DE19539549C1 - Optischer Steckverbinder - Google Patents
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Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet optischer Steckverbinder,
insbesondere für modulartig aufgebaute elektronische Geräte.
Diese Geräte haben üblicherweise mehrere im wesentlichen par
allel ausgerichtete und von einer gemeinsamen Trägerlei
terplatte oder einer sog. Rückwandplatine getragene Leiter
platteneinschübe. Die Leiterplatteneinschübe sind mit Mehr
fach-Steckverbindern zur Wanddurchführung und zum Anschluß
oder zur Verbindung mit anderen Leiterplatteneinschüben ver
sehen. An der Rückseite der Rückwandplatine sind korrespon
dierende Kopplungspartner angeordnet, die ähnlich aufgebaute
Steckverbinder sein können und in ein in der Rückwand ange
ordnet es Zwischenteil zur Ausrichtung der Kopplungspartner
einsteckbar sind.
Die Erfindung betrifft einen dazu geeigneten optischen Steck
verbinder, der unter Ausrichtung mindestens eines Lichtwel
lenleitersteckers in einen Kopplungskörper einführbar ist,
mit einem Halter, in dem der Lichtwellenleiterstecker entge
gen der Kraft eines Federelements axialverschieblich gelagert
ist.
Optische Ankopplungen stellen hinsichtlich der Re
produzierbarkeit und Präzision ihres Kopplungswirkungsgrades
höchste Anforderungen. Anders als bei rein elektrischen
Steckverbindungen wird bei optischen Steckverbindungen eine
definierte Einsteck- oder Einschubtiefe der Steckverbinder
und/oder ein unmittelbarer Körperkontakt der Kop
pelstirnflächen der Lichtwellenleiterstecker mit dem jewei
ligen Kopplungspartner gefordert. In diesem Zusammenhang sind
vielfältige Konstruktionen bekannt geworden, bei denen eine
Federkraft einen definierten Kontaktdruck zwischen den Stirn
flächen der Kopplungspartner bewirkt.
Die WO 94/24594 beschreibt eine einkanalige optische Wand
durchführung, bei der zwei in jeweils einem Steckverbinder
axial verschieblich entgegen einer Federkraft gelagerte
Lichtwellenleiterstecker in eine Zentrierhülse eines die Wand
durchdringenden Kopplungskörpers einführbar sind. Verriege
lungselemente des Kopplungskörpers greifen bei eingestecktem
Steckverbinder unmittelbar an dem Halter an und sind durch
eine den Halter umgebende, axialverschiebliche Entriegelungs
hülse (Push-Pull-Prinzip) bedarfsweise entriegelbar.
Die EP-0 330 231 A2 beschreibt eine Wanddurchführung mit zwei
Steckverbindern in Form jeweils einer Hybrid- oder Misch
steckleiste, die neben Zentrierelementen sowohl optische als
auch elektrische Steckerstifte aufweist.
Ein Steckverbinder der eingangs genannten Art ist aus der
EP-0 485 196 B1 bekannt, die einen eine Wand durchdringenden
Kopplungskörper beschreibt, in den beiderseits ein Steckver
binder einführbar ist. Jeder Steckverbinder umfaßt einen
Lichtwellenleiterstecker (sog. Mehrfachfaser-Ferrule), der
mehrere in einer Ebene angeordnete Lichtwellenleiterenden
aufnimmt. Die Lichtwellenleiterstecker sind mittels korre
spondierender Zentrierkanäle des Kopplungskörpers gegenseitig
ausrichtbar, wobei die entgegen der Kraft eines Federelements
axial zurückverschieblichen Lichtwellenleiterstecker mit ih
ren Kopplungsstirnflächen in Körperkontakt gelangen.
