrude dial into the receiving opening and that the ribs itself when inserting the assembly axially or deform elastoplastic and thereby fixie ren. A major advantage of the invention is that the preferably axially extending crush ribs through their at least partially elastic deformation radial forces on the Exercise unit that fix them centrally. Thereby can have relatively large tolerances between the joining partners (Unit and opening) are balanced. By a relatively easy deformability of the ribs are despite large tolerances only comparatively small differences with the press-in forces during the insertion of the assembly expected. It is also advantageous for large toles satchel an excessively high material load on the joining partners avoided. This results in a lower overall manufacturing quality te the joining partner acceptable, so that inexpensive, unsung more precise manufacturing processes are applicable. In particular is thereby producing a housing with the receiving opening injection molding process with great cost savings possible compared to machining of housings.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind bei eingeführter Baueinheit zwischen benachbarten Rippen ver bleibende Zwischenräume mit einer aushärtbaren oder aushär tenden Masse ausgefüllt. Dadurch ist mit einfachen Mitteln eine dichte Verbindung zwischen den Fügepartnern gewährlei stet, so daß insgesamt ein dichter Abschluß des Gehäuseinne ren gegenüber der äußeren Umgebung realisierbar ist.According to an advantageous embodiment of the invention ver with inserted module between adjacent ribs permanent gaps with a curable or hardenable tendency filled in. This is done with simple means guarantee a tight connection between the joining partners stet, so that overall a tight seal of the housing interior ren compared to the external environment is realizable.
Um die Baueinheit über ein leitendes Gehäuse beispielsweise zur Erdung elektrisch mit dem Gehäuse zu verbinden, sieht ei ne bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Rippen aus einem elektrisch leitenden Material bestehen oder metal lisiert sind.To the unit via a conductive housing, for example To connect electrically to the housing for grounding, see ne preferred development of the invention that the ribs consist of an electrically conductive material or metal are listed.
Ein Verfahren zum Fixieren einer elektrischen Baueinheit, insbesondere einer elektrooptischen Koppeleinheit, in einer Aufnahmeöffnung, insbesondere in einer Gehäusewand, sieht er findungsgemäß vor, daß radial in die Aufnahmeöffnung ragende Rippen ausgebildet werden und daß die Rippen elastisch oder elastoplastisch verformt werden, wenn die Baueinheit in die Aufnahmeöffnung eingeführt wird, wodurch die Baueinheit fi xiert wird. Dieses Verfahren erlaubt vergleichsweise große Toleranzen zwischen den Abmessungen der Fügepartner. Das axiale Einführen der Baueinheit ist durch die elastische oder elastoplastische Verformung der Rippen bei annähernd konstan ter Einpreßkraft gewährleistet. Durch die Rippen wird die Baueinheit selbsttätig in bezug auf die Aufnahmeöffnung zen triert und in dieser ausreichend festgehalten.A method for fixing an electrical assembly, in particular an electro-optical coupling unit, in one He sees the receiving opening, particularly in a housing wall according to the invention that protrudes radially into the receiving opening Ribs are formed and that the ribs are elastic or be deformed elastoplastic when the structural unit in the Receiving opening is inserted, whereby the assembly fi is fixed. This procedure allows comparatively large ones Tolerances between the dimensions of the joining partners. The axial insertion of the assembly is by the elastic or elastoplastic deformation of the ribs at almost constant ter press-in force guaranteed. Through the ribs Unit automatically zen with respect to the receiving opening trated and held sufficiently in this.
Eine fertigungstechnisch bevorzugte Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß im Übergangsbereich zwischen einer die Aufnahmeöffnung aufweisenden Gehäusewand und einer angrenzenden Gehäusewand oder dem Gehäuseboden ge häuseinnenseitig ein Aufnahmeraum gebildet wird, daß eine Vergußmasse zunächst in den Aufnahmeraum eingebracht wird und daß das Gehäuse anschließend derart verschwenkt wird, daß die Vergußmasse aus dem Aufnahmeraum zur Aufnahmeöffnung läuft. Bei dieser Verfahrensausgestaltung steht ein vergleichsweise großer Applikationsraum für die Vergußmasse zur Verfügung, so daß die Vergußmasse von ungeübtem Personal oder mit einer einfachen relativ ungenauen Vorrichtung applizierbar ist. Durch das Verschwenken des Gehäuses läuft die Vergußmasse an schließend zur Aufnahmeöffnung und füllt bei eingeführter Baugruppe zwischen benachbarten Rippen verbleibende Zwi schenräume aus. Dies ist insbesondere bei einer von dem Ge häuseinnenraum schwer zugänglichen Anordnung der Aufnahmeöff nung vorteilhaft. Bevorzugt wird der Aufnahmeraum nutförmig ausgebildet.A preferred embodiment of the inventions in terms of production technology The inventive method provides that in the transition area between a housing wall having the receiving opening and an adjacent housing wall or the housing base ge inside the house, a recording space is formed that a Potting compound is first introduced into the receiving space and that the housing is then pivoted such that the Potting compound runs from the receiving space to the receiving opening. In this process design there is a comparative large application space for the potting compound available, so that the casting compound from inexperienced personnel or with a simple relatively imprecise device can be applied. The potting compound starts up by pivoting the housing closes to the intake opening and fills when inserted Sub assembly between adjacent ribs rooms. This is particularly the case with one of the Ge arrangement of the receiving opening difficult to access in the interior of the house beneficial. The receiving space is preferably groove-shaped educated.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; es zeigen:The invention will be further elucidated on the basis of a drawing explained; show it:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Baugruppe, Fig. 1 shows an assembly according to the invention,
Fig. 2 und 3 eine fixierte Baueinheit und Fig. 2 and 3, a fixed unit and
Fig. 4 eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Baugruppe. Fig. 4 is a plan view of the assembly according to the invention.