Den vorgenannten bekannten Steckverbindern ist die Problema
tik gemeinsam, daß die maximale Einstecktiefe ihrer Lichtwel
lenleiterstecker durch den vorgegebenen verfügbaren Einfeder
weg des Lichtwellenleitersteckers und die Anschlag- oder Ver
riegelungsposition des Steckverbinders festgelegt ist. Die
Konfiguration der Steckverbinder muß im Voraus präzise auf
die jeweilige Einstecktiefe bzw. Wanddicke abgestimmt sein,
weil andernfalls möglicherweise der gewünschte Körperkontakt
der Koppelstirnflächen nicht (mehr) zustande kommt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher in
der Schaffung eines optisches Steckverbinders, mit dem bei
hinsichtlich des verfügbaren Weges der Axialverschiebung und
der Länge des Steckerstifts unverändertem Aufbau unter
schiedliche Einstecktiefen realisierbar sind, so daß z. B. ein
Einsatz bei unterschiedlichen Wanddicken möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Steckverbinder
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Halter in
ein Trägerelement eingesetzt ist, das mit Mitteln zur relati
ven Lagefixierung in bezug auf den Kopplungskörper versehen
ist und daß der Halter durch zusammenwirkende halterseitige
und trägerelementseitige formschlüssige Konturen in min
destens zwei verschiedenen diskreten Positionen gegenüber dem
Trägerelement in axialer Richtung fixierbar ist.
Der Halter und das Trägerelement sind durch von korre
spondierenden Außen- bzw. Innenkonturen gebildete zusammen
wirkende Formschlußelemente in bedarfsweise wählbaren ver
schiedenen relativen axialen Positionen zueinander fixierbar.
Damit kann in vorteilhafter Weise der Überstand des Halters
in bezug auf das in seiner Lage gegenüber dem Kopplungskörper
bzw. der Wand durch die Lagefixierungsmittel in vorgegebener
Weise positionierte Trägerelement eingestellt werden. Gleich
zeitig wird damit die Eindringtiefe der Lichtwellenlei
terstecker in den Kopplungskörper bestimmt. Bevorzugt weist
das Trägerelement als Lagefixierungsmittel Verriegelungshebel
auf, die mit korrespondierenden wandseitigen oder kopplungs
körperseitigen Verriegelungselementen zusammenwirken. Der er
findungsgemäße Steckverbinder kann besonders vorteilhaft zur
Wanddurchführung bei unterschiedlichsten Wanddicken bzw.
Rückwandplatinendicken eingesetzt und an diese auch vor Ort
und bei Umbauten ohne weiteres angepaßt werden.
Eine hinsichtlich der Montage und der Anpassung vorteilhafte
Gestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Trägerelement ei
ne Öffnung in einer Wand hat, durch die der Halter einsetzbar
ist.
Eine hinsichtlich der Flexibilität und fertigungstechnisch
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die zu
sammenwirkenden formschlüssigen Konturen von einer außensei
tigen Zahnung des Halters und einer korrespondierenden innen
seitigen Zahnung gleicher Teilung des Trägerelements gebildet
sind. Damit läßt sich der Halter gegenüber dem Trägerelement
in einer Vielzahl diskreter relativer Axialpositionen fixie
ren, so daß eine Anpassung der Einstecktiefe z. B. für eine
Wanddurchführung in der Teilung entsprechenden Schritten in
feiner Abstufung möglich ist.
Eine hinsichtlich der Kopplung vieler optischer Kanäle bevor
zugte Fortbildung der Erfindung sieht vor, daß der Halter
mehrere Kammern zur jeweiligen schwimmenden federkraftbeauf
schlagten Lagerung eines individuellen Lichtwellenleiter
steckers aufweist. Bevorzugt schließt jeder Lichtwellenlei
terstecker mehrere Lichtwellenleiter ab. Als Lichtwellenlei
terstecker kommen dabei bevorzugt an sich bekannte sog.
"Mehrfachfaser-Ferrulen" in Betracht, die mehrere Lichtwel
lenleiterenden in einem gemeinsamen Kunststoffstecker führen.
Derartige Lichtwellenleiterstecker sind für sich beispiels
weise aus der eingangs genannten EP-0 485 196 B1 oder aus der
JP-07-77638 A bekannt.
Um die empfindlichen Kopplungsstirnflächen der Lichtwellen
leiterstecker gegen Beschädigungen im ungesteckten Zustand zu
schützen, sieht eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Er
findung vor, daß der Halter frontseitig einen Kragen auf
weist, der bis über die Stirnfläche(n) des oder der Lichtwel
lenleiterstecker(s) hinausragt.