Gemäß Fig. 1 umfaßt die Baugruppe ein Gehäuse 1, das von ei nem Gehäusekörper 1a und einem Gehäusedeckel 1b gebildet ist. An einer Kopplungsstirnseite 2 weist eine stirnseitige Gehäu sewand 4 Anschlußflansche 5a, 5b mit je einer Aufnahmeöffnung 6, 8 auf. In die Aufnahmeöffnungen ragen jeweils mehrere axial verlaufende Rippen 10, 12 hinein. Durch die Rippen wer den die Aufnahmeöffnungen 6, 8 in ihrer lichten Weite auf ei nen Durchmesser verengt, der geringer als der Außendurchmes ser hülsenartiger Kopplungsbuchsen 14, 16 zweier elektrischer Baueinheiten 20, 22 sind. Die Baueinheiten 20, 22 sind als elektrooptische bzw. optoelektronische Koppeleinheiten einer Wandlerbaugruppe (elektrooptisches Modul oder Transceiver) ausgebildet. Die Baueinheiten sind in einer Position vor dem axialen Einführen in die Aufnahmeöffnungen gezeigt. Die Buchsen 14, 16 sind zur Aufnahme von Lichtwellenleiter steckerstiften zur Kopplung einzelner Lichtwellenleiter mit in den Baueinheiten 20, 22 angeordneten optoelektronischen bzw. elektrooptischen Wandlern ausgebildet. Von den nicht nä her dargestellten Wandlern sind Anschlußenden 25, 26 ange deutet, die mit einer nicht gezeigten Ansteuerungsschaltung im Inneren des Gehäuses elektrisch verbindbar sind.Referring to FIG. 1, the assembly comprises a housing 1 which is formed of egg nem housing body 1 a and a cover 1 b. On a coupling face 2 , an end housing wall 4 has connecting flanges 5 a, 5 b, each with a receiving opening 6 , 8 . A plurality of axially extending ribs 10 , 12 each protrude into the receiving openings. Through the ribs who the receiving openings 6 , 8 narrowed in their internal width to egg NEN diameter that is less than the outer diameter water sleeve-like coupling sockets 14 , 16 of two electrical units 20 , 22 . The structural units 20 , 22 are designed as electro-optical or optoelectronic coupling units of a converter assembly (electro-optical module or transceiver). The assemblies are shown in a position prior to axial insertion into the receiving openings. The sockets 14 , 16 are designed to receive optical waveguide plug pins for coupling individual optical waveguides with optoelectronic or electro-optical converters arranged in the structural units 20 , 22 . From the converters not shown here, connection ends 25 , 26 are indicated, which can be electrically connected to a drive circuit, not shown, in the interior of the housing.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer stirnseitigen Ansicht der Baugruppe gemäß Fig. 1 mit eingepreßter Baueinheit 20. Beim Einpressen der Baueinheit 20 werden die Rippen 10 ela stisch und/oder elastoplastisch deformiert, wobei ihre Rip pengipfel 10a unter Vergrößerung der lichten Weite der Auf nahmeöffnung von der Hülse 14 deformiert werden. Die Rippen gipfel 10a werden dadurch auf einen gemeinsamen Umfangskreis zurückgedrängt, der dem Umfangskreis der Hülse entspricht, während die Rippengipfel 10a vor dem Einsetzen der Baueinheit auf einem Umfangskreis mit einem geringeren Durchmesser als dem Durchmesser der Hülse 14 lagen. Die Zwischenräume 30 zwischen benachbarten Rippen 10 sind mit einer Vergußmasse 32 ausgefüllt, so daß sich insgesamt eine dichte Verbindung zwi schen der Baueinheit 20 und der Aufnahmeöffnung 6 bildet. FIG. 2 shows a section of an end view of the assembly according to FIG. 1 with the structural unit 20 pressed in. When pressing in the assembly 20 , the ribs 10 are deformed ela stically and / or elastoplastic, their rip pengipfel 10 a are deformed by increasing the clear width of the receiving opening on the sleeve 14 . The rib peaks 10 a are thereby pushed back to a common circumferential circle, which corresponds to the circumferential circle of the sleeve, while the rib peaks 10 a were on a circumferential circle with a smaller diameter than the diameter of the sleeve 14 before inserting the assembly. The spaces 30 between adjacent ribs 10 are filled with a potting compound 32 , so that overall a tight connection between the unit 20's and the receiving opening 6 is formed.
Fig. 3 zeigt im Längsschnitt detailliert die Vergußmasse 32 in den Zwischenräumen zwischen der Baueinheit 20 und der Auf nahmeöffnung 6. Wie eine gestrichelte Linie 34 andeutet, zeigt die Vergußmasse 32 aufgrund der angewendeten, nachfol gend näher erläuterten Applikationsmethode gehäuseinnenseitig eine konkav gewölbte Oberfläche. Fig. 3 shows in longitudinal section the potting compound 32 in detail in the spaces between the assembly 20 and the receiving opening 6 . As a dashed line 34 indicates, the potting compound 32 shows a concave surface on the inside of the housing due to the application method used, which is explained in more detail below.
Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, bilden im Übergangsbereich 40 zwischen der Gehäusewand 4 und dem angrenzenden Gehäuseboden 42 im Gehäuseinnenraum 44 zwei Nuten 45, 46 einen Aufnahme raum 50, in den die (in Fig. 4 nicht dargestellte) Verguß masse 32 bei der Herstellung der Baugruppe zunächst einge bracht wird. Der Aufnahmeraum 50 ist von dem Innenraum 44 leicht zugänglich, so daß die Vergußmasse einfach in den Auf nahmeraum 50 applizierbar ist. In Fig. 4 ist der Übersicht lichkeit halber der Gehäusedeckel 1b (Fig. 1) und eine im Innenraum 44 des Gehäuses 1 angeordnete Leiterplatte mit An steuerschaltungen, die in Verbindung mit den Anschlüssen 25, 26 der Baueinheiten 20, 22 stehen, weggelassen.As shown in FIGS. 3 and 4 show that form in the transition region 40 between the housing wall 4 and the adjacent housing bottom 42 in the housing interior 44, two grooves 45, 46 a receiving space 50 in which the (in Fig. 4 not shown), potting material 32 at the manufacture of the assembly is first introduced. The receiving space 50 is easily accessible from the interior 44 so that the potting compound can be easily applied to the receiving space 50 . In Fig. 4, for the sake of clarity, the housing cover 1 b ( Fig. 1) and a circuit board arranged in the interior 44 of the housing 1 with control circuits connected to the connections 25 , 26 of the units 20 , 22 are omitted.
Vor dem Aushärten der Vergußmasse wird das Gehäuse 1 ver schwenkt, indem beispielsweise das Gehäuse 1 hochkant auf die Stirnwand 4 bzw. auf die Anschlußflansche 5a, 5b gestellt wird. Dabei läuft die Vergußmasse 32 aus dem Aufnahmeraum 50 in die zwischen den Baueinheiten 20, 22 und den Aufnahmeöff nungen 6, 8 gebildeten Zwischenräume. Die Vergußmasse kann dort von selbst oder initiiert aushärten.Before the potting compound cures, the housing 1 is pivoted, for example by placing the housing 1 upright on the end wall 4 or on the connecting flanges 5 a, 5 b. The potting compound 32 runs from the receiving space 50 into the openings 6 , 8 formed between the structural units 20 , 22 and the receiving openings. The potting compound can harden there by itself or initiated.
Mit der erfindungsgemäßen Baugruppe und dem Verfahren zum Fi xieren einer Baueinheit in einer Aufnahmeöffnung lassen sich die Herstellungskosten erheblich vermindern, weil die Ver formbarkeit der Quetschrippen relativ große Toleranzen zwi schen den Geometrien der beteiligten Fügepartner (Baueinhei ten 20, 22 und Aufnahmeöffnungen 6, 8) kompensiert. Trotz der großen Toleranzen sind die Einpreßkräfte zum Einführen der Baueinheiten 20, 22 annähernd konstant. Dadurch können insbe sondere durch Spritzgußverfahren hergestellte Gehäuse ver wendet werden, so daß sich gegenüber spanend gefertigten Ge häusen mit spanend gebildeten Aufnahmeöffnungen erhebliche Kostenvorteile ergeben.With the assembly according to the invention and the method for fi xing a structural unit in a receiving opening, the manufacturing costs can be reduced considerably because the deformability of the crimping ribs has relatively large tolerances between the geometries of the joining partners involved (structural units 20 , 22 and receiving openings 6 , 8 ) compensated. Despite the large tolerances, the press-in forces for inserting the structural units 20 , 22 are approximately constant. As a result, in particular special housings produced by injection molding can be used, so that compared to machined Ge housings with machined receiving openings result in considerable cost advantages.
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