Eine fertigungstechnisch und hinsichtlich des Lichtwellenlei
terschutzes vorteilhafte Fortbildung der Erfindung besteht
darin, daß der Halter rückwärtige Aufnahmekammern für Enden
von Zugentlastungselementen und/oder Knickschutzelementen
aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
einer Zeichnung näher erläutert, es zeigen:
Fig. 1 und 2 jeweils Schnittdarstellungen eines erfin
dungsgemäßen Steckverbinders und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Ausschnitt eines elektroni
schen Gerätes mit einer Wanddurchführung optischer Kanäle. In
einem Gestellschrank ist eine Leiterplattenbaugruppe 1 zusam
men mit weiteren (nicht gezeigten) Leiterplattenbaugruppen
parallel und rechtwinklig zu einer sog. Rückwandleiterplatine
2 angeordnet. Auf der Leiterplattenbaugruppe 1 ist ein erster
Steckverbinder 3 vorgesehen, um die Baugruppe 2 sowohl mecha
nisch mit der Rückwand 2 zu verbinden, als auch elektrische
und optische Signale von der Baugruppe zur bzw. durch die
Rückwandleiterplatine 2 führen zu können. Ein von der Rück
seite 4 der Wand 2 her einsteckbarer zweiter Steckverbinder 5
übergibt die Signale an andere Baugruppen des Gestell
schrankes oder leitet sie an andere Gestellschränke weiter.
Bei der explizit dargestellten Wanddurchführung umfaßt der
Steckverbinder 3 einen Halter 7 mit vier Kammern 8. In diesen
sind vier Lichtwellenleiterstecker 9 schwimmend parallel ne
beneinander gelagert. Die als sog. Mehrfachfaser-Ferrulen
(EP 0 485 196 B1) aus Kunststoff gebildeten Lichtwellenleiter
stecker 9 sind entgegen der Kraft individueller Schraubenfe
dern 10 in den Kammern 8 axial (in Richtung A) verschieblich,
wobei ihre axiale Bewegungsfreiheit jeweils durch den An
schlag einer Schulter 11 an stirnseitigen Verengungen 12 und
rückwärtig durch eine Halterwand 14 mit Durchtrittsöffnungen
15 für die in Lichtwellenleiterbändern 16 zusammengefaßten
Lichtwellenleiterenden 17 begrenzt ist. Auf der Leiterplat
tenbaugruppe 1 befindet sich eine Leiste 20 zur Aufnahme des
Halters 7. Der Halter wird von der kopplungsseitig offenen
Frontseite in die Leiste 20 eingeschoben, über Führungsele
mente zentriert und gegen einen Anschlag 21 gedrückt. Rastha
ken 22 rasten hinter der Leiste 20 ein. Beim Einsetzen des
Halters 7 in die Leiste 20 werden die Kammern 8 von einer Ab
deckung 23 der Leiste 20 soweit verschlossen, daß sich die
Lichtwellenleiterstecker 9 und die Federn 10 bei der Handha
bung bzw. bei Steckbewegungen nicht aus den Kammern 8 heraus
bewegen können. Die Leiste 20 kann neben dem Halter 7 außer
dem elektrische Kontaktelemente aufnehmen, so daß vor
teilhafterweise auch sog. Mischleisten konfigurierbar sind.
Der Steckverbinder 3 ist mit seinen Lichtwellenleitersteckern
9 von der Wandinnenseite 25 in einen Kopplungskörper 28 ein
führbar, der eine Öffnung 29 in der Wand 2 durchdringt. Die
wandinnenseitige Kontur 30 des Kopplungskörpers 28 ist so ge
staltet, daß sich beim Einstecken des Steckverbinders 3 die
Konturen der beteiligten Teile etappenweise zentrieren.
Letztlich zentrieren sich die Lichtwellenleiterstecker 9
gleichzeitig in an ihre Geometrie angepaßten Zentrierkanälen
32 mit rechteckigem Querschnitt. Bei vollständig eingesteck
tem Steckverbinder 3 schlägt die Stirnfläche 34 der Leiste 20
gegen eine Anschlagfläche 35 des Kopplungskörpers 28 und be
mißt insoweit die Einstecktiefe der Stecker 9. Der Kopplungs
körper 28 kann zusätzlich elektrische Kontakte aufnehmen bzw.
herstellen.
Der rückwärtig von der Wandaußenseite 4 in den Kopp
lungskörper einführbare Steckverbinder 5 umfaßt einen Halter
40, in dem in zum Halter 7 entsprechender Weise vier Licht
wellenleiterstecker 42 mit Zentrierstiften 42a (Fig. 3) in
Kammern 43 axial verschieblich entgegen der Kraft individuel
ler Schraubenfedern 44 schwimmend parallel nebeneinander ge
lagert sind. Die Lichtwellenleiterstecker 42 sind ebenfalls
sog. Mehrfachfaser-Ferrulen und sind in ihrer vorwärtigen
Axialverschieblichkeit durch das Zusammenwirken von Schultern
45 mit Verengungen 46 ihrer Austrittsöffnungen in dem Halter
40 begrenzt. Der Halter 40 ist frontseitig unter Bildung ei
nes Kragens 48 soweit verlängert, daß die empfindlichen kop
pelseitigen Stirnflächen 49 der Stecker- bzw. Lichtwellenlei
ter im dargestellten, ungesteckten Zustand geschützt sind.
Der hintere Bereich des Halters 40 hat Aufnahmekammern 50 bzw.
51 für individuelle Zugentlastungselemente 52 bzw. Knick
schutztüllen 53, die jeweils einem mehrere Lichtwellenleiter
54 umfassenden Lichtwellenleiterband 55 zugeordnet sind.
Wie die Fig. 1 und die separate, perspektivische Darstellung
des Steckverbinders 5 in Fig. 3 zeigen, hat der Halter 40 an
seinen beiden Seitenwänden 56, 57 einen zahnartig ausgebilde
ten Außenkonturbereich 58, 59, der im wesentlichen aus mit
einer Teilung T alternierenden parallelen Stegen 60 bzw. Nu
ten 61 besteht. Mit dieser so gebildeten außenseitigen Zah
nung 62 des Halters 40 sind korrespondierende Innenkonturen
63, 64 mit einer Zahnung 65 eines Trägerelementes 66 in Ein
griff. Der Halter 40 ist in das Trägerelement 66 von oben
durch eine Ausnehmung in der Deckwand 66a eingesetzt. Das
Trägerelement hat einen annähernd U-förmigen Querschnitt. Die
korrespondierenden innenseitigen Zahnungen 65 sind entspre
chend von alternierenden Stegen 69 und Nuten 70 gleicher Tei
lung T gebildet. Durch das Zusammenwirken der Zahnungen 62,
65 von Halter 40 und Trägerelement 66 sind diskrete, fixe
Axialpositionen des Halters 40 relativ zu dem Trägerelement
60 wählbar. Zur Einstellung eines gewünschten, auf die Dicke
d der Wand 2 und auf die hinsichtlich der Einstecktiefe der
Stecker 9 noch erforderliche Einstecktiefe der Lichtwellen
leiterstecker 9 abgestimmten Überstandes des frontseitigen
Bereichs des Halters 40 gegenüber dem Trägerelement 66 und
damit der Lichtellenleiterstecker 42 kann der Halter 40 gemäß
der Darstellung in Fig. 2 vertikal nach oben aus dem Trä
gerelement 66 entnommen, um eine gewünschte Anzahl Teilungen
T der Zahnungen in axialer Richtung A versetzt und zur axia
len Fixierung in Richtung der Stege 60 wieder in das Trägere
lement 66 abgesenkt werden. In den Fig. 2 und 3 ist ferner
eine Abdeckung 68 erkennbar, die den Innenraum des Halters 40
nach der Montage verschließt und die ihrerseits von einer
U-förmigen elektrischen Abschirmung 69 umgeben ist.
Das Trägerelement 66 (Fig. 2) weist seitliche Verriegelungs
fortsätze 80, 81 auf, die mit Öffnungen 83, 84 in nach außen
auf federbaren Verriegelungshebeln 85, 86 zusammenwirken. Bei
eingeführtem Steckverbinder 5 rasten die Verriegelungsfort
sätze 80, 81 in den Öffnungen 83, 84 ein und verhindern damit
ein ungewolltes Herausziehen des Steckverbinders 5 aus dem
Kopplungskörper 28. Diese Verriegelungsmittel bewirken eine
relative Lagefixierung des Trägerelements 66 in bezug auf den
Kopplungskörper 28 und die Wand 2, so daß durch die vorste
hend beschriebene Einstellungsmöglichkeit die Einstecktiefe e
des Halters 40 bzw. der Lichtwellenleiterstecker 42 in bezug
auf den Verriegelungspunkt zwischen den Verriegelungsmitteln
80, 81 bzw. 83, 84 individuell auf die Dicke d der Wand 2
einstellbar ist. Die beschriebene Wanddurchführung ist daher
in einfachster Weise bei gleichbleibender konstruktiver Aus
legung der wesentlichen Komponenten und bei unverändertem ma
ximalen Federweg bzw. unveränderten Federkräften auf ge
wünschte unterschiedliche Einstecktiefen äußerst einfach an
paßbar, wobei eine Anpassung des kooperierenden Steckver
binders 3 nicht erforderlich ist.
Claims (7)
1. Optischer Steckverbinder, der unter Ausrichtung mindestens
eines Lichtwellenleitersteckers (42) in einen Kopplungskörper
(28) einführbar ist,
mit einem Halter (40), in dem der Lichtwellenleiterstecker (42) entgegen der Kraft eines Federelements (44) axialver schieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Halter (40) in ein Trägerelement (66) eingesetzt ist, das mit Mitteln (80, 81) zur relativen Lagefixierung in bezug auf den Kopplungskörper (28) versehen ist, und daß
der Halter (40) durch zusammenwirkende halterseitige (58, 69) und trägerelementseitige formschlüssige Konturen (63, 64) in mindestens zwei verschiedenen diskreten Positionen gegenüber dem Trägerelement (66) in axialer Richtung (A) fixierbar ist.
mit einem Halter (40), in dem der Lichtwellenleiterstecker (42) entgegen der Kraft eines Federelements (44) axialver schieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Halter (40) in ein Trägerelement (66) eingesetzt ist, das mit Mitteln (80, 81) zur relativen Lagefixierung in bezug auf den Kopplungskörper (28) versehen ist, und daß
der Halter (40) durch zusammenwirkende halterseitige (58, 69) und trägerelementseitige formschlüssige Konturen (63, 64) in mindestens zwei verschiedenen diskreten Positionen gegenüber dem Trägerelement (66) in axialer Richtung (A) fixierbar ist.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Trägerelement (66) eine Öffnung (66a) in einer Wand hat
durch die der Halter (40) einsetzbar ist.
3. Steckverbinder nach einem der vorangehende Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zusammenwirkenden formschlüssigen Konturen (58, 59; 63, 64)
von einer außenseitigen Zahnung (62) des Halters (40) und
einer korrespondierenden innenseitigen Zahnung (65) gleicher
Teilung (T) des Trägerelements (66) gebildet sind.
4. Steckverbinder nach einem der vorangehende Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Halter (40) mehrere Kammern (43) zur jeweiligen
schwimmenden federkraftbeaufschlagten Lagerung eines
individuellen Lichtwellenleitersteckers (42) aufweist.
5. Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Lichtwellenleiterstecker (42) mehrere Lichtwellenleiter
(54) abschließt.
6. Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Halter (40) frontseitig einen Kragen (48) aufweist, der
bis über die Stirnfläche(n) (49) des oder der Lichtwellenlei
terstecker(s) (42) hinausragt.
7. Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Halter (40) rückwartig Aufnahmekammern (50, 51) für Enden
von Zugentlastungselementen (52) und/oder Knickschutz
elementen (53) aufweist.
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